本發(fā)明涉及一種用于檢測諸如瓶的容器的壁厚度的壁厚度檢測設(shè)備。特別地，本發(fā)明涉及一種適合于檢測下述容器的容器壁厚度檢測設(shè)備：在該容器中，具有相對較大的壁厚度的區(qū)域和具有相對較小的壁厚度的區(qū)域沿周向分布。

背景技術(shù)：

例如，在瓶制造廠中，瓶在多個制瓶機工段中被相繼地制造。同時被輸送到包裝工序，該包裝工序是最后的階段，瓶穿過檢測線，并且執(zhí)行檢測存在或不存在缺陷等等。被安裝在這種類型的檢測線中的瓶檢測設(shè)備的示例具有下述結(jié)構(gòu)：在該結(jié)構(gòu)中，多個檢測站被布置成圍繞星形輪。如圖15所示，星形輪100在外周表面上設(shè)有多個凹部101，并且被引入到每個凹部101中的瓶10按照星形輪100的間歇性旋轉(zhuǎn)被相繼地供應(yīng)到每個檢查站。在用于檢測瓶10的壁厚度的檢測站中，待檢測的瓶10被支承臺的上表面支承，并且通過使用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)使瓶10圍繞該瓶的中心軸線軸向地旋轉(zhuǎn)來由壁厚度測量設(shè)備200在瓶10的整個周緣上測量該瓶的壁厚度。

在圖15中示出的壁厚度測量設(shè)備200由靜電容測定器構(gòu)成。靜電容測定器具有傳感器單元201和彈性體部202，該傳感器單元在其前表面上具有電極圖案，該彈性體部用于將傳感器單元201推按到瓶10的外周表面上。通過使由合成樹脂制成的具有電極圖案的電極片204結(jié)合到帶狀附接基質(zhì)203的表面來形成傳感器單元201，該帶狀附接基質(zhì)在整個長度上是彎曲的。通過使傳感器單元201與瓶10的表面進行接觸，測定測量電極的電極圖案與接地電極的電極圖案之間的、與瓶10接觸的部分的靜電容。測定的靜電容的輸出被輸送到運算與控制單元(未示出)，以被轉(zhuǎn)換為壁厚度(例如，見專利文件1)。

運算與控制單元將通過轉(zhuǎn)換得到的壁厚度測量值與預(yù)定的合格/不合格判定標(biāo)準(zhǔn)值進行比較，由此判定瓶10的壁厚度是否可接受(通過或不合格)。合格/不合格判定標(biāo)準(zhǔn)值代表所需的確保瓶強度的最小厚度。如果即使整個瓶周緣之中的測量值中的一個低于合格/不合格判定標(biāo)準(zhǔn)值，則瓶被判定為缺陷產(chǎn)品。

在具有上述結(jié)構(gòu)的壁厚度測量設(shè)備200中，如果瓶10被振動，則彈性體部202吸收振動，以穩(wěn)定地保持傳感器單元201與瓶10的表面之間的接觸狀態(tài)，由此使得能夠以高精度執(zhí)行壁厚度測量。進一步地，當(dāng)關(guān)于其中主體沿周向具有不一致的彎曲度的瓶(諸如如圖16所示的具有有著正方形形狀的主體的瓶10a(在后文中被稱為“方形瓶”)或如圖18所示的具有有著橢圓形形狀的主體的瓶10b(在后文中被稱為“橢圓形瓶”))測量壁厚度時，可以通過使用壁厚度測量設(shè)備來執(zhí)行精確的測量，諸如在專利文件2和3中公開的設(shè)備的該壁厚度測量設(shè)備具有下述結(jié)構(gòu)：在該結(jié)構(gòu)中，傳感器單元相對于瓶10的外周緣的接觸位置是穩(wěn)定的。

引用列表

專利文件

專利文件1：第3416084號專利

專利文件2：jp2013-195110a

專利文件3：wo2014/050782

技術(shù)實現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

如圖16和圖17所示，方形瓶10a具有下述結(jié)構(gòu)：具有較大彎曲度的轉(zhuǎn)角部分rc(在后文中被稱為轉(zhuǎn)角部分)的壁厚度小于大致為平的部分rf(在后文中被稱為平的部分)的壁厚度，該大致為平的部分幾乎是平的、具有較小的彎曲度。在這種方形瓶10a中，如果基于具有較小厚度的轉(zhuǎn)角部分rc來設(shè)定合格/不合格判定標(biāo)準(zhǔn)值(最小值)，則當(dāng)待檢測的瓶的平的部分rf局部較薄時，如果較薄的部分的厚度大于標(biāo)準(zhǔn)值，則缺陷部分可能不會被發(fā)現(xiàn)。另一方面，如果基于具有較大厚度的平的部分rf來設(shè)定合格/不合格判定標(biāo)準(zhǔn)值，則轉(zhuǎn)角部分rc的許用厚度減??；結(jié)果，判定為缺陷產(chǎn)品的頻率過度地增大。

在圖18所示的橢圓形瓶10b中，具有較大彎曲度的第二區(qū)域rb的壁厚度小于具有較小彎曲度的第一區(qū)域ra的壁厚度；因此，遇到了與方形瓶10a的問題相同的問題。

鑒于上文所描述的問題，完成了本發(fā)明，本發(fā)明的目標(biāo)在于提供一種容器壁厚度檢測設(shè)備，該容器壁厚度檢測設(shè)備即使對于其中具有相對較大的壁厚度的區(qū)域和具有相對較小的壁厚度的區(qū)域沿周向分布的容器(諸如方形瓶或橢圓形瓶)仍能夠以高精度執(zhí)行厚度檢測。

問題的解決方案

本發(fā)明的容器壁厚度檢測設(shè)備是一種用于檢測下述容器的設(shè)備：在該容器中，具有相對較大的壁厚度的區(qū)域和具有相對較小的壁厚度的區(qū)域沿周向分布，容器壁厚度檢測設(shè)備包括壁厚度測量設(shè)備，該壁厚度測量設(shè)備具有傳感器單元，該傳感器單元用于測量容器的外周表面上的面對傳感器單元的部位的壁厚度；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)用于使容器圍繞容器的中心軸線軸向地旋轉(zhuǎn)，以通過壁厚度測量設(shè)備在整個外周上測量容器的壁厚度；區(qū)域測定設(shè)備，該區(qū)域測定設(shè)備用于測定容器的哪個區(qū)域?qū)?yīng)于其壁厚度被壁厚度測量設(shè)備測量的部位；以及判定設(shè)備，該判定設(shè)備用于基于在容器的整個外周上測量的壁厚度值來關(guān)于容器的壁厚度進行合格/不合格判定，該測量的壁厚度值根據(jù)壁厚度測量設(shè)備的輸出得到，其中：判定設(shè)備包括存儲單元和比較單元，該存儲單元用于存儲關(guān)于每個區(qū)域的壁厚度的合格/不合格判定標(biāo)準(zhǔn)值，該比較單元用于將根據(jù)壁厚度測量設(shè)備的輸出得到的每個測量到的壁厚度值與被存儲在存儲單元中的與被區(qū)域測定設(shè)備測定的區(qū)域相對應(yīng)的合格/不合格判定標(biāo)準(zhǔn)值進行比較。

例如，當(dāng)通過具有上述結(jié)構(gòu)的容器壁厚度檢測設(shè)備來檢測方形瓶的壁厚度時，基于平的部分的壁厚度的第一合格/不合格判定標(biāo)準(zhǔn)值和基于轉(zhuǎn)角部分的壁厚度的第二合格/不合格判定標(biāo)準(zhǔn)值被預(yù)先存儲在存儲單元中。當(dāng)在檢測期間通過壁厚度測量設(shè)備在方形瓶的整個外周上測量壁厚度時，區(qū)域測定設(shè)備測定測量部位是平的部分還是轉(zhuǎn)角部分。平的部分的壁厚度的測量值被與第一合格/不合格判定標(biāo)準(zhǔn)值比較。轉(zhuǎn)角部分的壁厚度的測量值被與第二合格/不合格判定標(biāo)準(zhǔn)值比較。以這種方式，基于適合于具有相對較大的壁厚度的區(qū)域和具有相對較小的壁厚度的區(qū)域的合格/不合格判定標(biāo)準(zhǔn)值來執(zhí)行壁厚度檢測。因此，檢測精確度升高。

在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，壁厚度測量設(shè)備包括傳感器單元和彈性體部，該傳感器單元具有電極圖案，該電極圖案用于通過與容器的外周表面進行接觸來測量容器的靜電容；該彈性體部用于將傳感器單元推按到容器的外周表面上。在傳感器單元隨著彈性體部的延展/收縮移動進行往復(fù)移動期間，區(qū)域測定設(shè)備測定傳感器單元的預(yù)定的量的位移，由此測定容器的哪個區(qū)域?qū)?yīng)于其壁厚度被壁厚度測量設(shè)備測量的部位。

例如，當(dāng)檢測方形瓶時，因為方形瓶的轉(zhuǎn)角部分相比于平的部分離瓶的中心具有更大的距離，所以當(dāng)傳感器單元與轉(zhuǎn)角部分進行接觸時彈性體部的收縮度大于當(dāng)傳感器單元與平的部分進行接觸時的收縮度，由此使傳感器單元后撤。通過由區(qū)域測定設(shè)備來測定傳感器單元的預(yù)定的量的位移，可關(guān)于測量部位是平的部分還是轉(zhuǎn)角部分來執(zhí)行判定。

在本發(fā)明的更優(yōu)選的實施例中，壁厚度測量設(shè)備包括傳感器單元和彈性體部，該傳感器單元具有電極圖案，該電極圖案用于通過與容器的外周表面進行接觸來測量容器的靜電容；該彈性體部用于將傳感器單元推按到容器的外周表面上，區(qū)域測定設(shè)備包括發(fā)光單元和光電傳感器的光接收單元，該發(fā)光單元和該光接收單元以彈性體部處于中央的方式被相對地定位，發(fā)光單元和光電傳感器的光接收單元被定位成由于在傳感器單元隨著彈性體部的延展/收縮移動進行往復(fù)移動期間傳感器單元的預(yù)定的量的位移而在處于發(fā)光單元與光接收單元之間的光路中形成阻斷狀態(tài)或透射狀態(tài)，并且區(qū)域測定設(shè)備通過測定在處于發(fā)光單元與光接收單元之間的光路中形成了阻斷狀態(tài)和透射狀態(tài)中的哪一種來測定容器的哪個區(qū)域?qū)?yīng)于其壁厚度被壁厚度測量設(shè)備測量的部位。

在上述實施例中，例如，當(dāng)傳感器單元與方形瓶的平的部分進行接觸時，傳感器單元使發(fā)光單元與光接收單元之間的光路轉(zhuǎn)變?yōu)樽钄酄顟B(tài)，在該阻斷狀態(tài)下，光被阻斷。相反，當(dāng)傳感器單元與轉(zhuǎn)角部分進行接觸時，通過使彈性體部收縮，傳感器單元進行預(yù)定的量的位移，由此使光路轉(zhuǎn)變?yōu)橥干錉顟B(tài)，在該透射狀態(tài)下，光被傳導(dǎo)。通過測定在處于發(fā)光單元與光接收單元之間的光路中形成的是阻斷狀態(tài)和透射狀態(tài)中的哪一個，判定了被測量壁厚度的部位是方形瓶的平的部分還是轉(zhuǎn)角部分。

發(fā)明的有益效果

本發(fā)明對測量部位的壁厚度的測量值與對每個區(qū)域設(shè)定的合格/不合格判定標(biāo)準(zhǔn)值進行比較，由此使得即使對于其中壁厚度的程度在不同的區(qū)域中相對改變的容器(諸如方形瓶或橢圓形瓶)仍能夠在整個周緣上執(zhí)行高精度的壁厚度檢測。

附圖說明

圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的容器壁厚度檢測設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)的主視圖。

圖2為示出了靜電容測定器的結(jié)構(gòu)的主視圖。

圖3為示出了靜電容測定器中的傳感器單元的結(jié)構(gòu)的放大橫截面視圖。

圖4為示出了在電極片上形成的電極圖案的平面視圖。

圖5為示出了電極片被結(jié)合到附接基質(zhì)的狀態(tài)的放大透視圖。

圖6為沿圖5中的線a-a截切的橫截面視圖。

圖7為示出了用于測定壁厚度測量部位的區(qū)域的方法的平面視圖。

圖8為示出了運算與控制單元的主要結(jié)構(gòu)的框圖。

圖9為示出了壁厚度轉(zhuǎn)換曲線的曲線圖，該壁厚度轉(zhuǎn)換曲線用于將由靜電容測定器測定的靜電容轉(zhuǎn)換為壁厚度。

圖10為示出了壁厚度數(shù)據(jù)與轉(zhuǎn)角測定信號和門信號一同的變化的時序圖。

圖11為示出了用于修正轉(zhuǎn)角測定信號的導(dǎo)通時間的方法的說明性視圖。

圖12為示出了檢測方形瓶的壁厚度的過程的流程圖。

圖13為示出了圖12中的步驟st7的詳細(xì)過程的流程圖。

圖14為示出了靜電容測定器的另一實施例的結(jié)構(gòu)和用于測定實施例中的壁厚度測量部位的區(qū)域的方法的說明性視圖。

圖15為示出了被使用于之前已知的瓶壁厚度檢測設(shè)備的靜電容測定器的結(jié)構(gòu)示例的平面視圖。

圖16為示出了方形瓶的示例的透視圖。

圖17為沿水平方向的示出了圖16的方形瓶的壁厚度的橫截面視圖。

圖18為示出了橢圓形瓶的示例的透視圖。

具體實施方式

圖1示出了作為本發(fā)明的實施例的壁厚度檢測設(shè)備1的整個結(jié)構(gòu)。在附圖中示出的壁厚度檢測設(shè)備1被用于檢測玻璃瓶的壁厚度；然而，壁厚度檢測設(shè)備1不限于這種用途并且還可被用于檢測合成樹脂瓶的壁厚度。除了瓶之外，壁厚度檢測設(shè)備1還能夠檢測不同的容器的壁厚度。

在附圖中示出的壁厚度檢測設(shè)備1檢測在圖16中示出的方形瓶10a，該方形瓶被置于圍繞著星形輪(未示出)設(shè)置的多個檢測站中的一個處。示出的壁厚度檢測設(shè)備1適合于對方形瓶10a進行壁厚度檢測，并且還適合于對在圖18中示出的橢圓形瓶10b進行壁厚度檢測。進一步地，方形瓶10a的主體形狀不限于平面觀察的四邊形，并且形狀的示例還包括五邊形和六邊形。在星形輪的外周表面上設(shè)置了多個凹部。被引入到凹部中的方形瓶10a(在后文中，簡稱為“瓶”)之后按照星形輪的間歇性旋轉(zhuǎn)被供應(yīng)到每個檢測站，同時被限制在凹部中。

在壁厚度檢測設(shè)備1被安裝所在的檢測站中，待檢測的瓶10a被保持在水平的和可自由旋轉(zhuǎn)的支承臺20的旋轉(zhuǎn)中心處。瓶10a圍繞瓶10a的中心軸線c被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)2軸向地旋轉(zhuǎn)，由此在整個周緣上檢測瓶10a的壁厚度。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)2在示出的示例中由支承臺20、驅(qū)動輥21、一對被驅(qū)動輥22和23和驅(qū)動設(shè)備(未示出)構(gòu)成，與瓶10a的瓶口的外周表面進行接觸的該驅(qū)動輥用于在旋轉(zhuǎn)期間通過摩擦力使瓶10a旋轉(zhuǎn)，這對被驅(qū)動輥用于將瓶10a的瓶口保持在驅(qū)動輥21與這對被驅(qū)動輥自身之間，該驅(qū)動設(shè)備用于使驅(qū)動輥21旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)2可直接使支承臺20旋轉(zhuǎn)。

根據(jù)本實施例的壁厚度檢測設(shè)備1通過在兩個位置，即主體的上部部分和下部部分處使用一對靜電容測定器4、4同時測量瓶10a的壁厚度來執(zhí)行檢測，這一對靜電容測定器構(gòu)成了壁厚度測量設(shè)備。靜電容測定器4、4被分別固定到固定臺26和27，該固定臺被設(shè)置成可沿著安裝支架25提升并且經(jīng)由電線45、45被電連接到設(shè)備主體3，運算與控制單元30被安裝在該設(shè)備主體中(見圖8)。還可在單個位置或三個或更多個位置處測量壁厚度。

用于顯示諸如檢測結(jié)果的各種類型的數(shù)據(jù)的監(jiān)測單元37、多個按鍵開關(guān)38和類似物被設(shè)置在設(shè)備主體3的前部面上。運算與控制單元30被連接到個人計算機300(見圖8)，用以設(shè)定檢測條件和確認(rèn)檢測結(jié)果。

根據(jù)本實施例的靜電容測定器4被用于測定與瓶10a接觸的部位中的靜電容，該瓶在支承臺20上軸向地旋轉(zhuǎn)。如圖2和圖3所示，靜電容測定器4由傳感器單元5、彈性體部6和測定器主體40構(gòu)成，該傳感器單元與瓶10a的表面進行接觸，該彈性體部用于將傳感器單元5朝向瓶10a的表面偏壓，以將傳感器單元5推按到表面上。測定器主體40具有嵌入式靜電容測定電路。靜電容測定電路經(jīng)由印刷電路板41和三個連接器引腳42a至42c被電連接到形成在合成樹脂電極片上的電極圖案(細(xì)節(jié)在后續(xù)描述)，該電極圖案構(gòu)成傳感器單元5。

傳感器單元5具有彎曲表面50，該彎曲表面具有預(yù)定的曲率半徑r。傳感器單元5的彎曲表面50覆蓋有用于保護電極片7的保護膜54。通過下述方式來形成彎曲表面50：使柔性的電極片7彎曲成弧形的形狀并且對彎曲的電極片7進行附接，使得測量電極(后續(xù)進行描述)的電極圖案71位于彎曲部分52的表面處。為了提高方形瓶10a的壁厚度測量的精確度，有必要使瓶10a的外周表面與彎曲部分52的接觸位置的變化最小化。因此，彎曲表面50的曲率半徑r被設(shè)在2mm≤r≤10mm的范圍內(nèi)。如圖4所示，電極片7被成型為帶狀的形狀并且在幾乎整個長度上具有固定的寬度，并且被粘接到彎曲部分52的前側(cè)和后側(cè)以及被粘接到附接基質(zhì)51的平的部分53。

彈性體部6由具有固定厚度的扇形的海綿或開孔泡沫塑料構(gòu)成。當(dāng)壓力被施加在傳感器單元5的彎曲表面50上時，扇形部的樞軸用作為支軸60，并且整個該彈性體部6收縮，使得兩個側(cè)端部表面61和62形成的角度θ(所述支軸作為所述角度的中線)減小。以傳感器單元5面對外側(cè)的方式，附接基質(zhì)51被粘接到彈性體部6的第一側(cè)端部表面61。彈性體部6的第二側(cè)端部表面62被粘接到帶狀的印刷電路板41的上表面。印刷電路板41被附接到殼體43的開口，該殼體構(gòu)成測定器主體40。

如圖4所示，電極片7具有測量電極的電極圖案(在后文中，被稱為“測量電極圖案”)71和接地電極的電極圖案(在后文中，被稱為“接地電極圖案”)72a和72b。進一步地，在該實施例中，圖4示出了保護電極的電極圖案(在后文中，被稱為“保護電極圖案”)73a和73b，該保護電極的電極圖案用于抑制非瓶10a的靜電容的影響。

在圖4中，s1為待定位和固定到附接基質(zhì)51的彎曲部分52的前表面的區(qū)域，并且在該區(qū)域s1中僅存在測量電極圖案71。s2為沿著彎曲部分52的后表面被定位和固定的區(qū)域，并且保護電極圖案73b和將保護電極圖案73b夾在中間的接地電極圖案72b、72b存在于該區(qū)域s2中。s3為被定位和固定到附接基質(zhì)51的平的部分53的前表面的區(qū)域，并且測量電極圖案71、保護電極圖案73a和接地電極圖案72a存在于該區(qū)域s3中。s4為沿著附接基質(zhì)51的平的部分53的后表面和沿著印刷電路板41的前表面被固定的區(qū)域。保護電極圖案73b和將保護電極圖案73b夾在中間的接地電極圖案72b、72b存在于該區(qū)域s4中。進一步地，在該區(qū)域s4的端部處形成了被電連接到三個連接器引腳42a至42c的連接圖案74至76。

如圖5所示，在傳感器單元5的彎曲部分50中，測量電極圖案71位于寬度的中心處。進一步地，接地電極圖案72b位于彎曲部分50的后側(cè)，即，在附接基質(zhì)51的彎曲部分52的后表面上的兩個側(cè)邊緣處。對于這種結(jié)構(gòu)，如在圖6中以虛線示出的，電力線從測量電極圖案71朝向接地電極圖案72b產(chǎn)生，并且對應(yīng)于與測量電極圖案71接觸的玻璃部分的厚度的電荷被儲存。

導(dǎo)線55a和55b被連接到被定位在附接基質(zhì)51的平的部分53處的電極片7的測量電極圖案71和保護電極圖案73a。兩根導(dǎo)線55a和55b被束在一起作為單根導(dǎo)線55，該單根導(dǎo)線被引導(dǎo)到印刷電路板41的后表面并且被電連接到被印刷在印刷電路板41的后表面上的導(dǎo)電圖案(未示出)。進一步地，附接基質(zhì)51的平的部分53上的接地電極圖案72a經(jīng)由導(dǎo)電線56、56被電連接到在后表面上的兩側(cè)處的接地電極圖案72b、72b。印刷電路板41的后表面上的導(dǎo)電圖案和電極板7的連接圖案74至76被電連接到連接器引腳42a至42c。連接器引腳42a至42c中的每一個被連接到連接器(未示出)，該連接器被包含在測定器主體40內(nèi)部。由此，電極板7的測量電極圖案71、接地電極圖案72a和72b以及保護電極圖案73a和73b被電連接到嵌入在測定器主體40中的靜電容測定電路。

測定器主體40中的靜電容測定電路輸出電壓值v，該電壓值對應(yīng)于待經(jīng)受壁厚度檢測的部位，換言之，與傳感器單元5接觸的部位的靜電容。測定輸出被嵌入在設(shè)備主體3中的運算與控制單元30采集，并且使用圖9中示出的壁厚度轉(zhuǎn)換曲線a被轉(zhuǎn)換為壁厚度數(shù)據(jù)。靜電容測定電路的結(jié)構(gòu)和將靜電容轉(zhuǎn)換為壁厚度的步驟如在專利文件1(日本專利第3416084號)中示出的是為公眾所熟知的，并且因此在這里省略其詳細(xì)描述。

在圖1中示出的上部靜電容測定器和下部靜電容測定器4、4之中，透射式光電傳感器8被設(shè)置在上部靜電容測定器4附近。發(fā)光單元8a和光接收單元8b彼此豎直相對，并且靜電容測定器4的彈性體部6被設(shè)置在發(fā)光單元8a與光接收單元8b之間。在發(fā)光單元8a與光接收單元8b之間形成光路8l。取決于彈性體部6的延展/收縮，光路8l具有透射狀態(tài)和阻斷狀態(tài)，該透射狀態(tài)在圖7(2)中示出，該阻斷狀態(tài)在圖7(1)中示出。光電傳感器8構(gòu)成區(qū)域測定設(shè)備，該區(qū)域測定設(shè)備用于測定瓶10a的哪個區(qū)域?qū)?yīng)于待由靜電容測定器4測量的壁厚度測量部位；更具體地，用于測定部位是瓶10a的平的部分rf還是轉(zhuǎn)角部分rc。

在本實施例中的光電傳感器8由光纖傳感器構(gòu)成。雖然在附圖中未示出，但來自于諸如led的發(fā)光元件的光被第一光纖引導(dǎo)并且被從發(fā)光單元8a投射在端部表面上。投射的光被在第二光纖的端部表面上的光接收元件8b接收，并且被接收的光被引導(dǎo)到諸如光電二極管的光接收元件。光電傳感器不限于透射式光纖傳感器，而可以是不同類型的光電傳感器。

在本實施例中，光電傳感器8基于光路的阻斷狀態(tài)與透射狀態(tài)之間的改變來測定在與瓶10a的外周表面接觸的傳感器單元5的往復(fù)移動期間的預(yù)定的量的位移，由此測定待由靜電容測定器4測量的壁厚度測量部位是瓶10a的平的部分rf還是轉(zhuǎn)角部分rc。更具體地，發(fā)光單元8a和光接收單元8b被定位成使得，當(dāng)傳感器單元5與平的部分rf進行接觸時(該平的部分離瓶10a的中心具有較短的距離，如圖7(1)所示，由此使彈性體部6延展)，傳感器單元5和彈性體部6阻斷光電傳感器8的光路8l，因此使光路8l轉(zhuǎn)變?yōu)樽钄酄顟B(tài)。相反，當(dāng)傳感器單元5與轉(zhuǎn)角部分rc進行接觸時(該轉(zhuǎn)角部分離瓶10a的中心具有較長的距離，如圖7(2)所示，由此使彈性體部6收縮)，傳感器單元5和彈性體部5打開光電傳感器8的光路8l，因此使光路8l轉(zhuǎn)變?yōu)橥干錉顟B(tài)。結(jié)果，光電傳感器8輸出二進制測定信號，當(dāng)平的部分rf的壁厚度被靜電容測定器4測量時該二進制測定信號為關(guān)斷狀態(tài)，并且當(dāng)轉(zhuǎn)角部分rc的壁厚度被測量時該二進制測定信號為導(dǎo)通狀態(tài)。在后文中，光電傳感器8的該輸出信號被稱為“轉(zhuǎn)角測定信號”。

圖8為示出了上文描述的壁厚度檢測設(shè)備1的電氣結(jié)構(gòu)的框圖。根據(jù)本實施例的運算與控制單元30包括一對檢測單元31、31，這一對檢測單元對應(yīng)于一對靜電容測定器4、4。每個檢測單元31包括a/d轉(zhuǎn)換電路33、由fpga(現(xiàn)場可編程門陣列，fieldprogrammablegatearray)構(gòu)成的信號處理電路34、構(gòu)成判定設(shè)備的cpu35和用于存儲預(yù)定的數(shù)據(jù)的第一存儲單元36和第二存儲單元37。構(gòu)成上述的判定設(shè)備的比較單元或類似物的結(jié)構(gòu)可如在該實施例中的由編程計算機的cpu35來體現(xiàn)，或者還可由專門的硬件電路來體現(xiàn)。

待嵌入運算與控制單元30中的檢測單元31的數(shù)量不限于2，并且可以是3或者更多。如果靜電容測定器4的數(shù)量小于檢測單元31的數(shù)量，則僅被連接到一個或多個靜電容測定器4的一個或多個檢測單元31被激活。進一步地，雖然在圖8中未示出，但運算與控制單元30包括用于執(zhí)行關(guān)于圖1中示出的監(jiān)測單元37和按鍵開關(guān)38的輸入與輸出的電路。

示出了由每個靜電容測定器4測定的靜電容的電壓值被輸入到對應(yīng)的檢測單元31的a/d轉(zhuǎn)換電路33、被以預(yù)定的時間間隔采樣并且被轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。信號處理電路34采集來自于a/d轉(zhuǎn)換電路33的被采樣的靜電容數(shù)據(jù)，并且使用示出了在圖9中示出的壁厚度轉(zhuǎn)換曲線a的查找表將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為表明壁厚度的值(在后文中被稱為“壁厚度數(shù)據(jù)”)。

除了被采樣的靜電容數(shù)據(jù)之外，來自于光電傳感器8的轉(zhuǎn)角檢測信號和來自于用于總體控制檢測站的上部控制設(shè)備(未示出)的門信號被輸入到信號處理電路34。在該實施例中的門信號在圖1中示出的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)2所需的以使瓶10a旋轉(zhuǎn)大約一圈半的時間段期間為導(dǎo)通狀態(tài)。

在該實施例中，如圖1所示，光電傳感器8僅被設(shè)置在靜電容測定器4中的一個附近，并且光電傳感器8的轉(zhuǎn)角測定信號作為共用的信號被輸入到檢測單元31、31中的每一個。然而，本發(fā)明不限于該示例?？蓪o電容測定器4中的每一個設(shè)置光電傳感器8，使得來自于每個光電傳感器8的轉(zhuǎn)角測定信號被輸入到對應(yīng)的檢測單元31。

圖10為示出了壁厚度數(shù)據(jù)與轉(zhuǎn)角測定信號和門信號一同的時序變化的時序圖。信號處理電路34對當(dāng)門信號為導(dǎo)通時得到的壁厚度數(shù)據(jù)添加了單比特的標(biāo)志數(shù)據(jù)，并且將該標(biāo)志數(shù)據(jù)存儲在第一存儲單元36中，該標(biāo)志數(shù)據(jù)表明轉(zhuǎn)角測定信號的導(dǎo)通/關(guān)斷。當(dāng)轉(zhuǎn)角測定信號為導(dǎo)通時標(biāo)志數(shù)據(jù)為“1”，當(dāng)轉(zhuǎn)角測定信號為關(guān)斷時該標(biāo)志數(shù)據(jù)為“0”。當(dāng)門信號從導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)變到關(guān)斷狀態(tài)時，構(gòu)成判定設(shè)備的cpu35處理被存儲在第一存儲單元36中的數(shù)據(jù)，由此執(zhí)行關(guān)于壁厚度的合格/不合格判定。當(dāng)壁厚度被檢測單元31中的一個的cpu35判定為不合格時，作出不合格判定的cpu35對上部控制設(shè)備輸出異常信號。

由每個檢測單元31的cpu35作出的判定結(jié)果在設(shè)備主體3的監(jiān)測單元37中被顯示，并且被輸出到個人計算機(pc)300。個人計算機300被用于確認(rèn)從每個檢測單元31輸出的判定結(jié)果，并且還被用于在每個檢測單元31的cpu35中的檢測之前設(shè)定合格/不合格判定標(biāo)準(zhǔn)值(用于進行檢測)，或設(shè)定關(guān)于修正轉(zhuǎn)角測定信號的導(dǎo)通時段的條件(后續(xù)進行描述)。

在設(shè)定合格/不合格判定標(biāo)準(zhǔn)值的步驟中，管控檢測的人員基于待檢測的瓶10a的標(biāo)準(zhǔn)將表明瓶10a的壁厚度所需的最小值的值(在后文中被稱為最小標(biāo)準(zhǔn)值)和表明瓶10a的壁厚度許用的最大值的值(在后文中被稱為最大標(biāo)準(zhǔn)值)作為合格/不合格判定標(biāo)準(zhǔn)值輸入到個人計算機300。輸入的標(biāo)準(zhǔn)值被從個人計算機300輸送到每個檢測單元31并且經(jīng)由cpu35被存儲在第二存儲單元37中。在該實施例中，最大標(biāo)準(zhǔn)值、基于平的部分rf的壁厚度的標(biāo)準(zhǔn)的第一最小標(biāo)準(zhǔn)值和基于轉(zhuǎn)角部分fc的壁厚度的標(biāo)準(zhǔn)的第二最小標(biāo)準(zhǔn)值被存儲在第二存儲單元37中。雖然在示出的示例中分別設(shè)置了第一存儲單元36和第二存儲單元37，但可使用單個存儲單元。

進一步地，管控檢測的人員使用待檢測的瓶10a的樣品執(zhí)行壁厚度測量、確認(rèn)此時的光電傳感器8的轉(zhuǎn)角測定信號的導(dǎo)通時段的長度以及必要時調(diào)整導(dǎo)通時段的長度。圖11示出了調(diào)整方法的具體示例。s1為光電傳感器8的轉(zhuǎn)角測定信號，s2為被修正成具有較短的導(dǎo)通時間t的信號，s3為被修正成具有較長的導(dǎo)通時間t的信號。在該實施例中，從轉(zhuǎn)角測定信號s1的上升沿過去預(yù)定的時間t之后的時間點被確定為中心點?；谠撝行狞c來確定導(dǎo)通時間t。時間t和導(dǎo)通時間t被從個人計算機300作為修正參數(shù)輸入，從個人計算機300輸送到每個檢測單元31，并且經(jīng)由cpu35被存儲在第二存儲單元37中。

圖12示出了通過運算與控制單元30對于方形瓶10a進行的檢測過程的流程。在圖中，“st”為“步驟”的縮寫并且示出了檢測流程中的每個步驟。在圖中示出的檢測流程的每個步驟由單個檢測單元31來執(zhí)行。當(dāng)多個檢測單元31起作用時，每個檢測單元31單獨地并行地執(zhí)行圖12的步驟。

在圖12中，st1至st4由檢測單元31的信號處理電路34執(zhí)行。st5和后續(xù)的步驟由cpu35執(zhí)行。當(dāng)門信號處于導(dǎo)通狀態(tài)(在st1中為“是”)時，被采樣的靜電容數(shù)據(jù)和轉(zhuǎn)角測定信號由信號處理電路34采集。采樣數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為壁厚度數(shù)據(jù)(st2)。表明在與采樣數(shù)據(jù)的時刻相同的時刻被采集的轉(zhuǎn)角測定信號的標(biāo)志數(shù)據(jù)(0或1)被添加到壁厚度數(shù)據(jù)，并且被存儲在第一存儲單元36中(st3)。重復(fù)該步驟直至門信號被關(guān)斷為止，即，直至在st4中判斷為“是”為止。

當(dāng)門信號被關(guān)斷時，在st4中判斷為“是”，并且如果預(yù)先確定了轉(zhuǎn)角測定信號的導(dǎo)通時段的修正量則在st5中也判斷為“是”；之后，序列行進至st6。在st7中的壁厚度判定之前，在st6中，執(zhí)行修正轉(zhuǎn)角測定信號的導(dǎo)通時間的步驟，更具體地，執(zhí)行對表明轉(zhuǎn)角測定信號的標(biāo)志數(shù)據(jù)進行修正的步驟。在該實施例中，如圖11所示，對于被添加到采樣數(shù)據(jù)并且被積存在第一存儲單元36中的標(biāo)志數(shù)據(jù)執(zhí)行數(shù)據(jù)修正，使得被修正的信號s2和s3的導(dǎo)通時間t具有某一時間段，在該時間段中，從轉(zhuǎn)角測定信號s1的上升沿過去預(yù)定的時間t之后的時間點為中心點。因為轉(zhuǎn)角測定信號s1基于信號上升沿設(shè)置，所以在信號上升沿之前不能夠?qū)D(zhuǎn)角測定信號s1進行修正。因此，導(dǎo)通時間t被表達為t≤2t，在該導(dǎo)通時間中中心為在t秒之后的時間點。

圖13示出了在圖12中示出的st7中的壁厚度判定的細(xì)節(jié)。在該步驟中，在計數(shù)器n(cpu35內(nèi)部的寄存器)中設(shè)定初始值1，用以指定待處理的壁厚度數(shù)據(jù)(st70)，并且對于第n個(在這種情況下，n＝1)壁厚度數(shù)據(jù)執(zhí)行st71至77。

在st71中，cpu35讀取出第n個壁厚度數(shù)據(jù)，標(biāo)志數(shù)據(jù)被從第一存儲單元36添加在該第n個壁厚度數(shù)據(jù)中(st71)。其次，cpu35的比較單元(cpu35的功能部件)將得到的壁厚度數(shù)據(jù)與被存儲在第二存儲單元37中的最大標(biāo)準(zhǔn)值進行比較(st72)。當(dāng)壁厚度數(shù)據(jù)被判定為不大于最大標(biāo)準(zhǔn)值時，在st72中選擇“否”，并且cpu35校驗被添加到第n個壁厚度數(shù)據(jù)的標(biāo)志數(shù)據(jù)的值(st73)。

當(dāng)標(biāo)志數(shù)據(jù)為“1”時，更具體地，當(dāng)?shù)趎個壁厚度數(shù)據(jù)為轉(zhuǎn)角部分rc的壁厚度測量值時，在st73中判斷為“是”，并且cpu35從第二存儲單元37中選擇轉(zhuǎn)角部分rc的最小標(biāo)準(zhǔn)值(st74)。當(dāng)標(biāo)志數(shù)據(jù)為“0”時，更具體地，當(dāng)?shù)趎個壁厚度數(shù)據(jù)為平的部分rf的壁厚度測量值時，在st75中判斷為“否”，并且cpu35從第二存儲單元37中選擇平的部分rf的最小標(biāo)準(zhǔn)值(st75)。

接下來，cpu35的比較單元將第n個壁厚度數(shù)據(jù)與所選擇的最小標(biāo)準(zhǔn)值進行比較。當(dāng)壁厚度數(shù)據(jù)被判定為小于最小標(biāo)準(zhǔn)值時，在st76中判斷為“是”，并且cpu35判定第n個壁厚度數(shù)據(jù)為異常值(st77)。

當(dāng)?shù)趎個壁厚度數(shù)據(jù)被判定為大于st72中的最大標(biāo)準(zhǔn)值時，省略st73至76，并且cpu35執(zhí)行st77中的異常判定步驟。如果第n個壁厚度數(shù)據(jù)落在不小于最小標(biāo)準(zhǔn)值并且不大于最大標(biāo)準(zhǔn)值的范圍內(nèi)，則壁厚度被判定為正常，并且省略st77。

在這之后，以一個一個地增加計數(shù)器n的值的方式(st79)，cpu35對于第n個壁厚度數(shù)據(jù)執(zhí)行同樣的步驟。當(dāng)對于被積存在第一存儲單元36中的所有數(shù)據(jù)都完成處理時，在st78中判斷為“是”，并且結(jié)束壁厚度判定。

如上文所描述的，在該實施例中的壁厚度判定中，對于在門信號的導(dǎo)通時段期間得到的所有壁厚度數(shù)據(jù)執(zhí)行合格/不合格判定，并且每個測量部位的大于最大標(biāo)準(zhǔn)值的壁厚度數(shù)據(jù)或小于最小標(biāo)準(zhǔn)值的壁厚度數(shù)據(jù)被判定為異常值。

返回到圖12，當(dāng)在st7中的壁厚度判定中判定了異常(圖13中的st77)時，在st8中判斷為“是”，并且cpu35將異常信號輸出到上部控制設(shè)備(st9)并且進一步產(chǎn)生檢測結(jié)果數(shù)據(jù)并且將數(shù)據(jù)輸出到個人計算機300(st10)；在此之后，序列返回至st1，以開始對下一個瓶10a進行檢測。

在圖13中示出的程序中，即便當(dāng)步驟中途判定了異常時，仍重復(fù)st71至79的循環(huán)直至對所有的壁厚度數(shù)據(jù)完成處理為止；然而，當(dāng)判定了異常時也可以結(jié)束循環(huán)并且立即將異常信號輸出至上部控制設(shè)備。

執(zhí)行在圖12和圖13中示出的檢測程序以檢測瓶10a；然而，也可以類似的程序?qū)υ趫D18中示出的橢圓形瓶10b進行檢測。

進一步地，通過將轉(zhuǎn)角測定信號分段，變得能夠指定瓶的外周表面的部位；因此，可使用三個或更多個最小標(biāo)準(zhǔn)值來執(zhí)行壁厚度判定。

在該實施例中，通過使用光電傳感器8測定在傳感器單元5的與彈性體部6的延展/收縮移動相關(guān)的往復(fù)移動期間預(yù)定的量的位移來執(zhí)行測定待由靜電容測定器4測量的壁厚度測量部位是轉(zhuǎn)角部分rc還是平的部分rf；然而，對測量部位進行測定不限于該方法。例如，如在圖7(1)和(2)中以虛線三角形示出的，可設(shè)置位移傳感器81，該位移傳感器指向以90°遠(yuǎn)離待由靜電容測定器4測量的測量部位的部位。

對于這種定位，位移傳感器81面對與待由靜電容測定器4測量的測量部位的區(qū)域相同類型的區(qū)域。更具體地，當(dāng)測量平的部分rf的壁厚度時，位移傳感器81面對平的部分rf并且測量距離(圖7(1))；當(dāng)測量轉(zhuǎn)角部分rc的壁厚度時，位移傳感器81面對轉(zhuǎn)角部分rc并且測量距離(圖7(2))。位移傳感器81測量到瓶10a的表面的距離，由此得到二進制的轉(zhuǎn)角測定信號，當(dāng)測量值落在大于閾值時該轉(zhuǎn)角測定信號處于關(guān)斷狀態(tài)，并且當(dāng)測量值等于或小于閾值時該轉(zhuǎn)角測定信號處于導(dǎo)通狀態(tài)。

靜電容測定器4不限于圖2至7中示出的靜電容測定器；例如，可使用具有在圖14中示出的結(jié)構(gòu)的靜電容測定器4。在圖中，5a為傳感器單元，66為傳感器單元5a所附接到的附接基質(zhì)，67為鉸鏈機構(gòu)，6a為彈性體部，并且90為施壓機構(gòu)。附接基質(zhì)66能夠隨著作為支軸的鉸鏈機構(gòu)67進行往復(fù)移動。位移傳感器80被設(shè)置在面對附接基質(zhì)66的部分中，以測量到附接基質(zhì)66的距離。

靜電容測定器4測量壁厚度，并且位移傳感器80測量到附接基質(zhì)66的距離。如在上文的實施例中，輸出二進制的轉(zhuǎn)角測定信號，當(dāng)測量值落在大于閾值時該轉(zhuǎn)角測定信號處于關(guān)斷狀態(tài)(對應(yīng)于圖14(1)中的狀態(tài))，并且當(dāng)測量值等于或小于閾值時該轉(zhuǎn)角測定信號處于導(dǎo)通狀態(tài)(對應(yīng)于圖14(2)中的狀態(tài))。

參考標(biāo)記

1：壁厚度檢測設(shè)備

2：旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)

3：設(shè)備主體

4：靜電容測定器

5：傳感器單元

6：彈性體部

7：電極片

8：光電傳感器

8a：發(fā)光單元

8b：光接收單元

8l：光路

10a：方形瓶

10b：橢圓形瓶

30：運算與控制單元

31：檢測單元

35：cpu

36、37：存儲單元

71：測量電極圖案

80、81：位移傳感器