DE19728660A1 - Method and device for detecting the filling level of contents in a container - Google Patents
Method and device for detecting the filling level of contents in a containerInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen der Füllhöhe von Füllgut in einem Behälter, wobei die elektromagnetische Strahlung untersucht wird, die von dem Be hälter abgegeben oder durchgelassen wird.The invention relates to a method and an apparatus for Detect the filling level of filling material in a container, the electromagnetic radiation is investigated by the Be container is released or let through.
Die Füllhöhe flüssiger oder fester Füllgüter in durchsichtigen Behältern, z. B. Glasflaschen oder Konservengläsern, wird bis her mittels Lichtschranken oder CCD-Kameras ermittelt. Hierbei wird die Unterbrechung oder Bedeckung eines Lichtstrahls durch das Füllgut mittels eines Fotoempfängers oder einer CCD-Kamera erfaßt. Bei durchsichtigen und bei nichtmetallenen Behältern können auch kapazitive Sensoren verwendet werden, wenn das Füllgut leitfähig ist oder eine hohe Dielektrizitätskonstante hat. Für die Erkennung von Füllständen in Metall-Behältern, z. B. Getränke- oder Konservendosen, wurden bisher ausschließ lich sogenannte Gammastrahl- oder Röntgengeräte eingesetzt, die auf Messung der Absorption eines Röntgenstrahls im 60 K Elektronenvoltbereich beruhen. Außerdem werden für kleine Leistungen auch Wägesysteme eingesetzt. Hierbei sind in der Praxis jedoch erhebliche Aufwendungen zur Sicherstellung des Betriebes vonnöten.The level of liquid or solid contents in transparent Containers, e.g. B. glass bottles or preserving jars, is up determined using light barriers or CCD cameras. Here is the interruption or covering of a light beam by the contents by means of a photo receiver or a CCD camera detected. For transparent and non-metallic containers capacitive sensors can also be used if that Product is conductive or has a high dielectric constant Has. For the detection of fill levels in metal containers, e.g. B. cans of drinks or cans have so far been excluded so-called gamma-ray or X-ray devices are used, the measurement of the absorption of an X-ray beam in the 60 K Electron volt range. Also, for small ones Services also used weighing systems. Here are in the Practice, however, considerable efforts to ensure the Operation.
Es ist ferner bekannt bei einem Verfahren der eingangs ge nannten Art mit elektromagnetischer Strahlung im nahen Infra rotbereich von etwa 910 bis 950 nm Wellenlänge zu arbeiten, um die Füllstandshöhe von Wasser in einem Glas- oder Kunststoff behälter zu bestimmen. Die meisten Kunststoffe und Glas sind ebenso wie Wasser in diesem Wellenlängenbereich durchsichtig. Die Strahlung im nahen Infrarotbereich wurde dabei völlig analog sichtbarem Licht eingesetzt, wobei zur Füllhöhenbe stimmung die Brechung der Strahlung an der Wasseroberfläche ausgenutzt wurde.It is also known in a method of ge called kind with electromagnetic radiation in the near infra red range from about 910 to 950 nm wavelength to work the level of water in a glass or plastic to determine container. Most plastics and glass are just like water is transparent in this wavelength range. The radiation in the near infrared region became completely Analogous visible light is used, with the filling level being the refraction of the radiation on the water surface was exploited.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Erfassung der Füllhöhe von Füllgut in Behältern auf möglichst einfache und zuverlässige Weise durchzuführen.The invention has for its object the detection of Filling level of contents in containers in the simplest possible and reliable way to perform.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die elektromagnetische Strahlung im Infrarotbereich von 1 µm bis 1 mm liegt.According to the invention this object is achieved in that the electromagnetic radiation in the infrared range from 1 µm to 1 mm lies.
Durch die Verwendung von Infrarotstrahlung kann z. B. die Füll höhe einer Flüssigkeit in einer Glas- oder Kunststoffflasche sehr zuverlässig bestimmt werden, da im Infrarotbereich über 1 µm Wellenlänge die meisten Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, absorbieren, während Glas oder Kunststoff durchlässig sind.By using infrared radiation z. B. the filling height of a liquid in a glass or plastic bottle can be determined very reliably, because in the infrared range over 1 µm Wavelength most liquids, especially water, absorb while glass or plastic are permeable.
Für die Untersuchung der Strahlung im Infrarotbereich über 1 µm Wellenlänge, die nachfolgend als Wärmestrahlung bezeichnet wird, kann ein Thermokamerasystem verwendet werden, das eine Optik sowie ein matrixartig angeordnetes, gekühltes Dioden- Feld oder ein einzeiliges, gekühltes Dioden-Array mit einer Empfindlichkeit im Wellenlängenbereich von 1 bis 6 µm auf weist. Bei langsam transportierten Behältern sind auch un gekühlte pyroelektrische Sensoren verwendbar, z. B. Bleisulfid- Sensoren, die im Bereich von 8 bis 12 µm Wellenlänge empfind lich sind. Aufgrund ihrer größeren Abmessungen werden pyro elektrische Sensoren im allgemeinen nicht senkrecht ange ordnet, sondern leicht schräg gestellt, um eine bessere Auf lösung in der Senkrechten zu erhalten.For the investigation of radiation in the infrared range over 1 µm Wavelength, hereinafter referred to as heat radiation a thermal camera system can be used, the one Optics and a matrix-like, cooled diode Field or a one-row, cooled diode array with one Sensitivity in the wavelength range from 1 to 6 µm points. With slowly transported containers are also un cooled pyroelectric sensors can be used, e.g. B. lead sulfide Sensors that are sensitive in the range of 8 to 12 µm wavelength are. Due to their larger dimensions, pyro electrical sensors are generally not perpendicular arranges, but slightly inclined to a better on to get the solution in the vertical.
Eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens nutzt daher die unterschiedlichen Absorptionswerte des Be hältermaterials und des Füllguts. Die Behälter bestehen aus einem für Infrarotstrahlung durchlässigen Material. Glas und die meisten Kunststoffe sind für Wärmestrahlung durchlässig. Das Füllgut absorbiert dagegen die Wärmestrahlung, was für praktisch alle Füllgüter im Nahrungsmittelbereich zutrifft, da diese immer einen gewissen Wasseranteil haben. Die Behälter werden bei dieser Ausführungsform des Verfahrens zwischen einer Wärmestrahlungsquelle und einer Wärmebildkamera hin durchgeführt. Die Wärmebildkamera liefert ein Graustufenbild, wobei der Grauwert ein Maß für die Temperatur ist. Dieses Wärmebild wird nach Standard-Bildauswerteverfahren verarbei tet. Auf dem Wärmebild ist der gefüllte untere Bereich des Behälters an der geringeren Strahlungsintensität erkennbar. Dies setzt voraus, daß der Behälterinhalt eine niedrigere Temperatur als die Wärmequelle hat, vor der der Behälter vorbeigeführt wird.A first embodiment of the method according to the invention therefore uses the different absorption values of the Be container material and the filling material. The containers consist of a material permeable to infrared radiation. Glass and most plastics are permeable to heat radiation. The filling material, however, absorbs the heat radiation, what practically all fillings in the food sector apply because they always have a certain amount of water. The containers are in this embodiment of the method between a heat radiation source and a thermal imaging camera carried out. The thermal imager provides a grayscale image, where the gray value is a measure of the temperature. This Thermal images are processed using standard image evaluation methods tet. The filled lower area of the Container recognizable by the lower radiation intensity. This presupposes that the container content is lower Temperature than the heat source in front of the container is led past.
Die Wärmestrahlungsquelle kann auch aus einer rechtwinklig zur Bewegungsrichtung angeordneten Reihe von punktförmigen Wärme quellen bestehen, die jeweils mit einer wärmestrahlungs empfindlichen Fotozelle zusammen eine Wärmestrahlungslicht schranke bilden, so daß aus der Anzahl der unterbrochenen Lichtschranken die Füllhöhe im Behälter abgeleitet werden kann.The heat radiation source can also be made perpendicular to the Direction of movement arranged series of punctiform heat sources exist, each with a heat radiation sensitive photocell together a heat radiation light form a barrier, so that from the number of interrupted Photoelectric barriers are used to determine the fill level in the container can.
Eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich auch für Behältermaterial, das für die Wärme strahlung nicht durchlässig ist, vorausgesetzt, das Füllgut hat eine hohe Wärmekapazität und hohe Wärmeleitfähigkeit, wie es im allgemeinen auf flüssiges Füllgut zutrifft. Bei pulver förmigem Füllgut mit schlechter Wärmeleitfähigkeit ist dieses Verfahren weniger geeignet. Voraussetzung ist ferner eine ge wisse Wärmeleitfähigkeit des Behältermaterials, wie es bei Blechdosen, Glas oder dünnwandigen Kunststoffbehältern der Fall ist. Diese Ausführungsform macht sich den Umstand zu Nutze, daß das Füllgut beim Einfüllen in den Behälter im all gemeinen eine andere Temperatur besitzt als der Behälter selbst, so daß nach dem Einfüllen an der Füllhöhe ein Kalt/Warm-Übergang an dem Behälter vorhanden ist und von außen meßbar ist. Der Kalt/Warm-Übergang kann mit einer Thermokamera unmittelbar nach dem Einfüllen des Füllguts erfaßt und aus gewertet werden. Eine separate Quelle für die Wärmestrahlung ist bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver fahrens nicht vorhanden, vielmehr wird die von der Außenwand des Behälters abgegebene Wärmestrahlung zur Erfassung der Füllhöhe untersucht. Die Einrichtung zum Empfang der Wärme strahlung kann, wie erwähnt, sowohl aus einer zweidimensiona len Matrix-Thermokamera bestehen als auch aus einem Line- Scanner, der die vorbei laufenden Behälter senkrecht zur Trans portrichtung abtastet und somit letztlich ebenfalls ein zwei dimensionales Bild erzeugt. Wenn nur eine Über- oder Unter füllungszone erfaßt werden soll, so sind auch einzelne wär meempfindliche Sensoren ausreichend.A second embodiment of the method according to the invention is also suitable for container material that for heat radiation is not permeable, provided the filling material has high heat capacity and high thermal conductivity, such as it generally applies to liquid contents. With powder shaped product with poor thermal conductivity is this Process less suitable. A prerequisite is also a ge know thermal conductivity of the container material, as with Tin cans, glass or thin-walled plastic containers Case is. This embodiment takes care of the fact Use that the filling material in the container in all generally has a different temperature than the container itself, so that after filling at the fill level Cold / warm transition is present on the container and from the outside is measurable. The cold / warm transition can be done with a thermal camera immediately after filling the contents and off get ranked. A separate source for heat radiation is in this embodiment of the invention driving does not exist, rather that of the outer wall of the container emitted heat radiation to record the Level examined. The device for receiving heat radiation can, as mentioned, both from a two-dimensional len matrix thermal camera also consist of a line Scanner that detects the passing containers perpendicular to the trans direction of the port and thus ultimately also a two dimensional image generated. If only an over or under filling zone to be detected, so are individual Sensitive sensors sufficient.
Der Kalt/Warm-Übergang ist unmittelbar nach dem Einfüllen des Füllgutes am ausgeprägtesten. Der Temperaturunterschied inner halb der Behälterwand verflacht jedoch relativ rasch, und zwar umso schneller, je höher die Wärmeleitfähigkeit des Behälter materials ist.The cold / warm transition is immediately after filling the Filled goods are most pronounced. The temperature difference inside half of the container wall flattened relatively quickly, however the faster, the higher the thermal conductivity of the container materials.
Bei einer dritten besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Kalt/Warm-Übergang an der Füllstandshöhe künstlich erzeugt, indem der Behälter von außen kurzzeitig aufgeheizt wird, z. B. durch einen Infrarot strahler, eine Induktionsheizeinrichtung, heiße Luft, heißes Wasser, usw., oder durch kalte Luft oder kaltes Wasser abge kühlt wird. Dadurch, daß das Füllgut eine andere und im all gemeinen höhere Wärmekapazität als die relativ dünne Behälter wand hat, erfolgt die Temperaturänderung im gefüllten unteren Bereich des Behälters wesentlich träger als oberhalb der Füll standshöhe, wo nur die Behälterwand ohne das an ihr anliegende Füllgut erwärmt bzw. abgekühlt wird.In a third particularly preferred embodiment of the According to the inventive method, the cold / warm transition the level is artificially generated by the container of is briefly heated outside, e.g. B. by an infrared heater, an induction heater, hot air, hot Water, etc., or by cold air or cold water is cooled. The fact that the product is different and in all mean higher heat capacity than the relatively thin container wall, the temperature change takes place in the filled lower one The area of the container is much slower than above the filling standing height, where only the container wall without the adjacent to it Product is heated or cooled.
Der Wärmeübergang kann wiederum mittels einer Matrix-Thermoka mera, einem Line-Scanner oder einzelnen wärmeempfindlichen Sen soren abgetastet werden.The heat transfer can in turn by means of a matrix thermoka mera, a line scanner or individual heat-sensitive sen sensors are scanned.
Bei Behältern, z. B. Fässern, die langsam transportiert werden, kann der Temperatursprung auch durch Kontaktthermometer detek tiert werden.For containers, e.g. B. Barrels that are slowly transported the temperature jump can also be detected by contact thermometers be animals.
Bei der Verwendung von Thermokameras und Scannern kann durch Interpolation des Wärmeübergangsbereichs die Erfassung der Füllhöhe noch weiter präzisiert werden.When using thermal cameras and scanners, can by Interpolation of the heat transfer area capturing the Level can be specified even further.
Versuche haben ergeben, daß je nach der Art und Stärke des Be hältermaterials an der Außenseite des Behälters Temperatur unterschiede von einigen Zehntel bis einigen Grad innerhalb eines Übergangsbereichs von bis zu 10 mm vorhanden sein kön nen. Der Kalt/Warm-Übergang bleibt nach dem Aufheizen oder Ab kühlen der Außenseite des Behälters nur für die Zeit von einigen Sekundenbruchteilen bis einigen Sekunden je nach der Wärmeleitfähigkeit des Behältermaterials erhalten, so daß die Erfassungseinrichtung (Matrix-Thermokamera, Line-Scanner, ein zelne Wärmesensoren) der Aufheiz- oder Abkühleinrichtung un mittelbar nachgeschaltet sein soll.Experiments have shown that depending on the type and strength of the loading container material on the outside of the container temperature differ from a few tenths to a few degrees within a transition area of up to 10 mm may be present nen. The cold / warm transition remains after heating up or down cool the outside of the container only for the time of a few fractions of a second to a few seconds depending on the Received thermal conductivity of the container material, so that the Detection device (matrix thermal camera, line scanner, a individual heat sensors) of the heating or cooling device should be connected indirectly.
Der besondere Vorteil dieses Verfahrens gegenüber der voraus gehend genannten zweiten Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß es zeitlich und räumlich unabhängig vom Vorgang des Füllens des Behälters ist. So ist es dadurch z. B. möglich, nach der Fülleinrichtung, bei der das Füllgut kalt eingefüllt wird, eine Aufheizeinrichtung vorzusehen und dann den Warm/Kalt-Übergang zwischen dem warmen, leeren, oberen Bereich des Behälters und dem kalten, unteren, gefüllten Bereich des Behälters zu detektieren. Umgekehrt kann nach dem Pasteurisie ren des Füllgutes eine Kühleinrichtung vorgesehen werden, bei der z. B. mittels einer Kaltwasser-Sprühdüse die Außenseite des Behälters gekühlt wird. Der obere Bereich des Behälters, der nicht mit dem heißen Füllgut in Berührung steht, kühlt dabei wesentlich schneller ab, als der untere Bereich, in dem sich das Füllgut befindet. An der Grenze zwischen beiden ent steht wiederum ein Kalt/Warm-Übergang, der in der oben be schriebenen Weise detektiert werden kann.The particular advantage of this method over the previous one going second embodiment of the invention in that it is temporally and spatially independent of the process of Filling the container. So it is z. B. possible after the filling device in which the contents are filled in cold will provide a heater and then the Warm / cold transition between the warm, empty, upper area of the container and the cold, lower, filled area of the Detect container. Conversely, after pasteurization Ren of the filling material, a cooling device can be provided at the z. B. the outside by means of a cold water spray nozzle of the container is cooled. The top of the container, that is not in contact with the hot filling cools thereby much faster than the lower area in which there is the filling material. On the border between the two ent there is again a cold / warm transition, which in the above be described way can be detected.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, wobei die einzige Figur die wesentli chen Komponenten einer Vorrichtung zum Erfassen der Füllhöhe von Füllgut in einem Behälter von schräg oben zeigt.An embodiment of the invention is described below the drawing explains, the only figure the essential Chen components of a device for detecting the level of filling material in a container from diagonally above.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden auf einem Transporteur 10 Behälter 20 mit einer vorgegebenen Geschwin digkeit transportiert. Die Behälter sind Weißblech-Konserven dosen mit etwa 0,5 mm Wandstärke, die für diesen Fall zu etwa 80% mit Wasser gefüllt sind. Seitlich neben dem Transporteur 10 ist eine Erkennungseinrichtung 30 angeordnet, deren optische Achse einen Winkel von 90° zur Transportrichtung hat. Die Erkennungseinrichtung 30 ist ein Thermokamerasystem mit einer Linse 31, einem einzeiligen, gekühlten Dioden-Array 32, dessen Empfindlichkeit im Bereich von 1 bis 6 µm Wellenlänge liegt, einem Verstärker 33, der die von dem Dioden-Array 32 erzeugten Signale verstärkt, sowie eine Auswerteinrichtung 34, die die verstärkten Signale des Dioden-Arrays 32 ausliest. Durch den Vorschub der Behälter 20 in Transportrichtung wird durch die Auswerteinrichtung 34 ein zweidimensionales Bild der Behälter erzeugt. Durch einen Taktgeber 50 wird die Trans portgeschwindigkeit des Transporteurs 10 ermittelt, so daß das Wärmebild zeilengerecht aus den einzelnen vertikalen Zeilen zusammengesetzt werden kann. Das erhaltene zweidimensionale Bild wird nach bekanntem Standardverfahren auf das Vorhanden sein von Graustufen untersucht, wobei die Graustufen Tempera turübergängen entsprechen. Die Breite derartiger Übergangs bereiche liegt etwa in der Größenordnung von 5 mm. Zur Verbesserung der Auflösung werden die Werte in diesem Bereich interpoliert. Bei einer Anzahl von 256 Bildelementen (= Anzahl der Dioden) innerhalb eines Bildausschnittes, der in einem Bereich von 2 cm Höhe der Behälterwand entspricht, kann dadurch eine Meßgenauigkeit von unter 1 mm erreicht werden.In the illustrated embodiment, containers 20 are transported at a predetermined speed on a conveyor 10 . The containers are tin cans with a wall thickness of about 0.5 mm, which in this case are about 80% filled with water. A detection device 30 is arranged to the side of the conveyor 10 , the optical axis of which has an angle of 90 ° to the direction of transport. The detection device 30 is a thermal camera system with a lens 31 , a single-line, cooled diode array 32 , the sensitivity of which is in the range from 1 to 6 μm wavelength, an amplifier 33 , which amplifies the signals generated by the diode array 32 , and a Evaluation device 34 , which reads out the amplified signals of the diode array 32 . By advancing the containers 20 in the transport direction, a two-dimensional image of the containers is generated by the evaluation device 34 . By a clock 50 , the trans port speed of the transporter 10 is determined so that the thermal image can be assembled line by line from the individual vertical lines. The two-dimensional image obtained is examined for the presence of gray levels according to a known standard method, the gray levels corresponding to temperature transitions. The width of such transition areas is approximately on the order of 5 mm. To improve the resolution, the values in this area are interpolated. With a number of 256 picture elements (= number of diodes) within a picture section, which corresponds to the area of the container wall in a range of 2 cm, a measurement accuracy of less than 1 mm can be achieved.
Unmittelbar vor der Erkennungseinrichtung 30 befindet sich eine tunnelförmige Aufheizeinrichtung 40, in der die Behälter 20 dadurch aufgeheizt werden, daß kurzzeitig Heißluft auf die Außenseite der Behälter 20 gerichtet wird. Der Abstand zwi schen dem Ende der Aufheizeinrichtung 40 und der Stelle längs des Transporteurs 10, an der die Außenseite der Behälter 10 durch die Erkennungseinrichtung 30 untersucht wird, wird so gewählt, daß an dieser Stelle und zu dem betreffenden Zeit punkt ein möglichst deutlicher Temperaturunterschied zwischen dem unteren, mit Wasser gefüllten Bereich und dem oberen, leeren Bereich des Behälters besteht. Am Ende der Aufheiz strecke 40 ist der Temperaturunterschied zwischen dem oberen und unteren Bereich des Behälters noch nicht sehr ausgeprägt. Der untere Teil kühlt jedoch nach Verlassen der Aufheizstrecke 40 wesentlich schneller ab, da ihm durch das Wasser Wärme ent zogen wird, das an der Innenseite des Behälters anliegt. Der obere Teil des Behälters kühlt dagegen wesentlich langsamer ab, da er nur durch Wärmeleitung innerhalb des Behälterma terials in vertikaler Richtung, durch Abstrahlung, Konvektion, usw. seine Temperatur verändert. Bei üblichen Weißblech-Kon servendosen ist dieser Temperaturunterschied etwa bis 1 Sekunde nach dem Verlassen der Aufheizstrecke 40 deutlich ausgeprägt. Bei einer Transportgeschwindigkeit von 1 m/sek kann daher der Abstand zwischen der Stelle, an der die Füllhöhe erfaßt wird, und der Aufheizstrecke 40 bis zu 1 m betragen.Immediately in front of the detection device 30 is a tunnel-shaped heating device 40 , in which the containers 20 are heated up by briefly directing hot air onto the outside of the containers 20 . The distance between the end of the heating device 40 and the point along the transporter 10 , at which the outside of the container 10 is examined by the detection device 30 , is chosen so that at this point and at the time in question, a temperature difference as clear as possible between the lower, water-filled area and the upper, empty area of the container. At the end of the heating section 40 , the temperature difference between the upper and lower regions of the container is not yet very pronounced. However, the lower part cools down much faster after leaving the heating section 40 , since heat is drawn from it by the water, which lies on the inside of the container. The upper part of the container, on the other hand, cools down much more slowly, since it changes its temperature only by heat conduction within the container material in the vertical direction, by radiation, convection, etc. In conventional tinplate cans, this temperature difference is clearly pronounced about up to 1 second after leaving the heating section 40 . At a transport speed of 1 m / sec, the distance between the point at which the fill level is detected and the heating section 40 can therefore be up to 1 m.
Bei der Beförderung der Behälter 20 auf dem Transporteur 10 schwappt flüssiges Füllgut innerhalb des Behälters 20 hin und her, wodurch die Auswertung des Wärmebildes der Behälterober fläche erschwert wird. Durch eine möglichst ruhige Führung des Transporteurs 10 sollen diese Schwappeffekte möglichst un terbunden werden. Bei der Auswertung des Wärmebildes der Be hälteroberfläche führen diese Schwappeffekte dazu, daß der Kalt/Warm-Übergang wellenförmig und weniger ausgeprägt ist, so daß eine hohe Temperatur-Auflösung notwendig ist. In dem Aus führungsbeispiel wurde eine Auflösung von 0,2°C erreicht, wo bei der maximale Temperaturunterschied innerhalb der Behälter oberfläche 10°C betrug. Die Wellenförmigkeit des Kalt/Warm- Übergangs kann dadurch eliminiert werden, daß über den Durchmesser des Behälters gemittelt wird.When the container 20 is transported on the transporter 10 , liquid filling material sloshes back and forth within the container 20 , making the evaluation of the thermal image of the container surface difficult. By guiding the transporter 10 as quietly as possible, these sloshing effects are to be prevented as far as possible. When evaluating the thermal image of the container surface loading, these sloshing effects lead to the cold / warm transition being undulating and less pronounced, so that a high temperature resolution is necessary. In the exemplary embodiment, a resolution of 0.2 ° C was achieved, where the maximum temperature difference within the container surface was 10 ° C. The waviness of the cold / warm transition can be eliminated by averaging over the diameter of the container.
Claims (10)
- - die elektromagnetische Strahlung eine Wellenlänge im Infrarotbereich von 1 µm bis 1 mm hat.
- - The electromagnetic radiation has a wavelength in the infrared range of 1 µm to 1 mm.
Priority Applications (7)
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1174246B (en) * | 1961-07-04 | 1964-07-16 | Industrial Nucleonics Corp | Arrangement for regulating the filling height on a filling machine |
| US3454759A (en) * | 1966-04-22 | 1969-07-08 | Industrial Dynamics Co | Infrared liquid level inspection system for a container which may contain foam above the liquid |
| US3499154A (en) * | 1967-09-28 | 1970-03-03 | Universal Oil Prod Co | Apparatus for locating the interface between two superimposed fluids within a vessel utilizing infrared detector means |
| DE2506190A1 (en) * | 1974-09-26 | 1976-04-08 | Ceda Spa | DEVICE FOR CONTROLLING THE LEVEL OF A LIQUID THAT EMITS INFRARED RAYS |
| DE2738571A1 (en) * | 1976-11-05 | 1978-05-18 | Ind Dynamics Co | LYE DETECTION SYSTEM |
| DE3128094C2 (en) * | 1981-07-16 | 1983-12-29 | Justus Technik GmbH Industrie-Anlagen, 2000 Hamburg | Method for measuring the level of transparent or translucent containers |
| DE3307393C2 (en) * | 1982-03-03 | 1990-09-13 | Sumitomo Metal Industries, Ltd., Osaka, Jp | |
| DE9015158U1 (en) * | 1990-11-03 | 1991-02-07 | Idea GmbH, 3079 Diepenau | Infrared-controlled filling device for cloudy liquids into transparent containers |
| DE9417615U1 (en) * | 1994-11-03 | 1994-12-15 | Julius Kugler & Co. GmbH, 74523 Schwäbisch Hall | Filling device for containers |
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Family Cites Families (3)
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|---|---|---|---|---|
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| US3120757A (en) * | 1961-10-04 | 1964-02-11 | Neirad Ind Inc | Method and means for determining the level of a liquid in a container |
| US5568262A (en) * | 1994-05-31 | 1996-10-22 | Lachapelle; Joseph G. | Non-destructive fill volume measurement system |
-
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Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1174246B (en) * | 1961-07-04 | 1964-07-16 | Industrial Nucleonics Corp | Arrangement for regulating the filling height on a filling machine |
| US3454759A (en) * | 1966-04-22 | 1969-07-08 | Industrial Dynamics Co | Infrared liquid level inspection system for a container which may contain foam above the liquid |
| US3499154A (en) * | 1967-09-28 | 1970-03-03 | Universal Oil Prod Co | Apparatus for locating the interface between two superimposed fluids within a vessel utilizing infrared detector means |
| DE2506190A1 (en) * | 1974-09-26 | 1976-04-08 | Ceda Spa | DEVICE FOR CONTROLLING THE LEVEL OF A LIQUID THAT EMITS INFRARED RAYS |
| DE2738571A1 (en) * | 1976-11-05 | 1978-05-18 | Ind Dynamics Co | LYE DETECTION SYSTEM |
| DE3128094C2 (en) * | 1981-07-16 | 1983-12-29 | Justus Technik GmbH Industrie-Anlagen, 2000 Hamburg | Method for measuring the level of transparent or translucent containers |
| DE3307393C2 (en) * | 1982-03-03 | 1990-09-13 | Sumitomo Metal Industries, Ltd., Osaka, Jp | |
| DE9015158U1 (en) * | 1990-11-03 | 1991-02-07 | Idea GmbH, 3079 Diepenau | Infrared-controlled filling device for cloudy liquids into transparent containers |
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