WO1994023850A1 - Vorrichtung zur bewertung von sich fortbewegenden objekten - Google Patents

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WO1994023850A1
WO1994023850A1 PCT/EP1994/000929 EP9400929W WO9423850A1 WO 1994023850 A1 WO1994023850 A1 WO 1994023850A1 EP 9400929 W EP9400929 W EP 9400929W WO 9423850 A1 WO9423850 A1 WO 9423850A1
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WO
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measuring
objects
tablet
measurement
tablets
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Application number
PCT/EP1994/000929
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hans P. Friedrich
Andreas Dux
Original Assignee
Hpf Hans P. Friedrich Elektronik Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Publication of WO1994023850A1 publication Critical patent/WO1994023850A1/de

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/04—Sorting according to size
    • B07C5/10—Sorting according to size measured by light-responsive means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9508—Capsules; Tablets

Definitions

  • the present invention relates to a device for checking and / or distinguishing falling objects, preferably free-falling tablets.
  • the pharmaceutical industry is moving more and more to sell tablets no longer in blister packs, but again conventionally in tablet tubes. This poses the problem of how tablets are to be introduced into the bottles in terms of number and quality.
  • a device known from document DE-U-9114260 is used to check tablets in blister packs for breakage.
  • the blister packs are moved past an LED line, which produces a kind of light curtain, before the lid film is applied.
  • the tablets arranged side by side in several lanes disrupt its intensity distribution when passing through this light curtain, which is detected by a line sensor either in the incident light or in the transmitted light method.
  • the LED line and the line sensor are clocked in such a way that a series of sectional images of the tablets crossing the measuring plane formed by the light curtain are generated as the blister packs move past. Furthermore, the feed speed of the blister packs is detected, so that the line sensor at known intervals shows the dimensions of the tablets in the longitudinal direction of the line sensor - that is, in a measuring coordinate. From the temporal course of the intensity distribution measured in this way, the area of the tablet transversely to this measurement plane is then, as it were, an evaluation criterion. On the basis of this evaluation, a control signal is generated which indicates whether the tablet is error-free or not.
  • an error is output, ie the tablet is marked as broken or faulty.
  • the reference value is determined by first reading a blister pack with "good" tablets.
  • An infrared LED line is used to avoid extraneous light influences. Accordingly, an infrared filter is connected upstream of the line sensor.
  • imaging optics in the form of a row of cylindrical lenses - so-called SELFOC lenses - are arranged between the infrared filter and the line sensor.
  • the line sensor is read out serially and a comparator is used on-line to decide whether or not the currently read pixel is to be assigned to a tablet.
  • the pixels to be assigned to a tablet are fed to the respective counter for the corresponding column and counted there via a data selector.
  • the number of all pixels that were determined for a particular tablet is then compared with a previously read reference value.
  • This arrangement therefore has the advantage that, on the one hand, the complex hardware of known camera systems can be dispensed with and, on the other hand, the evaluation is carried out on-line.
  • a lighting device which is set up to generate a first intensity distribution of light in a first measuring plane, which influences the respective object when passing through the first measuring plane, and to produce a second intensity distribution of light in a second measuring plane different from the first measuring plane , which influences the respective object when crossing the second measuring plane,
  • a detector device which is set up to measure the influencing of the first intensity distribution along a first measuring coordinate and the influencing of the second intensity distribution along a second measuring coordinate different from the first measuring coordinate in such a way that they measure the respective dimensions of the object in Direction of the respective measurement coordinates detected, and
  • a resettable sorting station forwards the objects differently depending on the control signal.
  • the object underlying the invention is completely achieved in this way.
  • the fact that the influencing of different intensity distributions by the object is measured in two mutually different measuring coordinates can namely Obtain statements about the quality of the object falling through the measurement planes.
  • the objects are assessed in two different views, so to speak, which significantly increases the possibility of checking them. While it was only possible in the known devices to check the "floor plan" of the objects, so to speak, so that errors that could only be recognized from the side were not taken into account, the objects were "rounded" here. With this device it is now also possible to check and distinguish objects whose exact orientation in space is not known.
  • the evaluation of the respective object can either include a comparison with a reference object, but it can also be possible to determine the contour of the respective object, so that errors are also recognized that compensate for themselves in the area. That So that even a partially too small or partially too large area, which is not recognized as an error when the recorded area elements are added up, can still be assessed as defective here.
  • a further advantage is that, because of the sorting station that can be added, the objects can either be separated out or further processed depending on the result of the evaluation.
  • a distinction between different objects can also be provided. It is thus possible, for example, to use the new device to simultaneously check different types of tablets and to forward them to different tubes or in different numbers to common tubes. It may be necessary, in particular, to ensure that the objects maintain their orientation transverse to their direction of movement at least when crossing the measurement planes. In this way it is excluded that tumbling objects lead to a falsified measurement result.
  • the new device can be operated either by incident light or by transmitted light.
  • first and the second measuring coordinates lie in the first and second measuring plane, this has the advantage that the transmitted light method can be used directly, which is particularly desirable for adjustment reasons.
  • first and the second measurement coordinates run approximately perpendicular to one another.
  • the advantage here is that the object is viewed from the front and from the side, so to speak, so that comprehensive information about its state can be obtained.
  • the detector device comprises a line sensor with optical sensors arranged side by side in the direction of the respective measurement coordinate.
  • This measure has the advantage that while the object is passing through the measurement plane, all sensors simultaneously record the intensity distribution; it is not necessary to scan the measurement coordinate in a mechanical or other way.
  • a CCD line can be used here.
  • the first and second measurement planes run parallel to one another or preferably lie in the same spatial plane.
  • the advantage here is that no geometric distortions or the like have to be calculated from the measured intensity distributions. Since the distances at which the sections are taken from the objects depend on the speed at which the objects pass through the respective measuring plane, there are particularly simple relationships when the measuring planes are parallel to one another, because then the speeds of passage are the same for both measuring planes.
  • the two measurement planes lie in a spatial plane, this has the further advantage that the overall height of the new device in the direction of movement of the objects is kept very low. This is a further advantage over the known camera systems, which have larger dimensions. If, on the other hand, the measurement planes are somewhat offset from one another in the direction of movement of the objects, the advantage of the low overall height is not impaired as compared with conventional camera systems, while there is the further advantage that the intensity distributions do not interfere with the detectors of the other measurement plane. This is promoted by a right-angled arrangement of the line sensors, but an additional offset brings further "optical isolation" of the measurement planes from one another. It is further preferred if the detector device comprises an imaging device which images the intensity distribution on the sensors.
  • the advantage here is that the imaging device ensures a high luminous efficiency.
  • the image leads to a very sharp cut through the respective object, so that distortions such as can occur in camera systems are avoided here.
  • the imaging device comprises at least one imaging light guide arrangement.
  • the detector device itself does not have to be brought directly to the possibly falling object. Rather, this can be done by the imaging light guide arrangements, which transmit the intensity distribution mapped onto them without distortion to the detector device. Since the detector devices are generally provided with further electronics, a very compact, small measuring arrangement can be constructed from the lighting device and the light guide arrangement, which can be brought close to the objects to be checked. This eliminates all distortion errors that are caused by large imaging optics.
  • the illumination device has at least one infrared light source and if the imaging device comprises an infrared filter.
  • This measure has the advantage already discussed above, namely that the influence of extraneous light is eliminated. It should be mentioned here that these advantages can also be achieved with other optical wavelengths. It only has to be ensured that there is little or no extraneous light in the area of the new device at the wavelength used.
  • the lighting device comprises light transmitters arranged in the form of cells in the respective measurement plane.
  • This light transmitter can either be an LED line or also, if necessary, also an imaging light guide.
  • a device which is set up to specify or determine the speed at which the objects move in the area of the measurement planes.
  • This measure has the advantage that influences on the speed of movement of the objects can be eliminated, so to speak. This is also advantageous in the case of freely falling objects, since the falling speed of objects of different weights differs from one another because of the disturbing influences of the air resistance. If this effect were not taken into account, fewer sectional images per unit of length would be taken from objects falling faster than from objects falling more slowly. On the other hand, if the analysis is nevertheless based on a constant spacing of the sectional images on the objects, faster falling objects would occur Objects, so to speak, measured as "too small”. In a further development it is preferred if the device is assigned to a counting station which uses the control signal as a counting pulse.
  • control signal on the basis of which "good” and “bad” objects are distinguished, is used at the same time to count the good objects. In this way e.g. the number of tablets can be recorded which have already been inserted into a tube to be filled.
  • the evaluation device carries out at least one comparison with at least one reference signal and generates the control signal as a function of the comparison.
  • the device further comprises a release device for the defined and individual release of the objects, this release device being arranged upstream of the measurement planes in the direction of the objects.
  • the advantage here is that the objects are released one after the other to the measurement planes, and the objects can be given a known speed by the defined release.
  • This has the further advantage that the above-mentioned arrangement for determining the speed at which the objects move in the area of the measuring planes, can be dispensed with.
  • the arrangement mentioned and the release device mentioned here can thus be used alternatively, so to speak, in order to increase the measuring accuracy.
  • the release device has the advantage that the falling objects are separated, that is to say they penetrate the measurement planes one after the other.
  • the release device can be set so that there is a certain time interval between two objects, so that the evaluation of the measurement of the first object can be concluded with sufficient certainty.
  • the release device comprises at least one friction wheel which is resiliently mounted transversely to the fall direction.
  • This measure is structurally advantageous, because the falling object hits the friction wheel, deflects it to the side against the spring force and then moves between e.g. a counter wall and the resilient friction roller further down.
  • the friction roller decelerates the falling object, the strength of the spring force exerting a direct influence on the falling speed of the object when it is released again by the friction roller.
  • the object can e.g. either accelerated or decelerated strongly, depending on the requirements of the evaluation in the detector device. It is further preferred if two friction wheels are provided.
  • the device comprises an arrangement which determines or measures the speed at which the objects move in the area of the measurement planes.
  • This arrangement can either be a separate arrangement, e.g.
  • the falling speed of the objects is determined or measured via light barriers, but it can also be implemented implicitly, so to speak, by the two measuring planes if these are arranged parallel to one another at a known distance. In the latter case, the time that the falling object takes to get from the first to the second measuring plane would be measured. The movement speed of the object could then be determined from the measured time and the known distance.
  • FIG. 1 shows a filling station for tablets, in which the new device is used
  • FIG. 2 shows a plan view of the measuring station of the new device, along the line II-II from FIG. 1;
  • FIG. 4 shows a side view of the measuring station of the new device, along the line IV-IV from FIG. 2;
  • FIG. 5 shows a schematically indicated arrangement for determining the falling speed of the tablets from FIG. 1;
  • FIG. 6 shows, in a representation like FIG. 2, a measuring station in which the imaging device uses optical fibers
  • FIG. 7 shows a block diagram of the evaluation device for the new device from FIG. 1;
  • FIG. 8 shows a schematically indicated device for the defined release of falling objects.
  • a filling station 10 for objects 12, which in this case are tablets 13, is shown schematically in a side view in FIG. 1.
  • the tablets 13 are placed in a chute 14, where they move downwards in the direction of movement 15, that is to say fall.
  • the device 17 comprises a measuring station 18 to be explained in more detail as well as an evaluation device 19 which is connected to the measuring station via lines 20.
  • a sorting station 21 is also provided, which either directs the incoming tablets 13 via a shaft 22 into a collecting container 23 for broken tablets 13a, 13b, or else fills the tablets 13c into tablet tubes 25a, 25b, 25c via a filling shaft 24.
  • the tablet tube 25a is already completely filled with tablets, while the tablet tube 25b is being filled.
  • the sorting station 21 comprises a flap 27 which is actuated by a control signal S1 which is generated by the evaluation station 19 and contains an evaluation of the objects 12. Depending on the position of the flap 27, the tablets 13 either get into the collecting container 23 or into a tablet tube 25.
  • the evaluation device 19 outputs a second control signal S2, which reproduces the number of tablets 13 guided into the filling shaft 24. This control signal S2 is used to move the tablet tubes 25 further in the direction of their transport direction 28 when the predetermined number of tablets has been entered into the current tablet tube.
  • the device 17 thus serves on the one hand to sort out defective tablets 13 or tablets 13 that are not to be used for other reasons. On the other hand, it also serves to fill a predetermined number of "good" tablets into each tablet tube 25.
  • the filling station 10 can be expanded in such a way that further sorting stations 21 are connected downstream of the filling shaft 24, so that different types of tablets can be checked and evaluated simultaneously by the device 17.
  • the assessment then includes a further qualification with regard to the tablet type. In this way it is also possible to fill 25 tablets of different types into the same tablet tube.
  • FIG. 2 shows a plan view along the line II-II from FIG. 1 of the measuring station 18.
  • the measuring station 18 comprises an illuminating device 31 and a detector device 32, in the center of which a tablet 13 is indicated schematically.
  • the lighting device 31 comprises a first infrared light source 33 in the form of an LED line 34, and a second "infrared light source 35 in the form of an LED line 36.
  • the LED line 34 generates an intensity distribution of infrared light in a first measurement plane 37, while the LED line 36 produces a corresponding intensity distribution in a second measurement plane 38.
  • the directions of propagation of the intensity distributions emitted by the LED lines 34 and 36 are indicated by arrows 39 and 40. It can be seen that the directions of propagation 39 and 40 are approximately are perpendicular to each other.
  • a first line sensor 41 lies in the measurement plane 37, while a second line sensor 42 lies in the measurement plane 38.
  • Each line sensor 41, 42 has side-by-side optical sensors which respond to light of the wavelength as emitted by the LED lines 34 and 36.
  • the intensity distributions in the measurement planes 37 and 38 are imaged on the line sensors 41 and 42 via imaging devices 43 and 44.
  • These imaging devices each include an infrared filter 45 and an array 46 of cylindrical lenses, so-called SELFOC lenses.
  • the arrangement is such that the light emitted by the LED lines 34 and 36 is focused directly on the line sensors 41 and 42, the light of the first measuring plane
  • the dimensions are determined from the time intervals 54 and from the falling speed of the respective tablet. If one knows the distance corresponding to the time interval 54, which the tablet has covered in this time interval, the time axis t can be transformed into a route axis and thus the area of the tablet 13 viewed from the direction of the propagation directions 39 in the manner of a support point integration. Calculate 40.
  • the contour of the tablet is evaluated directly. It could be the case that errors in the contour of the tablet are just averaging out with respect to the area of the tablet, but these errors should nevertheless be recorded.
  • the time axis t is converted into a distance using a constant.
  • FIG. 4 shows a sectional illustration along the line IV-IV from FIG. 2, by means of which a possibility for determining the falling speed is illustrated.
  • the first measuring plane 37 and the second measuring plane 38 are offset from one another in the direction of the movement 15 of the tablet 13.
  • the two measurement planes 37 and 38 run parallel to one another, they are at a distance 55 from one another, which makes it possible to determine the falling speed to determine.
  • the time difference that lies between the immersion of the tablet 13 in the measuring plane 38 and the immersion in the measuring plane 37 determines the respective falling speed via the distance 55.
  • FIG. 5 shows a further arrangement 57, which determines the falling speed of the tablet 13 with the aid of two light barriers 58 and 59 connected upstream or downstream in the direction of fall of the measuring planes 37, 38.
  • the light barriers are arranged at a distance 60 from one another in the direction of movement 15 and each have a transmitter diode 61 and a receiver diode 62.
  • the time between the interruption of the first light barrier 58 and the second light barrier 58 here determines the falling speed via the distance 60.
  • the two measurement planes 37, 38 can then lie in the same spatial plane, so that it is ensured that the passage speed is identical for both measurement planes 37, 38.
  • FIG. 6 in an arrangement like FIG. 2, a measuring station 18 is shown, in which the imaging devices 43, 44 comprise optical fibers 64, which are arranged between the arrays 46 and a line sensor 66.
  • These light guides transport the recorded intensity distribution without distortion to the line sensor 66, which in the exemplary embodiment shown consists of five individual segments 67.
  • a line sensor 66 it is of course also possible to use an area sensor which is suitably illuminated by the light guides.
  • imaging light guides has the advantage that the intensity distribution can in each case be measured very close to the falling object, so that distortions are eliminated as far as possible.
  • line sensors 66 can be used, the length (ie the number of sensors times the mean distance of the sensors from one another) is not adapted to the measuring field (the individual measuring levels).
  • the imaging light guides 64 also make it possible to effectively use such line sensors 66.
  • the line sensor 66 has five segments 67, as mentioned, of which, however, only two and a half segments are required for a chute 14. The other two and a half segments can be used for another chute. It should also be noted here that the assignment of segments and imaging light guides in FIG. 6 is chosen only as an example.
  • Each of these segments 67 outputs its own intensity distribution J1 * , J2 * , J3 * , J4 ", J5 * , but these intensity distributions J * do not correspond to the actually measured intensity distributions J1 and J2.
  • J * do not correspond to the actually measured intensity distributions J1 and J2.
  • FIG. 7 shows a schematic block diagram of a part of the evaluation device 19 from FIG. 1.
  • the intensity distributions J1 * ... J5 * read out serially are put into a comparator 71 separately for each segment 67, where they are compared with a threshold value 72 (K).
  • the threshold 72 is set so that disturbing noise effects are compensated for.
  • the comparators 71 indicate at their exit in the form of a yes / no decision whether the pixel in question is to be assigned to a tablet 13 or not. All five comparators 71 feed into a multiplexer 73, which assigns the individual pixels to the actually measured intensity distributions - here, for example, J1.
  • the multiplexer 73 outputs all the pixels of the segment J1 * and as many pixels of the segment J2 * as are covered by the light guide 64 depicting the left in FIG. 6.
  • the multiplexer 73 outputs all pixels that belong to the intensity distribution J2 and come from the segments J2 * and J3 * .
  • the intensity distribution J1 is also fed serially, ie pixel by pixel, to a counter 74 which counts up the number of pixels assigned to a tablet 13 in an intensity distribution Jl. If a sum sensor is used, the counter 74 is of course unnecessary, since the sum sensor itself carries out the “summation”. If, on the other hand, the contour of the tablet 13 is to be evaluated, the counter 74 is likewise superfluous, because then the entire “length information” is evaluated.
  • a multiplier 75 After the number of pixels assigned to a tablet has been determined, this number is multiplied in a multiplier 75 by a factor F, which is supplied from a computing unit 76.
  • the computing module 76 calculates the falling speed of the tablet 13 from its input signals 77, which originate, for example, from the receiver diodes 62 from FIG. 5, and outputs a corresponding factor on its output line 78.
  • the area value of the tablet 13 corresponding to the temporally subsequent intensity distribution is added to the previously calculated area value in the summer 80.
  • a second adder 80 ' the area values of the tablet 13, which result from the measurement in the second measurement plane 38, are added up at the same time or with a time delay.
  • the outputs 81, 82 lead the summers 80, 80 'to a computing circuit 84 which combines the two summed values with one another and generates a comparison value V, which is fed to an comparator 86 at an output 85.
  • the comparison value V is compared with a reference value R, which is supplied via an output 87 of a read memory 88.
  • This reference value R may either have been written into the read memory 88 from the outside, or may have been fed into the read memory 88 via a line 89 from the arithmetic circuit 84 during a “learning phase”. With this circuit it is possible to first drop a number of "good” tablets 13 through the chute 14 and to store the comparison values V determined in the process as "good values” in the read memory 88 for later use as a reference value. Exact knowledge of the geometry or the fall orientation of the objects is not necessary, the new device adapts itself automatically to the respective shape, so to speak. In the case of objects in particular, the orientation of which changes transversely to the direction of fall from object to object, a corresponding number of reference measurements ensures the required static safety for the reference value R. In the internal calculation of the signals in the arithmetic circuit 64, a reference signal supplied via a line 90 can also be taken into account, which contains a type of error evaluation criterion.
  • the comparator 86 now checks whether the comparison value V matches the reference value R within an error threshold ⁇ supplied via a line 91. The result of this comparison is displayed on an output line 92, which directly supplies the control signal S1 for the control of the sorting station 21.
  • the "good" tablets 13 are counted up in a downstream counting station 93, so that information is available at all times about how many tablets have already been inserted into a tablet tube 25b to be filled. This information is made available via an output line 94 as control signal S2.
  • the speed constant automatically results when teaching.
  • the reference value R in the read memory 88 which is formed in exactly the same way as the comparison value V, then implicitly contains the falling speed, so to speak, so that the multiplier 75 and the arrangement 76 can be dispensed with. However, if you change the drop height of the tablet, it may be necessary to learn a new reference value.
  • the resolution that can be achieved with the device described so far is approximately 0.2 mm in the falling direction and approximately 65 ⁇ m transversely to the falling direction. While the resolution perpendicular to the fall direction is determined by the distance between the sensors, The resolution in the direction of the fall results on the one hand from the falling speed of the tablets 13 and on the other hand from the very high line repetition frequency of a line sensor compared to camera systems.
  • the further advantage of a line sensor compared to a camera lies in addition to the higher spatial resolution in the line direction and the higher line repetition frequency, which means a higher resolution in the falling direction, and also in the smaller geometrical dimensions, which leads to a reduced overall height. In the case of tablets with a very small diameter in particular, the increased spatial resolution has great advantages over measuring devices working with camera systems.
  • FIG. 8 shows an alternative to the arrangement 57 from FIG. 5 or to the spatially spaced arrangement of the measuring planes 37, 38 from FIG. 4.
  • FIG. 8 shows a schematic and partial side view of the device 10 from FIG. 1.
  • the tablets 13 falling in the chute 14 in the direction of movement or the direction of fall 15 reach the area of a release device 101 for the defined and individual release of the tablets 13 when they leave the upper part of the chute 14.
  • the release device 101 is thus arranged upstream of the measuring station 18 in the direction of precipitation 15. After passing through the measuring station 18, the tablets 13 arrive in a second chute 14 ', which has larger cross sections than the first chute 14.
  • the release device 101 comprises two friction wheels 102, 103, which are arranged diametrically opposite one another and are biased toward one another via compression springs 104, 105.
  • the two friction wheels 102 and 103 are driven in opposite directions, as indicated by arrows 106 and 107.
  • the friction wheel 102 rotates counterclockwise and the friction wheel 103 clockwise.
  • the tablet 13b When entering the space between the two friction wheels 102, 103, the tablet 13b has pressed them so far apart that the tablet 13b can pass through. Since the friction wheels 102, 103 are driven, they now take the tablet 13b with them and give it a certain speed, which moves it downward in a defined manner when it exits the release device 101.
  • the release device 101 therefore first brakes the tablets and then releases them at a defined acceleration / speed.
  • the distance between the friction wheels 102, 103 and the measuring station 18 is just large enough that tablet dust which arises when rubbing does not impair the measurement.
  • the distance is so small that the speed of the tablets 13 when passing through the measuring planes 37, 38 is exactly known.
  • the arrangement 57 from FIG. 5 or the spatially spaced arrangement of the measurement planes 37, 38 according to FIG. 4 can be dispensed with, although it can serve as an additional measure to carry out “final corrections”.
  • the arrangement 57 and the release device 101 thus both serve, albeit in different ways, to specify or determine the falling speed of the objects 13 in the area of the measuring planes 37, 38.
  • a minimum backflow of tablets 13 may be required so that the release device 101 works properly. Heavy tablets that fall freely through the chute 14 may not be completely decelerated and passed on in a defined manner by the two friction wheels 102, 103. Thus, while there is a tablet between the friction wheels 102, 103, further tablets lie on this tablet 13b in the stack, which successively pass through the friction wheels 102, 103. If the back pressure falls below the minimum, which can be checked by a light barrier above the friction wheels 102, 103 in the chute 14, the friction wheels 102, 103 are stopped and the delivery is only continued when this minimum backflow is reached again.
  • the measuring device 18 shown comprises the lighting device 31 and the detector device 32 in the manner already described.
  • the lighting device 31 is here a kind of "laser light curtain" which is generated by a laser source 111, the beam of which may be widened by means of optics, so that he spans a measuring plane, here measuring plane 37.
  • the laser light source 111 is a clocked source, which clocks at approximately 50 kHz and works in the red or infrared wavelength range.
  • a sum sensor 112 is provided as the receiver, which, for example, has an approximately 25 mm wide reception slot and outputs a pure analog signal.
  • a 5 kHz low-pass filter is available at the output of the receiver.
  • a summation of individual signals per time cut is no longer necessary since the output is integrating over the entire receive slot, so to speak. If the receiving slot is completely covered, an output signal of 10 volts is obtained, for example, and if the receiving slot is completely free, an output signal of 0 volts is obtained. Because of the great coherence of the laser beam, the transmitter and receiver can be at a greater distance from one another than in the measuring stations 18 described so far. This distance can be up to 10 m, for example, which may be desirable in particular for geometric reasons. Furthermore, both measurement planes can now be arranged in one spatial plane without any problems, which considerably reduces the overall depth of the new device 10.
  • the interrogation of the sum sensor 112 can take place in such a way that depending on the size of the tablet 13 in the direction of fall 15 e.g. 50 measured values per object 12 can be taken.
  • This resolution which depends both on the interrogation frequency of the sum sensor 112 and on the speed of movement of the tablet 13 in the falling direction 15, is so good that tablets consisting of several segments can also be measured correctly.
  • this system it is not only possible to determine an integral area value (integration of support points), it is also possible to map the tablet by joining the individual "cuts", e.g. can be generated in a computer, as has already been explained with reference to FIG. 3, the sum sensor 112 then possibly having to be replaced by a line sensor.
  • a lower threshold value is provided for the output signal of the sum sensor 112, which has to be exceeded several times in succession so that the object 12 passing through the measurement plane 37 is recognized and processed as a tablet 13 or as a fragment. In this way it is ensured that small dust particles are not ejected, but only fragments of a certain size.

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Abstract

Ein Vorrichtung zum Kontrollieren und/oder Unterscheiden von fallenden Objekten (12, 13), vorzugsweise von freifallenden Tabletten (13), weist eine Beleuchtungsvorrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, in einer ersten Meßebene eine erste Intensitätsverteilung von Licht zu erzeugen, die das jeweilige Objekt (12, 13) beim Durchqueren der ersten Meßebene beeinflußt, und in einer von der ersten Meßebene verschiedenen zweiten Meßebene eine zweite Intensitätsverteilung von Licht zu erzeugen, die das jeweilige Objekt (12, 13) beim Durchqueren der zweiten Meßebene beeinflußt. Eine Detektoreinrichtung ist zusammen mit der Beleuchtungsvorrichtung in einer Meßstation (18) zusammengefaßt, wobei die Detektoreinrichtung dazu eingerichtet ist, in zeitlich aufeinanderfolgenden Schnitten die Beeinflussungen der ersten und der zweiten Intensitätsverteilung längs einer ersten bzw. davon verschiedenen zweiten Meßkoordinate derart zu messen, daß sie die jeweiligen Abmaße des Objektes (12, 13) in Richtung der jeweiligen Meßkoordinate erfaßt. Ferner ist eine Auswertevorrichtung (19) vorgesehen, welche aus den erfaßten Abmaßen zumindest ein Steuersignal (S1, S2) ableitet, das eine Qualifizierung des jeweiligen Objektes (12, 13) beinhaltet, wobei eine nachschaltbare Sortierstation (21) die Objekte (12, 13) in Abhängigkeit von dem Steuersignal (S1, S2) unterschiedlich weiterleitet.

Description

Vorrichtung zur Bewertung von sich fortbewegenden Objekten
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kontrol¬ lieren und/oder Unterscheiden von fallenden Objekten, vorzugs¬ weise von frei fallenden Tabletten. Die Pharmaindustrie geht immer mehr wieder dazu über, Tabletten nicht mehr in Blisterverpackungen, sondern wieder konventionell in Tablettenröhrchen zu vertreiben. Damit stellt sich das Problem, wie Tabletten nach Zahl und Qualität in die Flaschen einzubringen sind.
Bisher wurde dies so bewerkstelligt, daß Leisten mit an die abzufüllenden Tabletten angepaßten Mulden durch einen "Sumpf" von Tabletten gezogen werden, wobei sich in jeder Mulde eine Tablette ablagert. Diese Leisten werden dann über Fülltrichter ausgeleert, unter denen die zu füllenden Röhrchen durchlaufen. Dieses Verfahren hat jedoch zum einen den Nachteil, daß es ungenau ist, und zum anderen, daß die Tabletten während des Abfullens nicht gleichzeitig auf Bruch kontrolliert werden können.
Bekannt ist es jedoch bereits, Geräte zum Zählen und zur Brucherkennung einzusetzen, die Kameras verwenden und die Tabletten während des Einfüllens in die Röhrchen überwachen. Diese Geräte haben jedoch mehrere Nachteile:
Zum einen benötigen sie einen Bildspeicher, was eine komplexe Hardware erfordert. Da andererseits zunächst der Bildspeicher vollgeschrieben werden muß, bevor die Auswertung erfolgen kann, sind diese konventionellen Systeme sehr langsam, deren Auflösung darüberhinaus begrenzt ist. Da schließlich alle Kameras Abbil¬ dungsoptiken erfordern, wirken sich sphärische Abbildungsfehler verzerrend und genauigkeitsbegrenzend auf die Auswertung aus. Außerdem sind mit Kamerasystemen erhebliche Platzerfordernisse verbunden. Eine aus dem Dokument DE-U-9114260 bekannte Vorrichtung wird dazu verwendet, in Blisterverpackungen eingelegte Tabletten auf Bruch zu überprüfen. Zu diesem Zweck werden die Blisterver¬ packungen vor dem Aufbringen der Deckelfolie an einer LED-Zeile vorbeibewegt, welche eine Art Lichtvorhang erzeugt. Die in mehreren Spuren nebeneinander angeordneten Tabletten stören beim Durchtritt durch diesen Lichtvorhang dessen Intensitätsver¬ teilung, was von einem Zeilensensor entweder im Auflicht- oder im Durchlichtverfahren erfaßt wird.
Die LED-Zeile und der Zeilensensor werden so getaktet, daß während des Vorbeibewegens der Blisterverpackungen eine Reihe von Schnittbildern der die von dem Lichtvorhang gebildete Meßebene durchquerenden Tabletten erzeugt werden. Ferner wird die Vorschubgeschwindigkeit der Blisterverpackungen erfaßt, so daß der Zeilensensor in bekannten Abständen die Abmaße der Tabletten in Längsrichtung des Zeilensensors - also in einer Meßkoordinate - wiedergibt. Aus dem zeitlichen Verlauf der so gemessenen Intensitätsverteilung wird dann sozusagen als Bewer¬ tungskriterium die Fläche der Tablette quer zu dieser Meßebene berechnet. Aufgrund dieser Bewertung wird ein Steuersignal erzeugt, das anzeigt, ob die Tablette fehlerfrei ist oder nicht.
Unterschreitet die berechnete Fläche einen Referenzwert, so wird ein Fehler ausgegeben, d.h. die Tablette wird als zerbrochen oder fehlerhaft gekennzeichnet. Der Referenzwert wird dadurch bestimmt, daß zunächst eine Blisterverpackung mit "guten" Tabletten eingelesen wird. Zur Vermeidung von Fremdlichteinflüssen wird eine Infrarot-LED- Zeile verwendet. Dementsprechend ist dem Zeilensensor ein Infrarotfilter vorgeschaltet. Um eine scharf Abbildung der einzelnen Schnitte durch die Tabletten zu erhalten, ist zwischen dem Infrarotfilter und dem Zeilensensor eine Abbildungsoptik in Form einer Zeile von Zylinderlinsen - sogenannten SELFOC- Linsen-angeordnet.
Bezüglich der in Blisterverpackungen vertriebenen Tabletten werden die Nachteile bei den eingangs genannten Verfahren also bereits beseitigt. Für jeden Schnitt wird der Zeilensensor seriell ausgelesen und on-line mittels eines Komparators entschieden, ob der zur Zeit ausgelesene Bildpunkt (Pixel) einer Tablette zuzuordnen ist oder nicht. Die einer Tablette zuzuord¬ nenden Pixel werden über einen Datenselektor dem jeweiligen Zähler für die entsprechende Spalte zugeführt und dort gezählt. Die Zahl sämtlicher Pixel, die für eine bestimmte Tablette ermittelt wurden, wird dann mit einem vorher eingelesenen Referenzwert verglichen.
Diese Anordnung hat also den Vorteil, daß zum einen auf die komplexe Hardware bekannter Kamerasysteme verzichtet werden kann und daß zum anderen die Auswertung on-line erfolgt.
Eine weitere Vorrichtung zum Überprüfen von in Blisterver¬ packungen eingelegten Tabletten ist in dem US-Patent US 4 847 487 beschrieben. Jeder möglichen Tablettenposition ist dort ein Lichtsender und ein Lichtempfänger in Form eines Phototransistors zugeordnet. Die geometrische Anordnung ist so getroffen, daß eine vollständige Tablette den Phototransistor vollständig abdunkelt. Weist die Tablette Fehler auf, die sich in ihrem Querschnitt bemerkbar machen, so gelangt je nach Größe dieses Fehlers mehr oder weniger Licht zu dem Phototransistor, der daran erkennt, daß eine fehlerhafte Tablette eingelegt wurde. An Hand der Intensität des auftreffenden Lichtes kann der Phototransistor ferner erkennen, ob eine nur teilweise fehler¬ hafte Tablette eingelegt wurde oder ob die Tablette ganz fehlt. An Hand dieses Ergebnisses gibt die bekannte Vorrichtung ein Steuersignal aus, das die gesamte überprüfte Blisterverpackung zurückweist, also von der weiteren Verarbeitung ausschließt.
Ferner ist es aus dem Gebrauchsmuster DE-U-73 21096 bekannt, Lichtschranken bei Verpackungsmaschinen zu verwenden. Die Lichtschranken kontrollieren hier zweiarmige Hebel, die bei Abwesenheit eines Gegenstandes in der betreffenden Bahn der Verpackungsmaschine in den Weg der Lichtschranke gelangen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der bei einfachem konstruktivem Aufwand fallende Objekte kontrolliert und qualifiziert werden können. Dabei soll es insbesondere möglich sein, auch frei fallende Objekte zu bewerten.
Hinsichtlich der eingangs genannten Vorrichtung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß folgende Merkmale vorgesehen sind: eine Beleuchtungvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, in einer ersten Meßebene eine erste Intensitätsverteilung von Licht zu erzeugen , die das j eweilige Obj ekt beim Durchqueren der ersten Meßebene beeinflußt , und in einer von der ersten Meßebene verschiedenen zweiten Meßebene eine zweite Intensitätsverteilung von Licht zu erzeugen, die das j eweilige Obj ekt beim Durchqueren der zweiten Meßebene beeinflußt ,
eine Detektoreinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, in zeitlich aufeinanderfolgenden Schnitten die Beeinflussung der ersten Intensitätsverteilung längs einer ersten Meßkoordinate und die Beeinflussung der zweiten Intensitäts¬ verteilung längs einer von der ersten Meßkoordinate verschiedenen zweiten Meßkoordinate derart zu messen, daß sie die jeweiligen Abmaße des Objektes in Richtung der jeweiligen Meßkoordinaten erfaßt , und
eine Auswertevorrichtung, welche aus den erfaßten Abmaßen zumindest ein Steuersignal ableitet, das eine Qualifizierung des j eweiligen Obj ektes beinhaltet , wobei
eine nachschaltbare Sortierstation die Obj ekte in Ab¬ hängigkeit von dem Steuersignal unterschiedlich weiter¬ leitet .
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst. Dadurch, daß in zwei voneinander verschiedenen Meßkoordinaten die Beeinflussung verschiedener Intensitätsver¬ teilungen durch das Objekt gemessen werden, lassen sich nämlich Aussagen über die Qualität des durch die Meßebenen fallenden Objektes gewinnen. Die Bewertung der Objekte erfolgt sozusagen in zwei verschiedenen Ansichten, was die Überprüfungsmöglichkeit deutlich erhöht. Während es nämlich bei den bekannten Vorrichtun¬ gen nur möglich war, sozusagen den "Grundriß" der Objekte zu überprüfen, so daß folglich nur von der Seite zu erkennende Fehler unberücksichtigt blieben, erfolgt hier eine "Rundu - bewertung" der Objekte. Mit dieser Vorrichtung ist es nun auch möglich, Objekte zu überprüfen und zu unterscheiden, deren genaue Ausrichtung im Raum nicht bekannt ist.
Es ist auf diese Weise nicht nur möglich, Tabletten auf Bruch zu untersuchen, es können auch verschiedene Tablettensorten voneinander unterschieden werden.
Die Bewertung des jeweiligen Objektes kann dabei entweder einen Vergleich mit einem ReferenzObjekt umfassen, es kann jedoch auch möglich sein, die Kontur des jeweiligen Objektes zu erfassen, so daß auch solche Fehler erkannt werden, die sich in der Fläche selbst kompensieren. D.h. also, daß auch eine zum Teil zu kleine oder zum Teil zu große Fläche, die bei reiner Aufsummierung der erfaßten Flächenelemente nicht als Fehler erkannt wird, hier dennoch als fehlerhaft bewertet worden kann.
Ferner ist von Vorteil, daß wegen der nachschaltbaren Sortier¬ station die Objekte je nach dem Ergebnis der Bewertung entweder ausgeschieden oder aber weiterverarbeitet werden können. Dabei kann ebenfalls eine Unterscheidung zwischen unterschiedlichen Objekten vorgesehen sein. So ist es z.B. möglich, mit der neuen Vorrichtung unterschiedliche Tablettensorten gleichzeitig sowohl zu überprüfen als auch in unterschiedliche Röhrchen oder in unterschiedlicher Zahl in gemeinsame Röhrchen weiterzuleiten. Dabei kann es insbesondere nötig sein, dafür zu sorgen, daß die Objekte zumindest beim Durchqueren der Meßebenen ihre Ausrichtung quer zu ihrer Bewegungsrichtung beibehalten. Auf diese Weise wird ausgeschlossen, daß taumelnde Objekte zu einem verfälschten Meßergebnis führen.
Wie bisher kann auch die neue Vorrichtung entweder im Auflicht- oder im Durchlichtverfahren betrieben werden.
Wenn die erste und die zweite Meßkoordinate in der ersten bzw. zweiten Meßebene liegen, hat dies den Vorteil, daß unmittelbar im Durchlichtverfahren gearbeitet werden kann, was insbesondere aus Justagegründen gewünscht ist.
Weiter ist es bevorzugt, wenn die erste und die zweite Meßkoor¬ dinate in etwa senkrecht zueinander verlaufen.
Hier ist von Vorteil, daß das Objekt sozusagen von vorne und von der Seite betrachtet wird, so daß umfassende Informationen über seinen Zustand gewonnen werden können.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Detektoreinrichtung einen Zeilensensor mit in Richtung der jeweiligen Meßkoordinate nebeneinander angeordneten optischen Sensoren umfaßt.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß während des Durchtritts des Objektes durch die Meßebene alle Sensoren gleichzeitig die Intensitätsverteilung aufnehmen, es ist nicht erforderlich, in der Meßkoordinate auf mechanische oder sonstige Weise abzutasten. Hier kann beispielsweise eine CCD-Zeile verwendet werden. Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die erste und die zweite Meßebene parallel zueinander verlaufen oder vorzugsweise in der selben räumlichen Ebene liegen.
Hier ist von Vorteil, daß keine geometrischen Verzerrungen o.a. aus den gemessenen Intensitätsverteilungen herausgerechnet werden müssen. Da die Abstände, in denen die Schnitte von den Objekten genommen werden, von der Durchtrittsgeschwindigkeit der Objekte durch die jeweilige Meßebene abhängen, ergeben sich besonders einfache Beziehungen, wenn die Meßebenen parallel zueinander liegen, denn dann sind die Durchtrittsgeschwindigkeiten für beide Meßebenen gleich.
Wenn die beiden Meßebenen in einer räumlichen Ebene liegen, hat das den weiteren Vorteil, daß die Bauhöhe der neuen Vor¬ richtung in Bewegungsrichtung der Objekte sehr gering gehalten wird. Dies ist ein weiterer Vorteil gegenüber den bekannten Kamerasystemen, welche größere Ausmaße aufweisen. Liegen die Meßebenen dagegen in Bewegungsrichtung der Objekte etwas versetzt zueinander, so wird der Vorteil der geringen Bauhöhe dadurch verglichen mit konventionellen Kamerasystemen nicht beein¬ trächtigt, während sich der weitere Vorteil ergibt, daß die Intensitätsverteilungen nicht störend auf die Detektoren der anderen Meßebene einwirken. Dies wird zwar schon durch eine rechtwinklige Anordnung der Zeilensensoren gefördert, aber ein zusätzlicher Versatz bringt weitere "optische Isolation" der Meßebenen gegeneinander. Ferner ist es bevorzugt, wenn die Detektoreinrichtung eine Abbildungsvorrichtung umfaßt, welche die Intensitätsverteiiung auf die Sensoren abbildet.
Hier ist von Vorteil, daß durch die Abbildungsvorrichtung für eine hohe Lichtausbeute gesorgt wird. Außerdem führt die Abbildung zu einem sehr scharfen Schnitt durch das jeweilige Objekt, so daß Verzerrungen, wie sie bei Kamerasystemen auf¬ tauchen können, hier vermieden werden.
In einer bevorzugten Weiterbildung umfaßt die Abbildungsvor¬ richtung zumindest eine abbildende Lichtleiteranordnung.
Bei dieser Maßnahme ist insbesondere von Vorteil, daß die Detektoreinrichtung selbst nicht unmittelbar an das ggf. fallende Objekt herangebracht werden muß. Dies können vielmehr die abbildenden Lichtleiteranordnungen übernehmen, welche die auf sie abgebildete Intensitätsverteilung verzerrungsfrei zu der Detektoreinrichtung weiterleiten. Da die Detektoreinrichtungen in der Regel mit weiterer Elektronik versehen sind, kann somit eine sehr kompakte kleine Meßanordnung aus Beleuchtungsvor¬ richtung und Lichtleiteranordnung aufgebaut werden, die dicht an die zu überprüfenden Objekte herangeführt werden kann. Damit fallen sämtliche Verzerrungsfehler weg, welche durch große Abbildungsoptiken bewirkt werden.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Beleuchtungsvorrichtung zumindest eine Infrarotlichtquelle aufweist und wenn die Abbildungsvorrichtung ein Infrarotfilter umfaßt. Diese Maßnahme hat den bereits oben diskutierten Vorteil, daß nämlich der Einfluß von Fremdlicht beseitigt wird. Hier sei erwähnt, daß diese Vorteile sich auch mit anderen optischen Wellenlängen erzielen lassen. Es muß lediglich sichergestellt sein, daß auf der verwendeten Wellenlänge kein oder wenig Fremdlicht im Bereich der neuen Vorrichtung vorherrscht.
Ferner ist es bevorzugt, wenn die Beleuchtungsvorrichtung in der jeweiligen Meßebene liegende, zellenförmig angeordnete Lichtsender umfaßt.
Hier ist von Vorteil, daß die Intensitätsverteilung in der Meßebene sozusagen stationär aufgebaut wird. Dieser Lichtsender kann entweder eine LED-Zeile oder aber ebenfalls ein ggf. auch abbildender Lichtleiter sein.
Ferner ist es hier bevorzugt, wenn eine Einrichtung vorgesehen ist, welche dazu eingerichtet ist, vorzugeben oder zu bestimmen, mit welcher Geschwindigkeit sich die Objekte im Bereich der Meßebenen bewegen.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß Einflüsse auf die Bewegungs¬ geschwindigkeit der Objekte sozusagen herausgerechnet werden können. Dies ist auch bei frei fallenden Objekten von Vorteil, denn wegen der störenden Einflüsse des Luftwiderstandes unter¬ scheidet sich die Fallgeschwindigkeit unterschiedlich schwerer Objekte voneinander. Würde dieser Effekt nicht berücksichtigt, so würden an schneller fallenden Objekten pro Längeneinheit weniger Schnittbilder genommen werden als von langsamer fallenden Objek¬ ten. Geht man dagegen bei der Auswertung dennoch von einem kon¬ stanten Abstand der Schnittbilder an den Objekten aus, so würden schneller fallende Objekte sozusagen als "zu klein" gemessen. In einer Weiterbildung ist bevorzugt, wenn die Vorrichtung einer Zählstation zugeordnet ist, welche das Steuersignal als Zähl¬ impuls verwendet.
Hier ist von Vorteil, daß das Steuersignal, anhand dessen "gute" und "schlechte" Objekte unterschieden werden, gleichzeitig dazu verwendet wird, die guten Objekte zu zählen. Auf diese Weise kann z.B. die Zahl der Tabletten erfaßt werden, die bereits in ein zu füllendes Röhrchen eingegeben wurden.
Insgesamt ist es bevorzugt, wenn die Auswertevorrichtung zumindest einen Vergleich mit zumindest einem Referenzsignal durchführt und das Steuersignal in Abhängigkeit von dem Vergleich erzeugt.
Hier ist von Vorteil, daß keine komplexen und sozusagen absoluten Auswertekriterien erforderlich sind, in Form einer JA/NEIN- Entscheidung kann vielmehr auf einfache und schnelle Weise entschieden werden, ob das gerade zu untersuchende Objekt das Bewertungskriterium erfüllt oder nicht.
Dabei ist es insgesamt bevorzugt, wenn die Einrichtung weiter eine Freigabevorrichtung zur definierten und vereinzelnden Freigabe der Objekte umfaßt, wobei diese Freigabevorrichtung in Fallrichtung der Objekte stromaufwärts von den Meßebenen angeordnet ist.
Hier ist von Vorteil, daß die Objekte einzeln nacheinander zu den Meßebenen freigegeben werden, wobei durch die definierte Freigabe den Objekten eine bekannte Geschwindigkeit mitgegeben werden kann. Dies hat den weiteren Vorteil, daß auf die oben¬ erwähnte Anordnung zur Bestimmung der Geschwindigkeit, mit der sich die Objekte im Bereich der Meßebenen bewegen, verzichtet werden kann . Die genannte Anordnung und die hier erwähnte Freigabevorrichtung können also sozusagen alternativ eingesetzt werden, um die Meßgenauigkeit zu erhöhen.
Ferner hat die Freigabevorrichtung den Vorteil , daß die fallenden Objekte vereinzelt werden, also nacheinander die Meßebenen durch¬ dringen . Die Freigabevorrichtung kann dabei so eingestellt wer¬ den, daß zwischen zwei Objekten ein gewisser zeitlicher Abstand vorhanden ist, so daß die Auswertung bezüglich der Vermessung des ersten Objektes mit genügender Sicherheit abgeschlossen sein kann .
Dabei ist es von Vorteil , wenn die Freigabevorrichtung zumindest ein Reibrad umfaßt, das quer zu der Fallrichtung federnd gelagert ist .
Diese Maßnahme ist konstruktiv von Vorteil, das fallende Objekt trifft nämlich auf das Reibrad, lenkt dieses gegen die Federkraft zur Seite aus und bewegt sich dann zwischen z .B. einer Gegenwand und der federnden Reibrolle weiter nach unten . Die Reibrolle verzögert dabei das fallende Objekt, wobei die Stärke der Federkraft unmittelbaren Einfluß auf die Fallgeschwindigkeit des Obj ektes ausübt, wenn dieses von der Reibrolle wieder freigegeben wird.
Ferner ist es hier bevorzugt, wenn das Reibrad angetrieben ist.
Durch diese Maßnahme können dem freigegebenen Objekt Geschwindig¬ keiten mitgegeben werden, die deutlich von der Fallgeschwindig¬ keit abweichen. Das Objekt kann z .B. entweder stark beschleunigt oder stark abgebremst werden, je nachdem, welche Anforderungen die Auswertung in der Detektorvorrichtung mit sich bringt. Ferner ist es bevorzugt, wenn zwei Reibräder vorgesehen sind.
Versuche haben ergeben, daß insbesondere zwei Reibräder, zwischen denen sich das Objekt hindurchbewegt, von Vorteil sind, da das Objekt sozusagen von beiden Seiten gleichmäßig beschleunigt oder abgebremst wird, so daß das Objekt beim weiteren Fallen nicht verkantet oder trudelt.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die Einrichtung eine Anordnung umfaßt, die die Geschwindigkeit bestimmt oder mißt, mit der sich die Objekte im Bereich der Meßebenen bewegen.
Diese Anordnung kann entweder eine getrennte Anordnung sein, die z.B. über Lichtschranken die Fallgeschwindigkeit der Objekte bestimmt bzw. mißt, sie kann aber auch sozusagen implizit durch die beiden Meßebenen realisiert sein, wenn diese parallel zueinander mit einem bekannten Abstand angeordnet sind. Im letzteren Falle würde die Zeit gemessen, die das fallende Objekt benötigt, um von der ersten in die zweite Meßebene zu gelangen. Aus der gemessenen Zeit und dem bekannten Abstand könnte dann die Bewegungsgeschwindigkeit des Objektes bestimmt werden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach¬ stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den jeweils angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Abfüllstation für Tabletten, in welcher die neue Vorrichtung verwendet wird;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Meßstation der neuen Vor¬ richtung, längs der Linie II-II aus Fig. 1;
Fig. 3 aufeinanderfolgend gemessene Intensitätsverteilungen für eine fallende Tablette, gemessen in zwei zueinan¬ der senkrechten Meßkoordinaten;
Fig. 4 eine Seitenansicht der Meßstation der neuen Vor¬ richtung, längs der Linie IV-IV aus Fig. 2;
Fig. 5 eine schematisch angedeutete Anordnung zur Bestimmung der Fallgeschwindigkeit der Tabletten aus Fig. 1;
Fig. 6 in einer Darstellung wie Fig. 2 eine Meßstation, bei der die Abbildungsvorrichtung abbildende Lichtleiter verwendet;
Fig. 7 ein Blockschaltbild der Auswertevorrichtung für die neue Vorrichtung aus Fig. 1; und
Fig. 8 eine schematisch angedeutete Vorrichtung zur definier¬ ten Freigabe von fallenden Objekten. In Fig. 1 ist schematisch in einer Seitendarstellung eine Abfüllstation 10 für Objekte 12 gezeigt, die in diesem Falle Tabletten 13 sind. Die Tabletten 13 werden in einen Fallschacht 14 gegeben, wo sie sich in Bewegungsrichtung 15 nach unten fortbewegen, also fallen.
Auf ihren Weg durch den Fallschacht 14 durchqueren die Tabletten 13 eine Vorrichtung 17 zum Bewerten der Objekte. Die Vorrichtung 17 umfaßt eine noch näher zu erläuternde Meßstation 18 sowie eine Auswertevorrichtung 19, die über Leitungen 20 mit der Meßstation verbunden ist.
Ferner ist eine Sortierstation 21 vorgesehen, welche die ankommenden Tabletten 13 entweder über einen Schacht 22 in einen Sammelbehälter 23 für zerbrochene Tabletten 13a, 13b leitet, oder aber die Tabletten 13c über einen Füllschacht 24 in Tablettenröhrchen 25a, 25b, 25c einfüllt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Tablettenröhrchen 25a bereits vollständig mit Tabletten gefüllt, während das Tablettenröhrchen 25b gerade gefüllt wird.
Die Sortierstation 21 umfaßt eine Klappe 27, welche von einem Steuersignal Sl betätigt wird, das von der Auswerte'station 19 erzeugt wird und eine Bewertung der Objekte 12 beinhaltet. Je nach Stellung der Klappe 27 gelangen die Tabletten 13 entweder in den Sammelbehälter 23 oder in ein Tablettenröhrchen 25. Die Auswertevorrichtung 19 gibt ein zweites Steuersignal S2 aus, das die Zahl der in den Füllschacht 24 geleiteten Tabletten 13 wiedergibt. Dieses Steuersignal S2 wird dazu verwendet, die Tablettenröhrchen 25 in Richtung ihrer Transportrichtung 28 weiter zu bewegen, wenn die vorbestimmte Anzahl von Tabletten in das aktuelle Tablettenröhrchen eingegeben wurde. Die Vorrichtung 17 dient also zum einen dazu, defekte oder aus anderen Gründen nicht zu verwendende Tabletten 13 auszusortieren. Andererseits dient sie weiterhin dazu, eine vorbestimmte Anzahl von "guten" Tabletten in jedes Tablettenröhrchen 25 einzufüllen.
Die Abfüllstation 10 kann dahingehend ausgebaut werden, daß dem Füllschacht 24 weitere Sortierstationen 21 nachgeschaltet werden, so daß verschiedene Tablettensorten gleichzeitig von der Vorrichtung 17 kontrolliert und bewertet werden können. Die Bewertung umfaßt dann neben der GUT/SCHLECHT-Entscheidung noch eine weitere Qualifizierung bezüglich der Tablettensorte. Auf diese Weise ist es auch möglich, in ein und das selbe Tablettenröhrchen 25 Tabletten unterschiedlicher Sorten ein¬ zufüllen.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht längs der Linie II-II aus Fig. 1 auf die Meßstation 18.
Es ist zu erkennen, daß die Meßstation 18 eine Beleuchtungsvor¬ richtung 31 sowie eine Detektoreinrichtung 32 umfaßt, in deren Mittelpunkt schematisch eine Tablette 13 angedeutet ist. Die Beleuchtungsvorrichtung 31 umfaßt eine erste Infrarot-Lichtquelle 33 in Form einer LED-Zeile 34, sowie eine zweite" Infrarot- Lichtquelle 35 in Form einer LED-Zeile 36. Die LED-Zeile 34 erzeugt in einer ersten Meßebene 37 eine Intenstitätsverteilung von Infrarotlicht, während die LED-Zeile 36 in einer zweiten Meßebene 38 eine entsprechende Intensitätsverteilung hervorruft. Durch Pfeile 39 und 40 sind die Ausbreitungsrichtungen der von den LED-Zeilen 34 und 36 abgegebenen Intensitätsverteilungen angedeutet. Es ist zu erkennen, daß die Ausbreitungsrichtungen 39 und 40 in etwa senkrecht zueinander stehen. In der Meßebene 37 liegt ein erster Zeilensensor 41, während in der Meßebene 38 ein zweiter Zeilensensor 42 liegt. Jeder Zeilensensor 41, 42 weist nebeneinander angeordnete optische Sensoren auf, welche auf Licht der Wellenlänge ansprechen, wie es von den LED-Zeilen 34 und 36 abgegeben wird.
Die Intensitätsverteilungen in den Meßebenen 37 und 38 werden über Abbildungsvorrichtungen 43 und 44 auf die Zeilensensoren 41 bzw. 42 abgebildet. Diese Abbildungsvorrichtungen umfassen jeweils ein Infrarotfilter 45 und ein Array 46 von Zylinder¬ linsen, sogenannten SELFOC-Linsen.
Die Anordnung ist derart getroffen, daß das von den LED-Zeilen 34 und 36 abgegebene Licht unmittelbar auf die Zeilensensoren 41 und 42 fokussiert wird, wobei das Licht der ersten Meßebene
37 den zweiten Zeilensensor 42 nicht beeinflußt und umgekehrt. Dies liegt an der rechtwinkligen Anordnung. Liegen die Meßebenen in räumlich versetzten Ebenen, so wird diese optische Isolation noch verstärkt.
Tritt jetzt eine Tablette 13 quer durch diese Meßebenen 37 bzw.
38 hindurch, so führt dies zu einer Art Schattenbildung auf den Zeilensoren 41 und 42. Wie in einem Koordinatenkreuz 47 angedeutet, werden dann die Abmaße der Tablette 13 in einer ersten Meßkoordinate 48 (Zeilensensor 41) und einer dazu senkrechten zweiten Meßkoordinate 49 (Zeilensensor 42) erfaßt. Die von den Zeilensensoren 41, 42 erfaßten Intensitätsver¬ teilungen werden über die Leitungen 20 als II und 12 in die Auswertevorrichtung 19 gegeben. In Fig. 3 sind zwei Zeitdiagramme 51 dargestellt, welche die. beim Durchtritt einer Tablette 13 durch die Meßebenen 37 und 38 zeitlich aufeinanderfolgenden Intensitätsverteilungen wiedergeben. Hierzu ist zunächst zu bemerken, daß sowohl die LED-Zeilen 34 und 36 als auch die Zeilensensoren 41 und 42 getaktet werden, also in einem bestimmten Zeitabstand derart angesteuert werden, daß sie eine Intensitätsverteilung aufbauen und abfragen. Auf diese Weise gibt es zeitlich aufeinanderfolgen¬ de Schnitte durch eine durch die Meßebenen 37, 38 hindurch¬ fallende Tablette 13. Diese Intensitätsverteilungen 53 weisen daher zueinander einen zeitlichen Abstand 54 auf, welcher zusammen mit der Fallgeschwindigkeit der Tablette 13 die räumliche Lage der einzelnen Schnitte an der Tablette 13 bestimmt. Wie aus den Zeitdiagrammen 51 und 52 zu erkennen ist, geben die nebeneinander aufgereihten Intensitätsverteilungen 53 die Ansicht der Tablette 13 in Richtung der jeweiligen Ausbreitungsrichtung 39, 40 wieder. Die Abmaße der Tablette 13 lassen sich aus diesen Intensitätsverteilungen 53 in Richtung der jeweiligen Meßkoordinate 48, 49 durch Abzählen der von der Tablette 13 jeweils abgedunkelten einzelnen Sensoren des Zeilensensors 41 bzw. 42 berechnen. In Bewegungsrichtung der Tablette 13 jedoch, also in Richtung der Zeitachse t, bestimmen sich die Abmaße aus den zeitlichen Abständen 54 sowie aus der Fallgeschwindigkeit der jeweiligen Tablette. Wenn man nämlich die dem zeitlichen Abstand 54 entsprechende Strecke kennt, welche die Tablette in diesem Zeitintervall zurückgelegt hat, so kann man die Zeitachse t in eine Streckenachse transformieren und somit nach der Art einer Stützstellenintegration die Fläche der Tablette 13 gesehen aus Richtung der Ausbreitungsrichtungen 39, 40 berechnen. Alternativ kann auch vorgesehen sein, die Kontur der Tablette, wie sie sich aus dem "Schattenbild" in Fig. 3 ergibt, unmittelbar auszuwerten. Es könnte nämlich sein, daß sich Fehler in der Kontur der Tablette bezüglich der Fläche der Tablette gerade herausmitteln, diese Fehler jedoch trotzdem erfaßt werden sollen.
Statt einer Auflösung der Tablette in Richtung der Meßkoordinaten ist es auch möglich, einen Summensensor in jeder Meßebene 37, 38 zu verwenden, welcher die jeweilige Intensitätsverteiiung ihrer Summe nach mißt. Die Schattenbildung einer durchfallenden Tablette 13 würde dann dieses Summensignal kleiner werden lassen, was ebenfalls als Maß für den abgedunkelten Bereich in der Intensitätsverteilung ausgewertet werden kann.
Ist die Fallgeschwindigkeit der Tablette 13 immer konstant, so sind keine weiteren Maßnahmen erforderlich, die Zeitachse t wird über eine Konstante in eine Strecke umgerechnet.
Wenn jedoch Tabletten unterschiedlichen Gewichtes sortiert und bewertet werden sollen, so ergibt sich wegen des störenden Einflusses des Luftwiderstandes ggf. auch eine unterschiedliche Fallgeschwindigkeit.
In Fig. 4 ist eine Schnittdarstellung längs der Linie IV-IV aus Fig. 2 gezeigt, anhand derer eine Möglichkeit zur Bestimmung der Fallgeschwindigkeit illustriert wird.
In Fig. 4 ist zu erkennen, daß die erste Meßebene 37 und die zweite Meßebene 38 in Richtung der Bewegung 15 der Tablette 13 gegeneinander abgesetzt sind. Obwohl die beiden Meßebenen 37 und 38 parallel zueinander verlaufen, weisen sie einen Abstand 55 zueinander auf, der es ermöglicht, die Fallgeschwindigkeit zu bestimmen. Die Zeitdifferenz nämlich, die zwischen dem Eintauchen der Tablette 13 in die Meßebene 38 und dem Eintauchen in die Meßebene 37 liegt, bestimmt über den Abstand 55 die jeweilige Fallgeschwindigkeit.
In Fig. 5 ist eine weitere Anordnung 57 gezeigt, welche mit Hilfe zweier in Fallrichtung den Meßebenen 37, 38 vor- oder nachgeschalteten Lichtschranken 58 und 59 die Fallgeschwindigkeit der Tablette 13 ermittelt. Die Lichtschranken sind in Bewegungs¬ richtung 15 mit einem Abstand 60 voneinander angeordnet und weisen jeweils eine Sendediode 61 und eine Empfängerdiode 62 auf. Die Zeit zwischen dem Unterbrechen der ersten Lichtschranke 58 und der zweiten Lichtschranke 58 bestimmt hier über den Abstand 60 die Fallgeschwindigkeit. Hier können die beiden Meßebenen 37, 38 dann in der selben räumlichen Ebene liegen, so daß gewährleistet ist, daß die Durchtrittsgeschwindigkeit für beide Meßebenen 37, 38 identisch ist.
In Fig. 6 ist in einer Anordnung wie Fig. 2 eine Meßstation 18 gezeigt, bei welcher die Abbildungsvorrichtungen 43, 44 abbildende Lichtleiter 64 umfassen, welche zwischen den Arrays 46 und einem Zeilensensor 66 angeordnet sind. Diese Lichtleiter transportieren die aufgenommene Intensitätsverteilung ohne Verzerrung zu dem Zeilensensor 66 weiter, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus fünf einzelnen Segmenten 67 besteht. Selbstverständlich kann statt eines Zeilensensors 66 auch ein Flächensensor verwendet werden, der von den Lichtleitern geeignet beleuchtet wird.
Die Verwendung derartiger abbildender Lichtleiter hat den Vor¬ teil, daß die Intensitätsverteilung jeweils sehr dicht an dem fallenden Objekt gemessen werden kann, so daß Verzerrungen weit¬ möglichst ausgeschaltet werden. Darüberhinaus ergibt sich der weitere Vorteil, daß Zeilensensoren 66 verwendet werden können, deren Länge (also Anzahl der Sensoren mal mittlerem Abstand der Sensoren zueinander) nicht an das Meßfeld (die einzelnen Meßebe¬ nen) angepaßt ist. Durch die abbildenden Lichtleiter 64 ist es weiterhin möglich, derartige Zeilensensoren 66 effektiv zu nut¬ zen. In dem gezeigten Beispiel in Fig. 6 hat der Zeilensensor 66 wie gesagt fünf Segmente 67, von denen jedoch für einen Fall¬ schacht 14 nur zweieinhalb Segmente benötigt werden. Die anderen zweieinhalb Segmente können für einen anderen Fallschacht verwen¬ det werden. Hier sei noch bemerkt, daß die Zuordnung von Segmen¬ ten und abbildenden Lichtleitern in Fig. 6 nur beispielhaft gewählt ist.
Jedes dieser Segmente 67 gibt seine eigene Intensitätsverteilung Jl*, J2*, J3*, J4", J5* aus, wobei jedoch diese Intensitätsver¬ teilungen J* nicht den tatsächlich gemessenen Intensitätsver¬ teilungen Jl und J2 entsprechen. Wie die Umrechnung bzw. Umformung erfolgt, wird jetzt anhand des Blockschaltbildes aus Fig. 7 erklärt.
Fig. 7 gibt wie gesagt ein schematisches Blockschaltbild eines Teiles der Auswertevorrichtung 19 aus Fig. 1 wieder.
Die seriell ausgelesenen Intensitätsverteilungen Jl* ... J5* werden je Segment 67 getrennt Pixel für Pixel in einen Komparator 71 gegeben, wo sie mit einem Schwellwert 72 (K) verglichen werden. Der Schwellwert 72 ist so eingestellt, daß störende Rauscheffekte kompensiert werden. Die Ko paratoren 71 geben an ihrem Ausgang in Form einer Ja/Nein-Entscheidung an, ob das betreffende Pixel einer Tablette 13 zuzuordnen ist oder nicht. Alle fünf Komparatoren 71 speisen in einen Multiplexer 73 ein, der die einzelnen Pixel den tatsächlich gemessenen Intensitäts¬ verteilungen - hier z.B. Jl - zuordnet. Auf seinem Ausgang Jl gibt der Multiplexer 73 sämtliche Pixel des Segmentes Jl* sowie so viele Pixel des Segmentes J2* aus, wie sie von dem in Fig. 6 linken abbildenden Lichtleiter 64 bedeckt werden. Auf einem nicht gezeigten weiteren Ausgang gibt der Multiplexer 73 sämtliche Pixel aus, die zu der IntensitätsVerteilung J2 gehören und aus den Segmenten J2* und J3* stammen.
Die Intensitätsverteilung Jl wird weiterhin seriell, also Pixel für Pixel, einem Zähler 74 zugeführt, der die Anzahl der einer Tablette 13 zugeordneten Bildpunkte in einer Intensitätsver¬ teilung Jl hochzählt. Bei Verwendung eines Summensensors erübrigt sich der Zähler 74 selbstverständlich, da der Summensensor selbst das "Aufsummieren" durchführt. Soll dagegen die Kontur der Tablette 13 bewertet werden, so ist der Zähler 74 ebenfalls überflüssig, denn dann wird die gesamte "Längeninformation" ausgewertet.
Nachdem die Zahl der einer Tablette zugeordneten Bildpunkt fest¬ steht, wird diese Zahl in einem Multiplizierer 75 mit einem Faktor F multipliziert, welcher aus einem Rechen austein 76 geliefert wird. Der Rechenbaustein 76 berechnet aus seinen Ein¬ gangssignalen 77, die z.B. von den Empfängerdioden 62 aus Fig. 5 stammen, die Fallgeschwindigkeit der Tablette 13, und gibt einen entsprechenden Faktor auf seiner Ausgangsleitung 78 aus. Der sich somit ergebende Flächenteilwert der Tablette 13, welcher der In¬ tensitätsverteilung Jl zum Zeitpunkt beispielsweise t_ (siehe Fig. 3) entspricht, wird in einem Summierer 80 gespeichert. Nach einer bestimmten Zeitspanne, die durch die Fallgeschwindig¬ keit bestimmt sein kann, wird die nächste Intensitäts erteilung zusammengestellt und wie oben beschrieben aufbereitet. Der der zeitlich nachfolgenden Intensitätsverteilung entsprechende Flächenwert der Tablette 13 wird zu dem vorher berechneten Flächenwert im Summierer 80 zuaddiert. In einem zweiten Addierer 80' werden zeitgleich oder zeitversetzt die Flächenwerte der Tablette 13 aufsummiert, die sich durch die Messung in der zweiten Meßebene 38 ergeben.
Die Summierer 80, 80' sind mit ihren Ausgängen 81, 82 zu einer Rechenschaltung 84 geführt, welche die beiden aufsummierten Werte miteinander kombiniert und einen Vergleichswert V erzeugt, der auf einem Ausgang 85 in einen Vergleicher 86 gegeben wird. In dem Vergleicher 86 wird der Vergleichswert V mit einem Referenzwert R verglichen, der über einen Ausgang 87 eines Lesespeichers 88 geliefert wird.
Dieser Referenzwert R kann in den Lesespeicher 88 entweder von außen eingeschrieben worden sein oder aber während einer "Lernphase" über eine Leitung 89 aus der Rechenschaltung 84 in den Lesespeicher 88 eingespeist worden sein. Durch diese Beschaltung ist es möglich, zunächst eine Reihe von "guten" Tabletten 13 durch den Fallschacht 14 fallen zu lassen, und die dabei ermittelten Vergleichswerte V als "Gut-Werte" in den Lesespeicher 88 für eine spätere Verwendung als Referenzwert zu speichern. Genaue Kenntnisse der Geometrie oder der Fallaus¬ richtung der Objekte sind nicht erforderlich, die neue Vor¬ richtung paßt sich der jeweiligen Form sozusagen automatisch an. Insbesondere bei Objekte, deren Ausrichtung quer zur Fallrichtung sich von Objekt zu Objekt ändert, sorgt eine entsprechende Zahl von Referenzmessungen für die erforderliche statische Sicherheit beim Referenzwert R. Bei der internen Verrechnung der Signale in der Rechenschaltung 64 kann ferner ein über eine Leitung 90 zugeführtes Referenz¬ signal berücksichtigt werden, welches eine Art Fehlerbewertungs- kriterium beinhaltet.
Der Vergleicher 86 überprüft nun, ob der Vergleichswert V mit dem Referenzwert R innerhalb einer über eine Leitung 91 zugeführ¬ ten Fehlerschwelle Δ übereinstimmt. Das Ergebnis dieses Ver¬ gleiches wird auf einer Ausgangsleitung 92 angezeigt, welche unmittelbar das Steuersignal Sl für die Ansteuerung der Sortier¬ station 21 liefert.
In einer nachgeschalteten Zählstation 93 werden die "guten" Tabletten 13 hochgezählt, so daß jederzeit eine Information darüber verfügbar ist, wieviele Tabletten bereits in ein gerade zu füllendes Tablettenröhrchen 25b eingegeben wurden. Diese Information wird über eine Ausgangsleitung 94 als Steuersignal S2 zur Verfügung gestellt.
Wenn nur eine Sorte von Tabletten 13 zur Zeit gemessen wird, so ergibt sich die Geschwindigkeitskonstante beim Einlernen automatisch. Der Referenzwert R in dem Lesespeicher 88, der genauso gebildet wird, wie der Vergleichswert V, enthält dann schon sozusagen implizit die Fallgeschwindigkeit, so daß auf den Multiplizierer 75 und die Anordnung 76 verzichtet werden kann. Ändert man allerdings die Fallhöhe der Tablette, so kann es erforderlich sein, einen neuen Referenzwert zu erlernen.
Die mit der insoweit beschriebenen Vorrichtung erzielbare Auflösung beträgt in Fallrichtung etwa 0,2 mm und quer zur Fallrichtung ca. 65 μm. Während die Auflösung quer zur Fallriclv- tung durch den Abstand der Sensoren zueinander bedingt ist, ergibt sich die Auflösung in Fallrichtung zum einen durch die Fallgeschwindigkeit der Tabletten 13 und zum anderen durch die verglichen mit Kamerasystemen sehr hohe Zeilenwiederholfrequenz eines Zeilensensors. Der weitere Vorteil eines Zeilensensors verglichen mit einer Kamera, liegt neben der höheren räumlichen Auflösung in Zeilenrichtung und der höheren Zeilenwiederhol¬ frequenz, was eine höhere Auflösung in Fallrichtung bedeutet, auch noch in den geringeren geometrischen Abmaßen, was zu einer reduzierten Bauhöhe führt. Insbesondere bei Tabletten mit sehr kleinem Durchmesser hat die erhöhte räumliche Auflösung große Vorteile gegenüber mit Kamerasystemen arbeitenden Meßvorrich¬ tungen.
In Fig. 8 ist eine Alternative zu der Anordnung 57 aus Fig. 5 bzw. zu der räumlich beabstandeten Anordnung der Meßebenen 37, 38 aus Fig. 4 gezeigt. Fig. 8 zeigt eine schematische und ausschnittsweise Seitenansicht der Vorrichtung 10 aus Fig. 1.
Die in dem Fallschacht 14 in Bewegungsrichtung oder Fallrichtung 15 fallenden Tabletten 13 gelangen in den Bereich einer Freigabe¬ vorrichtung 101 zur definierten und vereinzelnden Freigabe der Tabletten 13, wenn diese den oberen Teil des Fallschachtes 14 verlassen. Die Freigabevorrichtung 101 ist damit in Fällrichtung 15 stromaufwärts von der Meßstation 18 angeordnet. Nach dem Durchlaufen der Meßstation 18 gelangen die Tabletten 13 in einen zweiten Fallschacht 14 ' , der größere Querschnitte aufweist als der erste Fallschacht 14.
Die Freigabevorrichtung 101 umfaßt zwei Reibräder 102, 103, die einander diametral gegenüber angeordnet sind und über Druckfedern 104, 105 aufeinander zu vorgespannt sind. Die beiden Reibräder 102 und 103 sind gegenläufig angetrieben, wie dies durch Pfeile 106 und 107 angedeutet ist. Das Reibrad 102 dreht sich dabei im Gegenuhrzeigersinn und das Reibrad 103 im Uhrzeigersinn.
In Fig. 8 ist zu erkennen, daß die Tabletten stromaufwärts von der Freigabevorrichtung 101 einen Stapel aus Tabletten 13, 13a und 13b bilden, der von der Freigabevorrichtung 101 gehalten wird. Weitere, in Fig. 8 nach unten fallende Tabletten 13 lagern sich oben auf dem Stapel auf, wobei der Stapel von unten über die Reibräder 102, 103 sozusagen "abgearbeitet" wird.
Die Tablette 13b hat beim Eintreten in den Raum zwischen den beiden Reibrädern 102, 103 diese so weit auseinandergedrückt, daß die Tablette 13b hindurchgelangen kann. Da die Reibräder 102, 103 angetrieben sind, nehmen sie die Tablette 13b jetzt mit und verleihen ihr eine bestimmte Geschwindigkeit, die sie beim Austreten aus der Freigabevorrichtung 101 nach unten definiert bewegt.
Die Freigabevorrichtung 101 bremst die Tabletten also zunächst ab und gibt sie dann mit einer definierten Beschleunigung/Ge¬ schwindigkeit ab. Der Abstand der Reibräder 102, 103 zu der Meßstation 18 ist gerade so groß, daß beim Reiben entstehender Tablettenstaub die Messung nicht beeinträchtigt. Der Abstand ist jedoch andererseits so gering, daß die Geschwindigkeit der Tabletten 13 beim Durchtreten der Meßebenen 37, 38 genau bekannt ist. Aus diesem Grund kann auf die Anordnung 57 aus Fig. 5 bzw. die räumlich beabstandete Anordnung der Meßebenen 37, 38 gemäß Fig. 4 verzichtet werden, obwohl sie als zusätzliche Maßnahme dienen kann, um "letzte Korrekturen" durchzuführen. Die Anordnung 57 bzw. die Freigabevorrichtung 101 dienen somit beide, wenn auch auf unterschiedliche Weise, dazu, die Fallgeschwindigkeit der Objekte 13 im Bereich der Meßebenen 37, 38 vorzugeben bzw. zu bestimmen. Im Fallschacht 14 kann ein Mindestrückstau an Tabletten 13 erforderlich sein, damit die Freigabevorrichtung 101 einwandfrei arbeitet. Schwere Tabletten, die frei durch den Fallschacht 14 fallen, können nämlich ggf. durch die beiden Reibräder 102, 103 nicht vollständig abgebremst und definiert weitergegeben werden. Während sich also eine Tablette zwischen den Reibrädern 102, 103 befindet, liegen auf dieser Tablette 13b weitere Tabletten im Stapel auf, die nacheinander durch die Reibräder 102, 103 gelangen. Wenn der Mindestrückstau unterschritten wird, was durch eine Lichtschranke oberhalb der Reibräder 102, 103 im Fallschacht 14 überprüft werden kann, so werden die Reibräder 102, 103 angehalten und die Abgabe wird erst fortgesetzt, wenn dieser Mindestrückstau wieder erreicht ist.
Die gezeigte MeßVorrichtung 18 umfaßt auf bereits beschriebene Weise die Beleuchtungsvorrichtung 31 sowie die Detektoreinrich¬ tung 32. Die Beleuchtungsvorrichtung 31 ist hier jedoch eine Art "Laserlichtvorhang", der durch eine Laserquelle 111 erzeugt wird, deren Strahl ggf. mittels einer Optik aufgeweitet wird, so daß er flächig eine Meßebene, hier die Meßebene 37, aufspannt. Die Laserlichtquelle 111 ist im gezeigten Falle eine getaktete Quelle, die mit ca. 50 kHz taktet und im roten oder infraroten Wellenlängenbereich arbeitet.
Als Empfänger ist ein Summensensor 112 vorgesehen, der z.B. einen ca. 25 mm breiten Empfangsschlitz aufweist und ein reines Analogsignal ausgibt. Am Ausgang des Empfängers ist ein 5 kHz Tiefpaß vorhanden. Eine Aufsummierung einzelner Signale pro zeitlichem Schnitt ist nicht mehr erforderlich, da der Ausgang sozusagen integrierend über den gesamten Empfangsschlitz ist. Bei vollständiger Bedeckung des Empfangsschlitzes erhält man z.B. ein Ausgangssignal von 10 Volt und bei völlig freiem Empfangsschlitz ein Ausgangssignal von 0 Volt. Wegen der großen Kohärenz des Laserstrahles können Sender und Empfänger einen größeren Abstand zueinander aufweisen, als bei den bisher beschriebenen Meßstationen 18. Dieser Abstand kann hier z.B. bis zu 10 m betragen, was insbesondere aus geome¬ trischen Gründen erwünscht sein kann. Ferner können beide Meßebenen jetzt problemlos in einer räumlichen Ebene angeordnet sein, was die Bautiefe der neuen Vorrichtung 10 erheblich verringert.
Die Abfrage des Summensensors 112 kann so erfolgen, daß je nach Größe der Tablette 13 in Fallrichtung 15 z.B. 50 Meßwerte pro Objekt 12 genommen werden können. Diese Auflösung, die sowohl von der Abfragefrequenz des Summensensors 112 als auch von der Bewegungsgeschwindigkeit der Tablette 13 in Fallrichtung 15 abhängt, ist so gut, daß auch aus mehreren Segmenten bestehende Tabletten einwandfrei vermessen werden können. Bei diesem System ist es nicht nur möglich, einen integralen Flächenwert (Stütz¬ stellenintegration) zu bestimmen, es kann auch durch Aneinander¬ fügen der einzelnen "Schnitte" ein Abbild der Tablette z.B. in einem Rechner erzeugt werden, wie es bereits anhand der Fig. 3 erläutert wurde, wobei dann ggf. der Summensensor 112 durch einen Zeilensensor zu ersetzen ist.
Um kleine Staubpartikel etc. auszublenden, ist ein unterer Schwellwert für das Ausgangssignal des Summensensors 112 vorgesehen, der mehrmals nacheinander überschritten werden muß, damit das durch die Meßebene 37 durchtretende Objekt 12 überhaupt als Tablette 13 oder aber als Bruchstück erkannt und verarbeitet wird. Auf diese Weise wird dafür gesorgt, daß kleine Staub¬ partikel nicht ausgeworfen werden, sondern erst Bruchstücke ab einer bestimmten Größe.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Kontrollieren und/oder Unterscheiden von fallenden Objekten (12, 13), vorzugsweise von frei fallenden Tabletten (13) , mit:
einer Beleuchtungsvorrichtung (31) , welche dazu eingerichtet ist, in einer ersten Meßebene (37) eine erste Intensitätsverteilung (Jl) von Licht zu erzeu¬ gen, die das jeweilige Objekt (12, 13) beim Durch¬ queren der ersten Meßebene (37) beeinflußt, und in einer von der ersten Meßebene (37) verschiedenen zweiten Meßebene (38) eine zweite Intensitätsver¬ teilung (J2) von Licht zu erzeugen, die das jeweilige Objekt (12, 13) beim Durchqueren der zweiten Meßebene (38) beeinflußt,
einer Detektoreinrichtung (32) , welche dazu eingerich¬ tet ist, in zeitlich aufeinanderfolgenden Schnitten die Beeinflussung der ersten Intensitätsverteilung (Jl) längs einer ersten Meßkoordinate (48) und die Beeinflussung der zweiten Intensitätsverteilung (J2) längs einer von der ersten Meßkoordinate (48) ver¬ schiedenen zweiten Meßkoordinate (49) derart zu messen, daß sie die jeweiligen Abmaße des Objektes (12, 13) in Richtung der jeweiligen Meßkoordinaten (48, 49) erfaßt, und einer Auswertevorrichtung (19) , welche aus den erfaßten Abmaßen zumindest ein Steuersignal (Sl, S2) ableitet, das eine Qualifizierung des jeweiligen Objektes (12, 13) beinhaltet, wobei
eine nachschaltbare Sortierstation (21) die Objekte (12, 13) in Abhängigkeit von dem Steuersignal (Sl, S2) unterschiedlich weiterleitet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Meßkoordinate (48, 49) in etwa senkrecht zueinander verlaufen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (32) zumindest einen Zeilensensor (41, 42; 66) mit nebeneinander angeord¬ neten optischen Sensoren umfaßt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Meßebene (37, 38) parallel zueinander verlaufen oder vorzugsweise in der selben räumlichen Ebene liegen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (32) eine Abbildungsvorrichtung (43, 44) umfaßt, welche die Intensi¬ tätsverteilung (Jl, J2) auf Sensoren abbildet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungsvorrichtung (43, 44) zumindest eine abbildende Lichtleiteranordnung (64) umfaßt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsvorrichtung (31) zumindest eine Infrarot-Lichtquelle (33) aufweist, und daß die Abbildungs- vorrichtung zumindest ein Infrarot-Filter (45) umfaßt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Beleuchtungsvorrichtung (31) einen in der jeweiligen Meßebene (37, 38) liegenden, zellenförmig angeordneten Lichtsender (34, 36) umfaßt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung (57, 101) umfaßt, welche dazu eingerichtet ist, vorzugeben oder zu bestimmen, mit welcher Geschwindigkeit sich die Objekte (12, 13) im Bereich der Meßebenen (37, 38) bewegen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie einer Zählstation (93) zugeordnet ist, welche das Steuersignal (Sl, S2) als Zählimpuls verwendet.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertevorrichtung (19) zumindest einen Vergleich mit zumindest einem Referenzsignal (R) durchführt und das Steuersignal (Sl, S2) in Abhängigkeit von dem Vergleich erzeugt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Objekte (12, 13) zumindest beim Durchqueren der Meßebenen (37, 38) ihre Ausrichtung quer zu ihrer Bewegungsrichtung (15) beibehalten. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (57, 101) weiter eine Freigabevorrichtung (101) zur definierten und vereinzelnden Freigabe der Objekte (12, 13) umfaßt, die in Fallrichtung
(15) der Objekte (12,
13) stromaufwärts von den Meßebenen
(37, 38) angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabevorrichtung (101) zumindest ein Reibrad (102, 103) umfaßt, das quer zu der Fallrichtung (15) federnd gelagert ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibrad (102, 103) angetrieben ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Reibräder (102, 103) vorgesehen sind.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (57, 101) eine Anordnung (57) umfaßt, die die Geschwindigkeit bestimmt oder mißt, mit der sich die Objekte (12, 13) im Bereich der Meßebenen (37, 38) bewegen.
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