本發(fā)明涉及用于檢查空的容器的雜質的一種方法和一種設備，其具有：用于產生激發(fā)射束的輻射源，其中，將激發(fā)射束引到空的容器的內壁上并且在那里激發(fā)需探測的雜質發(fā)出發(fā)光射束；至少一個用于探測由雜質發(fā)出的發(fā)光射束的裝置；以及用于對探測到的發(fā)光射束進行分析處理的裝置。

本發(fā)明特別是確定用于應用在自動灌裝設備中，在這些灌裝設備中以每小時最大90000瓶的高速度運輸容器。為了不損害這樣的瓶灌裝設備的通過量，用于容器控制的檢查裝置同樣必須設計為用于高速檢查容器。

背景技術：

在自動灌裝設備中，在裝填前對空的容器進行可能的雜質或異物檢查。按照傳統(tǒng)的方式，為此引導容器通過檢查裝置，該檢查裝置包括用于可見光的光源和CCD相機。在此基本上對容器進行透射并且從不同的視角進行檢查，從而保障了對雜質的可靠識別。例如由EP0415154A1公知了這樣的檢查裝置。

已經(jīng)證明：利用傳統(tǒng)的檢查裝置利用這樣的檢查裝置很難或者完全不能探測到確定的雜質、特別是有機雜質如絲狀菌、脂肪、碳氫化合物、昆蟲幼蟲、微生物或塑料。

此外眾所周知：一些特別是有機雜質具有發(fā)光現(xiàn)象，就是說，它們通過外部的能量作用可以進入被激發(fā)的狀態(tài)并且接著通過發(fā)射發(fā)光射束又能回到基本狀態(tài)。在這種情況下，不同種類的發(fā)光根據(jù)激發(fā)結束后發(fā)光的持續(xù)時間進行劃分。很短的余輝稱為熒光，該余輝作為激發(fā)的直接結果和伴隨現(xiàn)象出現(xiàn)。磷光的概念說明的是較長的余輝，該余輝在激發(fā)結束后持續(xù)1ms以上。

在這種情況下，通常通過照射UV光進行激發(fā)。由于特別是容器玻璃對于UV光具有很小的或完全沒有透明度，按照傳統(tǒng)的方式不將UV光用于容器檢查。

由WO2008/092537A1公知一種用于光學表示檢樣材料特性的設備，其中尤其是還使用了UV光。設置有至少一個UV探測器，利用該UV探測器可以測定檢樣的熒光或發(fā)光。由于穿過容器壁從外部對檢樣進行照明，這個檢樣對于所使用的射束來說必須是透明的。

由DE102010043131B1公知了一種用于借助電磁射束來無接觸地檢驗容器容納物的特性的設備。容器例如可以是糧倉、發(fā)酵罐或類似容器，并且所述設備用于實施無接觸的測量，以對位于容器中的容納物的工藝進展進行監(jiān)視。由于射束的射入深度可能比較小，所以設置有一個裝置，利用該裝置使得介質流入容器中，以便在容器內部產生渦流。造成渦流的介質在此對于電磁射束來說是透明的，因而在渦流內部可以實施用于確定容器容納物特性的無接觸的測量。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提高用于容器的檢查裝置的可靠性而無需同時顯著提高容器在檢查裝置中的停留時間。

根據(jù)本發(fā)明，所述目的通過如下方式得以實現(xiàn)：借助輻射源對空的容器的內壁進行照明，并且在適當?shù)难b置中對由附著在容器的內壁上的雜質產生的發(fā)光射束進行探測，并且接著對其進行分析處理。由于通常為容器使用的材料具有對于激發(fā)射束來說小的透明度，所以經(jīng)由空的容器的開口、例如出入口對內壁進行照明。

優(yōu)選輻射源是電磁輻射源，例如用于可見范圍中的光的輻射源，UV-A輻射源、UV-B輻射源、UV-C輻射源或倫琴射線輻射源或者它們的組合。

眾所周知：UV-C-射束具有殺菌的作用。所以通過使用UV-C射束可以附加地以有益的方式充分利用的是：不僅能夠探測到、而且同時能夠消滅由細菌、霉菌或真菌造成的輕度的有機污染，從而不必從灌裝裝置中將帶有這樣的雜質的容器剔出。

可以脈沖地運行輻射源并且控制該輻射源，使得只有當容器位于輻射源之前時才發(fā)出光脈沖。由于對于激發(fā)射束來說容器材料的通常小的透明度，容器本身用作輻射屏蔽物，因而如果有的話也僅僅是少量的射束到達外部。然后可以很簡單地構成或者甚至完全省略檢查設備的附加的屏蔽物。脈沖運行具有其他的優(yōu)點：通過這種方式降低了探測裝置的運動模糊(Bewegungsunschaerfe)。

輻射源也可以是使用在連續(xù)運行中的連續(xù)的輻射源。例如日光燈或熒光燈特別適合。

典型地在飲料工業(yè)中使用的容器的容器壁對于激發(fā)射束來說不是透明的，因而為了對容器內壁進行照射必須通過容器口將激發(fā)射束導入到或輻射源本身引入到容器內部。

輻射源優(yōu)選設置在容器之外并且將激發(fā)射束例如經(jīng)由一個或多個鏡子通過出入口引入導容器的內部。

在另一種實施方式中可以設置如下的裝置，利用該裝置將儀器頭部通過出入口引入到容器中。在此，在所述儀器頭部上例如可以安裝有光導體，經(jīng)由該光導體將激發(fā)射束引入到容器中。作為替換方案，儀器頭部也可以包括輻射源本身。儀器頭部也可以包括用于探測經(jīng)反射的射束的探測裝置。

由雜質發(fā)射的發(fā)光射束可以通過容器的出入口被從容器中導出并且例如借助鏡子引導到探測裝置上。這樣的配置具有優(yōu)點：它的結構特別簡單，因為只需要一個唯一的用于探測發(fā)光射束的裝置。

鏡子有益地是分色鏡，該分色鏡能夠讓需導入的入射的射束通過并且將從容器的出入口射出的、具有比激發(fā)射束更大的波長的發(fā)光射束反射并且將其引導到探測裝置上。

而激發(fā)射束的重新從容器中反射出來的部分不被分色鏡折射并且因此不射到探測裝置上。作為可選，為了選擇性封鎖UV射束或選擇性封鎖完全一般的非預期的光束頻率可以附加地在探測裝置前設置射束濾光器。

在一種優(yōu)選的實施方式中，由雜質發(fā)射的發(fā)光射束穿過容器的壁被從容器中導出并且由圍繞容器設置的一個或多個探測裝置接收。這種實施方式適用由于容器的幾何形狀不能經(jīng)由出入口實現(xiàn)對容器內壁直接照亮的情況。當然為此的先決條件是容器壁至少對于所預期的發(fā)光射束的一部分來說是透明的。傳統(tǒng)的容器玻璃滿足這個先決條件。

在這種實施方式中，不僅使用的探測裝置的設置結構而且數(shù)量是可以自由選擇的。在這種情況下重要的僅僅是：為了保障對整個容器的雜質的檢查，獲得整個容器內壁的影像。

經(jīng)由容器壁將發(fā)光射束從容器內部引出同樣適用于如下的實施方式，在這些實施方式中，輻射源被經(jīng)由容器嘴引入到容器中并且通過這種方式封鎖發(fā)光射束通過容器口的光路。

用于探測發(fā)光射束的裝置優(yōu)選是CCD相機。為了避免或降低運動模糊，可以使用快門速度高的快門相機。這在輻射源連續(xù)運行時是特別有利的。為了提高輻射強度，可以利用透鏡將激發(fā)射束集束到出入口上。

另外，本發(fā)明涉及一種用于檢查空的容器的雜質的方法。該方法包括步驟：利用輻射源照射容器的內壁；借助探測裝置探測由可能存在的雜質輻射的發(fā)光射束；和在分析處理裝置中對探測到的發(fā)光射束進行分析處理。

如果在根據(jù)本發(fā)明的方法中使用強度大的UV輻射源、例如UV-C輻射源，那么產生優(yōu)點：射束不僅可以用于探測雜質，而且通過該射束同時還消滅雜質如微生物、細菌、真菌或霉菌。

此外，在檢測污染時產生高度的靈敏度，該靈敏度例如實現(xiàn)在弱的、然而大面積的污染如微生物污染與較大的雜質之間進行區(qū)分?？梢酝ㄟ^利用UV-C射束的照射消滅薄的微生物層，因而然后沒有必要將這樣的容器從灌裝過程中剔出。而如果在一個容器中識別出較大的雜質，那么必須使這個容器重新經(jīng)過洗凈。

根據(jù)另一種優(yōu)選的實施方式，只有當探測到的發(fā)光射束超過事先確定的閾值時才將受污染的容器剔出。為了識別污染的特性，將容器的基于發(fā)光射束的圖像輸送給圖像分析處理電子系統(tǒng)，該圖像分析處理電子系統(tǒng)例如識別特別亮的區(qū)域或色差。例如可以通過與保存的數(shù)據(jù)或樣本的比較進行分析處理。在偏差或超過閾值的情況下，分析處理電子系統(tǒng)回復一個故障信號，該故障信號然后在必要時導致有關容器的剔出。

本發(fā)明不僅適于對發(fā)熒光的、而且還適于對發(fā)磷光的雜質進行探測。

另外，本發(fā)明可以用于檢查由任意材料構成的容器。本發(fā)明特別有益地能夠使用在由對于激發(fā)射束來說不透明的、然而對于發(fā)光射束來說透明的材料構成的容器中。因此，本發(fā)明特別適合于應用在由玻璃或透明塑料諸如PET構成的容器中。

附圖說明

借助下面的附圖進一步闡述本發(fā)明的方法和設備。附圖中：

圖1為用于檢查空的容器的第一設備的原理圖；

圖2為用于檢查空的容器的第二設備的原理圖；

圖3為圖2所示設備的頂視圖。

具體實施方式

圖1描繪的設備包括一個電磁輻射源1，該電磁輻射源的射束借助透鏡2在瓶嘴的區(qū)域中聚束。射束在此經(jīng)過設置在透鏡2與瓶嘴之間的分色鏡3。分色鏡3構造成使激發(fā)的射束通過，而將預期的波長較長的發(fā)光射束反射。

當瓶子沒有雜質時，激發(fā)射束的一部分重新從瓶口中反射回來并且通過分色鏡3而不折射到CCD相機5上。

然而如果發(fā)光雜質、即對具有發(fā)光現(xiàn)象的激發(fā)射束作出反應的雜質位于瓶中，那么由雜質發(fā)出的發(fā)光射束的一部分通過嘴部離開瓶子并且射到分色鏡3上。該分色鏡3將這個波長較長的發(fā)光射束反射到CCD相機5上，然后射束在該CCD相機中被探測。

此外可以設置有濾光器4，以防止部分激發(fā)射束到達CCD相機上，或者以便選擇地只使確定的頻率范圍通過。

圖1示出的實施方式特別適合于檢查如下的容器，在這些容器中，可以經(jīng)由容器口照亮該容器的整個內部空間，即例如具有長形的、逐漸擴大的瓶頸的瓶子或具有大的出入口的容器。

如圖2所示的改良的結構適于由于幾何形狀不允許經(jīng)由出入口照亮內壁的容器。然而在這種情況下前提條件是：容器壁由對于發(fā)光射束來說透明的材料構成。

在圖2所示出的設備中，輻射源同樣定位在需檢驗的容器上方。經(jīng)由容器的出入口將激發(fā)射束引入到容器內部。如在圖2中表示出的那樣，入射的射束在需檢驗的容器的內部側壁和底部上得到反射，從而在這個設備中同樣將容器的整個內部空間照亮。

如果在圖2的設備中發(fā)光的雜質位于容器中，那么這個雜質由于激發(fā)射束而又發(fā)出發(fā)光射束。如上面討論的那樣，發(fā)光射束的波長大于激發(fā)射束的波長，并且因此當容器由對于發(fā)光射束的頻率范圍來說透明的材料構成時也可以直接穿過容器壁從容器中射出。為了探測這個發(fā)光射束，設置有安裝在容器之外的探測裝置諸如CCD相機。在圖3的頂視圖中示出探測裝置的設置結構。在這種設置結構中，各2個CCD相機成對地相對設置。然而只要保障獲得容器的完整的圖像就可以自由選擇探測裝置的數(shù)量和設置結構。也可以將探測裝置安裝在需檢驗的容器下方或上方。

如果容器的材料對于激發(fā)射束來說是不透明的，那么在這種實施方式中不需要用于封鎖激發(fā)射束的附加的濾光器。圖2所示出的實施方式例如特別適合于借助UV光束檢驗玻璃容器。容器玻璃典型地對于UV射束來說幾乎是透不過的。以此相反，由雜質輻射的發(fā)光射束具有較大的波長，該波長主要位于可見范圍內并且因此可以毫無問題地穿過容器壁。