DE3008914C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Feststellung von Fremdkörpern in Flüssigkeiten in einem transparenten Behälter, z. B. einer Ampulle, mit einer Einrichtung zum schnellen Rotieren und plötzlichen Abbremsen des Behälters, mit einer Lichtquelle zur Beleuchtung des jeweiligen Behälters, und mit einem Lichtempfänger für das durch den Behälter hindurchgelassene Licht, der eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Lichtdetektoren aufweist, die ein in der Größe veränderliches Meßfeld in Abhängigkeit von der Anzahl der eingeschalteten Lichtdetektoren bilden, die über Komparatoren an eine nachgeschaltete Meß- und Auswerteeinrichtung angeschlossen sind.

Für die Feststellung von Fremdkörpern in Flüssigkeiten in transparenten Behältern wurde bisher ein Verfahren verwendet, das schematisch in Fig. 1 dargestellt ist. Dabei wird eine Ampulle 1 mit zu untersuchendem Inhalt auf eine Drehvorrichtung aufgesetzt, durch einen Motor 2 mit hoher Drehzahl in Dreh­ bewegung versetzt und dann mit einer Bremse plötzlich angehalten. Das von einer Lichtquelle 4 emittierte Licht wird, wie in Fig. 1 dargestellt, über eine Kondensorlinse 5 und eine nicht dargestellte senkrechte Schlitzblende auf die Ampulle 1 gerichtet und durch diese hindurchgeschickt. Das durch die Flüssigkeit hindurchtretende Licht geht durch eine Abbildungslinse 6 hindurch und trifft auf kleine Lichtdetektoren 7₁, 7₂, . . ., 7 _n eines Lichtempfängers 7. Die hindurchgelassene Lichtmenge ändert sich, wenn in der Flüssigkeit suspendierte, herumwirbelnde Fremd­ körper vorhanden sind. Die Anwesenheit von Fremdkörpern wird in Abhängigkeit von dem Ausmaß der Verringerung der hindurch­ gelassenen Lichtmenge bewertet.

Dieses herkömmliche Verfahren hat aber den Nachteil, daß dann, wenn die Oberfläche 8 des Flüssigkeitsinhalts mit der Licht­ empfangsposition übereinstimmt, die auf den entsprechenden Lichtdetektor auffallende Lichtmenge abnimmt, so daß die betreffenden kleinen Lichtdetektoren eine stark verringerte Lichtmenge empfangen. Die dabei erzeugten Signale werden in gleicher Weise verarbeitet und bewertet wie Signale, die durch Fremdkörper in der Flüssigkeit beeinflußt werden. Insofern werden diese Signale fälschlich als durch Fremdkörper hervor­ gerufene bzw. beeinflußte Signale bewertet. Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es erforderlich, die der Flüssigkeits­ oberfläche 8 entsprechenden Signale bei der Untersuchung auszuschließen. Dies erfolgt in herkömmlicher Weise so, daß die Messung durchgeführt wird, während die Fremdkörper sich noch in der Schwebe befinden und mit dem Ampulleninhalt ro­ tieren, nachdem sich die Wirbelbewegung in der Ampulle beruhigt hat und die Flüssigkeitsoberfläche 8 zum oberen Flüssigkeits­ spiegel zurückgekehrt ist.

Dies bringt aber den weiteren Nachteil mit sich, daß schwere oder vergleichsweise große Fremdkörper, wie z. B. Glassplitter nicht mehr erfaßt werden können, wenn die Messung nach Beruhigung der Wirbelbewegung und der Rückbildung der glatten Flüssigkeitsoberfläche 8 vorgenommen wird, denn derartige Fremdkörper sind bestrebt, sich unmittelbar nach dem Abbremsen der Drehung der Ampulle 1 wieder auf dem Boden abzusetzen.

Derartige Messungen werden noch dadurch kompliziert, daß die Rückbildung der herumwirbelnden und rotierenden Flüssigkeits­ oberfläche 8 in unmittelbarer Abhängigkeit von der Viskosität der Flüssigkeit, der Menge an eingefüllter Flüssigkeit, der Form sowie der Größe des Behälters 1, der Drehzahl und dem Zeitpunkt des Abbremsens der Drehung variiert. Weiterhin bestehen auch Unterschiede zwischen Ampullen, die mit der gleichen Flüssigkeit gefüllt sind.

Bei einem anderen herkömmlichen Verfahren, bei dem die Messung nach einem standardisierten, vorgegebenen Programm sequentiell vom Boden zur Oberseite des Behälters erfolgt, ist es in der Praxis nicht möglich gewesen, den feinen Unterschieden zwischen den einzelnen Ampullen Rechnung zu tragen, so daß es dabei zu unzuverlässigen Meßergebnissen kommen kann. Weiterhin ist ein solches herkömmliches Verfahren dann unwirtschaftlich, wenn verschiedene Programme für unterschiedliche Arten von Ampullen und Flüssigkeiten vorgegeben werden müssen.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der DE-OS 28 20 661 bekannt. Dort erfolgt die Einstellung eines in der Größe veränderbaren Meßfeldes in Abhängigkeit von der Anzahl der eingeschalteten Lichtdetektoren mittels einer Wählschaltung, mit der die Anzahl der eingeschalteten Lichtdetektoren entsprechend eingestellt wird. Insofern kann eine Anpassung an die Höhe bzw. Breite der Behälter mit der zu untersuchenden Flüssigkeit vorgenommen werden.

Aus der DE-OS 25 39 766 ist eine Vorrichtung zur Feststellung von Fremdkörpern in Flüssigkeiten in transparenten Behältern bekannt, bei der den Fragen der Ausleuchtung des zu unter­ suchenden Objektes große Aufmerksamkeit geschenkt wird. Hinsichtlich der Auswertung des empfangenden Lichtes ist das Gesichtsfeld in grobe Bereiche unterteilt, wobei ein erster Bereich außerhalb des Flüssigkeitsmeniskus liegt und ohne weiteres verwertbare Meßsignale liefert, während die anderen Bereiche des Gesichtsfeldes eine Abbildung des sich bewegenden Flüssigkeitsmeniskus erhalten, so daß insofern eine komplizierte Signalverarbeitung erforderlich ist, um den Einfluß von Störsignalen zu verhindern.

In der US-PS 40 95 904 ist schließlich eine ähnliche Vorrichtung zur Feststellung von Fremdkörpern in Flüssigkeiten in einem transparenten Behälter beschrieben, wobei eine Programmsteuer­ einheit vorgesehen ist, die den Anfang und das Ende der Messung bestimmt. Die Messung zur Feststellung von Fremdkörpern wird dann gestartet, wenn der durch die Drehbewegung entstandene Wirbel in der Flüssigkeit sich ausreichend beruhigt und wieder zur Flüssigkeitsoberfläche hin bewegt hat. Die Messung wird beendet, wenn eine von der Programmsteuereinheit vorgegebene Zeit abgelaufen ist. Da der Beginn der Messung dort durch die Programmsteuereinheit verzögert ist, besteht aber die Gefahr, daß sich bereits Fremdkörper wieder abgesetzt haben und nicht mehr erfaßt werden können, wenn die Messung begonnen wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der eine rasche Durchführung der erforderlichen Messungen bei einer Vielzahl von unter­ schiedlichen Behältern möglich ist, ohne daß verschiedene Programme benötigt oder Wähleinrichtungen umgeschaltet werden müssen.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Lichtdetektoren jeweils an den ersten Eingang eines Komparators einer ersten Gruppe von Komparatoren angeschlossen sind, die mit ihren zweiten Eingängen an eine erste Referenz angeschlossen sind und die Gleichspannungskomponenten der Meßsignale mit einer Bezugs­ größe vergleichen; daß die Lichtdetektoren parallel dazu an den ersten Eingang eines Komparators einer zweiten Gruppe von Komparatoren angeschlossen sind, die mit ihren zweiten Eingängen an eine zweite Referenz angeschlossen sind und die Wechselspannungskomponenten der Meßsignale mit einer Bezugs­ größe vergleichen; und daß die Ausgänge der jeweiligen Komparatoren der beiden Gruppen jeweils an ein UND-Gatter einer Gruppe von UND-Gattern angeschlossen sind, deren Ausgänge miteinander verbunden sind, so daß diejenigen Lichtdetektoren, die sich auf der Höhe des Flüssigkeitsspiegels befinden, keinen Beitrag zum Steuersignal für die Aussonderung von Behältern liefern.

In Weiterbildung dieser Vorrichtung ist vorgesehen, daß die Ausgänge der Komparatoren der ersten Gruppe an mehrere UND- Gatter angeschlossen sind, die für benachbarte Lichtdetektoren vorgesehen sind. Dabei erweist es sich als zweckmäßig, wenn jedem Komparator der zweiten Gruppe am jeweiligen Meßeingang eine Reihenschaltung aus Kondensator und Verstärker vorge­ schaltet ist und daß jeweils ein weiterer Verstärker vorge­ sehen ist, der das Meßsignal des Lichtdetektors dem Komparator der ersten Gruppe und dem Kondensator zuführt.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Lichtdetektoren jeweils über Verstärker für Wechselspannungskomponenten an den Meßeingang eines Komparators einer Gruppe von Komparatoren angeschlossen sind, die mit ihren zweiten Eingängen an eine Referenz angeschlossen und die mit ihren Ausgängen mit einer gemeinsamen Steuerleitung verbunden sind; und daß die Lichtdetektoren über in Sperr­ richtung geschaltete Dioden parallel zu den Verstärkern mit den Meßeingängen der Komparatoren verbunden sind, so daß die­ jenigen Lichtdetektoren, die sich auf der Höhe des Flüssigkeits­ spiegels befinden, keinen Beitrag zum Steuersignal für die Aussonderung von Behältern liefern.

In Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, daß jeweils weitere Dioden in Sperrichtung zwischen den jeweiligen Lichtdetektor und den Meßeingang von benachbarten Komparatoren für benachbarte Lichtdetektoren geschaltet sind.

Dabei erweist es sich als zweckmäßig, wenn jedem Verstärker ein Kondensator zum Ausfiltern der Gleichspannungskomponenten vorgeschaltet ist und wenn die in Sperrichtung geschalteten Dioden parallel zu der jeweiligen Reihenschaltung aus Konden­ sator und Verstärker geschaltet sind.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das angestrebte Ziel in zufriedenstellender Weise erreicht. Durch die Vorgabe von entsprechenden Referenzwerten an den Komparatoren kann nämlich vorgegeben werden, daß diejenigen Lichtdetektoren, die sich auf der Höhe des Flüssigkeitsspiegels befinden, deswegen keinen Beitrag zum Steuersignal für die Aussonderung von Behältern liefern, weil die von ihnen gelieferten Signale so klein sind, daß die angeschlossenen Komparatoren kein Ausgangssignal liefern.

Auf diese Weise ist es ohne weiteres möglich, das Gesichtsfeld so groß zu wählen, daß auch der obere Teil eines transparenten Behälters erfaßt wird, in welchem sich der Flüssigkeitsspiegel befindet, denn dieser Bereich hat bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung keinen Einfluß auf die Feststellung von Fremdkörpern in der zu untersuchenden Flüssigkeit.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Grundprinzips bei einer Vorrichtung zur Feststellung von Fremdkörpern in Flüssigkeiten in einem transparenten Behälter;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer abgewandelten Aus­ führungsform der Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungs­ form gemäß der Erfindung; und in

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer modifizierten Aus­ führungsform der Vorrichtung gemäß Fig. 4.

In Fig. 2 ist ein Lichtempfänger 7 in Form einer Anordnung aus kleinen Lichtdetektoren 7₁, 7₂, . . ., 7 _m , . . ., 7 _n dargestellt, die jeweils aus einem Bündel von optischen Fasern, z. B. Glasfasern bestehen, wobei jedes Faserbündel eine Querschnitts­ fläche von 0,01 bis 1 mm² besitzt und ein mit seinem einen Ende verbundenes photoelektrisches Element aufweist. Die Lichtdetektoren 7₁ bis 7 _n sind mit Verstärkern 9₁ bis 9 _n sowie mit Komparatoren 12₁ bis 12 _n einer ersten Gruppe zur Bestimmung des Flüssigkeitsspiegels 8 sowie mit einer Schaltung zur Fest­ stellung von Fremdkörpern verbunden. Die Schaltung 11 besteht aus Kondensatoren 14₁ bis 14 _n , Verstärkern 15₁ bis 15 _n und Komparatoren 16₁ bis 16 _n einer zweiten Gruppe. Dabei verhindern UND-Gatter 13₁ bis 13 _n die Abgabe von Signalen, die die Anwesen­ heit von Fremdkörpern angeben, wenn der Flüssigkeitsspiegel 8 abgetastet wird.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Schaltung mit vorstehend beschriebenem Aufbau näher erläutert. Bei der Rotation eines Behälters bzw. einer Ampulle 1 bildet der Flüssigkeitsspiegel 8 einen trichterförmigen Wirbel. Das durch diese Flüssigkeits­ oberfläche hindurchtretende Licht wird wesentlich stärker gedämpft als das ungehindert durch die Flüssigkeit hindurch­ tretende Licht. Die Ausgangssignale der Lichtdetektoren 7₁ bis 7 _n werden durch die Verstärker 9₁ bis 9 _n und anschließend den Komparaten 12₁ bis 12 _n zugeführt. Diejenigen Verstärker für Signale, welche von durch die Flüssigkeit hindurchgetretenem Licht erzeugt werden, liefern Ausgangssignale von etwa 8 V, während diejeniqen Verstärker zur Verarbeitung von Signalen entsprechend der Flüssigkeitsoberfläche 8 Ausgangssignale von weniger als 1 V liefern.

Den Komparatoren 12₁ bis 12 _n der ersten Gruppe wird anderer­ seits von einem Eingang 17 eine Referenzspannung A zugeführt, die auf einen bestimmten Wert eingestellt worden ist und die zur Bestimmung der Ausgangssignale aufgrund des durch die Flüssigkeitsoberfläche bzw. den Flüssigkeitsspiegel 8 hindurch­ getretenen Lichtes benutzt wird. Diese Referenzspannung kann z. B. auf 2 V eingestellt sein. Wenn der Flüssigkeitsspiegel 8 beispielsweise auf den in Fig. 2 schraffierten Lichtdetektor 7 _m projiziert wird, wird die von diesem Lichtdetektor 7, abge­ gebene Ausgangsspannung durch den entsprechenden Komparator 12 _m der ersten Gruppe mit der über den Eingang 17 eingespeisten Referenzspannung A verglichen. Dieser Komparator 12 _m ist so ausgelegt, daß er ein Ausgangssignal mit dem Wert "0" liefert, wenn die Spannung kleiner als 2 V ist, wenn also der Flüssigkeitsspiegel 8 abgetastet wird. Der Komparator 12 _m liefert aber ein Ausgangssignal mit dem Wert "1", wenn die Spannung mehr als 2 V beträgt, wenn also der Flüssigkeits­ spiegel 8 nicht abgetastet wird. Dieser Komparator 12 _m der ersten Gruppe gibt somit ein Signal "0" ab, während die anderen Komparatoren 12₁ bis 12 _m-1 sowie 12 _m+1 bis 12 _n der ersten Gruppe Signale mit dem Wert "1" abgeben, wobei die betreffenden Ausgangssignale den UND-Gattern 13₁, . . ., 13 _m-1, 13 _m+1, . . ., 13 _n zugeführt werden.

Es werden aber nicht alle Ausgangssignale der Verstärker 9₁ bis 9 _n durchgelassen. Es werden nämlich in den Ausgangs­ signalen enthaltene Gleichspannungskomponenten von Konden­ satoren 14₁ bis 14 _n beseitigt und nur die Signale zur Fest­ stellung von Fremdkörpern hindurchgelassen. Mit anderen Worten, wenn sich die Fremdkörper in der Flüssigkeit bewegen, können die Ausgangssignale der Lichtdetektoren 7₁ bis 7 _m als Wechselspannungskomponenten betrachtet werden. Letztere werden von den Verstärkern 15₁ bis 15 _n verstärkt und dann den Komparatoren 16₁ bis 16 _n der zweiten Gruppe zugeführt, die von einem Eingang 18 eine auf einen beliebigen Wert einstellbare Referenzspannung B erhalten. Die Referenzspannung B bestimmt die Ansprechempfindlichkeit für die Feststellung von Fremdkörpern. Wenn die jeweiligen, von den Verstärkern 15₁ bis 15 _n zugeführten Spannungen die Referenzspannung B übersteigen, liefern die Komparatoren 16₁ bis 16 _n der zweiten Gruppe Digitalsignale, welche angeben, daß Fremdkörper in einer Menge vorhanden sind, die den zulässigen, vorgeschriebenen Pegel überschreiten.

Diese Ausgangssignale und die von den Komparatoren 12₁ bis 12 _n der ersten Gruppe gelieferten Signale werden den UND-Gattern 13₁ bis 13 _n zugeführt. Wenn das Ausgangssignal von einem der Komparatoren 12₁ bis 12 _n der ersten Gruppe eine "0" ist, geben die betreffenden UND-Gatter 13₁ bis 13 _n kein Ausgangs­ signal ab. Wenn aber das Ausgangssignal von einem der Komparatoren 12₁ bis 12 _m-1 der ersten Gruppe eine "1" ist, erscheint über das betreffende UND-Gatter 13₁ bis 13 _n ein Ausgangssignal an dem gemeinsamen Ausgang 19 der UND-Gatter 13₁ bis 13 _n .

Der dem Flüssigkeitsspiegel 8 entsprechende Lichtdetektor 7 _m empfängt weniger Licht und erzeugt eine Spannung von weniger als 2 V gegenüber der Referenzspannung A, so daß der Komparator 12 _n der ersten Gruppe ein Ausgangssignal "0" abgibt.

Andererseits erzeugen die anderen Lichtdetektoren 7₁, . . ., 7 _n-1, 7 _n+1, . . ., 7 _n , die nicht dem Flüssigkeitsspiegel 8 entsprechen, Spannungen von mehr als 2 V, so daß die entsprechenden Komparatoren 12₁, . . ., 12 _m-1, 12 _m+1, . . ., 12 _n der ersten Gruppe Ausgangssignale mit dem Pegel "1" erzeugen. Infolgedessen liefert das UND-Gatter 13 _m aus der Anordnung der UND-Gatter 13₁ bis 13 _n unabhängig von der Feststellung von Fremdkörpern keine Signale, während die anderen UND-Gatter 13₁, . . ., 13 _m-1, 13 _m+1, . . ., 13 _n zusammen mit den Komparatoren 16₁, . . ., 16 _m-1, 16 _m+1, . . ., 16 _n der zweiten Gruppe, welche von Fremdkörpern stammende Meßsignale führen, dafür sorgen, daß entsprechende Ausgangssignale zum gemeinsamen Ausgang 19 gegeben werden, um damit ein Solenoid zu betätigen und dafür zu sorgen, daß nicht akzeptable Behälter ausgesondert werden.

Mit anderen Worten, wenn ein Ausgangssignal enstsprechend dem Flüssigkeitsspiegel 8 vorliegt, wird der entsprechende Licht­ detektor an der Abgabe eines relevanten Ausgangssignals gehindert, während die anderen Lichtdetektoren, die kein Signal von dem Flüssigkeitsspiegel erhalten und die von Fremdkörpern stammende Ausgangssignale führen, entsprechende Steuersignale liefern können.

Die Lichtdetektoren 7₁ bis 7 _n werden möglicherweise nicht alle abgeschaltet, weil einige der Lichtdetektoren, auf die das obere oder das untere Ende des Flüssigkeitsspiegels 8 projiziert wird, nicht vollkommen abgeschaltet werden, auch wenn die übrigen Lichtdetektoren durch die Projektion der Flüssigkeits­ oberfläche vollständig abgeschattet werden. Wenn dies bei der Schaltung gemäß Fig. 2 der Fall ist, tritt keine Abschattung auf und die Sperrung der entsprechenden Lichtdetektoren erfolgt erst dann, wenn die Spannung unter die Referenzspannung von 2 V abgesunken ist. Die unvollständige Abschattung kann fälschlicher­ weise als Signal für die Feststellung von Fremdkörpern aufgefaßt werden, so daß brauchbare Ampullen 1 als fehlerhaft bewertet werden. Eine verbesserte Schaltung, die eine derartige Fehl­ bewertung verhindert und eine verbesserte einwandfreie Prüfung gewährleistet, ist in Fig. 3 dargestellt.

Der Unterschied zwischen den Schaltungen gemäß Fig. 2 und Fig. 3 besteht darin, daß die Ausgangssignale der Komparatoren 12₁ bis 12 _n der ersten Gruppe an mehrere UND-Gatter 13₁ bis 13 _n angelegt werden, welche von benachbarten Lichtdetektoren geliefert werden. Wenn bei der Schaltung gemäß Fig. 2 der Flüssigkeitsspiegel 8 auf den ganzen Lichtdetektor 7 _m und einen Teil des Lichtdetektors 7 _m+₁ projiziert wird, ist das Ausgangs­ signal vom Komparator 12 _m der ersten Gruppe eine "0", während das Ausgangssignal vom Komparator 12 _m+₁ der ersten Gruppe nicht zu einer "0" wird, weil der Lichdetektor 7 _m+₁ nicht vollständig abgeschattet wird und seine Spannung nicht unter 2 V abfällt.

Bei der Schaltung gemäß Fig. 3 werden hingegen drei Eingangs­ signale beispielsweise an das UND-Gatter 13 _m+₁ angelegt, so daß dieses kein Ausgangssignal liefert, solange das Signal mit dem Pegel "0" vom Komparator 12 _m der ersten Gruppe anliegt. Infolge­ dessen werden die Komparatoren 16 _m und 16 _m+₁ der zweiten Gruppe an der Abgabe von Ausgangssignalen gehindert. Der Lichtdetektor 7 _m+₁ neben dem Lichtdetektor 7 _m , der durch den Flüssigkeits­ spiegel 8 vollständig abgeschattet worden ist, wird daher bei der Untersuchung nicht berücksichtigt. Auf diese Weise wird die Möglichkeit einer Fehlbeurteilung weiter reduziert.

Fig. 3 zeigt eine modifizierte Ausführungsform, bei der nicht nur die vollständig abgeschatteten Lichtdetektoren, sondern auch die darunter befindlichen, anschließenden Lichtdetektoren für die Prüfung außer Betracht gelassen werden. Nach demselben Prinzip kann eine Schaltung konstruiert werden, bei der die an der Oberseite und der Unterseite oder an der rechten und linken Seite benachbarten Lichtdetektoren an der Abgabe von Ausgangssignalen für die Bewertung gehindert werden.

Gemäß Fig. 3 sind die Komparatoren 12₁ bis 12 _n der ersten Gruppe mit UND-Gattern 13₁ bis 13 n verbunden, die den Licht­ detektoren an der Oberseite, an der Ober- und Unterseite oder an der rechten und linken Seite der betreffenden abgeschatteten Lichtdetektoren entsprechen. Aus Sicherheitsgründen ist es in gleicher Weise möglich, die dem Lichtdetektor, welcher das Projektionsbild des Flüssigkeitsspiegels empfängt, als nächste oder übernächste benachbarten Lichtdetektoren an der Abgabe eines Ausgangssignals für die Bewertung zur Aussonderung von Behältern zu hindern.

Die Querschnittsfläche der einzelnen Lichtdetektoren ist außerdem so gewählt, daß sich das vollständige Projektions­ bild des Flüssigkeitsspiegels über mindestens einen Licht­ detektor erstreckt.

Eine andere Ausführungsform gemäß der Erfindung wird nach­ stehend unter Bezugnahme auf Fig. 4 und 5 näher erläutert. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 werden die einzelnen Ausgangssignale der Lichtdetektoren 7₁ bis 7 _n an Verstärker 9₁ bis 9 _n angelegt. Die Gleichspannungskomponenten in jedem Ausgangssignal werden von den Kondensatoren 14₁ bis 14 _n be­ seitigt, und nur die Wechselspannungskomponenten, welche Signale für die Feststellung von Fremdkörpern bilden, werden an Verstärker 15₁ bis 15 _n und anschließend an Komparatoren 16₁ bis 16 _n angelegt. Ferner sind in Sperrichtung geschaltete Dioden 20₁ bis 20 _n parallel zu den Kondensatoren 14₁ bis 14 _n und den Verstärkern 15₁ bis 15 _n zwischen die Ausgänge b₁ bis b _n der Verstärker 15₁ bis 15 _n sowie die Ausgänge a₁ bis a _n der Verstärker 9₁ bis 9 _n geschaltet. Den Komparatoren 16₁ bis 16 _n wird die auf einen vorgegebenen Pegel eingestellte Referenz­ spannung B von einem Eingang 18 zugeführt, und diese Referenz­ spannung wird in diesen Komparatoren mit den von den Verstärkern 15₁ bis 15 _n gelieferten Signalen verglichen. Wenn die an den Komparatoren anliegenden Eingangssignale kleiner sind als die Referenzspannung B, so erscheint am gemeinsamen Ausgang 19 ein Digitalsignal als Steuersignal für die Aussonderung eines auszusondernden Behälters.

Im folgenden wird angenommen, daß der Lichtdetektor 7 _m dem Flüssigkeitsspiegel 8 entspricht, also das Projektionsbild des Flüssigkeitsspiegels 8 erhält. Die Lichtdetektoren 7₁, . . ., 7 _m-₁, 7 _m+₁, . . ., 7 _n , die das durch die Flüssigkeit hindurchtretende Licht empfangen, erzeugen dabei eine höhere Spannung als der Lichtdetektor 7 _m . Unter Ausnutzung dieser Erscheinung werden die Verstärker 9₁ bis 9 _n so eingestellt, daß die Spannung des Verstärkers 9 _m aufgrund des durch den Flüssigkeitsspiegel hindurchtretenden Lichtes beispielsweise - 1 V beträgt, während die Spannung der Verstärker 9₁, . . ., 9 _m-1, 9 _m+1, . . ., 9 _n beispielsweise 8 V beträgt, weil sie von dem durch die Flüssigkeit hindurchtretenden Licht stammt.

Außerdem wird die Ausgangsspannung von Verstärkern 15₁ 15 _n , welche durch Meßsignale aufgrund von Fremdkörpern hervorgerufen wird, auf 0 bis 5 V eingestellt, während die Referenzspannung B auf 2 V eingestellt wird. Wenn dann der Flüssigkeitsspiegel 8 abgetastet wird, ist die Ausgangsspannung am Ausgang a _m des Verstärkers 9 _m kleiner ist als die Spannung am Ausgang b _m des Ver­ stärkers 15 _m . Infolgedessen wird die Spannung am Ausgang b _m durch die Wirkung der Diode 20 _m praktisch gleich der Spannung am Ausgang a _m , so daß der Komparator 16 _m kein Signal liefert.

Bei den Lichtdetektoren 7₁, . . ., 7 _m-₁, . . ., 7 _n ist - mit Ausnahme des genannten Lichtdetektors 7 _m - die kathodenseitige Spannung am jeweiligen Ausgang a₁, . . ., a _m-₁, a _m+₁, . . ., a _n höher als die anodenseitige Spannung am Ausgang b₁, . . ., b _m-₁, b _m+₁, . . ., b _n . Infolgedessen fließt kein Strom durch die Dioden 20₁, . . ., 20 _m-₁, 20 _m+₁, . . ., 20 _n , und die entsprechenden Signale werden den Komparatoren 16₁, . . ., 16 _m-₁, 16 _m+₁, . . ., 16 _n zugeführt. Auf diese Weise werden Ausgangssignale geliefert, die von dem Licht hervorgerufen werden, das - ausgenommen den Flüssigkeitspegel 8 - durch die Flüssigkeit hindurchgegangen ist.

Einige der Lichtdetektoren 7₁ bis 7 _n werden durch das Projektion­ sbild des Flüssigkeitsspiegels 8 vollständig abgeschattet, während andere Lichtdetektoren nicht vollständig abgeschattet werden, weil der Flüssigkeitsspiegel 8 nur teilweise auf sie projiziert wird. In diesem Falle besteht die Möglichkeit, daß die Abschattung durch den Flüssigkeitsspiegel 8 als Abschattung durch einen Fremdkörper angesehen wird. Diese mögliche Fehl­ beurteilung wird bei der abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 5 vermieden. Dabei sind die jeweiligen Ausgänge a₁ bis a _n der Verstärker 9₁ bis 9 _n mit nachgeschalteten Komparatoren 16₂ bis 16 _n über in Sperrichtung geschaltete Dioden 21₁ bis 21 _n-₁ verbunden.

Bei diesem Schaltungsaufbau fällt die Spannung am Ausgang a _m+₁ des Lichtdetektors 7 _m+₁ nicht auf -1 V ab, wenn ein Teil des Lichtdetektors 7 _m+₁ durch den Flüssigkeitsspiegel 8 abgeschattet wird, während sich die Spannung am Ausgang a _m des vollständig abgeschatteten Lichtdetektors 7 _m auf -1 V verringert. Infolge­ dessen wird die Spannung am Ausgang b _m+₁ durch die in Sperr­ richtung geschaltete Diode 21 _m ebenfalls auf -1 V verringert, so daß kein relevantes Signal an den Komparator 16 _m+₁ angelegt wird. Infolgedessen geben nicht nur die vollständig durch das Projektionsbild des Flüssigkeitsspiegels 8 abgeschatteten Lichtdetektoren, sondern auch die benachbarten Lichtdetektoren keine Signale ab. Dadurch wird eine Fehlbeurteilung vermieden.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der nicht nur die durch den Flüssigkeitsspiegel 8 vollständig abgeschatteten Licht­ detektoren, sondern auch die sich nach unten anschließenden Lichtdetektoren von der Prüfung auf Fremdkörper in Flüssigkeiten ausgeschlossen sind. Das gleiche Prinzip kann auf die Konstruk­ tion einer Schaltung angewendet werden, bei der die sich an der Oberseite, an der Oberseite und der Unterseite, oder an der rechten und linken Seite des abgeschatteten Lichtdetektors anschließenden Lichtdetektoren an einer Abgabe von Signalen für die Feststellung von Fremdkörpern gehindert werden.

Bei einer solchen Schaltung sind die betreffenden Ausgänge a₁ bis a _n der Verstärker 9₁ bis 9 _n über in Sperrichtung ge­ schaltete Dioden an Komparatoren 16₁ bis 16 _n angeschlossen, die dem betreffenden benachbarten Lichtdetektor zugeordnet sind. Dabei ist es möglich, die Schaltung so auszulegen, daß mehr als zwei benachbarte Lichtdetektoren an der Abgabe von Signalen für die Bewertung gehindert werden. Außerdem kann die Querschnittsfläche jedes Detektors so bemessen sein, daß der Flüssigkeitsspiegel auf mehr als einen Lichtdetektor projiziert wird.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Feststellung von Fremdkörpern in Flüssigkeiten in einem transparenten Behälter (1), z. B einer Ampulle, mit einer Einrichtung (2) zum schnellen Rotieren und plötzlichen Abbremsen des Behälters (1), mit einer Lichtquelle (4, 5) zur Beleuchtung des jeweiligen Behälters (1), und mit einem Lichtempfänger (6, 7) für das durch den Behälter (1) hindurchgelassene Licht, der eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Lichtdetektoren (7₁ bis 7 _n ) aufweist, die ein in der Größe veränderbares Meßfeld in Abhängigkeit von der Anzahl der eingeschalteten Licht­ detektoren bilden, die über Komparatoren an eine nachge­ schaltete Meß- und Auswerteeinrichtung (9, 19) angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtdetektoren (7₁ bis 7 _n ) jeweils an einen ersten Eingang eines Komparators (12₁ bis 12 _n ) einer ersten Gruppe von Komparatoren angeschlossen sind, die mit ihren zweiten Eingängen an eine erste Referenz (17) angeschlossen sind und die Gleichspannungskomponenten der Meßsignale mit einer Bezugsgröße vergleichen, daß die Lichtdetektoren (7₁ bis 7 _n ) parallel dazu an den ersten Eingang eines Komparators (16₁ bis 16 _n ) einer zweiten Gruppe von Komparatoren angeschlossen sind, die mit ihren zweiten Eingängen an eine zweite Referenz (18) angeschlossen sind und die Wechselspannungskomponenten der Meßsignale mit einer Bezugsgröße vergleichen, und daß die Ausgänge der jeweiligen Komparatoren der beiden Gruppen (12₁ bis 12 _n ; 16₁ bis 16 _n ) jeweils an ein UND-Gatter einer Gruppe von UND-Gattern (13₁ bis 13 _n ) angeschlossen sind, deren Ausgänge (19) miteinander verbunden sind, so daß diejenigen Lichtdetektoren, die sich auf der Höhe des Flüssigkeitsspiegels befinden, keinen Beitrag zum Steuersignal für die Aussonderung von Behältern liefern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Komparatoren (12₁ bis 12 _n ) der ersten Gruppe an mehrere UND-Gatter (13₁ bis 13 _n ) angeschlossen sind, die für benachbarte Lichtdetektoren (7₁ bis 7 _n) vorge­ sehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Komparator (16₁ bis 16 _n ) der zweiten Gruppe am jeweiligen Meßeingang eine Reihenschaltung aus Kondensator (14₁ bis 14 _n ) und Verstärker (15₁ bis 15 _n ) vorgeschaltet ist, und daß jeweils ein weiterer Verstärker (9₁ bis 9 _n ) vorgesehen ist, der das Meßsignal des Lichtdetektors (7₁ bis 7 _n ) dem Komparator (12₁ bis 12 _n ) der ersten Gruppe und dem Kondensator (14₁ bis 14 _n ) zuführt.

4. Vorrichtung zur Feststellung von Fremdkörpern in Flüssig­ keiten in einem transparenten Behälter, z. B. einer Ampulle, mit einer Einrichtung (2) zum schnellen Rotieren und plötzlichen Abbremsen des Behälters (1), mit einer Lichtquelle (4, 5) zur Beleuchtung des jeweiligen Behälters (1), und mit einem Lichtempfänger (6, 7) für das durch den Behälter (1) hindurchgelassene Licht, der eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Lichtdetektoren (7₁ bis 7 _n ) aufweist, die ein in der Größe veränderbares Meßfeld in Abhängigkeit von der Anzahl der eingeschalteten Lichtdetektoren bilden, die über Komparatoren an eine nachgeschaltete Meß- und Auswerteeinrich­ tung (9, 19) angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtdetektoren (7₁ bis 7 _n ) jeweils über Verstärker (15₁ bis 15 _n ) für Wechselspannungskomponenten an den Meßein­ gang eines Komparators (16₁ bis 16 _n ) einer Gruppe von Komparatoren angeschlossen sind, die mit ihren zweiten Ein­ gängen an eine Referenz (18) angeschlossen und die mit ihren Ausgängen mit einer gemeinsamen Steuerleitung (19) verbunden sind, daß die Lichtdetektoren (7₁ bis 7 _n ) über in Sperrichtung geschaltete Dioden (20₁ bis 20 _n ) parallel zu den Verstärkern (15₁ bis 15 _n ) mit den Meßeingängen der Komparatoren (16₁ bis 16 _n ) verbunden sind, so daß diejenigen Lichtdetektoren, die sich auf der Höhe des Flüssigkeitsspiegles befinden, keinen Beitrag zum Steuer­ signal für die Aussonderung von Behältern liefern.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils weitere Dioden (21₁ bis 21 _n ) in Sperrichtung zwischen den jeweiligen Lichtdetektor (7₁ bis 7 _n ) und den Meßeingang von benachbarten Komparatoren für benachbarte Lichtdetektoren geschaltet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Verstärker (15₁ bis 15 _n ) ein Kondensator (14₁ bis 14 _n ) zum Ausfiltern der Gleichspannungskomponenten vorgeschaltet ist, und daß die in Sperrichtung geschalteten Dioden (20₁ bis 20 _n ) parallel zu der jeweiligen Reihenschaltung aus Kondensator und Verstärker geschaltet sind.