DE20320752U1

DE20320752U1 - Empty bottle or container inspection device for detecting residual cleaning liquid in the container has a high frequency electromagnetic radiation transmitter and a homodyne receiver

Info

Publication number: DE20320752U1
Application number: DE20320752U
Authority: DE
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2003-08-05
Filing date: 2003-08-05
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2013-08-06

Abstract

Device for detecting liquid in a container, especially a bottle (2), has a high frequency electromagnetic radiation transmitter and a homodyne receiver (4). The invention also relates to a corresponding empty container inspection device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen von Flüssigkeit in einem Behälter sowie einen Leerbehälterinspektor.The The invention relates to a device for detecting liquid in a container as well as an empty container inspector.

Beim Abfüllen von Flüssigkeiten in Behälter werden die Behälter, die beispielsweise Flaschen sein können, vor dem Abfüllen gereinigt. Hierzu wird eine Reinigungsflüssigkeit, beispielsweise eine Reinigungslauge, eingesetzt. Dabei ist sicherzustellen, dass nach dem Reinigen und vor dem Abfüllen keine Reinigungsflüssigkeit mehr in dem Behälter vorhanden ist.At the bottling of liquids to be in a container the containers, which may be bottles, for example, cleaned before filling. For this purpose, a cleaning liquid, For example, a cleaning solution used. It must be ensured that no cleaning fluid after cleaning and before filling more in the container is available.

Hierzu ist beispielsweise aus der DE 24 10 110 ein Verfahren bekannt, bei dem mittels seitlich an einer Flasche angeordneter Elektroden die Dielektrizitätskonstante des Behälters bestimmt wird, wodurch Restflüssigkeit erkannt werden kann. Bei der DE 29 44 434 sind die Elektroden unterhalb des Behälters angeordnet.This is for example from the DE 24 10 110 a method is known in which by means of laterally arranged on a bottle electrodes, the dielectric constant of the container is determined, whereby residual liquid can be detected. In the DE 29 44 434 the electrodes are arranged below the container.

Weiterhin ist aus der DE 36 33 086 eine Vorrichtung zur Prüfung von Flaschen bekannt, bei der mit Mikrowellen, d. h. mit Frequenzen im GHz-Bereich, der Füllstand von Flaschen bzw. ein Rest von Reinigungslauge erkannt werden soll. Hierzu wird eine Sende- und eine Empfangsantenne nebeneinander angeordnet. Das Empfangssignal wird über eine Diodenauskoppelung an eine Auswerte- und Anzeigeeinheit weitergeleitet.Furthermore, from the DE 36 33 086 a device for testing bottles known in the microwave, ie, with frequencies in the GHz range, the level of bottles or a residue of cleaning liquor to be detected. For this purpose, a transmitting and a receiving antenna are arranged side by side. The received signal is forwarded via a diode output to an evaluation and display unit.

Hierbei hat sich als nachteilig erwiesen, dass die Mikrowellenbauteile im Einsatz, der Fertigung und die Frequenzfreigabe in verschiedenen Ländern betreffend problematisch sind.in this connection has proved to be disadvantageous that the microwave components in Use, manufacturing and frequency sharing in different Countries are problematic.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Erkennen von Flüssigkeit sowie einen Leerbehälterinspektor zu schaffen, die/der kostengünstig ist, wenig Raumbedarf hat und zuverlässig arbeitet.task It is therefore an object of the present invention to provide a device for detecting of liquid as well as an empty container inspector to create the most cost-effective is, has little space requirements and works reliably.

Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 einem Leerbehälterinspektor nach Anspruch 6 gelöst.The The object is with a device according to claim 1 an empty container inspector solved according to claim 6.

Beim Einsatz eines Empfängers nach dem Homodynkonzept wird das empfangene Signal mit einem frequenzgleichen Signal (Lokaloszillator) gemischt. Die Mischprodukte werden einem Tiefpassfilter zugeführt und anschließend verstärkt. Die interessierende resultierende Frequenz beträgt nur wenige Hertz und wird zeitlich moduliert durch den Flaschendurchsatz. Gemessen wird die Laufzeitverzögerung der unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten bezüglich der Wellenlänge λ. Die so gewonnene reine DC-Komponente ist ein Maß für das detektierte Medium.At the Use of a receiver according to the homodyne concept, the received signal will be of the same frequency Signal (local oscillator) mixed. The mixed products become one Low pass filter supplied and subsequently strengthened. The resulting frequency of interest is only a few hertz and will time modulated by the bottle throughput. Measured is the Delay of the different dielectric constants in terms of the wavelength λ. The way recovered pure DC component is a measure of the detected medium.

Hierbei ist es wichtig, dass die Frequenzen der beiden zu mischenden Signale identisch sind, was am einfachsten dadurch erreicht werden kann, dass nur ein Oszillator Verwendung findet, der die Frequenz für den Sender und die Frequenz für den Empfänger zum Mischen vorgibt. Dazu ist vorzugsweise ein Koaxialkabel zwischen Sender und Empfänger vorgesehen, mit dem das Oszillationssignal vom Sender zum Empfänger übertragen wird.in this connection It is important that the frequencies of the two signals to be mixed are identical, which is most easily achieved by Only one oscillator is used, which determines the frequency for the transmitter and the frequency for the recipient pretends to mix. For this purpose, preferably a coaxial cable between Sender and receiver provided with the transmit the oscillation signal from the transmitter to the receiver becomes.

Eine kompakte Ausführungsform ergibt sich hierbei dadurch, dass das Kabel, das zur Übertragung des Oszillationssignals vorgesehen ist, auch zur Übertragung einer Gleichspannung vorgesehen ist, mit der der Sender vom Empfänger mit Energie versorgen wird.A compact embodiment This is due to the fact that the cable used for transmission the oscillation signal is provided, also for transmission a DC voltage is provided, with which the transmitter from the receiver with Supply energy.

Eine solche Vorrichtung zum Erkennen von Flüssigkeit, die einen Sender und einen homodynen Empfänger umfasst, kann Bestandteil eines Leerbehälterinspektors sein, der neben der Inspektion mit dem Sender und dem homodynen Empfänger auch andere Inspektionsschritte, wie beispielsweise eine optische Inspektion mit einer Kamera, durchführen kann.A Such device for detecting liquid, which is a transmitter and a homodyne receiver may be part of an empty container inspector who is next to the inspection with the transmitter and the homodyne receiver also others Inspection steps, such as an optical inspection with a camera, can perform.

Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und der erfindungsgemäßen Verfahren werden anhand der Figuren erläutert. Dabei zeigt:preferred embodiments the device according to the invention and the method of the invention will be explained with reference to the figures. Showing:

1 eine schematische, dreidimensionale Darstellung einer Vorrichtung zum Erkennen von Flüssigkeit in einem Behälter, 1 a schematic, three-dimensional representation of a device for detecting liquid in a container,

2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Erkennen von Flüssigkeit in einem Behälter, 2 a schematic representation of a device for detecting liquid in a container,

3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Abfüllen von Behältern. 3 a schematic representation of an apparatus for filling containers.

In 1 ist eine Vorrichtung zum Erkennen von Flüssigkeit in einem Behälter 2 gezeigt. Die Vorrichtung 1 umfasst einen Sender 3 und einen homodynen Empfänger 4. Die Vorrichtung ist bei einem Transportband 6 angeordnet, auf dem Behälter 2 in Richtung 9 bewegt werden können. Sender 3 und/oder Empfänger 4 können an dem Gestell des Transportbandes 6 angebracht sein oder auch an einem eigenen Halter. Statt eines Transportbandes 6, auf dem die Behälter 2 stehend transportiert werden, kann auch ein Hängeförderer vorgesehen sein, bei dem die Behälter 2 hängend gefördert werden.In 1 is a device for detecting liquid in a container 2 shown. The device 1 includes a transmitter 3 and a homodyne receiver 4 , The device is at a conveyor belt 6 arranged on the container 2 in the direction 9 can be moved. transmitter 3 and / or recipient 4 can be attached to the frame of the conveyor belt 6 be attached or on a separate holder. Instead of a conveyor belt 6 on which the containers 2 can be transported standing, also an overhead conveyor may be provided, wherein the container 2 be promoted hanging.

Der Sender 3 kann elektromagnetische Strahlung, bevorzugterweise Hochfrequenz, entlang des Pfades 8 von dem Sender 3 zum Empfänger 4 hin abstrahlen. Mit dem Transportband 6 können hierbei Behälter 2 durch den Pfad 8 hindurchbewegt werden.The transmitter 3 can electromagnetic radiation, preferably high frequency, along the path 8th from the transmitter 3 to the recipient 4 radiate out. With the conveyor belt 6 can container here 2 through the path 8th moved through become.

Der Sender 3 und der Empfänger 4 sind mit einem Kabel 5 verbunden. Der Empfänger 4 weist weiterhin eine Ausgangssignalleitung 7 auf.The transmitter 3 and the receiver 4 are with a cable 5 connected. The recipient 4 also has an output signal line 7 on.

Die Frequenz des Senders 3 ist bevorzugterweise eine Hochfrequenz, wobei hier bevorzugterweise eine Frequenz von 27,12 ± 0,6% MHz verwendet wird, da es sich hierbei um eine weltweit frei zugängliche Frequenz handelt.The frequency of the transmitter 3 is preferably a high frequency, in which case preferably a frequency of 27.12 ± 0.6% MHz is used, since this is a worldwide freely accessible frequency.

Der Sender 3 ist auf der einen Seite des Transportbandes 6 angeordnet und der Empfänger 4 auf der gegenüberliegenden Seite des Transportbandes 6. Weiterhin sind sie so angeordnet, dass der Pfad 8 durch den unteren Bereich der zu inspizierenden Behälter 2 verläuft, indem sich eventuell Restflüssigkeit von der Reinigung befindet.The transmitter 3 is on one side of the conveyor belt 6 arranged and the receiver 4 on the opposite side of the conveyor belt 6 , Furthermore, they are arranged so that the path 8th through the bottom of the containers to be inspected 2 Runs by possibly residual liquid from the cleaning is.

Unter (oder alternativ auch über) dem Transportband 6 hindurch ist das Kabel 5 zum Verbinden des Senders 3 und des Empfängers 4 angeordnet. Hierbei handelt es sich bevorzugterweise um ein Koaxialkabel, wodurch eine Abschirmung erreicht wird.Under (or alternatively over) the conveyor belt 6 through is the cable 5 to connect the transmitter 3 and the recipient 4 arranged. This is preferably a coaxial cable, whereby a shield is achieved.

In 2 ist schematisch die Vorrichtung aus 1 wiedergegeben. In dem Sender 3 ist ein Oszillator 10 angeordnet, mit dem eine Hochfrequenz erzeugt werden kann. Dem Oszillator 10 können ein oder mehrere Verstärker 11 nachgeschaltet sein. Weiterhin sind Mittel zum Abstrahlen der Hochfrequenz in Richtung des Behälters 2 und Mittel zum Übertragen des Oszillationssignals des Oszillators 10 über das Kabel 5 an den Empfänger 4 vorgesehen. In dem Empfänger 4 sind ein oder mehrere weitere Vorverstärker 12 vorgesehen, falls eine Verstärkung der Signale benötigt wird. Weiterhin umfasst der Empfänger 4 einen Mischer 13, mit dem die Signale, die mit dem Pfad 8 und über das Kabel 5 übertragen wurden, gemischt werden können. Weiterhin ist eine Ausgangssignalleitung 7 vorgesehen.In 2 is schematically the device 1 played. In the transmitter 3 is an oscillator 10 arranged, with which a high frequency can be generated. The oscillator 10 can have one or more amplifiers 11 be downstream. Furthermore, means for radiating the high frequency in the direction of the container 2 and means for transmitting the oscillation signal of the oscillator 10 over the cable 5 to the recipient 4 intended. In the receiver 4 are one or more additional preamps 12 provided, if an amplification of the signals is needed. Furthermore, the receiver comprises 4 a mixer 13 , with which the signals, with the path 8th and over the cable 5 were transferred, can be mixed. Furthermore, an output signal line 7 intended.

Während in 1 und 2 nur ein Pfad 8 dargestellt ist, kann die elektromagnetische Strahlung auch über einen gewissen Höhen- oder Breitenbereich über dem Transportband 6 übertragen werden. Es bietet sich beispielsweise an, die Strahlung in einem Bereich von 0,5 bis 3 cm Höhe zu übertragen, wobei der Bereich vorzugsweise etwa 0,5 bis 1 cm oberhalb des Transportbandes 6 beginnt.While in 1 and 2 only a path 8th is shown, the electromagnetic radiation over a certain height or width range over the conveyor belt 6 be transmitted. It is advisable, for example, to transmit the radiation in a range of 0.5 to 3 cm in height, wherein the region is preferably about 0.5 to 1 cm above the conveyor belt 6 starts.

Soll anstelle von Restflüssigkeit am Boden des Behälters 2 der Füllstand ermittelt werden können, sollte der Sender 3 und der Empfänger 4 vorteilhafterweise weiter oben im Bereich des Behälters, also im Bereich des zu erwartenden Füllstandpegels, angeordnet sein.Should instead of residual liquid at the bottom of the container 2 the level can be determined, the transmitter should 3 and the receiver 4 advantageously further above in the region of the container, so in the range of the expected level level, be arranged.

Der Empfänger 4 enthält vorteilhafterweise weiterhin eine Einrichtung zum Bereitstellen einer Gleichspannung von beispielsweise 12 Volt zur Energieversorgung des Senders 3, wobei die Gleichspannung auch über das Koaxialkabel 5 übertragen werden kann.The recipient 4 advantageously further includes means for providing a DC voltage of, for example, 12 volts for powering the transmitter 3 , where the DC voltage also over the coaxial cable 5 can be transferred.

Eine Ausgestaltung eines Verfahrens zum Erkennen von Flüssigkeit in einem Behälter wird anhand der 1 und 2 erläutert.An embodiment of a method for detecting liquid in a container is based on 1 and 2 explained.

Auf einem Förderband 6 wird ein Behälter 2 in Richtung 9 bewegt. Der Behälter 2 ist im Wesentlichen leer und weist eventuell eine zu erkennende Restflüssigkeit auf. Durch die Bewegung auf dem Transportband 6 wird der Behälter 2 zwischen den Sender 3 und den Empfänger 4 bewegt. In dem Sender 3 erzeugt ein Oszillator 10 eine Hochfrequenz, die in Form von elektromagnetischer Strahlung über einen Pfad 8 über das Transportband 6 hinweg durch den Behälter 2 hindurch zu dem Empfänger 4 hin abgestrahlt wird. Gleichzeitig wird das Oszillationssignal über ein abgeschirmtes Kabel 5 zu dem Empfänger 4 hin übertragen. In dem Empfänger 4 werden die beiden empfangenen Signale ggf. verstärkt und in einen Mischer 13 gegeben. Beim Mischen der gleichfrequenten Signale entstehen Mischprodukte unterschiedlicher Frequenzen. Das Signal wird einem Tiefpassfilter zugeführt und ein DC-Signal gewonnen. Dieses Signal ist ein Maß für die Absorption der elektromagnetischen Strahlung auf dem Pfad 8, d. h. ein Maß für die Absorption der Strahlung in dem Behälter 2. Befindet sich Restflüssigkeit in dem Behälter 2, so ist die Absorption größer. Dies wird in dem durch das Mischen erhaltene DC-Signal wiedergegeben. Dieses Signal kann entsprechend aufbereitet, beispielsweise digitalisiert werden, und analog oder digital über eine Ausgangssignalleitung 7 oder auch durch einen Informationssender abgegeben werden.On a conveyor belt 6 becomes a container 2 in the direction 9 emotional. The container 2 is essentially empty and may have a residual liquid to be detected. By the movement on the conveyor belt 6 becomes the container 2 between the stations 3 and the receiver 4 emotional. In the transmitter 3 generates an oscillator 10 a radio frequency, in the form of electromagnetic radiation over a path 8th over the conveyor belt 6 through the container 2 through to the receiver 4 is radiated out. At the same time, the oscillation signal is transmitted through a shielded cable 5 to the recipient 4 transferred. In the receiver 4 If necessary, the two received signals are amplified and into a mixer 13 given. Mixing of the same-frequency signals results in mixed products of different frequencies. The signal is fed to a low-pass filter and a DC signal is obtained. This signal is a measure of the absorption of the electromagnetic radiation on the path 8th ie a measure of the absorption of the radiation in the container 2 , There is residual liquid in the container 2 , so the absorption is greater. This is reflected in the DC signal obtained by mixing. This signal can be prepared accordingly, for example digitized, and analog or digital via an output signal line 7 or be delivered by an information sender.

In der Regel bietet es sich an, dass erhaltene Signal zu diskriminieren und so einen Schwellwert festzulegen, um leere Behälter 2 von Behältern mit Restflüssigkeit zu unterscheiden.As a rule, it makes sense to discriminate received signals and thus set a threshold to empty containers 2 of containers with residual liquid to distinguish.

Die gewonnene Information über das Vorhandensein von Restflüssigkeit in einem Behälter 2 kann dazu genutzt werden, diesen Behälter 2 von den anderen Behältern 2 in einem nachfolgenden Schritt abzusondern.The information obtained on the presence of residual liquid in a container 2 Can be used to this container 2 from the other containers 2 to separate in a subsequent step.

Der Sender 3 kann je nach Bedarf auch eine Trennstufe sowie eine Auskopplung beinhalten. Entsprechendes gilt für den Empfänger 4.The transmitter 3 can also include a separator and a decoupler as needed. The same applies to the recipient 4 ,

Bei der in 1 und 2 dargestellten Ausführungsform, bei der der Sender 3 über das Kabel 5 von dem Empfänger 4 mit Energie versorgt wird, braucht nur der Empfänger 4 von extern mit Energie, beispielsweise in Form einer Gleichspannung von 12 oder 24 Volt versorgt werden. Dies erleichtert die Verkabelung.At the in 1 and 2 illustrated embodiment, in which the transmitter 3 over the cable 5 from the receiver 4 only the receiver needs it 4 supplied externally with energy, for example in the form of a DC voltage of 12 or 24 volts. This facilitates the Ver cabling.

In 3 ist schematisch eine Abfülllinie für Behälter 2, insbesondere für Flaschen 2, dargestellt. Sie weist eine Reinigungseinrichtung 14, eine Inspektionseinrichtung 15 sowie eine Abfülleinrichtung 16 auf, die alle mit der entsprechenden Förderern der Reihe nach verbunden sind. Der Reinigungseinrichtung 14 werden Behälter 2 zugeführt. Einige dieser Behälter 2' weisen Verschmutzungen 17 auf. Diese Verschmutzungen 17 werden in der Reinigungsstufe 14 entfernt. In der Reinigungsstufe 14 wird eine Reinigungsflüssigkeit verwendet, die eventuell in einem der Behälter 2'' als Restflüssigkeit 18 bleiben kann. In einer Inspektionseinrichtung 15 ist eine Vorrichtung 1 aus 1 oder 2 angeordnet. Mit dieser Vorrichtung wird das Vorhandensein von Flüssigkeit 18 erkannt und die Behälter 2'' werden, wie in 3 dargestellt, abgesondert.In 3 is schematically a filling line for containers 2 , especially for bottles 2 represented. It has a cleaning device 14 , an inspection facility 15 and a bottling device 16 All connected in turn with the corresponding sponsors. The cleaning device 14 become containers 2 fed. Some of these containers 2 ' show contamination 17 on. These pollutions 17 be in the cleaning stage 14 away. In the cleaning stage 14 a cleaning fluid is used, possibly in one of the containers 2 '' as residual liquid 18 can stay. In an inspection facility 15 is a device 1 out 1 or 2 arranged. With this device, the presence of liquid 18 recognized and the containers 2 '' be like in 3 shown, isolated.

Auf einem Transportband werden somit nur Behälter 2, die gesäubert sind und keine Restflüssigkeit 18 aufweisen, zu einer Abfülleinrichtung 16 weiterbefördert, in der die Behälter 2 gefüllt werden, so dass sich gefüllte Behälter 2''' ergeben.On a conveyor belt thus only container 2 that are cleaned and no residual liquid 18 have, to a filling device 16 transported in the container 2 be filled, so that filled containers 2 ''' result.

Claims

Device for detecting liquid in a container, in particular a bottle, with a transmitter for electromagnetic radiation, preferably a radio frequency, characterized by a homodyne receiver ( 4 ).

Device according to claim 1, characterized in that an oscillator ( 10 ) in the transmitter ( 3 ) or recipient ( 4 ) is provided.

Apparatus according to claim 2, characterized in that with a cable ( 5 ), preferably a coaxial cable ( 5 ), the oscillation signal of the oscillator ( 10 ) from the transmitter ( 3 ) to the recipient ( 4 ) or by the recipient ( 4 ) to the transmitter ( 3 ) can be transmitted.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a cable ( 5 ) for power supply, preferably with a DC voltage, of the transmitter ( 3 ) by the recipient ( 4 ) or the recipient ( 4 ) by the transmitter ( 3 ) is provided.

Device according to claim 4 with its reference back to claim 3, characterized in that the cable ( 5 ) for the power supply is the same as that for the transmission of the oscillator signal.

Empty container inspector characterized by a device ( 1 ) for detecting liquid ( 18 ) according to one of claims 1 to 5.