用于检测充满啤酒的玻璃瓶中的玻璃颗粒的方法与设备技术

用于检测在一个充满饮料，如啤酒的瓶子中是否有玻璃颗粒的方法，该瓶（１）在其底部（４）有一个上凸部分（６）；该方法包括以下步骤： ａ）使瓶（１）中的饮料（１０）相对瓶（１）旋转； ｂ）将瓶（１）相对于一个摄象机（４０）夹持住保持静止； ｃ）用一个光束（３１）照射瓶子底部（４）从而照亮瓶（１），光束（３１）的方向（３２）基本上沿着瓶（１）的中心轴线（２）； ｄ）给摄象机（４０），优选的是一个ＣＣＤ摄象机定位，使得摄象机（４０）的光轴（４１）与光束（３１）的方向（３２）间的夹角α在１２０°－１５０°范围内，优选１３５°左右； ｅ）获得第一个图象信号，该信号代表着由摄象机（４０）得到的第一个图象； ｆ）获得第二个图象信号，该信号代表着由摄象机（４０）得到的第二个图象，第二个图象的获取时间与第一个图象的获取时间有一段时间间隔； ｇ）比较第一与第二个图象信号，从而得到一个比较信号； ｈ）重复步骤（ｅ）至（ｇ）至少一次； ｉ）如果在步骤（ｈ）获得的比较信号中至少有一个显示出有移动目标存在，则产生一个瓶子剔除信号。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于检测充满一种饮料，例如啤酒的玻璃瓶中的玻璃颗粒的方法与设备。已有几种用于检测盛于一个透明容器中的一种液体里的杂质颗粒的方法被提出。这些方法中重要的一类是使用至少一个摄象机以从容器及其盛放物中获取一个图象，并采用一种图象处理技术处理由摄象机获取的图象，从而确定液体中是否有杂质颗粒(即不希望有的物质)。一方面，为了使图象处理装置能够区分从容器获得的图象与从液体中颗粒获得的图象，需采用一种专用旋转/停止技术。此外，首先使容器以一定的转速绕其纵向轴线转动，并持续足够的时间使得容器中的液体与容器一起转动(用“旋转”表示)。其次，容器旋转突然停止；但液体仍然旋转。这样，可以得到容器与其盛放物的两个图象，再将这两个图象彼此相减。由于容器停止旋转了，因此两个图象中源于容器的细节会完全相同，在图象相减时相互消除了。另一方面，源于液体或源于液体中的杂质颗粒的图象的细节则在两个图象中相互置换，这样它们会在减色后仍可见。为了获得容器及其盛放物的一个图象，各种方案已被提出。其中一些方法可以认为是“透射法”这里，光源发出的光穿过被检测的容器，摄象机对着光源放置，这样，摄象机的轴线与光源轴线呈180°。其他技术可以认为是“向回反射法”这里，光源发出的光被容器及其盛放物反射回来照到邻近光源放置的摄象机上，这样，摄象机轴线与光源轴线呈一个小角度，通常为0°至30°之间，后面方法的一个派生方法可以认为是“侧向反射法”；这里，光源发出的光被容器及其盛放物向侧向反射到摄象机上，摄象机的放置使得摄象机的轴线与光源轴线呈大约90°。上述几种方法已经在一些领域，如制药业中使用并取得不同程度的成功。本专利技术的目标是瓶装饮料行业特别是瓶装啤酒。在下文中，本专利技术将针对啤酒作出解释，但应记住，对于其他饮料也可用相同的办法解决相同的问题，因此本专利技术的范围也延伸到其他饮料中。在生产瓶装啤酒中，质量控制的一个重要方面是检测瓶中是否有玻璃颗粒。显然，用于人类消费的饮料中是不允许存在玻璃颗粒的，一个瓶中若含有这种颗粒则将视为废品。尽管在这个领域中，质量控制是永远受到重视的事情，但上述几类方法中没有一种被证明能足够成功地检测到啤酒中的微小玻璃颗粒。特别小的颗粒，在0.2毫米级别上，已证明非常难检测出，已知的方法和设备在检测这种颗粒时，其确定性和可靠性均不令人满意。目前使用的方法与设备由于其效果不令人满意，这是由许多有关瓶装啤酒业的特定问题导致的。第一类问题涉及到瓶子的形状。一个啤酒瓶的底部，从瓶内看，不是象制药业与医疗业中使用的玻璃瓶那样的平面或内凹形，而是内凸形。换言之，当啤酒瓶竖直向上站立时，其底部形状是在瓶内中央向上呈山形。由于这种形状，玻璃颗粒在瓶中趋向于集中在瓶底边缘处，即由上述山形的根部与瓶子侧壁形成的角落处。在这个位置上，由于瓶子此部分的光学性能所限，因而很难用视觉检查出玻璃颗粒。一方面，此处的玻璃弯曲得相对更加剧烈。另一方面，瓶底外部的周边呈特定轮廓，即“滚花”形状，而且瓶子外壁下部还会有划痕，经常达到使此部分的外壁不透明因而不能获取图象的程度。这种情况还会因瓶子在加工过程中会留下模具痕迹而加重。第二类问题涉及到瓶中液体的品种。饮料，如啤酒中，含有一定量的溶解气体，通常为二氧化碳，当液体受到扰动时会产生气泡。这些气泡会影响光学检测方法。显然，检测方法应能辩别不希望有的玻璃颗粒和Co2气泡，否则，会有许多合格的瓶装饮料会因为含有绝对无害的物质，如Co2气泡或其他溶解气体而被当作废品。本专利技术的总的目标就是提供改进的方法和设备，在检测充满饮料，如啤酒的瓶中的玻璃颗粒时检测效率和可靠性会有提高且克服上述的问题。更具体地讲，本专利技术的一个目的就是提供一种检测方法和设备，适合于检测小至0.2毫米的玻璃颗粒。这种方法与设备最好能够检测范围在0.2毫米至10毫米(或者更大)的玻璃颗粒。在这点上，可以看出可以预期的瓶中含有的颗粒的体积上限是由瓶口直径所决定的。再具体一些，本专利技术的一个目的是提供这样的检测方法和设备能够满足上述要求，且能够用于一个制造车间的瓶装生产线上，而不会对生产速率造成负面影响。本专利技术的进一步的目的是满足上述要求而且节约费用。上述目的可以由权利要求中限定的方法和设备实现。下面通过附图对一个最佳实施例进行解释，将使本专利技术的上述以及其他方面、特性和优点更加清楚。附图包括附图说明图1为根据本专利技术的用于检测瓶装啤酒中的玻璃颗粒的设备结构简图；图2为时间坐标图，显示出本专利技术的工作过程；图3为组装在一条生产线上的一个检测设备的俯视简图；图4为一个输送盘的侧视图，简要说明了数据传输方法；图5为一个输送盘的侧视图，简要说明数据传输的一种优选方法；图6A-B显示了一种低成本的最佳实施例的图象处理示意图。在图1中简要显示了一个啤酒瓶1上有一个中轴线13、一个颈部2、一个大体上为圆柱形的侧壁3和一个瓶底4。侧壁3的下面部分5上通常有划痕，这会降低此部分的光学性能；下面部分5上因而还被称为“划痕部分”。瓶底4上的中心部位6向瓶内凸出，即它为小山形；这一中央部位也被称为“山体部分”。瓶底4有一个外缘7，外缘7的下方有齿形轮廓或“滚花”8。在这个外缘7处，瓶1的上述山体部分6与瓶1的划痕部分5相交。瓶1中充满啤酒10，啤酒中会含有CO2气泡11。图1中显示的啤酒瓶1位于检测站20中，从而检测瓶1中是否含有玻璃颗粒12。检测站包含一个辅助机架21。瓶1相对于机架21牢固夹持住，其夹持工具大体由22表示出并夹住瓶2的颈部2。夹持工具22的结构对本专利技术来说并不重要，其详细知识对于要理解本专利技术的技术人员来说也不是必需的；因此夹持工具22将不作详细解释。检测站20包含一个照明装置30，它可通过任何适合的固定装置23固定在辅助机架21上。照明装置30可产生一束可见光31并将光束31指向瓶1的底部4，其方向32基本对中在瓶1的中心轴线13上。光束31的宽度足够照亮山体部分6，最好能完全照亮瓶底4。照明装置30的性质和结构对于本专利技术来说并不重要，其详细知识对于要理解本专利技术的技术人员来说也不是必需的；因而照明装置30的详细解释被略去。以下的解释就足够了照明装置30上包含一个照明光源33，如一个激光器或一个卤光灯；两个光学装置34、35用于光束31的成形定向，如一个透镜34和一个反射镜35。检测站20中还含有一个摄象装置40，优选的装置为一个CCD(电荷耦合器件)摄象机。摄象机40通过任何适合的固定装置24固定在辅助机架21上。这样，根据本专利技术的一个重要方面，瓶1相对于摄象机40静止地夹持固定着。摄象机40有一个光轴41，根据本专利技术的另一个重要方面，光轴41与光束31的方向32的夹角α为120°至150°。优选的结构是，夹角α大约为135°，如图1所示。摄象机40的光轴41与瓶1的中心轴线13交于S点，S点接近山体部分6的顶部。在实际中，交点S在山体部分6顶部上方距离很近处，如图所示。优选的结构是，摄象机40的放置使得其焦点或焦面与上述交点S基本重合。镜片可以选择为使得在图象摄制结构的光轴方向上的视野深度确保相对长些，这样就可根据瓶1的尺寸选择视野深度。可以看到，摄象机40本身可以放置在不同的位置和/或不同的角度，而摄象机的光轴可通过光学装置，如反射镜，用图示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼·詹姆斯·克朗肖，克里斯托弗·詹姆斯·霍奇斯，马克·鲁滨逊·汉弗莱斯，戴维·利文斯通，斯蒂芬·彼得·伍德尔，伯纳德斯·科内利斯·约翰内斯·兰德曼，
申请(专利权)人：海内肯技术服务公司，
类型：发明
国别省市：