Способ и устройство для устранения паразитных отражений при проверке светопроницаемых или прозрачных полых объектов

Изобретение относится к области проверки светопроницаемых или прозрачных полых изделий или объектов при высокой температуре. Заявлен способ проверки посредством, по меньшей мере, одного датчика (6), чувствительного к инфракрасному излучению, прозрачных или светопроницаемых полых объектов (2) при высокой температуре, выходящих из различных формовочных полостей (4). Способ согласно изобретению заключается в том, что из инфракрасного излучения, принимаемого чувствительным датчиком, устраняют инфракрасное излучение, отражаемое объектом и испускаемое источниками инфракрасного излучения, находящимися рядом с этим объектом. Технический результат - создании оптического способа, позволяющего ограничивать и даже устранять влияние источников инфракрасного излучения вблизи проверяемого объекта в процессе измерения инфракрасного излучения, испускаемого данным объектом, а также позволяющего устранять паразитное инфракрасное излучение, отражаемое проверяемым объектом, чтобы улучшить качество проверки с целью установления, является ли объект дефектным или нет. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области проверки светопроницаемых или прозрачных полых изделий или объектов при высокой температуре.

Более конкретно целью изобретения является высокоскоростная проверка объектов, таких как бутылки или флаконы из стекла, на выходе машины для изготовления или формования изделий.

Уровень техники

В области изготовления изделий из стекла известно использование инфракрасного излучения, испускаемого изделиями на выходе из формовочной машины, для осуществления контроля или проверки в целях выявления возможных дефектов на поверхности или внутри изделий. Контроль качества таких объектов необходим для отбраковки объектов с дефектами, которые способны ухудшить эстетику внешнего вида или, что более серьезно, представлять реальную опасность для конечного пользователя.

Обычно формовочная машина содержит различные полости, каждая из которых оснащена формой для придания объекту окончательной формы при высокой температуре. На выходе из формовочной машины объекты направляются таким образом, чтобы образовать ряд или линию на конвейере, последовательно подающем объекты к различным станциям обработки, такой как напыление и нормализация.

Представляется целесообразным выявлять дефекты формования как можно раньше на выходе из формовочной машины, до различных станций обработки, чтобы как можно раньше произвести корректировку на уровне формовочной машины. Из уровня техники известны различные решения по проверке объектов при высокой температуре, выходящих из формовочной машины.

Так, например, в патентном документе GB 9408446 описан аппарат, образованный двумя датчиками инфракрасного излучения, расположенными по обе стороны от конвейера, направляющего объекты на выходе из формовочной машины. Каждый из этих датчиков генерирует сигнал в ответ на тепловое излучение, испускаемое объектами. Если такой сигнал не соответствует предварительно определенному образцу, объект считается дефектным. Следует заметить, что при такой проверке для каждой формовочной полости необходимо иметь изображение объекта, который считается качественным и может служить опорным образцом.

Аналогичным образом в патентном документе DE 19902316 предложено анализировать термический профиль объектов, воспринимаемый датчиком инфракрасного излучения. При этом для каждой формовочной полости статистически определяется расчетный термический профиль, который сравнивается с измеренным термическим профилем для выявления дефектного или бездефектного состояния объекта.

Независимо от недостатков и неудобств, с которыми связаны описанные известные способы, заявителем было установлено, что измерение инфракрасного излучения каждого объекта не дает действительных результатов из-за погрешности, вносимой другими источниками инфракрасного излучения, которое отражается проверяемой поверхностью. Так, например, этими так называемыми паразитными источниками инфракрасного излучения могут быть объекты, расположенные перед проверяемым объектом или за ним по ходу производственного процесса, объекты перед их формованием или объекты на другой производственной линии.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в устранении указанных недостатков и создании оптического способа, позволяющего ограничивать и даже устранять влияние источников инфракрасного излучения вблизи проверяемого объекта в процессе измерения инфракрасного излучения, испускаемого данным объектом.

Другой задачей изобретения является создание оптического способа, позволяющего устранять паразитное инфракрасное излучение, отражаемое проверяемым объектом, чтобы улучшить качество проверки с целью установления, является ли объект дефектным или нет.

В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет способа проверки посредством, по меньшей мере, одного датчика, чувствительного к инфракрасному излучению, прозрачных или светопроницаемых полых объектов при высокой температуре, выходящих из различных формовочных полостей. Согласно изобретению, из принимаемого чувствительным датчиком инфракрасного излучения устраняют инфракрасное излучение, отражаемое объектом и испускаемое источниками инфракрасного излучения, расположенными рядом с этим объектом, для определения, является ли объект дефектным или нет.

Согласно примеру осуществления изобретения способ предусматривает устранение инфракрасного излучения, поляризованного в преимущественном направлении.

Предпочтительно устраняют инфракрасное излучение, поляризованное в преимущественном вертикальном направлении.

Согласно предпочтительному примеру осуществления поляризованное инфракрасное излучение устраняют в инфракрасном диапазоне, охватывающем инфракрасный диапазон датчика.

Другой задачей изобретения является создание устройства для проверки горячих прозрачных или светопроницаемых полых объектов, выходящих из различных формовочных полостей, способного ограничивать и даже устранять влияние источников инфракрасного излучения вблизи проверяемого объекта.

Для решения этой задачи устройство содержит, по меньшей мере, один датчик, чувствительный к инфракрасному излучению, испускаемому проходящими перед датчиком объектами, и блок управления и обработки выходных сигналов датчика, выполненный с возможностью определения, является ли объект дефектным или нет. Согласно изобретению, оптическая система каждого чувствительного датчика снабжена поляризатором, вектор поляризации которого по существу ортогонален вектору поляризации лучей, отражаемых проверяемым объектом.

Предпочтительно поляризатор имеет вектор поляризации, ортогональный вектору поляризации лучей, отражаемых проверяемым объектом.

Согласно примеру осуществления поляризатор имеет горизонтальный вектор поляризации.

Предпочтительно поляризатор осуществляет функцию поляризации в инфракрасном диапазоне, охватывающем, по меньшей мере, инфракрасный диапазон датчика.

Краткое описание чертежей

Далее со ссылками на прилагаемые чертежи будут подробно описаны примеры осуществления изобретения и его различные другие особенности.

На чертежах:

фиг.1 схематично изображает проверочное устройство в соответствии с примером осуществления изобретения,

фиг.2 изображает схему формирования паразитных отражений на поверхности объекта, создаваемых соседними объектами в процессе проверки,

фиг.3 изображает схему, иллюстрирующую принцип действия устройства по изобретению.

Осуществление изобретения

Как показано на фиг.1, изобретение относится к устройству 1, которое позволяет проверять в горячем состоянии светопроницаемые и прозрачные полые объекты 2, такие как бутылки и флаконы из стекла. Устройство 1 расположено таким образом, чтобы обеспечивать возможность проверки объектов 2, которые выходят из машины 3 для изготовления или формования и поэтому имеют высокую температуру.

Формовочная машина 3 обычно содержит ряд полостей 4, каждая из которых обеспечивает формование объекта 2. Известным образом объект 2, сформованный машиной 3, направляется на выходной конвейер 5 таким образом, что объекты 2 образуют ряд или линию на конвейере 5. Объекты 2 направляются последовательно в различные станции обработки.

Согласно изобретению устройство 1 содержит станцию Р высокоскоростной проверки или контроля объектов 2 при высокой температуре. Для этого станция Р проверки расположена как можно ближе к формовочной машине, так что конвейер 5 обеспечивает последовательное перемещение объектов 2 при высокой температуре через станцию Р проверки. Станция Р проверки содержит, по меньшей мере, один, а в показанном примере выполнения два датчика 6, чувствительных к инфракрасному излучению, испускаемому объектами 2. проходящими перед каждым датчиком. Следует заметить, что инфракрасное излучение, испускаемое горячими объектами 2, занимает инфракрасные области спектра от ближней (длинноволновой) области до дальней (коротковолновой) области. Соответственно, датчики 6 расположены на выходе формовочной машины 3 таким образом, чтобы воспринимать полностью или частично инфракрасное излучение (от ближней до дальней инфракрасной области спектра), испускаемое объектами 2. В показанном примере выполнения два датчика 6 расположены с одной и с другой стороны от конвейера 5, чтобы проверять объекты 2 с двух сторон. В качестве примера каждый датчик 6 представляет собой инфракрасную камеру.

Следует отметить, что каждый датчик направлен таким образом, чтобы наблюдать объект 2 внизу относительно направления D следования объектов. Таким образом, датчики 6 расположены симметрично с одной и другой стороны от конвейера 5.

Традиционным образом датчики связаны с блоком 10 управления и обработки выходных сигналов датчиков 6. Каждый датчик генерирует выходной сигнал, например, видеосигнал, в ответ на инфракрасное излучение, испускаемое объектом 2. Блок 10 выполнен соответствующим образом для управления работой датчиков 6 при проходе объектов 2 в их поле зрения таким образом, что каждый датчик 6 делает снимок изображения каждого объекта 2, проходящего с высокой скоростью. Изображения, снятые датчиком или датчиками 6, анализируются блоком 10 в ходе этапа проверки для выявления возможных дефектов объектов 2 или для анализа функционирования процесса формования. Таким образом, блок 10 может определять, являются ли проверяемые объекты дефектными или нет. Говоря более точно, блок 10 позволяет определять, имеет ли проверяемый объект дефекты на поверхности и/или в материале, из которого он изготовлен.

Согласно изобретению оптическая система каждого датчика 6 снабжена оптическим поляризатором для ограничения или даже устранения инфракрасного излучения, отражаемого проверяемым объектом и исходящим от источников вблизи проверяемого объекта, которые рассматриваются как паразитные источники инфракрасного излучения.

Действительно, следует учитывать, что тепловые источники, находящиеся рядом с проверяемым объектом, которым в данном примере выполнения по фиг.2 является объект 2, создают паразитные отражения R от поверхности проверяемого объекта 2. Так, например, находящиеся на конвейере 5 объект 2₁, нижний по потоку относительно проверяемого объекта 2, и верхний по потоку объект 2₂ имеют температуру, близкую к температуре проверяемого объекта, и испускают инфракрасное излучение, которое отражается от поверхности проверяемого объекта 2 и создает помехи при измерении инфракрасного излучения, выполняемом каждым датчиком 6. Отсюда следует, что излучение, воспринимаемое каждым датчиком, является функцией прямого неполяризованного излучения проверяемого объекта 2 и излучения, испускаемого соседними объектами и отраженного поверхностью проверяемого объекта 2. Очевидно, что другие тепловые источники могут также создавать отражения от поверхности проверяемого объекта 2. Такими источниками могут быть объекты перед их формованием или объекты при высокой температуре, изготовляемые на соседней линии.

Как следует из примера, показанного на фиг.3, соседний или паразитный источник 2₂ инфракрасного излучения испускает в направлении проверяемого объекта 2 инфракрасное излучение, вектор V_P поляризации которого имеет множество непреимущественных направлений. Паразитные отражения R, вызываемые этим паразитным тепловым источником 2₂ от поверхности проверяемого объекта 2, по большей части поляризуются в преимущественном направлении. В показанном примере инфракрасное излучение от паразитных отражений R имеет вектор V_V поляризации вертикального направления.

Соответственно, задачей изобретения является расположение поляризатора в оптической системе каждого измерительного датчика 6 таким образом, чтобы он был ориентирован по существу ортогонально, предпочтительно, точно ортогонально этому преимущественному направлению вектора поляризации инфракрасного излучения, отражаемого поверхностью проверяемого объекта 2. Такой поляризатор позволяет устранять из инфракрасного излучения, учитываемого каждым измерительным датчиком, инфракрасное излучение, испускаемое в данном примере осуществления соседними источниками 2₁, 2₂ и отражаемое поверхностью проверяемого объекта 2.

В показанном примере осуществления поляризатор имеет горизонтальный вектор поляризации, то есть вектор поляризации, перпендикулярный вектору V_V поляризации паразитного инфракрасного излучения. Согласно предпочтительному примеру осуществления может быть предусмотрено выполнение поляризатора посредством поляризующего линейного фильтра или посредством других оптических элементов, таких как круговой или эллиптический поляризатор. Поляризатор выполняет функцию поляризации в инфракрасном диапазоне, охватывающем, по меньшей мере, инфракрасный диапазон измерительного датчика.

Из решения по изобретению следует, что учитываемое инфракрасное излучение соответствует прямому неполяризованному излучению проверяемого объекта. Это позволяет точно определять, является ли проверяемый объект дефектным или нет. Другими словами, решение по изобретению позволяет улучшить выявление дефектов на поверхности и/или в материале проверяемого объекта.

Изобретение не ограничивается описанными примерами осуществления, поскольку возможны различные изменения и модификации, не выходящие за пределы объема охраны.

1. Способ проверки посредством, по меньшей мере, одного датчика (6), чувствительного к инфракрасному излучению, прозрачных или светопроницаемых полых объектов (2) при высокой температуре, выходящих из различных формовочных полостей (4), отличающийся тем, что устраняют из принимаемого чувствительным датчиком инфракрасного излучения инфракрасное излучение, отражаемое полым объектом и испускаемое источниками инфракрасного излучения, расположенными рядом с этим полым объектом, для определения, является ли полый объект дефектным или нет.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что устраняют инфракрасное излучение, поляризованное в преимущественном направлении.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что устраняют инфракрасное излучение, поляризованное в преимущественном вертикальном направлении.

4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что устраняют поляризованное инфракрасное излучение в инфракрасном диапазоне, охватывающем инфракрасный диапазон датчика.

5. Устройство для проверки горячих прозрачных или светопроницаемых полых объектов (2), выходящих из формовочных полостей (4), содержащее, по меньшей мере, один датчик (6), чувствительный к инфракрасному излучению, испускаемому проходящими перед датчиком полыми объектами (2), и блок (10) управления и обработки выходных сигналов датчика, выполненный с возможностью определения, является ли полый объект дефектным или нет, и соединенный с указанным, по меньшей мере, одним датчиком (6), отличающееся тем, что оптическая система каждого чувствительного датчика (6) снабжена поляризатором, вектор поляризации которого, по существу, ортогонален вектору поляризации лучей, отражаемых проверяемым полым объектом и испускаемых источниками инфракрасного излучения, расположенными рядом с этим полым объектом.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что поляризатор имеет горизонтальный вектор поляризации.

7. Устройство по п.5 или 6, отличающееся тем, что поляризатор осуществляет функцию поляризации в инфракрасном диапазоне, охватывающем, по меньшей мере, инфракрасный диапазон датчика.