DE2411231B2 - Vorrichtung zum feststellen von fehlern an zigarettenfiltern - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des A 1. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Λ 9. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des A 16.

Es ist eine Prüf- und Kontrollvorrichtung für die Stirnenden von Zigaretten oder von Zigarettenblocks bekannt (DT-AS 15 32 268), bei der der Gesamteindruck eines Blocks oder des Endes einer Zigarette von einem Photosensor aufgenommen wird. Die Lücken zwischen den einzelnen Zigaretten einer Lagt oder eines Blocks werden durch mindestens eine Schablone abgedeckt, deren mittlerer Reflexionsfaktor dem der fehlerlosen Zigarettenenden entspricht. Die bekannte Vorrichtung weist eine vergleichende Meßeinrichtung auf, bei der die summierten Signale zweier gleicher Mengen von Meßeinrichtungen miteinander verglichen werden. Im Zusammenhang mit der bekannten Vorrichtung ist auch ein Verstärker bekannt, bei dem der von einem Zigarettenende aufgenommene Lichteindruck verstärkt und als Impuls weitergegeben wird. Hierbei wird die zu prüfende Zigarette an der Meßeinrichtung vorbeigeführt und verursacht hinter dem Verstärker ein wellenartiges Signal, dessen Amplitude von der aufgenommenen Lichtintensität abhängt.

Liegt bei einer Zigarette, die von der bekannten Vorrichtung überprüft werden soll, ein Fehler bestimmter Größe und bestimmten Farbkontrastes vor, dann verursacht dieser Fehler eine Signaländerung beim Ausgang eines Photosensors. Da der Photosensor den von einer Zigarette bzw. von einem Block von Zigaretten ausgehenden Gesamteindruck gleichzeitig überprüft, muß ein Fehler bereits eine erhebliche Größe und somit einen erheblichen Farbkontrast aufweisen, damit der vom Photosensor aufgenommene, integrierte Gesamtwert sich gegenüber einem Sollwert um eine noch erkennbare Meßschwelle abhebt.

Bei der bekannten Vorrichtung werden ferner jeweils gleiche Anzahlen von Meßwerten an zu prüfenden Zigaretten gleichzeitig erfaßt und miteinander verglichen. Tritt hierbei bei den miteinander zu vergleichenden Meßwerten jeweils der gleiche Fehler auf, dann («> wird die gesamte Partie als fehlerlos eingestuft und weitergegeben. Tritt beispielsweise ein ständig wiederkehrender Fehler bei der Herstellung der Zigaretten auf, beispielsweise das Fehlen des Filters, dann braucht lediglich in jedem der beiden miteinander verglichenen (15 Meßkreise zufällig die gleiche Anzahl fehlerhafter Zigaretten vorzuliegen, die jeweils den gleichen Fehler aufweisen, um zu bewirken, daß die gesamte Partie als fehlerfrei weitergegeben wird.

Bei einer Ausgestaltung der bekannten Meßvorrichtung wird jedes zu bestimmende Zigarettenende am Photosensor mit einer bestimmten Geschwindigkeit vorbeigeführt. Dabei muß die Geschwindigkeit so gewählt werden, daß die vom Durchlaufen eines Fehlers vor dem Photosensor verursachte Signalstörung eine derart hohe Amplitude aufweist, daß trotz frequenzabhängiger dämpfender Eigenschaften des Verstärkers diese Störung hinter dem Verstärker noch erkannt werden kann.

Um die Signalstörungen, die von einem Fehler verursacht werden, bei der bekannten Vorrichtung besser erkennbar zu machen, ist es erforderlich, die Lücken zwischen den einzelnen Zigaretten einer Lage oder eines Blocks mit einer Schablone abzudecken, deren mittlerer Reflektionsfaktor dem der fehlerlosen Zigaretten entspricht, um zu verhindern, daß die Zwischenräume zwischen den Zigaretten Störsignale verursachen, die wesentlich höher sind als die von tatsächlichen Fehlern verursachten Störsignale. Es ist somit erforderlich, jeweils bei Wechsel einer zu kontrollierenden Zigarettensorte eine hierzu passende neue Schablone jedem Block zuzuordnen, wobei insbesondere darauf zu achten ist, daß die Schablone frei von Tabakkrümeln und dergleichen Verunreinigungen ist, da derartige Verunreinigungen wegen des Schattens, den sie bei schräger Beleuchtung werfen, ihrerseits wieder in der Meßvorrichtung ein Störsignal auslösen, das zum Aussondern einer an sich fehlerfreien Zigarettenpartie führt.

Die bekannte Vorrichtung weist demnach eine nur verhältnismäßig geringe Meßempfindlichkeit auf, ist aber dennoch in hohem Maße der Gefahr von Fehlmessungen ausgesetzt, die sowohl zum Aussondern fehlerfreier Zigaretten als auch zum Weiterleiten fehlerbehafteter Zigaretten führen können.

Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, die bekannte Vorrichtung derart weiterzubilden, daß sie bei erhöhter Meßempfindlichkeit zu Meßergebnissen mit größerer Zuverlässigkeit führt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Sichtfeld des den Zigarettenfilter einzeln abtastenden, schräg zur Längsachse des Filters angeordneten Photosensors einen im wesentlichen weißen Hintergrund aufweist.

Beim Abtasten wird nicht die Gesamtheit des Prüffeldes gleichzeitig aufgenommen, sondern das Prüffeld wird in einer bestimmten Reihenfolge abgesucht. Das Blickfeld des Photosensors umfaßt demnach jeweils nur einen Ausschnitt der zu überprüfenden Oberfläche; eine Fehlerstelle im Blickfeld des Photosensors nimmt demnach einen größeren Flächenanteil dieses Blickfeldes ein, als dies der Fall wäre, wenn der Photosensor das gesamte Zigarettenende als Blickfeld umfassen würde. Dies bedeutet nicht nur, daß ein außerordentlich kleiner Fehler ausreicht, um die Meßwelle der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu überschreiten, sondern dies bedeutet insbesondere, daß die Me'^welle der Vorrichtung angehoben werden kann, so daß die Vorrichtung nicht mehr auf geringfügige Farbunterschiede anspricht. Es ist somit nicht mehr erforderlich, daß jede Art von Zigarettenfilter von einer farblich genau auf den Filter abgestimmten Schablone umgeben werden muß, sondern es genügt ein Hintergrund einheitlicher, neutraler Färbung, gegenüber dem sich die einzelnen Zigarettenfilter durchaus abheben dürfen, solange der Unterschied der von Hintergrund

und Zigarettenfilter reflektierten Lichtintensität unterhalb der McBschwelle liegt.

Da sich der neutral gefärbte Hintergrund nicht mehr wie eine Schablone in unmittelbarer Nachbarschaft der Zigarette befinden muß, kann er so angeordnet werden, daß er sich auch so weit außerhalb des Beobachtungsbercichcs des Photosensors befindet, daß eine gegebenenfalls auftretende Verschmutzung als solche nicht mehr aufgenommen wird und somit auch nicht zu einer Fehlmcssung führen kann.

Eine weitere erfindungsgemäße Lösung der obengenannten Aufgabe besteht darin, daß der Photosensor mit einer Komparatorschaltung verbunden ist, die das vom Photosensor ausgehende elektrische Momentsignal mit einem Bezugssignal vergleicht, das auf den vorausgegangenen Signalpegeln gebildet ist.

Es wird also nicht, wie bei der bekannten Vorrichtung, jeweils eine bestimmte Anzahl noch ungeprüfter Zigaretten mit der gleichen Anzahl ebenfalls ungeprüfler Zigaretten verglichen, sondern es wird ein Meßwert aus Zigaretten gebildet, die bereits als fehlerfrei geprüft und erkannt wurden.

Die Erfindung weist aber auch gegenüber dem Vergleich mit einem feststehenden Sollwert, beispielsweise einer einzelnen, vorher geprüften Musicrzigarctte, den Vorteil auf, daß bei Ändern der zu prüfenden Zigarettensorte nicht auch in zeitraubender Weise eigens eine Musterzigarclte geprüft und angebracht werden muß; die erfindungsgemäße Vorrichtung vergleicht im übrigen nicht jede Zigarette mit einem starren Muster, sondern überwacht vielmehr, daß die Produktion einheitlich ist, ist dabei aber in der Lage, sieh flexibel der Produktion anzupassen.

Wird mit der Komparatorschaltung ein Photosensor verbunden, der nicht das gesamte Filierende auf einmal erfaßt, sondern der das Filierende abtastet, dann ergibt sieh in besonders vorteilhafter Weise aus dem Abtasten eines Zigarctlenfilters ein mittlerer Vergleichswert, demgegenüber der einzelne Meßwert um die obengenannte Meßschwellc verschieden sein muß, um ein Störsignnl zu ergeben. Es kann also bei erfindungsgemäßem schrägem Betrachten des Zigarettenfilters der Intensitätsunterschied, der vom Photosensor beim Abtasten des Kantcnbereiehs des Zigareitenfiliers vorliegt, durchaus verschieden sein vom Mittelwert, den ^ die Komparatorsehaluing als Sollwert liefert, solange dieser Unterschied nicht die Meßschwelle übersteigt.

Eine weitere erfindungsgemäße Lösung der obengenannten Aufgabe besteht darin, daß die Verstärkerschaltung an den Ausgang der Photosensoren auge- .so schlossen ist und auf höherfrequenie Signale eher anspricht als auf Signale von relativ niedriger Frequenz und daß die Gesamtgröße der Verstärkung bei der Verstärkerschaltung für Eingangssignale höherer Frequenz größer ist als für Eingangssignale niedrigerer Frequenz.

Werden Zigarettenfilter in kontinuierlicher Folge und mit gleichbleibender Geschwindigkeit an einem Photosensor vorbeigeführt, dann ergibt sich auch bei Verwendung einer abdeckenden Schablone ein /u- und r«. abnehmender Meßwert verhältnismäßig geringer Amplitude und niederer Frequenz. Weist einer der Zigarcltcnfilicr einen Einzclfehlcr auf. beispielsweise eine Vertiefung, dann ist dieser Fehler nicht wahrend des gleichmäßigen Vorbciführcns des /igarcttcnfiltcrs · ständig in gleicher Intensität sichtbar, sondern je nach dem Winkel, ilen er ru Lichtquelle und Photosensor einnimmt, nimmt sein Wert /u und ab. Der I in/clfehlcr erzeugt somit im Photosensor ein Signal kürzerer Dauer und somit höherer Frequenz, als dies das Vorbeiführen fehlerfreier Zigarettenfilter verursacht. Durch die erfindungsgemäße, frequenzabhängige Meßwertverstärkung, bei der ein Meßwert höherer Frequenz in höherem Grade verstärkt wird als ein Meßwert niederer Frequenz, ergibt eine kaum sichtbare Fehlerstelle, die im Photosensor ein Signal gleicher Amplitude wie das Vorbeiführen der fehlerfreien Zigarettenfiltcr ergibt, nach der erfindungsgemäßen Verstärkung einen Meßimpuls deutlich höherer Amplitude als der von den fehlerfreien Filtermundstücken ausgelöste Meßimpuls, so daß hinter dem erfindungsgemäßen Verstärker bequem zwischen Fchlersignal und fehlerfreiem Signal unterschieden werden kann. Dies wirkt sich insbesondere dann aus, wenn das Filtermundstück nicht in seiner Gesamtheit vom Photosensor aufgenommen, sondern abgetastet wird, da der Übergang des Blickfeldes des Photosensors vom neutralen Hintergrund zum Zigareltenfilter und umgekehrt eine Signalschwankung deutlich niedrigerer Frequenz verursacht als das Durcheilen des Blickfeldes durch einen besonders kleinen Fehler, der demnach eine besonders hohe Frequenz verursacht, und der demnach mit großer Sicherheit hinter dem crfinduiigsgcmäßen Verstärker festgestellt werden kann.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig.! schematisch in einer Seitenansicht die Detektor-Vorrichtung mit der die Lampe und den photoeloktrischen Sensor umfassenden Anordnung finden Betrieb in der Fläche eines Filtermundstücks.

Fig.:» schematisch eine Vorderansicht der in Fig. I gezeigten Lampenanordnung.

Fig. ü perspektivisch die Abtaslsensoren, die für die Untersuchung der Filtermundstücke positioniert sind, welche i η das Sichtfeld der Sensoren kommen.

I- i g. Μ, 4B und 4C die Einsatzweise der photoelektrischen Mehrfiichsensoren zur Erhöhung des Verhältnisses von Kohlenstoffkornfläche zu Filtcrmundslückfläche.

F 1 g. i einen Plan der Detektorschaltung.

I·' 1 g. i')A und bB die am Eingang zur Bezugs- und Kompa »torschaltung bzw. am Ausgang der Bezugs- und Koinparatorschaltung erzeugten Signale.

I ig.? den Bczugsschaltungsteil der in Fi g. 5 gezeigten Detektorschaltung.

Fig. SA bis 8D Spannungs-Zcit-Kurven von Wcllenfoimsignalcn, die an verschiedenen Punkten der in F i g. 7 gezeigten Schaltung erzeugt werden.

Fig.9A und 9B in Diagrammen die Frequenzgangkennlinien der Detektorschaltung bzw. die Kurven für das Ansprechen der Schaltung auf festgestellte Teilchen variierender Größe.

Fig. 10 den Kohlenstoffdetektor im Blockschaltbild in einer Dreikanal-Aüsführung mit drei im wesentlichen identischen Detektorschaltungen.

F1 g. 11 eine Ausgangsschaltung für den Empfang der Ausgangssignale aus jedem der drei Detektorschnltungen.

In den ΙΊ g. 1 und 2 ist die Lage der photoclcktrischcn Sensoren to und der Lichtquellen 12 in bezug auf die Zigaretten 14 und ihre Filtermundstücke 16 gezeigt. Die in der Detektorschaltung verwendeten photoelcktrischcn Sensoren 10 sind Siliciumphotolransistorcn. die hauptsächlich wegen ihrer Mikrosekunden-Ansprcchzeit verwendet werden, leder Sensor !On. 107>. 10r

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erzeugt eine Änderung im Ausgangsstrom, der durch ihn hindurchgeht, in direkter Beziehung zur Größe der vom Sensor 10 empfangenen Lichtintensität. Anstelle der Siliciumphototransistoren können auch andere ereignete photoclcktrische Sensorcinrichlungen vcrwendet werden.

|ede der Lichlc|ucllcn 12 ist eine herkömmliche Glühlampe. Fs können auch andere Lampen, wie Neon-l-'ndladungslampen, verwendet weiden. Die Lampen 12 umfassen Lampen 12;/ und 12c/ für das ₎₀ Mundstückpapicr, eine Lampe 126 für das Ende und eine I lintergrundlampe 12c.

Die Lampen 12;) und 12c/ für das Mundstückpapicr sind in einer Lage im wesentlichen über dem Filtermundstück 16 und auf jeder Seite davon angeordnet. Diese Lage ermöglicht es den Lampen 12,7 und 12c/, das Mundstückpapier zu beleuchten, ohne daß Licht auf eine Hintergrundwand 21;) oder die Stirnfläche 18des Filtermundstückes 16 fällt.

Die Hintergrundlampe 12t· ist in einer Lage im wesentlichen vertikal unterhalb und horizontal versetzt von dem Filtermundstück 16 angeordnet. Die Lampe 12c ist innerhalb der teilweisen Umschließung fixiert, die von einem Hintergrundgehäuse 21 gebildet wird. Die Hinlergrundwand 21;/ des Gehäuses 21 ist mit einer weißen Farbe beschichtet, welche einen Lichthintergrund im Weg des Sichtfcldcs 20 des Sensors erzeugt, wenn die Zigarette 11 aus dem Sichtfcld 20 herausgegangen ist. Das Sichtfcld 20 ist durch die Form der öffnung bzw. Blonde in dem Gehäuse des Sensors 10 begrenzt. Die Lampe 12c kann weder den oberen Teil des Mundstückpapiers 17 noch die Stirnfläche 18 des Filtermundstückes beleuchten.

Die Lampe 126 für das Ende ist in einer Lage gegenüber von und vertikal versetzt zu der Filtermundstückoberfliichc 18 so angeordnet, daß die Lichtsirahlen aus der Lampe 12b von der Oberfläche 18 auf die Sensoren 10 reflektiert werden. Die Lampe 126 kann weder den oberen Teil des Mundstückpapiers 17 noch den Hintergrund 21;) beleuchten.

Wenn in Betrieb die Sensoren 10 eine einzige Zigarette 14 abtasten, empfangen sie reflektiertes Licht von drei Flächen, nämlich erstens von der Stirnfläche 18 des Filtermundstückes, zweitens von der Oberseite des Mundstückpapiers 17, welches das Filtermundstück 16 umschließt, und drittens von der Hintcrgrtindwand 21a, wenn die Zigarette 14 aus dem .Sichtfeld 20 des Sensors herausgegangen ist. Bei der in den Fig. I und 2 gezeigten Bclcuchtungsanordnung befindet sich das von jeder dieser drei Flächen reflektierte Licht in einem .so geeigneter: Maß im Gleichgewicht, wodurch die Sensoren 10 einen im wesentlichen konstanten Lichteingang empfangen, der nur durch ungewöhnliche Störungen unterbrochen wird, beispielsweise durch Kohlenstoffteilchen und dergleichen. Jede der vier Lichtquellen 12«, 12ύ, 12c und i2c/ hat individuell einstellbare Lichtintensitüten. Infolge der Lage einer jeden Lampe hat eine Änderung der Intensität irgendeiner Lampe eine vcrnachlössigbare Wirkung auf das von jeder der anderen drei Lampen beleuchtete Feld.

Bei der vorstehenden Anordnung kann die Beleuchtung der abzutastenden Filtermundstücke 16 erreicht werden, wobei Lichtänderungen von normalen Zigaretten auf ein Minimum reduziert sind, so daß die (15 Anordnung für nicht übliche Lichtanderungen, wie sie von Kohlenstoffteilchen und dergleichen hervorgerufen werden, empfindlicher reagiert.

leder pholoelektrischc Sensor 10 isl auf stationäre Weise angrenzend an die Bewegungsbahn der Zigaretten 14 angebracht, so daß das Scnsorsiditfcld 20 auf die Mundslückflächc 18 trifft. Wie in den Fig, I, 2 und 3 gezeigt ist, ist jeder photoclcktrische Sensor 10 in einem schrägen Winkel relativ zur Längsachse des Filtermundstücks 16 angeordnet, so daß das Sensorsichtfeld 20 auf das Filtermundstück an dessen Oberfläche 18 trifft. Die Verwendung der Lichthintergrundwand 21;) und die Positionierung der Sensoren 10 in einem schrägen Winkel wirken so, daß ein Fühlen bzw. Erfassen der kleinen nicht beleuchteten Fläche zwischen der Zigarette 14 und der Fläche, auf der sie transportiert wird, vermieden wird. Dieser Schatten würde sonst von den Sensoren bei Fehlen der schrägen Positionierung der Sensoren 10 und der Lichthintergrundwand 21;) als Dunkelfläche angesehen werden.

Wie aus F i g. 3 zu ersehen isl, sind in eine Kammer 25 Kohlcnstoffkörner 23 in der üblichen Weise gepackt, die zwischen zwei zylindrischen Stopfen 27 und 29 aus Filtcrmundstückmalerial gebildet wird, so daß die Körner 23 und die Filtcrslopfen 27 und 29 das Filtermundstück 16 bilden. Die Zigaretten 14 werden auf einem Fördermedium 24 in der durch den Pfeil 26 angezeigten Richtung bewegt. Da die Filtermundstücke 16 einzeln die photoclektrischen Sensoren 10 passieren, werden die Mundslückobcrflächcn 18 von den Sensoren 10 auf Vorhandensein von Kohlenstoffkörnnrn, beispielsweise des mil 28 bezeichneten Korns, geprüft.

Im vorstehenden ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in Zusammenhang mit der Feststellung von schwarzen Kohlenstoffkörncrn und Flecken beschrieben. Die Vorrichtung ist jedoch auch für die Feststellung irgendwelcher anderer dunkler Stellen im Sensorsiehtfeld verwendbar. Solche andere dunklen Flächen zeiger Fehlerstellen an, beispielsweise fehlende Filtcrstopfcr und Lufträume zwischen einem Filtcrstopfen und dcir zugehörigen Filtcrmundstückpapicr. Diese Flacher können einen »Kurzschlußzustand« schaffen, in wc! ehern Rauch um den Zclluloscfilter herum entweicht Andere Fehler, welche als dunkle Flächcnbcrcichc feststellbar sind, können bei einem Filtcrmundstückpa pier vorhanden sein, das nicht korrekt zusammenge klebt ist, wodurch an der Klcbnaht eine Papicrlasclu verbleibt, ein Filtermundstück, welches Exirafiltcr mundstückpapierstücke hat, die schlecht an den Mundstück befestigt sind, sowie sehr stark mißgcformU Filtcrstopfen.

Die Sensoren sind derart in eine Schaltung geschaltet daß Änderungen des reflektierten Lichtes, das von der Sensoren empfangen wird, entsprechende elektrisch! Signale erzeugen, die der Verstärker- und Filterschal tung zugeführt werden. Eine Bezugs- und Komparator schaltung vergleicht das momentane Detektorsignal fü jeden photoelektrischen Sensor mit schwimmendci bzw. schwebenden bzw. sich anpassenden Bezugssigna len, die von vorhergehenden Signalen von jedem Senso abgeleitet werden. Die sich anpassenden Bezugssignali werden von den höchsten, sich wiederholende] Signalpegeln von vorher untersuchten normalen Filter mundstücken abgeleitet. Die momentan festgestellte Signale werden mit den jeweiligen schwimmenden bzw sich anpassenden Bezugssignalen derart verglichen, dal eine Dunkelfläche an einem Filtermundstück eine Sensorausgang herbeiführt, der größer ist als de Bezugspegel, so daß das Vorhandensein eines fehlerhal ten Filtermundstückes, d. h. von Kohlenstoffkörnche an der Filteroberfläche, angezeigt wird. Die sie

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anpassende Bezugsgröße kompensiert automatisch Änderungen in der Farbe und Textur des Filternuindstückmaterials, wobei diese Änderungen sonst die Feststellung eines Fehlers herbeiführen könnten, wenn eine festgestellte Bezugsgröße verwendet würde.

Die ßc/.ugs- und Komparatorsehaltiing umfaßt die parallele Kombination eines Widerstands und einer Diode, die mit dem Ausgang der Verstärker- und Filterschaltung und einer Seile eines Kondensators in Reihe geschaltet sind. Die andere Seite des Kondensators ist in Reihe mit einem Ausgangswiderstand geschaltet. In Betrieb führt der photoelektrische Sensor dem Verstärker und der Filterschaltung ein Wechselstrom-Ausgangssignal zu, das sich aus der Bewegung der Filtermundstücke an den Sensoren vorbei ergibt. Der positive Anteil des Wcchselstroinsignals wird da/u verwendet, den Kondensator über die Diode zu laden. Der Kondensator lädt bis /.u einem Wert, der dem maximalen, sich wiederholenden, positiven Ausgangspegel aus dem Verstärker und der Filterschaltung für vorher geprüfte normale Zigaretten, verringert um den DurchlalJspannungsabfall an der Diode, entspricht. Diese Ladung am Kondensator wird die sich anpassende Bezugsspannung für die Detektorschaltung.

Damit Strom durch den Ausgangswiderstand geht, muß das von dem untersuchten Zigarettenfiltcrmundstiiek erzeugte positive Signal größer sein als die Bezugsspannung am Kondensator plus dem Durchgangsspannungsabfall über der Diode. Wenn eine dunkle Stelle oder ein Kohlenstoffkcrn das Sichtfeld des Sensors kreuzt, ist die Verslärkcrausgangsspannung auf einem Spannungspcgel, der größer ist als die Summe der Bezugs- und Diodenspannungen, so daß die Diode in Vorwärtsrichtung betrieben wird und Strom in der Schaltung und durch den Ausgangswiderstand fließt. Der Widerstand, der parallel zur Diode geschaltet ist, gestattet ein langsames Entladen des Bczugskondcnsators, so daß er abnehmenden Bezugspegeländerungen folgen kann. Auf diese Weise kompensiert die sich anpassende Bezugsgrößc automatisch Änderungen der Farbe und Textur des Filtermundstückmatcrials.

Die schwimmende bzw. sich anpassende Bezugsgröße gemäß der Erfindung erzeugt eine vergrößerte Auflösung zwischen den Kohlcnstoffkörpern und der Quersehnittsflächc des Filtermundstückes. Sie kompensiert außerdem automatisch die vielen Variablen, die eine Fehleranzeige an der Vorrichtung hervorrufen würden, wenn eine fixe Bezugsgrößc verwendet würde, Diese Variablen sind Farbänderungen im Mundstückpapicr, Texturänderungen an der Oberfläche des Mundstückpapiers. Änderungen des Filterwergs, Änderungen der Oberflächeneigenschaften des von der Schärfe der Schneideinrichtung beeinflußten Filtermundstücks und dergleichen; eine elektronische Drift infolge Bauteilalterung, Temperatur und Netzspannungsänderungen, Belcuchtungsänderungen infolge Spannungsanderungen und Alterung, Änderungen des Rundungsgrades der betrachteten Zigaretten und andere langfristige Änderungen, die Änderungen der von den Sensoren oder anderen elektrischen Bauelementen erzeugten Signale herbeiführen können.

Größere Kohlenstoffteilchen bedecken einen größeren Teil des Sichtfeldes des Photosensors als relativ kleinere Teilchen, so daß Lichtanderungen erzielt werden, deren Wert größer ist als die Werte, die von kleineren Teilchen hervorgerufen werden. Wenn jedoch die kleineren Teilchen durch das Sichtfeld des Photosensors hindurchgehen, erzeugen sie Lichtänderungen, die insgesamt höher Irequente Bestandteile enthalten als die Frequenzbestandleile, die in Uchländerungen enthalten sind, welche von größeren Teilchen verursacht weiden. F.s ist deshalb gewöhnlich schwicriger, kleinere Teilchen wegen des relativ kleineren Wertes der von ihnen erzeugten l.ichtiinderungcn festzustellen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Verstärker- und Filterschaltung so ίο ausgelegt, daß sie für Signale mit höherer Frequenz empfindlicher sind als für Signale mit niedrigerer Frequenz. Insbesondere ist die Verstärker- und Filterschaltung so ausgelegt, daß der Wert der Verstärkung größer ist für die höheren F.ingangssignalfrequen/en als für die niedrigeren Eingangssignalfrequen/.cn. Dies beruht insgesamt darauf, daß die niedrigeren Eingangssignalfrequenzen in einem größeren Ausmaß von den Filterschallungen blockiert werden als die höheren Eingangssignalfrequen/en. Auf diese Weise werden die Eingangssignal mit höherer Frequenz, die von den kleineren Teilchen erzeugt werden, um einen größeren Faktor verstärkt als die Signale mit niedrigerer Frequenz, die von den größeren Kohlcnsioffteilchen erzeugt werden. In den F i g. 4A, 4B und 4C ist in einer Stirnansichl die Stirnfläche 18 des Filtermundstücks gezeigt, wobei sich im Vordergrund Kohlenstoffkörner 28 befinden. Die tatsächliche Größe der schwarzen Stelle oder der Fläche des Kohlenstoffkorns betrügt etwa '/ioo der Miindslückoberfläche. Wenn deshalb ein Sensor IO verwendet würde, der die ganze Mundstückfläche 18 in seinem Sichtfeld abdeckt, müßte dieser Sensor einen Teil in hunder,' Teilen feststellen können, damit er die Körner sehen würde. In diesem Zusammenhang ist festzustellen, daß die minimal feststellbare Korngröße '/.■ix) der Querschnittsfläche des Mundstücks 18 betragen kann. Wie in F i g. 4B gezeigt ist, kann das Sichifeld eines einzigen Sensors 10 auf den schmalen rechteckigen Bereich oder Spalt 30 eingestellt werden, wodurch die Auflösung des Kornflächen-Filterflächen-Verhältnisses vergrößert ist. In diesem Fall bildet das gleiche Korn 28 etwa '/20 der von dem Sensor gesehenen Fläche.

Gemäß der Erfindung werden drei Abtastscnsoren 10.1, [Ob und 10c verwendet, von denen jeder ein Sichtfeld hat, das in Fig.4C mit 32<i, 32b bzw. 32c bezeichnet ist. Durch Verwendung drei solcher Sensoren 10,7, lOfa, 10c nimmt das Kohlcnstoffkorn 28 eine Fläche ein, welche etwa ¹A, des Sensorsichtfeldcs zu einem gegebenen Zeitpunkt bildet, leder Sensor 10.7, 106 und 10c tastet 'Λ der Fläche 30 zu einer fcsgelcgtcn Zeit ab. Auf diese Weise erhöht die Verwendung von Mehrfachsensoren das Kornflächen- Filtermundstück-Flttchenverhaitnis, wie es von jedem Sensor gesehen wird, erheblich.

In Fig.5 ist im einzelnen die Detektorschaltung gemäß der Erfindung zur Erzeugung elektrischer Signale für jede Zigarette gezeigt, die durch den Meßbereich hindurchgeht. Die Detektorschaltung umfaßt drei Abschnitte, nämlich einen Sensorelngangsabschnitt 34. einen Verstärker· und Filterabschnitt 36 und einen Bezugs· und Komparatorabschnitt 38. Der Sensoreingangsabschnitt 34 umfaßt den Siliciumphoto· transistor 10 und einen Vorverstärker 43. Der Strom durch den Phototransistor 10 ändert sich abhängig von der Lichtintensität im Sichtfeld des Phototransistor Dieser Strom wird durch den Vorverstärker verstärkt und dem Verstärker 40 zugeführt, der eine entsprechende Spannung an seinem Ausgang erzeugt.

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Da der Strom durch den Phototransistor 10 sich mit der Größe der l.ichlintcnsitiii ändert, lindert sich die Spannung am Ausgang des Vorverstärkers 43 in direkter Beziehung zu diesem Strom. Diese Anordnung liefert einen negativen Spannungsausgang für dunkle !•"lachen in dem Sichtfeld des Phototransistors 10. Die Wechselspannungen am Phototransistor 10 und am Vorverstärker 43 sind über einen Koppelkondensator 44 mit einem l^:.ingangswidersiand 42 verbunden, der in den Verstärkerabschnitt 36 führt. Wie in I' i g. 2 gezeigt ist, ist in jedem Sensorsiehtl'eld 20 ein weißer Hinlergrund 21.1 vorgesehen, so daß die Zigarette 14, die abgetastet wird, und ihr weißer Hintergrund derart beleuchtet sind, daß ein Kohlenstoffkorn an der Filtcrmundstückfläehe 18 die dunkelste, von dem Sensor 10 gesehene Fläche ist.

Die Wechselstromsignale, die erzeugt werden, wenn die Filtermundstücke 16 sich vor dem fühlenden Phototransistor 10 bewegen, werden verstärkt und umgekehrt, so daß man ein positives Ausgangssignal für dunkle Flächen in den Versiärkerschaltungen 40 und 41 erhält, deren Ausgang der Bezugs- und Kompaiatorschaliung 38 zugeführt wird. Hier wird der positive Anteil des Wediselstromsignals von dem Signal durch eine Diode 46 getrennt, die in Reihe zu dem Ausgang des Verstärkers 41 geschallet ist. Die Anodenklemme 47 der Diode 46 ist mit der Verstärkerschaltung 41, die Kathodenklemme 49 mit einem Bezugskondensator 48 verbunden. Die positiven Impulse, die durch die Diode 46 hindurchgehen, wirken so, daß der Bezugskondensator 48 auf einen Spannungswert geladen wird, der gleich dem maximalen, sich wiederholenden positiven Ausgangspcgel aus dem Verstärker 41, verringert um den üurchgangsspannungsabfall an der Diode 46, ist. Der Wert dieser Gleichstromladung am Kondensator 48 wird eine schwimmende bzw. sich anpassende Bezugsgröße für die Detektorschaltung.

Die Diode 46 ist parallel zu einem Nebenwiderstand 50 geschallet. Der Kondensator 48 ist in Reihe mit einem Alisgangswiderstand 52 geschaltet. Wenn der Bezugskondensalor 48 sieh auf seinem maximalen bzw. seinen Bezugswert auflädt, geht insgesamt kein Strom durch die Diode 46 oder den Kondensator 48. Die Spannung am Ausgangswiderstancl 52 geht nach Null oder auf das Lrd- bzw. Massenpotcntional. Nachdem der Be/.ugskondensator auf seinen Maximalwert aufgeladen ist, welcher dem maximalen positiven Ausgangspegel (maximum repeating positive output level) aus dem Verstärker 41 entspricht, werden alle positiven Signale aus dem Verstärker 41 mit der Bezugsspannung am Kondensator 48 verglichen, Wenn die positiven Signale aus dem Verstärker 36 geringer sind als die Bezugsspannung plus dem Spannungsabfall an der Diode 46 oder diesem Wert gleich sind, bleibt die Diode 46 in dem Sperr-Vorspannungszustand, so daß kein Strom durch den Ausgongswiderstand 52 fließt. Wenn jedoch der Vcrstörkeruusgang größer ist als die Summe der Bezugs- und Diodenspannungen, wird die Diode 46 in den in Durchlaßrichtung vorgespannten Zustand gebracht, so daß Strom in die Ausgangsschaltung fließen kann, wodurch eine Spannung an dem Ausgangswiderstand 32 auftritt. Die Spannung am Widerstand 52 ist gleich der Differenz zwischen dem Verstärkerausgung und der Bezugsspannung plus der DurcliluOspannung an der Diode 46. Dieser in Durchlaß· bzw. Vorwürtsrich· tung vorgespannte Zustand liegt vor, wenn ein dunkler Punkt in das Sensorsichtfeld gelangt. Demzufolge dient Jede parallel am Ausgangswiderstand 52 auftretende Spannung für die Anzeige des Vorhandenseins einer Dunkelfläche.

Der Nebenwiderstand 50 sorgt für ein langsames Umladen des Bczugskondensator.s 48, so daß dieser Kondensator fallenden Pegeländcrungcn folgen kann, die durch Änderungen in der Farbe und Textur des Filtermundslückmaterials hervorgerufen werden, welche durch das Sensorsichtfeld hindurchgehen.

In Fig.6Λ ist eine Spatinungs-Zeit-Kurve der am

ίο Ausgang des Verstärkers 41 erzeugten Signale gezeigt. Die positiven Spitzen, die von normalen Zigaretten erzeugt werden, sind mit 54 bezeichnet. Der untere oder negative Teil 56 der Signale ergibt sich aus dem Licht, das von dem Hintergrund 21;» reflektiert wird, welcher durch die lliniergrundlampe 12c bei Fehlen eines Filtermundstücks 16 im Photolransistorsichtfcld beleuchtet wird. Aus dem Diagramm sieht man. daß die relativ dunkle Fläche, welche dem Phototransistor IO bei Vorhandensein eines Filtermundstücks 16 im Phototransistorsichtfeld präsentiert wird, ein positives Ausgangssignal aus dem Phototransistor 10 erzeugt. Die positiven Spitzen 5«», die von normalen Zigaretten erzeugt werden, schaffen eine schwimmende bzw. sich anpassende Bezugslage 58, die auf einem Spannungspegel liegt, der der höchste, sich wiederholende .Signalpegel von den normalen Filtermundstücken ist. Diese sich wiederholenden Signale 54 werden in den Verstärkern 40 und 41 verstärkt und er/eugcn einen sich unpassenden Bezugspegel 58 an dem Bczugskonccnsator 48.

Wenn an der Oberfläche eines Filtermundstücks 16 ein Kohlenstoffkorn lokalisiert wird, erzeugt eine solche relativ dunkle Fläche im Sensorsichtfeld ein Spilzensignal 60 am Phototransistor 10, das, wenn es durch den Vorverstärker 43 und die Verstärker 40 und 41 verstärkt sind, eine größere Amplitude bat als der sich anpassende Ikv.ugspegel 58, wodurch eine Anzeige für das Vorhandensein einer fehlerhaften Zigarette erzeugt wird.

In Fig. 61) ist eine Spannungs Zeil Kurve des Ausgangssignals aus der Bezugs- und Komparatorschaltung 38 gezeigt, die mil 62 bezeichnet ist und der sich anpassenden Bezugsspannung 58 in F' i g. 6Λ entspricht, mit der Ausnahme, daß das sich anpassende Bezugssignal 62 auf Nullpotcntial oder Massenpotential liegt. Das Fehlersignal 60, das in F i g. 6Λ gezeigt ist, erzeugt. nach dem Durchgang durch die Bezugs- und Kompuratorschaltung 38 ein Fchlcrsignal 64 parallel /.um Ausgangswiderstand b2. Dieses Fehlersignal 64 wird für

5= die Anzeige der Feststellung einer fehlerhaften Zigarette benutzt, damit diese aus dem Förderweg 24 untfurnt wurden kann.

Die crfindungsgcmttßc Vorrichtung bildet somit eine genaue und schnelle Dctcktorcinrichtung für kleine

SS Kohlcnstoffkörncr an der Oberfläche von Filtermundstücken von Zigaretten. Die Messung bzw. die Feststellung von Fehlerstellen kann mit einer Abtastgeschwindigkeit von 3600 Zigaretten pro Minute durchgeführt werden. Durch die Benutzung dieser Dctcktorvor- richtung werden die Probleme gelöst, die auftreten, wenn ein kleiner dunkler Punkt gegen eine relativ viel größere Abtustflüchc fcsgestcllt werden muß. Diese Probleme sind hauptsächlich die extrem kleinen Lichtündcrungcn. die von kleinen Kohlcnstoffkörnern hervorgerufen werden, die Detektorgeschwindigkeit und die Veränderbarkeit der Farbe und der Textur von Filtermundstücken, an denen das Kohlenstoffkorn festgestellt werden soll.

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Die sich anpassende Bczugsgrcßc, die in der Dciektorschaltung abgeleitet wird, ermöglicht eine erhöhte Auflösung zwischen den Kohlcnsiofftcilchcn und der Querschnittsflächc des Filtermundstückes und kompensiert automatisch die vielen aufgeführten Variablen, die sonst zu fehlerhaften oder ungenauen Messungen bei Vorrichtungen führen, die eine festgelegte Bezugsgröße verwenden. Zusätzlich wird der sich anpassende Bczugspcgcl 62, wie in Fig.6B gezeigt ist, auf das Massen- oder Nullpotcntial eingestellt, so daß ein Fehlcrsignal um eine Größe verstärkt werden kann, die einen vernünftigen Auflösungsgrad zwischen dem Signal des normalen Filtermundstücks und dem Fehlersignal gibt.

In Fig. 7 und in den Fig.8A bis 8D ist die Art und Weise gezeigt, in der das sich anpassende Bczugssignal am Widerstand 52 automalisch auf das Masscnpolcntial bzw. null Volt für Signale von normalen Zigaretten reduziert wird. F i g. 7 zeigt eine vereinfachte Form der Be/ugsschaltung 38, während die Fig. 8A bis 8D zugeordnete WcUcnformcn an verschiedenen Stellen I, 2,3 und 4 in der Schaltung 38 zeigen.

Wie aus den F i g. 8A bis 8D zu ersehen ist, ist die Eingangsspannung Vi 4 parallel zu den Punkten I und 4 der Schaltung 38 ein Wcchselspannungs-Rcchteckswellensignal, das eine pulsierende Gleichstromwcllenforni V2 4 nach dem Durchgang durch die Diode 46 erhält. Jedesmal, wenn V24 positiv wird, lädt sich der Kondensator 48 langsam mehr und mehr auf, so daß die Spannung Vj j stufenförmig zunimmt, bis sie gleich dem Maximalwert von V₂ 4 wird. Wenn V24 = V2 j plus Vj4, da V? j zunimmt, muß Vj 4 abnehmen. Wenn demzufolge Vi ι schließlich gleich V₂ 4 (max.) wird, ist die Spannung parallel zum Widerstand 52 (Vj₄) auf null Volt oder auf Massenpotential reduziert worden. Wenn jetzt ein Eingangssignal 66 vorhanden ist, welches momentan den normalen positiven Wert des Eingangssignals überschreitet, wie dies der Fall ist, wenn ein Kohlenstofftcilchcn am Sensor vorbeigeht, erscheint am Widerstand 52 (Vj ₄) das große Signal 66.

Der in F i g. 5 gezeigte Verstärker- und Filtcrabschnitt 36 ist so ausgelegt, daß er gegen höher frequente Signale empfindlicher ist als gegen niederfrequente Signale, so daß die Gesamtgröße der Verstärkung für den Abschnitt 36 für höhere Frequenzen größer ist als für niedrigere Eingangssignalfrequenzen. Dies wird insgesamt durch den Verstärker 40 erreicht, der einen Kondensator 70 enthält, welcher mit einer Filterschaltung am Ausgang des Verstärkers 40 verbunden ist, wodurch relativ höher frequente Signale in die Leitung 72 auf den Pegel von Masse bzw. Erde abgeleitet oder gedämpft werden. Der Kondensator 44 ist speziell ein Koppelkondensator, der alle Frequenzen von etwa 30 Hz aufwärts durchläßt. Der Widerstand 42 wird dazu verwendet, die Impedanz am Eingang des Verstärkers 40a für die Berücksichtigung des Rauschens abzusenken. Der Widerstand 406 von 1 kß und der Widerstand 40c von I2ki2 bilden einen Verstärker mit einem fixen Verstärkungsgrad von 12. Der Kondensator 70 von 0,01 μΡ dämpft das Ansprechen auf hohe Frequenzen des Verstärkers, beginnend bei einigen hundert Hz.

In gleicher Weise hat der Verstärker 41 eine Dämpfungs- oder Ablenkfilterschaltung für niedrige Frequenzen, die von einem Kondensator 73 und einem Widerstand 74 gebildet wird, die zwischen den Emitter des Ausgangsverstärkertransistors 76 und die Massenieitung 72 geschaltet sind. Der Filterkondensator 73 ist so ausgelegt, daß die relativ niederfrequenten Signale, die am Eingang zum Transistor 76 erscheinen, abgelenkt bzw. gedämpft werden. Insbesondere der Verstärker 41 hat einen Kondensator 75 von 47 μF. über den der Ausgang aus dem Abschnitt 40 über einen Strombegrenzungswiderstand 77 von 1 k& mit dem Eingang des gemeinsamen Emittcr-Transislorverstärkcrs 76 verbunden ist. Dieser Kondensator 75 läßt alle Frequenzen über etwa 30 Hz durch. Der Widerstand 79 hat 390 kii, der Widerstand 81 47 kii. Diese Widerstände dienen dazu, den Transistorverstärker 76 vorzuspannen. Der Widerstand 83 von b,8 kQ ist ein Transistorverstärker-Belastungswidersland. Der Widerstand 74 ist ein tcmperaturabhiingigcr Vorwiderstand des Emitters und dient dazu, bei sich ändernden Temperaturen die Stabilität des Verstärkers zu erreichen. Der Kondensator 73 von 8 μΡ wird als Bypass für den Emittcrwidcrstand 74 so verwendet, daß durch die Abschnitte 40 und 41 hindurchgegangene niedrige Frequenzen, beginnend bei mehreren hundert Hz, gedämpft werden.

Die genauen Lagen der Dämpfstcllen für die hohe und niedrige Frequenz bei den Schaltungen 40 und 41 werden durch die Geschwindigkeit bestimmt, mit welcher die Zigaretten an den Detektor vorbeigefühlt werden. Der Frequenzgang der Verstärker muß derart bemessen sein, daß alle gewünschten Hochgcschwindigkeitssignalc festgestellt werden. Danach muß die Hochfrequen/.cignung verkleinert werden, damit die Rauschempfindlichkeit so gering wie möglich wird. Bei einer Produktionsgeschwindigkeit der Maschine von 2000 Zigaretten pro Minute sollte das Ansprechen auf Spilzcnfrequenzen bzw. der Spitzenfrcquenzgang bei etwa 200 Hz liegen, wobei dieser Wert sich direkt abhängig von anderen Maschinengeschwindigkeiten ändert. Die Gesamtauslegung der Filterschaltungen in dem Verstärker- und Filterabschnitt 36 ist derart gestroffen, daß die von den kleineren Kohlenstofftcilchcn erzeugten Eingangssignale höherer Frequenz um einen größeren Faktor verstärkt werden als die von den größeren Kohlenstoffteilchen erzeugten Signale niedriger Frequenz.

In Fig.9A ist eine Kurve des Frequenzganges b/w. des Frequenzansprechvermögens des Verstärker- und Filterabschnittes 36 gezeigt. Auf der Ordinate ist in Prozent der relative Ausgangssignalpegel für einen konstanten Eingangssignalpegel, auf der Abszisse die Eingangssignalfrequenz zum Verstärker- und Filterabschnitt 36 aufgetragen. Der Ordinatenmaßstab ist linear, der Abszissenmaßstab logarithmisch. Wenn man annimmt, daß der brauchbare Eingangssignalfrequenzbereich etwa zwischen 50 und 300 Hz liegt, was durch die Linien 82 und 84 gezeigt ist, nimmt der relative Ausgangssignalpegel für ein konstantes Eingangssignal in direkter Beziehung mit der zunehmenden Eingangssignalfrequenz zu. Dieser relative Ausgangssignalpegel ist durch 86 gekennzeichnet. Der variable Frequenzgang tritt im Gegensatz zu einem geraden Frequenzgang als Ergebnis der anhand des Verstärker- und Filterabschnittes 36 beschriebenen Filterschaltungen auf.

In Fig.9B sind Frequenzgangskurven für Detektorvorrichtung für verschiedene Größen von Kohlenstoffteilchen dargestellt. Auf der Ordinate ist der relative Detektorausgang, auf der Abszisse die zunehmende Kohlenstoffteilchengröße aufgetragen. Die ausgezogene Linie 88 veranschaulicht die Schaltungsleitung infolge der Änderung in der Frequenz der Lichtveränderungen im Photosensorsichtfeld. Wenn kleine Teilchen durch das Photosensorsichtfeld hindurchgehen,

,vie dies durch den Punkt 90 auf der Linie 88 gezeigt ist, »rzeugen die kleineren Teilchen Lichtänderungen, welche im allgemeinen höherfrequente Komponenten enthalten als die Frequenzkomponenten, die in Lichtänderungen enthalten sind, die von größeren Teilchen hervorgerufen werden, wie dies an der Stelle 92 auf der Linie 88 gezeigt ist. Die relativen Größen der Kohlenstoffteilchen an den Stellen 90 und 92 sind bezüglich des Photosensorsichtfeldes durch die Pfeile bei 94 und % veranschaulicht. Da der Verstärker- und Filterabschnitt 36 auf die relativ höhere Eingangsfrequenz, wie dies in Fig.9A gezeigt ist, empfindlicher reagiert, hat die Vorrichtung einen relativ größeren Ausgang infolge der höheren Frequenzen der kleineren Teilchen, wie dies durch die Linie 88 gezeigt ist. Andererseits ist die ausgezogene Linie 98 eine Kurve der Schaltungsleistung infolge der Größe der Lichtveränderungen am Photosensor.

Die Kurve 98 zeigt deutlich, daß die Leistung der Schaltung in direkter Beziehung zur Größe der Lichtänderungen zunimmt und daß die Größe der Lichtänderungen auf die Kohlenstoffteilchengröße bezogen ist. Beispielsweise ist die Schaltungsleistung oder der Detektorausgang größer für die größeren Teilchen, was an der Stelle 100 auf der Kurve 98 gezeigt ist, als für die kleineren Teilchen, die an der Stelle 102 der Kurve 98 gekennzeichnet sind.

Die Gesamtleistung der Schaltung ergibt sich aufgrund von zwei Faktoren, nämlich sowohl der Größe der Lichtänderungen, wie dies durch die Kurve 98 gezeigt ist als auch durch die Frequenz der Lichtänderungen, wie dies auf der Kurve 88 gezeigt ist. Deshalb ist die Gesamtleistungskennlinie eine Funktion der Summe der beiden Kurven 88 und 98, welche durch die gestrichelte Linie 104 dargestellt ist. Die Kurve 104 zeigt daß der durch die Kurve 88 gekennzeichnete Frequenzgang der Verstärker- und Filterschaltung 36 die Änderung in der Größe mit der Kohlenstoffteilchengröße kompensiert, so daß eine im wesentlichen konstante Leistungscharakteristik für verschieden große Kohlenstoffteilchen erhalten wird.

Fig 10 zeigt in einem Blockdiagramm den ganzen elektronischen Teil eines Kohlenstoffdetektors mit Ausnahme der Gleichstromzuführung. Es sind drei unabhängige Sensor-, Verstärker- und Detektorschaltungen 11OA 110ß und 1 IOC vorhanden, wie sie anhand der Detektorschaltung von F i g. 5 beschrieben wurden. Diese drei im wesentlichen identischen Schaltungen 110/4, UOß und HOC sind durch eine Ausgangsschaltung 112 miteinander verbunden. Das einzige Beleuchtungssystem ist allen drei Kanälen gemeinsam. Einzelheiten der Ausgangsschaltung 112 sind in Fig. 11 gezeigt.

Die Ausgänge aus ilen drei Bezugskondensatoren 48 werden auf Eingangsleitungen 114Λ 114S bzw. 114C einem einzigen gemeinsamen Widerstand 52 von 47 kß zugeführt. Die Ausgänge der drei Sensorkanäle erscheinen gleichzeitig am Widerstand 52. Dies ist deshalb sinnvoll, da alle drei Kanäle ihr jeweiliges Massenpotential-Bezugssignal an diesem gemeinsamen Widerstand erzeugen. Ein Fehlerimpuls aus irgendeinem Kanal erscheint also am Widerstand 52. Der Widerstand 52 ist ein Potentiometer, so daß die Größe des Signals am Widerstand 52 am Eingang zu einem IC-Verstärker 116 geändert werden kann. Ein 0,5-μΡ-Koppelkondensator 118 und ein Widerstand 120 von 110 kß ist parallel zum Verstärkereingang zur Berücksichtigung des Rauschens geschaltet. Der Widerstand 122 von 1 kß und der Widerstand 124 von 12 kß legen den Verstärkungsgrad des Verstärkers 116 auf einen Wert von 12 fest. Der Kondensator 126 von 0,01 μΡ und der Kondensator 128 von 15OpF sowie der mit dem Widerstand 132 von 10 kß in Reihe geschaltete Kondensator 130 von 0,1 μΡ werden dazu verwendet, den Betrieb des Verstärkers 116 zu stabilisieren. Ein Widerstand 134 von 10 kß wird als Lastwiderstand für den Verstärker 116 benutzt.

Ein monostabiler Multivibrator 136 empfängt von dem Verstärker 116 die Fehlerimpulse variierender Größe und Dauer und liefert auf der Ausgangsleitung 138 einen Impuls von konsistenter Größe und Dauer. Wenn eine Eingangsspannung eines speziellen minimalen Pegels den monostabilen Multivibrator 136 triggern soll, trigger! ein am Widerstand 52 erscheinendes Rauschen von niedrigem Pegel den monostabilen Multivibrator 136 nicht. Durch Einstellen des Potentiometers oder Widerstandes 52 können Fehlersignale von größerer oder kleinerer Stärke für die Triggerung des monostabilen Multivibrators gewählt werden. Dementsprechend kann eine minimale Größe für den festzustellenden Filtermundstückfehler gewählt werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (20)

24 11 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum photoelektrischen Überprüfen von Fehlern und Verschmutzung an den Enden von Zigarettenfiltermundstücken mit wenigstens einer Lichtquelle zum Beleuchten des zu überprüfenden Filters sowie zumindest einem Photosensor, der auf eine durch vorhandene Fehler verursachte Intensitätsschwächung der zurückgeworfenen Lichtstrahlen reagiert, dadurch gekennzeichnet, daß das Sichtfeld (20) des den Zigarettenfilter (16) einzeln abtastenden, schräg zur Längsachse des Filters angeordneten Photosensors (10) einen im wesentlichen weißen Hindergrund (2Ia^aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Photosensor (10) aus einer Vielzahl von ortsfesten Sensoren (10a, 10ö, 1Oc₁J zum Abtasten getrennter Flächenabschnitte der Filtermundstücke (16) besteht.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (10, 10a, 106, lOcJSiliciumphototransistoren sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeöffnung des Photosensors (10; 10a, 106, iOc) nahe den Stirnflächen (18) der Filtermundstücke (16) angeordnet ist, während sich diese relativ zum Photosensor bewegen.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Photosensor (10; 10a, 106, Wc) den Stirnflächen (18) der Filtermundstücke (16) gegenüber im von diesen reflektierten Strahlengang der Lichtquelle (12) angeordnet ist, die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung (126^aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (i2) zusätzlich wenigstens eine Lampe (12a, Md) zum Beleuchten des die Filtermundstücke (16) umgebenden Filterpapiers (17) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampe (12a, YId) auf der gleichen Seite der Ebene wie die Zigarettenfilter angeordnet ist, in der die Stirnflächen (18) der Filtermundstücke (16) liegen.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen weiße Hintergrund aus einem Schirm (21a,} und einer diesen beleuchteten Lampe {Md) besteht.

9. Vorrichtung zum photoelektrischen Überprüfen von Fehlern und Verschmutzung an den Enden an Zigarettenfiltermundstücken mit wenigstens einer Lichtquelle zum Beleuchten des zu überprüfenden Filters sowie zumindest einem Photosensor, der auf eine durch vorhandene Fehler verursachte Intensitätsschwächung der zurückgeworfenen Lichtstrahlen durch entsprechende Schwankungen des Signalpegels des von ihm ausgehenden elektrischen Momentsignals reagiert, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Photosensor (10) mit einer Komparatorschaltung verbunden ist, die das vom Photosensor ausgehende elektrische Momentsignal mit einem Bezugssignal vergleicht, das aus den <>5 vorausgegangenen Signalpegeln gebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugssignal aus den höchsten vorangegangenen Signalpegeln gebildet

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Komparatorschaltung eine Eingangsdiode (46) und einen Nebenwiderstand (50) aufweist, die in einer Reihenschaltung mit einem Bezugskondensator (48) verbunden sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch II, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zu dem Bezugskondensator (48) ein Ausgangswiderstand (52) geschaltet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandswert des Nebenwiderstandes (50) parallel zur Eingangsdiode (46) die zum langsamen Entladen des Bezugskondensators (48) erforderliche Höhe aufweist.

14. Vorrichtung nach oinem der Ansprüche 11 bis

13, dadurch gekennzeichnet, daß der Photosensor (10; 10a, 106, iOc) mit der Diode (46) und dem Nebenwiderstand (50) über eine Verstärkerschaltung (34,36) geschaltet ist, wobei der Ausgang dieser Verstärkerschaltung mit der Anodenklemme (47) der Diode (46) und mit der einen Seite des Nebenwiderstandes (50) und die Kathodenklemme (49) der Diode (46) mit der anderen Seite des Nebenwiderstandes (50) sowie mit dem Bezugskondensator (48^ verbunden ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis

14, dadurch gekennzeichnet, daß die Komparatorschaltung (38) so ausgelegt ist, daß ihr sich anpassender Bezugspegel auf Massenpotential eingestellt ist, so daß die von den normalen Filtermundstücken (16) erzeugten Signale nicht verstärkt werden, während die von <!ι·η fehlerhaften Mundstücken (16) erzeugten Signale verstärkt werden.

16. Vorrichtung zum photoelektrischen Überprüfen von Fehlern und Verschmutzung an den Enden von Zigarettenfiltermundstücken mit wenigstens einer Lichtquelle zum Beleuchten des zu überprüfenden Filters, mit zumindest einem Photosensor, der auf eine durch vorhandene Fehler verursachte Intensitätsschwächung der zurückgeworfenen Lichtstrahlen reagiert und entsprechende Signale abgibt, sowie mit einer Verstärkerschaltung zum Verstärken und Weiterleiten der abgegebenen Signale, insbesondere nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkerschaltung (36) an den Ausgang der Photosensoren (10) angeschlossen ist und auf höhere frequente Signale eher anspricht als auf Signale von relativ niedriger Frequenz und daß die Gesamtgröße der Verstärkung bei der Verstärkerschaltung (36) für Eingangssignale höherer Frequenz größer ist als für Eingangssignale niedrigerer Frequenz.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß mit Verstärkereinrichtungen (40, 41) der Verstärkerschaltung (36) kapazitive Filter verbunden sind, die sowohl den hohen Frequenzgang als auch den niedrigen Frequenzgang der Verstärkercinrichtungen ausfiltern und zwischen der hohen und der niedrigen Frequenz einen brauchbaren Frequenzbereich bilden.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der brauchbare Frequenzbereich zwischen eine.· niedrigen Fienquenz von etwa 50 Hz und einer hohen Frequenz von etwa 300 Hz liegt.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 und

18, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkereinrichtung (40 41) una der kapazitive Filter ein maximales Frequenzsprechvermögen in der Nähe der hohen Frequenzseite des brauchbaren Frequenzbereichs haben.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis

19, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorsahen mehrerer Photosensoren (10a, iOb, \0c) deren Ausgang jeweils einzeln mit einer zugehörigen Komparatorschaltung (110/4, llOß, HOQ verbunden ist, die jeweils eine Eingangsdiode (46) und einen Nebenwiderstand (5(5) aufweisen, der mit einem Bezugskondensator (48) in Reihe geschaltet ist,