DE2257684C2

DE2257684C2 - Vorrichtung zur Dickenmessung eines Glasbehälters

Info

Publication number: DE2257684C2
Application number: DE2257684A
Authority: DE
Inventors: Gerald Fredrick Holland Ohio Scherf
Original assignee: Owens Illinois Inc
Current assignee: OI Glass Inc
Priority date: 1971-11-29
Filing date: 1972-11-24
Publication date: 1984-12-06
Also published as: AU4769572A; ES436946A1; CA964331A; FR2163117A5; US3710938A; DE2265192A1; GB1399517A; ES408564A1; DE2257684A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Dickenmessung eines zwischen einer Sendeantenne zur Erzeugung eines Hochfrequenzfeldes und einer Sonde liegenden Glasbehälters, wobei die sich direkt neben dem beweglich gelagerten Glasbehälter befindliche Sonde eine von der Wanddicke abhängige, elektromagnetische Größe erfaßt, mit einer an die Sonde angeschlossenen, elektronischen Schaltungsanordnung, die in Abhängigkeit von dem Sondenausgangssignal eine Vorrichtung zum Entfernen des Glasbehälters aktiviert.

Eine derartige Vorrichtung ist bekannt (US-PS 33 93 799). Mit ihr können auf zufriedenstellende Weise relativ großflächige Fehler wie Wandverdünnungen ermittelt werden. Sie ist jedoch nicht in der Lage, sowohl großflächige als auch schmale Fehler, zum Beispiel sogenannte Bandreißfehler, gleichermaßen in zufriedenstellender Weise zu erkennen, damit die fehlerhaften Glasbehälter aussortiert werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabenstellung zugrunde, eine Vorrichtung zur Dickenmessung von Glasbehältern zu schaffen, bei der mit Hilfe einer gemeinsamen elektronischen Schaltungsanordnung sowohl breite als auch verhältnismäßig schmale Fehler in der Wandung der Glasbehälter festgestellt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ausgang der Sonde an einer Differenzierslufe angeschlossen ist, daß der Ausgang der Differenzierstufe mit einem Eingang eines Operationsverstärkers verbunden ist, der mittels einer vorwärts gepolten, mit dem ersten Eingang verbundenen Diode und einer entgegengesetzt dazu gepolten, mit Masse verbundenen Diode den Absolutwert des differenzierten Signals bildet, daß der Ausgang des Operationsverstärkers an einen weiteren, als Schwellwertdiskriminator dienenden Operationsverstärker angeschlossen ist, dessen Ausgang über eine Diode auf den Eingang rückgekoppelt ist, und der Eingang des Operationsverstärkers mit einem mehrpoligen Schalter verbunden ist, der über mehrere parallele Widerstände an eine Spannungsquelle angeschlossen ist

Während bei der bekannten Vorrichtung die Hochfrequenzsonde die Schwankungen der empfangenen Hochfrequenzenergie in ein entsprechendes Ausgangs signal umwandelt, wird bei der erfindungsgemäßen Vor richtung das Ausgangssignal der Sonde differenziert Dadurch wird unabhängig von der Breke des Fehlers stets ein definiertes Signal erhalten. Bei breiten Fehlern sorgt der den Absolutwert des differenzierten Signales

is bildende Operationsverstärker dafür, daß sowohl der Anfang als auch das Ende eines Fehlers (bei rotierendem Behälter gegenüber der feststehenden Sonde und umgekehrt) klar sichtbar gemacht werden können. Bei sehr schmalen Fehlern wird letztlich nur ein einziger verhältnismäßig kleiner Impuls durch die Sonde erzeugt, der durch die Differenzierstufe ebenfalls deutlich sichtbar gemacht werden kann. Die parallelen Widerstände, die mit dem Eingang des Operationsverstärkers verbunden sind, dienen zur Anpassung an unterschiedliehe Beh?Jtertypen.

Es ist an sich bekannt elektronische Signale zu differenzieren (Taschenbuch der Hochfrequenztechnik 3. Auflage von 1968, Seiten 1200 bis 1205). Es ist ferner bekannt, bei der elektro-optischen Oberflächenprüfung von Fliesen Prüflicht in Form von Rechteckimpulsen auf die Oberfläche zu richten und die proportionalen Ausgangssignale einer Lichtempfangsvorrichtung zu differenzieren (DE-OS 20 01 990). Die Differenzierung dient dazu, durch Zählung der differenzierten Impulse eine Fehlerkennung zu ermöglichen. Bei fehlerfreier Oberfläche werden zwei Impulse erzeugt, welche ansteigender und abfallender Flanke eines Rechteckimpulses entsprechen. Bei Auftauchen von Fehlern wird mindestens ein weiterer Impuls zwischen den beiden erwähnten Impulsen erzeugt. Eine Zahl von mehr als 2 bedeutet mithin einen Oberflächenfehler der Fliese.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert
F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer elektronischen Schaltungsanordnung für eine Vorrichtung nach der Erfindung.

F i g. 2 zeigt den Teil eines Schnittes durch die Wand eines Glasbehälters.
F i g. 3 zeigt den Verlauf des Ausgangssignals einer

so Hochfrequenzsonde über die Zeit bei der Abtastung des Querschnitts nach F i g. 2.

Fig.4 zeigt den Verlauf des Ausgangssignals nach der Differenzierstufe bei der Vorrichtung nach der Erfindung.

In F i g. 1 ist ein Hochfrequenzoszillator 10, der vorzugsweise in der Größenordnung von 13 MH_Z arbeitet, an eine Sonde 12 angeschlossen. Die Sonde 12 ist zur Wand eines rotierenden Glasbehälters 14 ausgerichtet Die Sonde 12 erhält ein Hochfrequenzsignal, das sich proportional zur Dicke der Behälterwand 14 verhält. Das Sondensignal wird auf einen ZF-Verstärker 16 gegeben. Ein Operationsverstärker 18 ist an den ZF-Verstärker 16 angeschlossen über einen Eingangswiderstand 19. Der Operationsverstärker 18 besitzt einen Rückkopplungswiderstand 20. Ein Rauschen unterdrükkender Kondensator 21 ist dem Rückkopplungswiderstand 20 parallel geschaltet. Der Ausgang des Operationsverstärkers 18 ist an den Eingang eines zweiten

Operationsverstärkers 22 geschaltet. Zwischen den Operationsverstärkern 18 und 20 befindet sich eine Differenzierstufe aus in Serie geschaltetem Widerstand 24 und Kondensator 26. Der Operationsversj ärker 22 weist einen Rückkopplungswiderstand 28 auf, zu dem parallel ein Kondensator 29 geschaltet ist Ein Operationsverstärker 46 ist über einen Widerstand 50 an den Ausgang des Operationsverstärkers 22 geschaltet Der Operationsverstärker 46 ist so geschaltet, daß er als Absolutwertverstänker arbeitet, und zwar mitteis einer vorwärts gepolten, mit dem ersten Eingang verbundenen Diode 48 und einer entgegengesetzt dazu gepolten, mit Masse verbundenen Diode 49. Der Operationsverstärker weist ferner einen Rückkopplungswiderstand 51 auf. Der Ausgang des Operationsverstärkers ist über einen Eingangswiderstand 30 an einen Operationsverstärker 32 angeschlossen, der als Sihwellwertdiskriminator dient Eine Diode 34 in einer Rückkopplungsschleife des Operationsverstärkers 32 dient als Klen.mdiode und verhindert, daß der Spannungsausgang des Verstärkers 32 in beiden Richtungen schwingt Eine vorher festgelegte Spannung, z.B. 15VoIt wird durch eine Spannungsquelle 36 geliefert. Die Spannungsquelle 36 ist an einen mehrpoligen Schalter 38 angeschlossen. Jede Klemme des mehrpoligen Schallers 38 ist mit der Spannungsquelle 36 über einen unabhängigen Widerstand 39 bzw. 40 verbunden. Der Ausgang des mehrpoligen Schalters 38 ist an ein Potentiometer 42 angeschlossen, das an den Eingang des Operationsverstärkers 32 angeschlossen ist Die Kombination aus Stromquelle 36 mit einem Festwiderstand, z. B. 39 wie in F i g. 2 gezeigt, und die Widerstandsgröße des Potentiometers 42 in Verbindung mit Widerstand 30 ergibt eine Festspannung am Eingang des Operationsverstärkers 32 und dadurch eine vorbestimmte Vorspannung. Der Zweck der Festwiderstände 39 und 40 besteht darin, einen schnellen Wechsel von einem Empfindlichkeitsbereich in den anderen zu ermöglichen, wenn verschiedene Glasbehälter geprüft werden. Das Potentiometer 42 wird zur Feinabstimmung verwendet, um auf präzise Weise den gewünschten Schwellwert im Operationsverstärker festzusetzen. Solange wie das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 22 bzw. des Operationsverstärkers 46 geringer ist als die erwähnte Vorspannung, gibt es kein Ausgangssignal vom Operationsverstärker 32. Im anderen Fall wird ein Signal auf eine Zurückweisevorrichtung 44 gegeben. Wenn man sich jetzt den Fig.2, 3 und 4 zuwendet, wird sofort die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung erkennbar. F i g. 2 ist eine schematische Darstellung eines Querschnittes durch die Seitenwand des Glasbehälters 14, und zwar abgerollt. Man kann zwei relativ dünne Zonen erkennen, die als A und B gekennzeichnet sind.

F i g. 3 stellt das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 18 für eine Abtastung der Seitenwand des nach Fig.2 gezeigten Behälters dar. Man wird bemerken, daß die Grundwellen von C die gerippte Konfiguration der inneren Oberfläche des Behälters 14 aufzeigt. Zusätzlich kann man erkennen, daß es einen geringfügigen, mit D bezeichneten Spannungsanstieg an dem Punkt gibt, an dem der dünne Bereich A auftritt. Der durch die Wellenform E angezeigte Spannungsanstieg entspricht dem dünnen Bereich B.

Fig.4 stellt das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 22 dar, also nach der Differenzierstufe. Die kleine Spitze D nach F i g. 4 führt zu einem deutlich meßbaren Impuls /. während die Spitze £zu zwei Impulsen C Wenn sowohl der enge dünne Bereich A als auch der breite dünne Bereich ifdie gleiche absolute Minimaldikke aufweisen, ist der Dickenänderungswert größer für den Bereich A als für den Bereich B.

Es wurde gefunden, daß die Nähte des Glasbehälters 14 eine falsche Ablesung verursachen können, indem sie einen dünnen Bereich simulieren. Diese falsche Ablesung wird im allgemeinen durch irreguläre Nähte verursacht die eine mechanische Störung des Ansetzens der Sonde 12 bewirken. Es wurde jedoch gefunden, daß dieser falsche Signaltyp unterschieden werden und wirksam aus der elektronischen Schaltung ausfiltriert werden kann durch eine richtige Auswahl von Bandfiltern.

Diese beschriebene Funktion der Vorrichtung gestattet es, daß Behälter 14, die fehlerhaft dünne Zonen aufweisen, aussortiert werden können, unabhängig von der Breite auftretender Fehler.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zur Dickenmessung eines zwischen einer Sendeantenne zur Erzeugung eines Hochfrequenzfeldes und einer Sonde liegenden Glasbehälters, wobei die sich direkt neben dem beweglich gelagerten Glasbehälter befindliche Sonde eine von der Wanddicke abhängige, elektromagnetische Größe erfaßt, mit einer an die Sonde angeschlossenen, elektronischen Schaltungsanordnung, die in Abhängigkeit von dem Sondenausgangssignal eine Vorrichtung zum Entfernen des Glasbehälters aktiviert, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Sonde (12) an einer Differenzierstufe (24 bis 29) angeschlossen ist, daß der Ausgang der Differenzierstufe mit einem Eingang eines Operations verstärkers (46) verbunden ist, der mittels einer vorwärts gepolten, mit dem ersten Eingang verbundenen Diode (48) und einer entgegengesetzt dazu gepolten, mit Masse verbundenen Diode (49) den Absolutwert des differenzierten Signals bildet, daß der Ausgang des Operationsverstärkers (46) an einen weiteren, als Schwellwertdiskriminator dienenden Operationsverstärker (32) angeschlossen ist, dessen Ausgang über eine Diode (34) auf den Eingang rück gekoppelt ist, und der Eingang des Operationsver stärkers (32) mit einem mehrpoligen Schalter (38) verbunden ist, der über mehrere parallele Widerstände (39, 40) an eine Spannungsquelle (36) angeschlossen ist