用于檢驗(yàn)設(shè)有氣體阻隔層的物體的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于檢驗(yàn)設(shè)有氣體阻隔層的物體(5)的方法和相應(yīng)的系統(tǒng)，所述物體包括至少一個(gè)由第一種材料例如聚乙烯或聚丙烯制成的基層(5a)和至少一個(gè)由其他材料例如EVA或EVOH制成的氣體阻隔層。在此，借助拍照模塊(6)例如紅外照相機(jī)拍攝每個(gè)物體(5)的圖像并且通過(guò)處理模塊(7)對(duì)該圖像進(jìn)行處理，以發(fā)現(xiàn)并且挑出有缺陷的物體(5)。具體地，通過(guò)拍照模塊(6)獲取每個(gè)物體(5)在不可見(jiàn)光的范圍內(nèi)的圖像，并且此后通過(guò)處理模塊(7)檢查所拍攝的圖像，基于該圖像確定氣體阻隔層的存在、缺失或者其厚度。
【專利說(shuō)明】用于檢驗(yàn)設(shè)有氣體阻隔層的物體的方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于檢驗(yàn)設(shè)有氣體阻隔層的物體的方法和相應(yīng)的系統(tǒng)。特別是，本發(fā)明涉及這樣一種用于檢驗(yàn)設(shè)有氣體阻隔層的物體的方法和相應(yīng)的系統(tǒng)，所述物體包括至少一個(gè)由第一種材料制成的基層和至少一個(gè)由其他材料制成的氣體阻隔層，其中，借助拍照模塊拍攝每個(gè)物體的圖像并且通過(guò)處理模塊對(duì)該圖像進(jìn)行處理，以發(fā)現(xiàn)并且挑出有缺陷的物體。
【背景技術(shù)】
[0002]新鮮飲料(例如新鮮牛奶或壓榨的果汁)現(xiàn)今很多都是在塑料容器中供應(yīng)于市場(chǎng)。這樣的容器經(jīng)常是帶有相應(yīng)螺旋蓋的瓶子的形式。特別是聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)適合作為用于制造這樣的塑料容器的材料，其中，也可以使用許多其他材料例如PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)。同樣材料通常也用于制造螺旋蓋。還有某些產(chǎn)品，要為其提供這樣的罐，該罐通過(guò)能配合套裝到開口上的蓋加以鎖閉。這種蓋通常稱為“卡扣蓋”，因?yàn)樗錾w與容器開口的凸緣形成一種卡扣閉鎖。
[0003]對(duì)于這樣的新鮮產(chǎn)品特別重要的是，其可以從包裝的時(shí)刻直至消費(fèi)的時(shí)刻保持在無(wú)瑕疵的狀態(tài)中。特別是業(yè)已表明，產(chǎn)品與來(lái)自環(huán)境空氣的氧氣相接觸會(huì)非常迅速地導(dǎo)致多種反應(yīng)并且因此導(dǎo)致新鮮食品發(fā)生消極變化。盡管這些變化之中的許多變化并不真正妨害產(chǎn)品的可食用性，但它們導(dǎo)致顯著的口味、氣味、顏色或濃度變化，由此對(duì)這種產(chǎn)品的銷售產(chǎn)生不利影響。
[0004]因?yàn)閭鹘y(tǒng)的用于塑料瓶的螺旋蓋或用于罐的卡扣蓋典型地不是空氣密封的，所以已經(jīng)提出了多種不同措施用來(lái)保證空氣密封地閉鎖該新鮮食品。最經(jīng)常使用的措施之一是對(duì)容器開口進(jìn)行空氣密封的封閉，在消費(fèi)之前必須首先去除該封閉。為此目的，典型地使用含鋁的薄膜，將該薄膜的端部通過(guò)特別的釬焊方法以空氣密封的方式安置在容器的開口上。此后還要通過(guò)螺旋蓋關(guān)閉容器。不過(guò)，這樣的附加薄膜帶來(lái)了很多缺點(diǎn)，特別是因?yàn)榘b過(guò)程在這種容器中由于增添附加步驟的緣故而變得困難并且因此也變得昂貴。而對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，這樣的閉鎖也帶來(lái)一些相關(guān)缺點(diǎn)，因?yàn)槭称吩谌コＷo(hù)膜之前不能進(jìn)行消費(fèi)。此夕卜，在去除保護(hù)膜之后便完全取消了空氣防護(hù)，從而不再能夠很長(zhǎng)時(shí)間地保存剛剛打開的食品。
[0005]乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)是一種材料或者是多種材料構(gòu)成的組，這些材料優(yōu)異地適合于空氣密封的封閉，因?yàn)樗鼈兙哂凶吭降目諝庾韪籼匦浴４送?，EVOH共聚物相對(duì)于油和有機(jī)食品有抵抗能力并且還可以非常簡(jiǎn)單地施加到其他塑料上，它們與該塑料形成牢固的結(jié)合。這些有利的特性已導(dǎo)致:EV0H應(yīng)用在包裝工業(yè)中、特別是在醫(yī)療品、制藥品和化妝品的范圍內(nèi)。此外，人們?cè)诓痪们耙验_始對(duì)于由傳統(tǒng)塑料制成的螺旋蓋構(gòu)成EVOH涂層或EVOH中間層。亦即，這種附加的EVOH層導(dǎo)致了:容器的空氣密封的閉鎖能夠僅通過(guò)蓋來(lái)實(shí)現(xiàn)，由此便完全取消附加的保護(hù)膜。按該方式也可以簡(jiǎn)化包裝過(guò)程，由此可以顯著更便宜地提供產(chǎn)品。再者，這樣的蓋即使在容器打開之后也可提供相對(duì)于環(huán)境空氣的保護(hù)，這一點(diǎn)在常規(guī)的方法中不能得到保證。
[0006]不過(guò)為了實(shí)現(xiàn)可靠的空氣閉鎖，EVOH層不允許具有任何空隙，所以不僅取決于EVOH的存在、而且取決于其無(wú)空隙性和無(wú)錯(cuò)誤性以及足夠的層厚。亦即，在EVOH層中的空隙可能導(dǎo)致:盡管有閉鎖，環(huán)境空氣仍可能到達(dá)容器中，由此產(chǎn)生上述的關(guān)于新鮮產(chǎn)品變化的問(wèn)題。但現(xiàn)在情況是這樣的，即，目前遺憾地還不存在令人滿意的借以能夠按工業(yè)化批量標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)具有EVOH層的螺旋蓋的檢驗(yàn)方法。亦即，EVOH層在光學(xué)上/視覺(jué)上并不能與蓋區(qū)分開來(lái)，因而借助傳統(tǒng)的檢查方法來(lái)檢驗(yàn)這樣被涂層的螺旋蓋根本是不可能的。出于此原因，這種蓋可惜仍沒(méi)有廣泛使用。
[0007]由W02007/021551A1已知一種用于確定制藥材料的包裝的真實(shí)性的方法。這些原封包裝由PP或HDPE和約5 %的EVA混入物制成。在該方法中，借助FTIR光譜儀來(lái)拍攝記錄包裝材料的光譜并且由特定峰值的出現(xiàn)或未出現(xiàn)來(lái)推斷出EVA的存在或者不存在，并從而推斷出是否為原封包裝。
[0008]由US2002/0033943A1已知一種用于確定由有色塑料制成的物體的質(zhì)量的方法，其中，把在可見(jiàn)光和近紅外內(nèi)工作的照相機(jī)用于發(fā)現(xiàn)在壁材料中的氣泡、顆?；蚪Y(jié)晶區(qū)域或者用來(lái)確定在暗容器中的填裝高度。為此，利用從700nm至2000nm的紅外光照射由PP、PE或EVOH組成的物體并對(duì)反射的、散射的或者未被吸收的光進(jìn)行檢測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]因此，本發(fā)明的任務(wù)是建議一種用于檢驗(yàn)設(shè)有氣體阻隔層的物體的方法以及一種適合用于執(zhí)行該方法的系統(tǒng)，借此克服、但至少是大大減少已知方法和系統(tǒng)的缺點(diǎn)。
[0010]特別是，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種用于檢驗(yàn)設(shè)有氣體阻隔層的物體的方法和相應(yīng)的系統(tǒng)，借助于該方法和系統(tǒng)，保證了可靠、快速且簡(jiǎn)單的自動(dòng)檢查。此外，應(yīng)該也可以自動(dòng)化地挑出有缺陷的物體。
[0011]按照本發(fā)明，上述目的特別是通過(guò)兩個(gè)獨(dú)立權(quán)利要求的要素來(lái)達(dá)到。此外，有利的其他實(shí)施方式由從屬權(quán)利要求和說(shuō)明書得出。
[0012]特別是，本發(fā)明的上述目的通過(guò)如下方式而達(dá)到，S卩，在用于檢驗(yàn)設(shè)有氣體阻隔層的物體的方法中，所述物體包括至少一個(gè)由第一種材料制成的基層和至少一個(gè)由第二種材料制成的氣體阻隔層，其中，借助拍照模塊拍攝每個(gè)物體的圖像并且通過(guò)處理模塊這樣地處理該圖像，使得發(fā)現(xiàn)并且挑出有缺陷的物體，通過(guò)拍照模塊獲取每個(gè)物體在不可見(jiàn)光的范圍內(nèi)的圖像，并且通過(guò)處理模塊檢查所拍攝的圖像，基于該圖像確定氣體阻隔層的存在、缺失或者其厚度。因此，本發(fā)明利用了鄰接于電磁光譜可見(jiàn)范圍的UR及IR光波長(zhǎng)范圍，在這些波長(zhǎng)范圍中，許多材料具有不同于在可見(jiàn)光中的特性，特別是吸收特性。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)特別是在于，對(duì)設(shè)有氣體阻隔層的物體在不可見(jiàn)光范圍內(nèi)進(jìn)行圖像檢驗(yàn)，由此可以發(fā)現(xiàn)氣體阻隔層中在不可見(jiàn)光范圍內(nèi)可識(shí)別的、但在可見(jiàn)光中卻不能找出的缺陷。因?yàn)槲矬w主體(或者說(shuō)基層)的材料和氣體阻隔層的材料典型地具有相同的顏色，所以它們借助于如上文所述的在可見(jiàn)光范圍內(nèi)的圖像處理不能夠或者只能困難并且不精確地相互區(qū)分開。在不可見(jiàn)光范圍內(nèi)的分析處理解決了這一問(wèn)題并且提供了一種可靠的檢驗(yàn)方法。
[0014]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，這樣選擇基層的第一種材料和氣體阻隔層的第二種材料，使得第一種材料和第二種材料在不可見(jiàn)光的范圍內(nèi)產(chǎn)生不同的圖像。例如，第一種材料可以在所采集的圖像中以第一種顏色顯現(xiàn)，而其他材料的存在則通過(guò)其他顏色來(lái)代表?？梢源_定出兩種材料的區(qū)域因此在所拍攝的圖像中獲得一種例如通過(guò)混合這兩種不同的顏色而產(chǎn)生的顏色。當(dāng)然，毫無(wú)疑問(wèn)也可能的是:不同的層通過(guò)相同顏色例如以使用不同色調(diào)、亮度或?qū)Ρ榷鹊姆绞絹?lái)表示。此外，該實(shí)施方式還具有如下優(yōu)點(diǎn)，即，第一種材料和第二種材料在不可見(jiàn)光范圍內(nèi)的不同圖像可以用于簡(jiǎn)單地檢查氣體阻隔層的存在。按這種方式，也可以使圖像處理算法保持相對(duì)簡(jiǎn)單，更快速的處理由此便成為可能。
[0015]在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，對(duì)所述物體的圖像在一些預(yù)定波長(zhǎng)上進(jìn)行檢查，其中，根據(jù)主體的第一種材料和氣體阻隔層的第二種材料來(lái)選擇所述波長(zhǎng)。該實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)特別是在于，對(duì)圖像的檢查可以減少成對(duì)預(yù)定波長(zhǎng)的檢查，由此能實(shí)現(xiàn)還要更簡(jiǎn)單的并且還要更快速的處理。因?yàn)榭梢宰C明不同的塑料材料經(jīng)常反射或吸收在不可見(jiàn)光范圍內(nèi)的不同波長(zhǎng)，所以就可以非常精確地區(qū)分不同的材料，無(wú)需非常大的耗費(fèi)。因此，按照本發(fā)明非常有利地利用了物體的兩種材料在UV和/或IR光范圍內(nèi)在散射、反射和/或吸收特性方面的區(qū)別。
[0016]在又一種實(shí)施方式中，拍照模塊是在紅外線射線范圍內(nèi)敏感的照相機(jī)。該實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)特別是在于，現(xiàn)在可以使用設(shè)有氣體阻隔層的物體的在紅外光范圍內(nèi)獲取的圖像。紅外照相機(jī)現(xiàn)今用在不同的【技術(shù)領(lǐng)域】中，因而此間可以簡(jiǎn)單并且經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)其應(yīng)用。此外可以證明，不同的材料特別是在紅外線射線范圍內(nèi)具有相當(dāng)特定的吸收和發(fā)射特性以及反射圖案，由此對(duì)由不同于物體主體材料的一種材料所制成的氣體阻隔層的檢驗(yàn)在該范圍內(nèi)提供了特別好的結(jié)果。盡管相對(duì)于其他有IR性能的圖像記錄設(shè)備如微輻射熱測(cè)定器具有更高的購(gòu)置和運(yùn)行成本，但I(xiàn)R照相機(jī)非常有利地提供很短曝光時(shí)間和波長(zhǎng)特征并且因此非常有利地允許流暢而連續(xù)地檢查在它旁邊經(jīng)過(guò)的物體。由此可以實(shí)現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)上特別有價(jià)值的高產(chǎn)能的通過(guò)率。
[0017]在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，在確定出有缺陷的物體時(shí)，通過(guò)分揀模塊基于處理模塊的信號(hào)分揀出該物體。該實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)特別是在于，可以按自動(dòng)化方式分揀出有缺陷的物體，檢驗(yàn)過(guò)程由此可以設(shè)計(jì)成特別高效和經(jīng)濟(jì)的。
[0018]在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中，將物體通過(guò)輸送裝置在拍照模塊前面運(yùn)送，以拍攝每個(gè)物體的圖像。該實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)尤其在于，通過(guò)輸送裝置可以使要檢驗(yàn)的物體運(yùn)動(dòng)，而系統(tǒng)的敏感元件、例如拍照模塊則可以被固定。按這種方式，一方面減小了故障的概率，另一方面在拍攝要檢驗(yàn)的物體的圖像時(shí)也提高了精確性。
[0019]在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中規(guī)定:輸送裝置將物體連續(xù)地在拍照模塊前面引導(dǎo)送過(guò)。因此，與位置固定的快速工作的受冷卻的IR照相機(jī)相結(jié)合，按照本發(fā)明的方法允許實(shí)現(xiàn)物體的高的通過(guò)量。對(duì)此，本發(fā)明主要是將在時(shí)間上不中斷地流暢運(yùn)送各單個(gè)物體到照相機(jī)光學(xué)器件前面理解成“連續(xù)地”。但在時(shí)間上中斷的運(yùn)送時(shí)圖像記錄設(shè)備連續(xù)地被移動(dòng)到短時(shí)靜止的物體上方，該在時(shí)間上中斷的運(yùn)送在本發(fā)明的意義上同樣可以是連續(xù)的。該實(shí)施方式對(duì)應(yīng)于批量處理一組物體，圖像記錄設(shè)備被移動(dòng)到這些物體上方，而這些物體本身則靜止。據(jù)此，本發(fā)明僅僅是將拍照模塊在拍照操作之間的停止理解為不連續(xù)。
[0020]根據(jù)照相機(jī)而定，物體的這種運(yùn)送在此是以成一排相繼的物體的形式、亦即線形地進(jìn)行。如果照相機(jī)和軟件對(duì)此應(yīng)該是有能力的，則所述運(yùn)送自然也可以成兩排或更多排地進(jìn)行，在這種情況下，位置固定的或可連續(xù)運(yùn)動(dòng)的照相機(jī)將會(huì)以每個(gè)圖像同時(shí)拍攝兩個(gè)或更多個(gè)、例如四個(gè)物體。按照本發(fā)明，每排各設(shè)置一個(gè)照相機(jī)也是可行的。設(shè)置于兩排或更多排中的物體在此可以錯(cuò)列地設(shè)置“在空隙上”或者成列布置。在第一種情況下，分揀裝置可以保持不變；在第二種情況下，分揀裝置必須是在兩個(gè)大約相反的方向上起作用，以便在推出有缺陷的物體時(shí)不會(huì)疏忽地一同帶出沒(méi)有缺陷的物體。輸送裝置的運(yùn)送路徑在此也可以包括曲線或彎曲部，例如可以構(gòu)成為轉(zhuǎn)盤。運(yùn)送路徑在空間中可以具有各種任意的定向，亦即也可以例如是純豎直定向的并且據(jù)此構(gòu)成為下落段或滑動(dòng)段。
[0021]在本發(fā)明的再另一種實(shí)施方式中設(shè)有照射元件，借助該照射元件通過(guò)紅外線射線照射物體。該實(shí)施方式特別是具有如下的優(yōu)點(diǎn)，即，要檢驗(yàn)的設(shè)有氣體阻隔層的物體被外部的紅外源照射，從而基層和氣體阻隔層的不同材料可以反射、散射或者發(fā)射、吸收這些射線。因?yàn)?，如已?jīng)提到的那樣，不同的塑料反射、散射或者吸收在紅外范圍內(nèi)的不同波長(zhǎng)，所以基于在圖像中拍攝的波長(zhǎng)可以非常簡(jiǎn)單地推斷出氣體阻隔層的存在或缺失、或者推斷出氣體阻隔層的厚度。此外，通過(guò)匹配照射強(qiáng)度，可以非常簡(jiǎn)單地考慮被涂層的要檢驗(yàn)的物體的不同形狀或尺寸。
[0022]在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中設(shè)有加熱元件，借助該加熱元件這樣地加熱物體，使得這些物體在紅外范圍內(nèi)發(fā)出本征輻射。加熱元件在此可以代替照射元件或者附加于照射元件來(lái)使用。本發(fā)明的該實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)特別是在于，為了拍攝設(shè)有氣體阻隔層的物體的圖像，可以使用其本征輻射。在這種情況下，按照本發(fā)明的方法為了記錄由物體發(fā)射的IR射線，除了 IR照相機(jī)之外，也另選地或者附加地使用輻射熱測(cè)定器，特別是微輻射熱測(cè)定器。因?yàn)榧t外線射線基本上與熱輻射相對(duì)應(yīng)，所以相應(yīng)的拍照單元可以拍攝記錄主體的不同溫度。因?yàn)榭梢宰C明不同的塑料在時(shí)間有限的加熱時(shí)是以不同速度升溫，所以可以容易地理解它們也會(huì)產(chǎn)生不同的熱影像。借助于該特性，不同的材料又可以彼此區(qū)分開，這一點(diǎn)可以用于簡(jiǎn)單且可靠地檢驗(yàn)物體。
[0023]要檢驗(yàn)的物體的基層的第一種材料典型地可以是聚丙烯和/或聚乙烯，而氣體阻隔層的第二種材料典型地是乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和/或乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)。但其它適合的材料當(dāng)然也是可能的，只要所述材料在所拍攝的圖像中在不可見(jiàn)光范圍內(nèi)產(chǎn)生不同的圖案。
[0024]在此處應(yīng)提到，除了所描述的按照本發(fā)明的用于檢驗(yàn)設(shè)有氣體阻隔層的物體的方法之外，本發(fā)明還涉及一種相應(yīng)的用于檢驗(yàn)設(shè)有氣體阻隔層的物體的系統(tǒng)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]下文將借助一些實(shí)例來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施方式。實(shí)施例也通過(guò)后面的附圖圖解示出:
[0026]圖1示意性示出按照本發(fā)明第一實(shí)施方式的用于檢驗(yàn)設(shè)有氣體阻隔層的物體的系統(tǒng)的框圖，從側(cè)面觀察。
[0027]圖2示出圖1中的一個(gè)放大局部，在圖1該局部用一圓示出。
[0028]圖3示意性示出示出按照本發(fā)明第二實(shí)施方式的用于檢驗(yàn)設(shè)有氣體阻隔層的物體的系統(tǒng)的框圖，從側(cè)面觀察。
[0029]圖4示出圖3中的一個(gè)放大局部，在圖3該局部用一圓示出?！揪唧w實(shí)施方式】
[0030]在圖1中示意性和框式地示出了一個(gè)用于檢驗(yàn)設(shè)有氣體阻隔層的物體5的系統(tǒng)SI，該系統(tǒng)可以用于實(shí)現(xiàn)按照本發(fā)明的第一實(shí)施方案的方法。要檢驗(yàn)的物體5典型地是由塑料制成的螺旋蓋，通過(guò)該螺旋蓋可以鎖閉用于液體的容器(例如瓶子)。但是，本發(fā)明當(dāng)然并不局限于這樣的螺旋蓋，并且本發(fā)明同樣涉及許多其它的設(shè)有氣體阻隔層的具有類似結(jié)構(gòu)的物體5、例如用于罐的卡扣蓋。當(dāng)然也完全可以想到，來(lái)檢驗(yàn)根本沒(méi)有封閉機(jī)構(gòu)的、而是只要求良好氣體阻隔特性的物體5。
[0031]系統(tǒng)SI主要包括一個(gè)輸送裝置2，通過(guò)該輸送裝置可以運(yùn)送設(shè)有氣體阻隔層的物體5。輸送裝置2例如可以構(gòu)成為具有相應(yīng)驅(qū)動(dòng)裝置3、4的輸送帶，要檢驗(yàn)的物體5被放置到該輸送帶上。輸送裝置2也可以是自由落體段或者具有自由落體段，它可以另外無(wú)接觸地輸送物體、例如經(jīng)由壓縮空氣，如果可能的話磁性或感應(yīng)式或者也以其他方式接觸地保持物體，只要它不限制由照相機(jī)拍攝物體的發(fā)射、吸收、散射或反射射線。常見(jiàn)的輸送速度為80m/min，從而根據(jù)拍攝或積分時(shí)間例如每分鐘檢查約1000個(gè)物體。在此特別有利的并且對(duì)本發(fā)明重要的是，輸送裝置2與其構(gòu)造方式無(wú)關(guān)地引導(dǎo)物體5連續(xù)地在照相機(jī)前面經(jīng)過(guò)，從而達(dá)到高產(chǎn)能的通過(guò)量。
[0032]物體5在此不僅可以手工地、而且可以通過(guò)對(duì)此適合的裝置被放置到輸送裝置2上。特別是也可想到，將要檢驗(yàn)的設(shè)有氣體阻隔層的物體5直接從制造設(shè)備置于輸送裝置2上，從而在其繼續(xù)傳送之前可以自動(dòng)檢驗(yàn)缺陷。在這種情況下，按照本發(fā)明的裝置與物體的生產(chǎn)設(shè)備共線工作。
[0033]在系統(tǒng)SI中完成檢驗(yàn)之后，自動(dòng)挑出有缺陷的設(shè)有氣體阻隔層的物體5。為此設(shè)有一個(gè)分揀模塊8，該分揀模塊從輸送裝置2移除有缺陷的物體5。該分揀例如可以通過(guò)短促的、針對(duì)性的壓縮空氣推動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中，有缺陷的設(shè)有氣體阻隔層的物體5被從輸送裝置2吹開并且接著以適當(dāng)?shù)姆绞奖磺謇砘蚧厥绽谩Ｒ部赡茉O(shè)置其它類型的分揀模塊8，通過(guò)該分揀模塊可以分揀出有缺陷的設(shè)有氣體阻隔層的物體5。不過(guò)，對(duì)此必須滿足在速度、安全性和效率方面的要求。而成功通過(guò)檢驗(yàn)的那些物體5則被輸送裝置2繼續(xù)運(yùn)送并且接著離開系統(tǒng)SI。當(dāng)然，在系統(tǒng)SI出口處可以安裝有繼續(xù)運(yùn)送經(jīng)檢驗(yàn)的物體5的裝置，例如運(yùn)送到印刷設(shè)備、清潔設(shè)備或其他設(shè)備中。不過(guò)，這種其它后續(xù)元件是已知的并且不影響本發(fā)明。出于此原因，也不對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0034]在系統(tǒng)SI中對(duì)設(shè)有氣體阻隔層的物體5的檢驗(yàn)原則上通過(guò)如下方式進(jìn)行，即，在不可見(jiàn)光的范圍內(nèi)從每個(gè)物體5獲取圖像，并且接著借助圖像識(shí)別軟件來(lái)檢查該拍攝的圖像，以便確定物體5中的缺陷。人們特別想要發(fā)現(xiàn)的缺陷涉及到氣體阻隔層的質(zhì)量，亦即主要是該氣體阻隔層5b的存在或者缺失，但特別是也涉及該氣體阻隔層的厚度和平坦度。這樣，例如在制造空氣密封的螺旋蓋5時(shí)，無(wú)空隙的氣體阻隔層5b乃是一個(gè)主要的質(zhì)量因素，因此對(duì)涂層5b進(jìn)行可靠檢驗(yàn)是極其重要的。
[0035]在系統(tǒng)SI中每個(gè)物體5的圖像通過(guò)拍照模塊6來(lái)獲取。拍照模塊6典型地是在紅外線射線范圍內(nèi)敏感的、受冷卻的IR照相機(jī)，其工作范圍是在Iym至Hym之間、特別是在2.5μπι至5.1 μ m之間的波長(zhǎng)。通常，在780nm至Imm之間的光譜范圍內(nèi)的射線稱為紅外線射線，這對(duì)應(yīng)于在約300GHz至400THz的頻率范圍。這種照相機(jī)能夠記下一些不同的、對(duì)于人眼來(lái)說(shuō)不可見(jiàn)的波長(zhǎng)，其中，不同的波長(zhǎng)在所拍攝的圖像中不同地顯現(xiàn)。因?yàn)椴煌矬w以及不同材料通常吸收、反射或者散射或發(fā)射在不可見(jiàn)范圍內(nèi)的不同波長(zhǎng)，所以對(duì)設(shè)有氣體阻隔層的物體5的由拍照模塊6拍攝的圖像的評(píng)價(jià)可以用于檢驗(yàn)該物體的特性。在該實(shí)例中所用的照相機(jī)具有約0.4ms的曝光時(shí)間并且能夠?qū)崿F(xiàn)640X512像素的分辨率和<20mK的熱分辨率。該照相機(jī)當(dāng)然也可以具有其它的分辨率、例如320X256像素，以便能使曝光時(shí)間還要更短一些。
[0036]為此，把要檢驗(yàn)的設(shè)有氣體阻隔層的物體5的由拍照模塊6所拍攝的圖像傳送給處理模塊7，在那里執(zhí)行對(duì)圖像的評(píng)價(jià)。為了進(jìn)行評(píng)價(jià)，可以使用不同的算法，這些算法利用如下事實(shí)，即，不同材料在不可見(jiàn)光范圍內(nèi)如上所述分別產(chǎn)生可彼此明顯區(qū)分開的圖像。圖像識(shí)別軟件識(shí)別出阻隔層的存在、缺失或其厚度以及在塑料流中的缺陷、亦即在EVOH或EVA層之內(nèi)的不規(guī)則性。在處理模塊7已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了有缺陷的物體5之后，處理模塊7便將檢查信號(hào)發(fā)送給分揀模塊8，由此可以分揀出該有缺陷的物體5。
[0037]圖3示出一個(gè)系統(tǒng)S2，該系統(tǒng)實(shí)際上具有如同已經(jīng)描述過(guò)的系統(tǒng)SI那樣的相同結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)也包括一個(gè)帶有相應(yīng)驅(qū)動(dòng)裝置3、4的輸送裝置(例如輸送帶2)、一個(gè)拍照模塊6、一個(gè)處理模塊7和一個(gè)分揀模塊8。在系統(tǒng)S2中，也將要檢驗(yàn)的設(shè)有氣體阻隔層的物體5通過(guò)輸送裝置2在拍照模塊6前面引導(dǎo)，從而可以在不可見(jiàn)光范圍內(nèi)獲取相應(yīng)的圖像。在系統(tǒng)S2(該系統(tǒng)對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的第二實(shí)施方式)中，也把要檢驗(yàn)的設(shè)有氣體阻隔層的物體5的所拍攝的圖像傳送給處理模塊7，在那里相應(yīng)地評(píng)價(jià)這些圖像并且在那里當(dāng)確定出有缺陷的物體5之后借助于相應(yīng)的分揀信號(hào)可以通過(guò)分揀模塊8從系統(tǒng)S2中移除所述有缺陷的物體。
[0038]本發(fā)明的上述第一實(shí)施方式(亦即用于檢驗(yàn)設(shè)有氣體阻隔層的物體的系統(tǒng)SI)和本發(fā)明的第二實(shí)施方式(亦即用于檢驗(yàn)設(shè)有氣體阻隔層的物體的系統(tǒng)S2)的區(qū)別主要在于，如何在不可見(jiàn)光的范圍內(nèi)獲取圖像。
[0039]按照本發(fā)明的第一實(shí)施方式，要檢驗(yàn)的設(shè)有氣體阻隔層的物體5被外部的紅外線射線St照射。為此設(shè)有照射元件9，該照射元件這樣設(shè)置，使得它可以照射要檢驗(yàn)的物體
5。照射元件9典型地在100°C至150°C的低溫下工作并且構(gòu)成為黑體輻射器。工作溫度也可以在此以上，如果這一點(diǎn)由于縮短的曝光時(shí)間的緣故變成必需的話。
[0040]圖2示出圖1中的一個(gè)放大局部，該局部在圖1中通過(guò)圓標(biāo)出。人們?cè)趫D2中可看到要檢驗(yàn)的設(shè)有氣體阻隔層的物體5，其中可以清楚地認(rèn)別出物體主體(基層)5a和氣體阻隔層5b。傳統(tǒng)上，物體5的基層5a由適合于制造螺旋蓋、卡扣蓋和類似物體的塑料制成。其典型地涉及聚丙烯(PP)但或者聚乙烯(PE)，但當(dāng)然也完全可以想到許多其他的塑料。物體5中的氣體阻隔層5b典型地包括乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)層。正如已經(jīng)提到的那樣，EVOH共聚物具備使得其特別適合于空氣密封地閉鎖容器的突出的特性。但因?yàn)閮H僅是無(wú)空隙的氣體阻隔層5b提供最佳的空氣保護(hù)，所以極富意義的是，盡可能有效地并且可靠地確定有缺陷的物體5。
[0041]盡管在圖2中氣體阻隔層5b作為在要檢驗(yàn)的物體5的表面上的涂層示出，但毫無(wú)疑問(wèn)可以想到:將該氣體阻隔層5b構(gòu)造為在兩個(gè)由另一種材料(或者由另外多種材料)制成的基層5a之間的中間層。此外，毫無(wú)疑問(wèn)也可想到如下解決方案，在該解決方案中不是僅僅設(shè)有一個(gè)、而是設(shè)有多個(gè)氣體阻隔層5b。[0042]如在圖2中可看到的那樣，要檢驗(yàn)的設(shè)有氣體阻隔層的物體5被紅外線射線St (這里示意性地通過(guò)直線示出)照射。該紅外線射線此后被設(shè)有氣體阻隔層的物體5反射，從而接著可以通過(guò)同樣示出的圖像處理模塊6來(lái)獲取每個(gè)物體5的圖像。物體主體(或者說(shuō)基層)5a的材料和氣體阻隔層5b的材料特別是可以這樣選擇，使得它們?cè)谟杉t外線射線St照射之后產(chǎn)生不同的圖像。
[0043]例如,基層5a的第一種材料可以這樣選擇,使得該第一種材料在確定的波長(zhǎng)范圍內(nèi)(例如在820nm時(shí))產(chǎn)生反應(yīng)，如吸收、發(fā)射、散射或者反射，而通過(guò)氣體阻隔層5b的材料則輻射出其他波長(zhǎng)范圍(例如在890nm附近)。具體地，這些不同的反應(yīng)通常通過(guò)各個(gè)層的不同透明度來(lái)反映。例如已經(jīng)證明，由EVOH共聚物制成的層在大約2850至3000nm之間的波長(zhǎng)時(shí)具有非常小的透明度(約低于15% )，而聚丙烯和聚乙烯在該范圍內(nèi)仍是非常透明的(約高于80%)。只有在更大的波長(zhǎng)時(shí)(對(duì)于聚乙烯在約3200nm時(shí)或者對(duì)于聚丙烯在約3300nm時(shí))，其余塑料層的透明度也才降至5 %的值之下。通過(guò)有針對(duì)性的照射便可容易地檢測(cè)各個(gè)層，其中要注意的是，也可以使用不同的波長(zhǎng)范圍。例如也可以證明，EVOH層在從約6700nm起的波長(zhǎng)時(shí)與聚乙烯或聚丙烯層相比又重新具有小很多的透明度。
[0044]于是，處理模塊7對(duì)物體5的圖像的評(píng)價(jià)便可以通過(guò)在預(yù)定波長(zhǎng)范圍內(nèi)反應(yīng)的存在或缺失(亦即例如基于不同的透明度在吸收、發(fā)射、散射或反射中的區(qū)別)非常簡(jiǎn)單地推斷出:是否存在相應(yīng)的材料或者物體5中的一些區(qū)域是否不具有氣體阻隔層。按這種方式，可以非常有效、簡(jiǎn)單和可靠地執(zhí)行對(duì)氣體阻隔層5b的檢查。因?yàn)樵谶@樣的評(píng)價(jià)中還可以使評(píng)價(jià)算法保持簡(jiǎn)單，所以也可以達(dá)到非常高的檢驗(yàn)速度，由此可以提高整個(gè)系統(tǒng)的效率。
[0045]在圖4中，與圖2中的圖示相應(yīng)地示出了按照本發(fā)明第二實(shí)施方式的系統(tǒng)S2的一個(gè)局部。與系統(tǒng)SI不同，要檢驗(yàn)的設(shè)有氣體阻隔層的物體5在該系統(tǒng)S2中并不是被外部的紅外線射線St照射，而是提供一個(gè)加熱元件10，借助該加熱元件來(lái)加熱要檢驗(yàn)的設(shè)有氣體阻隔層的物體5。熱量H在圖4中示意性地通過(guò)波浪線表示，這些波浪線從加熱元件10向上升起。通過(guò)加熱要檢驗(yàn)的設(shè)有氣體阻隔層的物體5，這些物體會(huì)發(fā)出在紅外線范圍內(nèi)的本征輻射。該現(xiàn)象已經(jīng)應(yīng)用于所謂的熱成像照相機(jī)當(dāng)中，該熱成像照相機(jī)例如用來(lái)評(píng)價(jià)建筑物的能效。在這種情況下，人們也利用如下事實(shí)，即，不同材料產(chǎn)生不同的本征輻射，特別是不同材料發(fā)出具有不同波長(zhǎng)特性的射線。當(dāng)物體5的基層5a的材料和氣體阻隔層5b的材料不一致時(shí)，則通過(guò)拍照模塊6確定不同的波長(zhǎng)，由此又可以非常簡(jiǎn)便地通過(guò)處理模塊7發(fā)現(xiàn)有缺陷的物體5。
[0046]除了上述特征之外，按照本發(fā)明的兩個(gè)實(shí)施方式的系統(tǒng)SI和S2在很多方面如同用于檢驗(yàn)工件的傳統(tǒng)系統(tǒng)那樣工作，在所述傳統(tǒng)系統(tǒng)中使用在可見(jiàn)光范圍內(nèi)的照相機(jī)。因此，在此處省去相應(yīng)的細(xì)節(jié)，因?yàn)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員可以非常簡(jiǎn)單地理解這些細(xì)節(jié)。
[0047]但這里應(yīng)該指出的是，本發(fā)明并不局限于所描述的實(shí)施方式。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)毫無(wú)疑問(wèn)清楚的是:在要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍內(nèi)作出進(jìn)一步開發(fā)和改變當(dāng)然是可能的。因此，例如系統(tǒng)元件可以根據(jù)需要由滿足相同亦或類似功能的其他元件替換。同樣可以設(shè)置一些附加的裝置和/或元件，例如也可以設(shè)置多個(gè)拍照單元，借助于這些拍照單元可以從不同側(cè)面對(duì)要檢驗(yàn)的物體進(jìn)行拍攝。也可以采用外部照射和加熱的組合，以便獲得更具有效說(shuō)明力的圖像。最后也絕對(duì)可以想到的是，將上述的在不可見(jiàn)光范圍內(nèi)的檢查與傳統(tǒng)的在可見(jiàn)光范圍內(nèi)的檢查相互結(jié)合，以便能夠利用唯一一個(gè)設(shè)備來(lái)實(shí)施全面的試件檢驗(yàn)。而這樣的措施和要素均落入本發(fā)明的通過(guò)所附權(quán)利要求書限定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.用于檢驗(yàn)設(shè)有氣體阻隔層的物體(5)的方法，所述物體包括至少一個(gè)由第一種材料制成的基層(5a)和至少一個(gè)由第二種材料制成的氣體阻隔層(5b)，其中，借助拍照模塊(6)拍攝每個(gè)物體(5)的圖像并且通過(guò)處理模塊(7)對(duì)該圖像進(jìn)行處理，以發(fā)現(xiàn)并且挑出有缺陷的物體(5)， 其特征在于， 通過(guò)所述拍照模塊(6)獲取每個(gè)物體(5)在不可見(jiàn)光的范圍內(nèi)的圖像，并且 通過(guò)所述處理模塊(7)檢查所拍攝的圖像，基于該圖像確定氣體阻隔層(5b)的存在、缺失或者其厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，按下述方式選擇所述基層(5a)的第一種材料和所述氣體阻隔層(5b)的第二種材料:使得第一種材料和第二種材料在不可見(jiàn)光的范圍內(nèi)產(chǎn)生不同的圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，檢查所述物體(5)的圖像的預(yù)定波長(zhǎng)，其中，根據(jù)所述基層(5a)的第一種材料和所述氣體阻隔層(5b)的第二種材料來(lái)選擇所述波長(zhǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述拍照模塊(6)是在紅外線射線范圍內(nèi)敏感的照相機(jī)、特別是受冷卻的紅外照相機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，在確定出有缺陷的物體(5)時(shí)，通過(guò)分揀模塊(8)基于所述處理模塊(7)的信號(hào)分揀出該物體(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求 1至5之一所述的方法，其特征在于，將物體(5)通過(guò)輸送裝置(2)在所述拍照模塊(6)前面運(yùn)送，以拍攝每個(gè)物體(5)的圖像。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，所述輸送裝置(2)將物體連續(xù)地在所述拍照模塊(6)前面引導(dǎo)送過(guò)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，設(shè)有照射元件(9)，借助該照射元件通過(guò)紅外線射線(St)照射所述物體(5)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，設(shè)有加熱元件(10)，借助該加熱元件對(duì)所述物體(5)進(jìn)行加熱，以使得這些物體在紅外范圍內(nèi)發(fā)出本征輻射。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9之一所述的方法，其特征在于，所述基層(5a)的第一種材料是聚丙烯和/或聚乙烯，或者所述氣體阻隔層(5b)的第二種材料是乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和/或乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)。
11.用于檢驗(yàn)設(shè)有氣體阻隔層的物體(5)的系統(tǒng)，所述物體包括至少一個(gè)由第一種材料制成的基層(5a)和至少一個(gè)由第二種材料制成的氣體阻隔層(5b)，其中，借助拍照模塊(6)拍攝每個(gè)物體(5)的圖像并且通過(guò)處理模塊(7)這樣地處理該圖像，使得能發(fā)現(xiàn)并且能挑出有缺陷的物體(5)， 其特征在于， 所述系統(tǒng)包括拍照模塊(6)和處理模塊(7)，其中，通過(guò)所述拍照模塊(6)能拍攝每個(gè)物體(5)在不可見(jiàn)光的范圍內(nèi)的圖像，并且通過(guò)所述處理模塊(7)能檢查所拍攝的圖像，基于該圖像能確定氣體阻隔層(5b)的存在、缺失或者其厚度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述基層(5a)的第一種材料和所述氣體阻隔層(5b)的第二種材料是這樣選擇的，使得第一種材料和第二種材料在不可見(jiàn)光的范圍內(nèi)產(chǎn)生不同的圖像。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述拍照模塊(7)是在紅外線射線范圍內(nèi)敏感的照相機(jī)、特別是受冷卻的紅外照相機(jī)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)具有輸送裝置(2)，該輸送裝置將物體(5)連續(xù)地在所述拍照模塊(6)前面引導(dǎo)送過(guò)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括分揀模塊(8)，借助該分揀模炔基于所述處理模塊(7)的信號(hào)能分揀出有缺陷的物體(5)。
16.根據(jù)權(quán)利要求10至15之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括照射元件(9)，借助該照射元件能通過(guò)紅外線射線(St)照射所述物體(5)。
17.根據(jù)權(quán)利要求10至16之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括加熱元件(10),借助該加熱元件能這樣地加熱所述物體(5),使得這些物體在紅外范圍內(nèi)產(chǎn)生本征福射。
【文檔編號(hào)】G01N21/90GK104011535SQ201280062024
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月15日
【發(fā)明者】馬蒂亞斯·沙勒, 伯恩哈德·庫(kù)巴勒克, 弗雷德琳·邁巴赫, 馬蒂亞斯·赫爾姆勒 申請(qǐng)人:費(fèi)南泰克控股有限公司