DE2820661C2

DE2820661C2 -

Info

Publication number: DE2820661C2
Application number: DE2820661A
Authority: DE
Inventors: Toshio Honjo Saitama Jp Takahashi; Tyosaku Iseaki Gunma Jp Tagaya
Original assignee: Eisai Co Ltd
Current assignee: Eisai Co Ltd
Priority date: 1977-05-12
Filing date: 1978-05-11
Publication date: 1990-04-26
Also published as: SE444988B; SE7805520L; CH646256A5; DE2820661A1; IT7868070A0; FR2390709B1; IT1108289B; FR2390709A1; US4274745A; GB1596708A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Feststellung von Fremdkörpern in Flüssigkeiten in einem durchsichtigen Gefäß, z. B. einer Ampulle, mit einer Lichtquelle zur Beleuchtung des jeweiligen Gefäßes, mit einem Lichtempfänger, der aus mehreren übereinander angeordneten Photoempfängern besteht, für das durch das Gefäß hindurchgelassene Licht, und mit einer nachgeschalteten Meß- und Auswerteeinrichtung.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 25 27 197 bekannt, wobei es dort im wesentlichen um die Ausgestaltung der Anordnung der optischen Einrichtung zur Beleuchtung des Gefäßes mit dem zu untersuchenden Inhalt bzw. der Beobachtungseinrichtung geht, ohne daß sich nähere Angaben darüber finden, wie die Auswertung der empfangenen Lichtsignale erfolgen soll, um aufgrund der empfangenen Signale ungeeignete Gefäße bzw. Gefäße mit ungeeignetem Inhalt auszusondern.

Weiterhin lassen sich dieser Druckschrift keine näheren Angaben entnehmen, wie ein Vergleich von Meßsignalen mit geeigneten Bezugswerten sinnvollerweise durchgeführt wird. Insbesondere fehlen Angaben darüber, wie man die Ortsauflösung des Empfängers sowie die Empfindlichkeit des Empfängers an die jeweiligen Gegebenheiten anpassen kann, und zwar in Abhängigkeit von der Größe der zu untersuchenden Ampullen.

Aus der DE-OS 25 39 766 ist ebenfalls eine Vorrichtung zur Feststellung von Fremdkörpern in Flüssigkeiten bekannt, wobei das Gesichtsfeld dort in mehrere Bereiche unterteilt ist, von denen ein Bereich deutlich unter dem Meniskus liegt, während die anderen Bereiche bestimmte Abschnitte des Meniskus enthalten, wenn das Gefäß mit der zu untersuchenden Flüssigkeit in Drehbewegung versetzt worden ist. Der Aspekt der Verbesserung der Meßempfindlichkeit sowie die Anpassung der Vorrichtung an Gefäße mit unterschiedlicher Größe ist in dieser Druckschrift nicht angesprochen.

Bei einem bisherigen Verfahren zur Feststellung von Fremdkörpern in Flüssigkeiten in einem durchsichtigen Gefäß, z. B. einer Ampulle, geschieht die Prüfung folgendermaßen: Eine zu untersuchende Ampulle wird mit hoher Drehzahl gedreht und dann plötzlich zum Stillstand gebracht. Die durch die Drehbewegung suspendierten Fremdkörper, die mit der Flüssigkeit in der Ampulle herumwirbeln, werden von der Lichtquelle beleuchtet. Der durch die Flüssigkeit hindurchtretende Lichtstrahl wird von einem Lichtempfänger aufgefangen, wobei eine Verringerung der empfangenen Lichtstärke als Zeichen für die Existenz von Fremdkörpern angesehen wird.

Bei einem solchen Verfahren erweist es sich als schwierig, eine wirksame und genaue Feststellung von Fremdkörpern mit einem einzigen Photoempfänger vorzunehmen, weil die Fremdkörper, die dabei festgestellt werden sollen, im Vergleich zum Gesichtsfeld außerordentlich klein sind und weil der durch die Existenz von Fremdkörpern hervorgerufene Unterschied im Photostrom ebenfalls außerordentlich gering ist. Ein anderes, herkömmliches Verfahren, bei dem ein Lichtempfänger aus zahlreichen kleinen lichtempfindlichen Elementen mit einer den Fremdkörpern entsprechenden Größe verwendet wird und die Ausgangssignale der betreffenden lichtempfindlichen Elemente ausgewertet werden, ist mit dem Nachteil behaftet, daß für die Signalverarbeitung komplizierte elektrische Schaltungen erforderlich sind und daß das Meßergebnis durch die Form der Fremdkörper beeinflußt wird.

Bei einem anderen herkömmlichen Verfahren, bei dem die diffuse Reflexion von Fremdkörpern gemessen wird, kann nicht zwischen Fremdkörpern verschiedener Größe unterschieden werden, weil das Reflexionsverhältnis in Abhängigkeit von der Art der Fremdkörper variiert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die eine verbesserte Meßgenauigkeit bei Messung mit Durchgangslicht besitzt und eine Anpassung an die Größe von zu untersuchenden Gefäßen ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, eine Vorrichtung der in Rede stehenden Art so auszubilden, daß die lichtempfindliche Fläche des Empfängers ein Meßfeld aus einer Vielzahl von zweidimensional angeordneten Photoempfängern bildet, daß die Größe des Meßfeldes an die Größe des zu untersuchenden Gefäßes mit einer Wählschaltung anpaßbar ist, indem sie die Anzahl der eingeschalteten Photoempfänger entsprechend einstellt, und daß die Photoempfänger jeweils an einen Eingang von Komparatoren angeschlossen sind, die an ihrem anderen Eingang einen Bezugswert von einem Bezugswertgeber erhalten.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das angestrebte Ziel in zufriedenstellender Weise erreicht. Dabei ist in vorteilhafter Weise eine Anpassung an die jeweiligen Gegebenheiten möglich, ohne daß die Vorrichtung umgebaut zu werden braucht.

Bei einer speziellen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß die Photoempfänger Teilflächen von 0,01 bis 1 mm² haben. Damit ist das Gesichtsfeld in eine Vielzahl von kleinen Bereichen unterteilt, wobei jeder einzelne Photoempfänger ein der Größe der Projektionsfläche des Fremdkörpers proportionales Ausgangssignal liefert. Diese Größe der Photoempfänger liegt annähernd in der Größenordnung von üblichen Fremdkörpern.

Fremdkörper können verschiedenartige Form besitzen; typische Formen sind Klümpchen- und Faserformen. Dabei haben faserförmige Fremdkörper im allgemeinen einen Durchmesser von etwa 20 µm und eine mehr als das Zehnfache des Durchmessers betragende Länge. Ein Teilchen mit einer Größe von 100 µm × 100 µm Größe besitzt daher die gleiche Projektionsfläche wie eine 20 µm × 500 µm große Faser. Wenn die Meßgrenze auf Teilchen von 100 µm × 100 µm und Fasern von 20 µm Durchmesser oder 500 µm Länge eingestellt werden, muß das Meßfeld des Empfängers in Bereiche von 500 µm × 500 µm Größe (0,25 mm²) unterteilt werden. Durch die Messung der empfangenen Lichtmengen in den jeweiligen Teilfächen des unterteilten Meßfeldes ist es möglich, ein der Projektionsfläche des Fremdkörpers proportionales Ausgangssignal zu erhalten, und zwar unabhängig von seiner Gestalt und mit einem ausreichend großen Rauschabstand.

In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß die Ortsauflösung der Photoempfänger durch Wahl der optimalen Lichtempfangsfläche der Photoempfänger einstellbar ist. Bei einer abgewandelten Ausführungsform ist diese Ortsauflösung durch Änderung des Vergrößerungsfaktors einer den Photoempfängern vorgeschalteten Fokussierlinse einstellbar. Bei einer weiteren abgewandelten Ausführungsform ist die Ortsauflösung der Photoempfänger einstellbar durch Anbringung einer Abschattungsmaske an einem Teil der Photoempfänger.

In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß zwischen die Komparatoren und die Photoempfänger jeweils Regelwiderstände geschaltet sind, um einheitliche Ausgangspegel für die Komparatoren zu liefern.

Weiterhin erweist es sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung als zweckmäßig, wenn die Komparatoren über einen Wählschalter an den Bezugswertgeber angeschlossen sind, mit dem verschiedene Bezugswerte zur Einstellung der Meßempfindlichkeit lieferbar sind.

Bei einer speziellen Ausführungsform gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß die Wählschaltung Diodenmatrixschaltungen bzw. ODER-Schaltungen aufweist, die so angeordnet und geschaltet sind, daß die Anzahl der verwendeten Photoempfänger änderbar ist.

Weiterhin ist es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zweckmäßig, wenn die Photoempfänger in mindestens einer vertikalen Reihe entsprechend der maximalen Höhe des größten Gefäßes übereinander angeordnet sind.

Bei einer speziellen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß zusätzlich mindestens eine horizontale Reihe von nebeneinander angeordneten Photoempfängern entsprechend der maximalen Breite des größten Gefäßes vorgesehen ist und daß das Meßfeld wahlweise synchron oder getrennt für die vertikalen und horizontalen Reihen von Photoempfängern umschaltbar ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf die Vorrichtung,

Fig. 2 eine Teilschnittansicht in vergrößertem Maßstab des Drehtisches der Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Aufbaus der Vorrichtung,

Fig. 4a und 4b perspektivische Darstellungen von verschiedenen Beispielen für die Photoempfänger,

Fig. 5 eine Teilvorderansicht einer anderen Ausführungsform eines Photoempfängers,

Fig. 6 ein Blockschaltbild zur Erläuterung einer speziellen Ausführungsform der Vorrichtung,

Fig. 7a eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels, bei dem die Photoempfänger sowohl horizontal nebeneinander als auch vertikal übereinander angeordnet sind, und in

Fig. 7b ein Blockschaltbild zur Erläuterung der Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 7a.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung weist einen Ladeschacht 10 auf, aus welchem zugeführte Ampullen 11 jeweils einzeln und intermittierend durch miteinander kämmende Zuführ- Sternräder 12 und 13 einem Drehtisch 14 zugeliefert werden. Der Drehtisch 14 dreht sich zusammen mit einer oberseitigen Druckkappe 16 intermittierend um eine Drehachse 15 über jeweils 90°. Wenn die Ampulle 11 in der Position A einem drehbaren Sitz 17 am Drehtisch 14 zugeführt wird, verlagert sich die oberseitige Druckkappe 16 zum Niederhalten der Ampulle 11 nach unten. Bei der Überführung der Ampulle 11 in die Position B dreht sich eine Steuerkurve 18, wobei sich eine Rolle 19 nach unten verlagert und dabei einen Hebelarm 20 um einen Schwenkpunkt 21 verschwenkt und eine Scheibenkupplung 22 durch eine nicht dargestellte Blattfeder eingerückt und mit dem drehbaren Sitz 17 verbunden wird. Hierbei wird die Drehung eines Motors 23 über einen Riemen 24 übertragen, um die Ampulle mit hoher Drehzahl in Drehung zu versetzen. Wenn sich die Steuerkurve 18 weiterdreht und die Rolle 19 nach oben drückt, wird die Kupplung 22 ausgerückt, während gleichzeitig eine Bremse 25 zum schnellen Anhalten der Drehbewegung angezogen wird. Anschließend wird die Ampulle 11 durch intermittierende Weiterdrehung des Drehtisches 14 in eine Meßposition C überführt.

In der Position C befindet sich die Ampulle 11 im Stillstand, während die Flüssigkeit und die darin enthaltenen Fremdkörper in der Ampulle weiter rotieren. Die Ampulle 11 wird dabei mit dem von einer Lichtquelle 26 über eine Kondensorlinse 27 und einen Schlitz 28 ausgestrahlten Lichtstrahl 1 beleuchtet. Der durch die Flüssigkeit hindurchgegangene Lichtstrahl wird durch eine Fokussierlinse 29 auf einen noch näher zu beschreibenden Photodetektor 30 gebündelt. Der Photodetektor 30 liefert ein Ausgangssignal, das durch eine Verzögerungsschaltung für eine vorbestimmte Zeitspanne verzögert wird und sodann ein Solenoid für die Auswahl bzw. Aussonderung betätigt. Wenn die Ampulle 11, welche auf die beschriebene Weise geprüft worden ist, durch intermittierende Weiterdrehung des Drehtisches 14 in die Position D gebracht wird, bewegt sich die oberseitige bzw. Kopfdruckkappe 16 unter Trennung von der Ampulle nach oben. Die Ampulle 11 wird sodann durch ein Austragrad 31 der Wähleinheit vom Drehtisch 14 ausgetragen. Ein Wählhebel 32 wird durch das durch das Wählsignal betätigte Solenoid umgeschaltet, so daß die Ampulle 11 entweder in einen Ausschußschacht 33 oder in einen Abnahmeschacht 34 ausgetragen wird.

Im folgenden sind die oben beschriebene Meßvorrichtung und die an sie angeschlossene Rechner- und Prozessorschaltung anhand der Fig. 3, 4a und 4b erläutert, in denen die Lichtquelle 26, die Kondensorlinse 27, die Ampulle 11, der drehbare Sitz 17, die Fokussierlinse 29 und der Photodetektor 30 dargestellt sind. Die lichtempfindliche bzw. Lichtmeßfläche des Photodetektors 30 besteht aus lotrecht angeordneten Mikrophotoempfängern 35 mit vorbestimmter Oberfläche. Insbesondere sind dabei optische Fasern 36 mit einem Durchmesser von etwa 10 µm in der Weise gebündelt, daß ihre Enden gemäß Fig. 4a die Lichtempfangsfläche in einem lotrechten Rahmen einer Breite von 500 µm bilden. Das optische Faserbündel ist in Abständen von 500 µm jeweils unterteilt, so daß die Mikrophotoempfänger 35 mit jeweils einer Oberfläche von 500 × 500 µm = 0,25 mm² gebildet werden. Das den Mikrophotoempfänger 35 bildende optische Faserbündel ist optisch mit photoelektrischen Elementen 37 verbunden. Während die optischen Fasern aus Glasfasern bestehen, können die photoelektrischen Elemente Phototransistoren, Photodioden oder Photozellen sein. Ihre Form kann gemäß Fig. 4a quadratisch oder gemäß Fig. 4b kreisförmig sein.

Die Zahl der lotrecht anzuordnenden Mikrophotoempfänger 35 wird so bestimmt, daß das Meßsichtfeld die Höhe von der Flüssigkeitsoberfläche bis zum Boden der Ampulle 11 überstreicht. Wenn beispielsweise 2-ml-Ampullen mit einem Meß- Sichtfeld von 25 mm geprüft werden sollen, sollte das Bündel der optischen Fasern 36 in 50 Bereiche von jeweils 500 µm unterteilt werden, so daß 50 Einheiten von Mikrophotoempfängern 35 in einer lotrechten Reihe angeordnet sind.

Obgleich vorstehend 50 Mikrophotoempfängereinheiten 35 mit jeweils einer Meßfläche von 0,25 mm² genannt wurden, ist es für die Prüfung von Ampullen mit einem Inhalt von 1 ml bis etwa 20 ml vorteilhaft, 20-120 Mikrophotoempfängereinheiten 35 mit jeweils einer Meßfläche von 0,01 mm bis 1,0 mm² anzuordnen. Selbstverständlich muß eine größere Zahl von Mikrophotoempfängern 35 für die Prüfung von Fläschchen bzw. Flaschen von bis zu 500 ml Inhalt verwendet werden. Da zwischen zwei benachbarten Mikrophotoempfängern 35 praktisch keine Grenzfläche vorhanden ist, die eine tote Zone bzw. Unempfindlichkeitszone darstellen würde, werden Meßfehler vermieden.

Die Ausgangssignale der photoelektrischen Elemente 37 werden zugeordneten Operationsverstärkern 38₁, 38₂ . . . 38 _n eingespeist, die vom Differentialeingangstyp sind und an welche variable bzw. Regelwiderstände 39₁, 39₂ . . . 39 _n angeschlossen sind, um ihre Gleichspannung-Ausgangspegel einheitlich zu gestalten, wenn Unterschiede in der Ansprechempfindlichkeit zwischen den photoelektrischen Elementen 37 vorhanden sind. Die Gleichspannungskomponenten der Ausgangssignale der Operationsverstärker 38₁, 38₂ . . . 38 _n werden durch Kondensatoren 40₁, 40₂ . . . 40 _n beseitigt, welche einen Gleichstromfluß sperren, andererseits aber die Wechselstromkomponenten durchlassen, die nur beim Vorhandensein von Fremdkörpern in einer Größe entsprechend derjenigen der Fremdkörper erzeugt werden. Diese Wechselstromkomponenten gelangen über die genannten Kondensatoren zu Komparatoren 41₁, 41₂ . . . 41 _n, an welche zu Vergleichszwecken eine Bezugsspannung von einer Bezugsspannung-Einstellschaltung 42 über einen Wähl schalter 43 angelegt wird, so daß die Komparatoren nur dann Ausgangssignale liefern, wenn die Signalspannung von den Kondensatoren 40₁, 40₂ . . . 40 _n größer ist als die Bezugsspannung von der Einstellschaltung 42. Die für den Vergleich benutzte Bezugsspannung kann mit Hilfe des Wählschalters 43 in mehreren Schritten geschaltet werden. Je niedriger die Bezugsspannung ist, um so höher ist die Ansprechempfindlichkeit für die Feststellung von Fremdkörpern geringerer Größe. Bei höherer Bezugsspannung ist umgekehrt die Ansprechempfindlichkeit für die Feststellung von Fremdkörpern um so geringer. Die Bezugsspannung kann mit Hilfe des Wählschalters 43 und auch mittels des Regelwiderstandes stufenlos verändert werden.

Die Ausgangssignale der Komparatoren 41₁, 41₂ . . . 41 _n werden einem ODER-Glied eingegeben, das ein Ausschuß-Meßsignal liefert, wenn einer der Komparatoren ein auf Fremdkörper hinweisendes Meßsignal liefert. Das Ausgangssignal wird über eine Signalverzögerungsschaltung 45 und einen Verstärker 46 an ein Solenoid 47 angelegt, so daß der Wählhebel 32 gemäß Fig. 1 zum Aussondern von unbrauchbaren Ampullen in die entsprechende Richtung umgeschaltet wird. Der Wählhebel kann dabei durch einen geeigneten elektromechanischen Kraftwandler, beispielsweise ein Druckluftventil und eine elektromagnetische Kupplung, betätigt werden.

Bei Versuchen mit einer Ausführungsform, bei welcher die lichtempfindliche Fläche eines Photodetektors 30 in Bereiche von Mikrophotoempfängern 35 mit jeweils den Abmessungen 500 × 500 µm unterteilt war, wurden die in Tabelle 1 angegebenen Meßergebnisse erzielt.

Als annehmbar bewertete Proben werden als Gruppe A (A₁ und A₂) bezeichnet, während als unbrauchbar bewertete Proben als Gruppe B (B₁ und B₂) angegeben sind. Das Meßverhältnis ist als Anteil der Proben definiert, die als fehlerhaft bzw. unbrauchbar bewertet wurden.

Probe
Meßverhältnis
A₁
0
A₂	0
B₁	99,5
B₂	99,9

Andererseits wurden die im folgenden angegebenen Ergebnisse mit einer 1024 Bits umfassenden, selbstabtastenden Diodenanordnung erzielt, bei welcher 1024 Einheiten von lichtempfindlichen Elementen einer Größe von 25,4 × 12,7 µm in gegenseitigen Abständen von 12,7 µm als Photodetektor benutzt wurden und eine gemäß den Fig. 4a bis 4b in fünf Abschnitte von 5 × 5 mm unterteilte Lichtmeßfläche vorgesehen war.

Tabelle 2

Wenn bei Verwendung einer Diodenanordnung das Meßverhältnis für Gruppe A gemäß Tabelle 2 unter 1% gehalten wird, verringert sich das Meßverhältnis für Gruppe B auf etwa 70%, und wenn das Meßverhältnis für Gruppe A über 90% bleibt, erhöht sich das Meßverhältnis für Gruppe A auf 50-70%. Bei Verwendung nur geringfügig größerer Lichtmeßelemente ist andererseits die Ansprechempfindlichkeit ungenügend, so daß keine vollständige Unterscheidung zwischen Gruppe A und Gruppe B getroffen werden kann.

Im Gegensatz hierzu gewährleistet das erfindungsgemäße Verfahren eine sichere Trennung bzw. Unterscheidung zwischen Gruppe A und Gruppe B gemäß Tabelle 1.

Die Grenze für die Trennung bzw. Aussonderung kann in einem kleinen Bereich durch Änderung der Bezugsspannung für Vergleichszwecke eingestellt werden. Eine Einstellung in einem großen Bereich, d. h. eine Grobeinstellung, kann durch Wahl einer optimalen Lichtempfangsfläche für jeden Bereich der den Photodetektor 30 bildenden Mikrophotoempfänger 35 im Bereich von 0,01-1,0 mm² vorgenommen werden. Ebenso ist es möglich, das Relativverhältnis zwischen der Projektionsfläche der Fremdkörper und dem Mikrophotoempfänger 35 auf die oben beschriebene Weise durch Änderung des Vergrößerungsgrads der Fokussierlinse 29 einzustellen. In noch einfacherer Weise ist es möglich, den Empfindlichkeitspegel durch Anbringung einer Abschattungsmaske an einem Teil der Mikrophotoempfänger 35 zu ändern, obgleich hierdurch die Linearität der Ausgangssignale für die Fremdkörper verringert wird. Hierbei kann die Abschattungsmaske vor der Fokussierlinse angeordnet werden, doch sollte sie vorzugsweise vor den Mikrophotoempfängern 35 angebracht werden, so daß auf der Lichtmeßfläche ein scharfes Bild gebildet wird.

Fig. 5 veranschaulicht eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher das Licht ohne die Verwendung von optischen Fasern unmittelbar vom Photodetektor empfangen wird. Als Mikrophotoempfänger 35, welche den Photodetektor 30 bilden, werden dabei quadratische Phototransistoren einer Größe von 1 × 1 mm benutzt. Die Phototransistoren sind (in einer lotrechten Reihe) in gegenseitigen Abständen von 0,5 mm angeordnet, und die eine Reihe ist um einen halben Mittenabstand gegenüber der anderen Reihe versetzt angeordnet, so daß ein Bild eines faserförmigen Fremdkörpers einer Größe von 20 × 500 µm durch einen Bereich der einen oder anderen Reihe erfaßt wird. Hierdurch werden Meßfehler aufgrund einer toten Zone zwischen den Elementen ausgeschaltet. Diese Ausführungsform gewährleistet daher dasselbe Ergebnis wie die Ausführungsform gemäß den Fig. 4a und 4b unter Verwendung von optischen Fasern. Faserförmige Fremdkörper ergeben je nach ihrer Bewegung verschiedenartige Projektionsbilder. Aus diesem Grund variieren die Projektionsflächen von Fremdkörpern, wenn jeder Abschnitt oder Bereich der Mikrophotoempfänger 35 eine Rechteckform mit sehr stark verschiedenen Seitenlängen besitzt. Wenn die einzelnen Mikrophotoempfängereinheiten dagegen quadratisch ausgebildet sind, kann die Größe der Fremdkörper genau gemessen werden, weil das gesamte Projektionsbild unabhängig von der Lage der faserförmigen Fremdkörper erfaßt wird. Aus diesem Grund sollten diese Einheiten vorzugsweise quadratisch sein.

Im folgenden ist anhand von Fig. 6 die Betätigungs- und Prozessorschaltung für die Meß-Sichtfeld-Wählschaltung zur Anpassung des Meß-Sichtfeldes an die Größe zu prüfender Ampullen beschrieben. In Fig. 6 sind die Lichtquelle 26, die Kondensorlinse 27, Ampullen verschiedener Größen 11₁, 11₂, 11₃, die Fokussierlinse 29 und der Photodetektor 30 dargestellt. Die lichtempfindliche Fläche bzw. Lichtmeßfläche des Photodetektors 30 besteht aus einer Vielzahl von in einer oder mehreren Reihen angeordneten Mikrophotoempfängern 35. Die Zahl der in lotrechter Reihe anzuordnenden Einheiten bestimmt sich durch die maximale Größe der zu prüfenden Ampullen. Zur Prüfung von Ampullen 11₁-11₃ von 1 ml, 2 ml bzw. 3 ml Inhalt werden 60 Einheiten in lotrechter Reihe angeordnet, so daß sie den Bereich vom Flüssigkeitsspiegel bis zum Boden der 3-ml-Ampulle 11₃ bedecken, während 40 Einheiten denselben Bereich bei einer 2-ml-Ampulle 11₂ und 30 Einheiten den Bereich bei einer 1-ml-Ampulle 11₁ erfassen. Die Mikrophotoempfänger 35₁, 35₂ . . . 35₆₀ sind nacheinander an zugeordnete photoelektrische Elemente 37₁, 37₂ . . . 37₆₀, Operationsverstärker 38₁, 38₂ . . . 38₆₀, Kondensatoren 40₁, 40₂ . . . 40₆₀ und Komparatoren 41₁, 41₂ . . . 41₆₀ angeschlossen. Die Ausgangssignale der Komparatoren 41₁, 41₂ . . . 41₆₀ werden der Meß-Sichtfeld-Wählschaltung 48 eingegeben, die aus Diodenmatrixschaltungen besteht, so daß die Zahl der Mikrophotoempfänger 35₁, 35₂ . . . 35₆₀ entsprechend eingestellt werden kann, die bei Änderung des Meß-Sichtfelds entsprechend der jeweiligen Größe der Ampullen 11 verwendet werden sollten. Für die Prüfung der Ampullen 11₃ von 3 ml Inhalt werden alle 60 Mikrophotoempfänger 35₁, 35₂ . . . 35₆₀ mit angeschlossenen ODER-Gliedern 49 aus Dioden 49₁, 49₂ . . . 49₆₀ eingesetzt. Zur Prüfung von 2-ml-Ampullen 11₂ ist auf ähnliche Weise das aus Dioden 50₁, 50₂ . . . 50₄₀ bestehende ODER-Glied 50 mit 40 Mikrophotoempfängern 35₁, 35₂ . . . 35₄₀ verbunden. Für die Prüfung von 1-ml-Ampullen 11₁ ist das aus Dioden 51₁, 51₂ . . . 51₃₀ bestehende ODER-Glied 51 an 30 Mikrophotoempfänger 35₁, 35₂ . . . 35₃₀ angeschlossen. Die jeweiligen ODER-Glieder 49, 50 und 51 sind wie in Fig. 3 über die Wählschaltung 52 mit Klemmen 49₀, 50₀, 51₀ und 52₀ mit der Verzögerungsschaltung 45, dem Verstärker 46 und dem Solenoid 47 verbunden.

Zur Prüfung von 3-ml-Ampullen 11₃ wird die Sammelklemme 52₀ der Wählschaltung 52 mit der Klemme 49₀ des ODER-Glieds 49 verbunden, wobei die Ausgangssignale aller 60 Mikrophotoempfänger 35₁, 35₂ . . . 35₆₀ wirksam sind. Die Meß-Sichtfeld- Wählschaltung 48 liefert dabei Ausgangssignale unabhängig von Signalen zur Feststellung von Ausschußampullen. Für 2-m-Ampullen 11₂ wird die Sammelklemme 52₀ der Wählschaltung 52 mit der Klemme 50₀ des ODER-Glieds 50 verbunden, wobei die Ausgangssignale von 40 Mikrophotoempfängern 35₁, 35₂ . . . 35₄₀ wirksam sind, während die Ausgangssignale der restlichen 20 Mikrophotoempfänger 35₄₁-35₆₀ gesperrt sind. Für die Prüfung von 1-ml-Ampullen 11₁ werden die Ausgangssignale von 30 Mikrophotoempfängern 35₁, 35₂ . . . 35₃₀ effektiv ausgenutzt, während die restlichen Ausgangssignale unterdrückt werden. Auf diese Weise kann leicht und genau und ohne besondere Geschicklichkeit das Meß-Sichtfeld durch Umschaltung nur der Wählschaltung 52 geändert bzw. angepaßt werden. Aus diesem Grund kann erwartet werden, daß mit der Erfindung die Genauigkeit und Wirksamkeit der Aussonderung bei einer automatischen Prüfvorrichtung der beschriebenen Art verbessert wird.

Gemäß Fig. 6, welche die Prüfung von Ampullen mit 1 ml, 2 ml und 3 ml Inhalt veranschaulicht, sind die Meß-Sichtfeld- Wählschaltung 48 sowie die Wählschaltung 52 zur Umschaltung auf diese drei Ampullengrößen ausgelegt. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß ohne weiteres Abwandlungen zur Ermöglichung einer Anpassung an verschiedene andere Ampullengrößen gegeben sind.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 sind die Mikrophotoempfänger 35₁, 35₂ . . . 35₆₀ in lotrechter Reihe angeordnet. Gemäß Fig. 7a sind die Mikrophotoempfänger in einer Position entsprechend dem Boden der Ampulle zusätzlich zu den lotrecht angeordneten Einheiten auch in einer waagerechten Reihe angeordnet. Mit dieser Anordnung können auch schwerere Fremdkörper, wie Glassplitter, die zum Absetzen am Ampullenboden neigen, vollständig erfaßt werden. Gemäß Fig. 7a sind die Mikrophotoempfänger 35₁, 35₂ . . . 35₆₀ lotrecht in einer oder mehreren Reihen ungefähr auf der Mittellinie der Ampulle 11 angeordnet, während Mikrophotoempfänger 35 _m . . . 35₁ . . . 35 _n in einer oder mehreren Reihen längs des Bodens der Ampulle 11 angeordnet sind. Gemäß Fig. 7b sind die waagerecht angeordneten Mikrophotoempfänger 35 _m . . . 35₁ . . . 35 _n über entsprechende bzw. zugeordnete photoelektrische Elemente mit Operationsverstärkern 38 _m . . . 38₁ . . . 38 _n, Kondensatoren 40 _m . . . 40₁ . . . 40 _n und Komparatoren 41 _m . . . 41₁ . . . 41 _n verbunden. Die Ausgangsseiten dieser Komparatoren sind (jeweils) mit einer Diodenanordnung 49 _m . . . 49 _n, 50 _p . . . 50 _q bzw. 51 _x . . . 51 _y entsprechend den Breiten der Ampullen 11₃, 11₂ bzw. 11₁ verbunden. Diese Dioden bilden zusammen mit den Dioden für die lotrechte Reihe die Meß-Sichtfeld-Wählschaltung 48.

Bei der beschriebenen Konstruktion kann das Meß-Sichtfeld in Abhängigkeit von der Breite der Ampullen sowie ihrer Höhe durch Umschalten der ODER-Glieder 49, 50 und 51 über die Wählschaltung 52 geändert bzw. angepaßt werden. Infolgedessen können schwere Fremdkörper, wie Glassplitter, die zum Absetzen am Ampullenboden neigen, vollständig erfaßt werden.

Anstelle der die Meß-Sichtfeld-Wählschaltung 48 bildenden Matrixschaltungen können unter Gewährleistung derselben Wirkung auch verdrahtete ODER-Schaltungen verwendet werden.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform werden die Meß-Sichtfelder für die lotrechte Reihe und die waagerechte Reihe synchron umgeschaltet, doch ist auch eine Abwandlung möglich, welche das getrennte Umschalten der lotrechten Reihe und der waagerechten Reihe zuläßt. Eine solche Abwandlung erlaubt die Prüfung einer größeren Zahl verschieden großer Ampullen.

Claims

1. Vorrichtung zur Feststellung von Fremdkörpern in Flüssigkeiten in einem durchsichtigen Gefäß (11), z. B. einer Ampulle,
mit einer Lichtquelle (26, 27) zur Beleuchtung des jeweiligen Gefäßes (11),
mit einem Lichtempfänger (29, 30), der aus mehreren übereinander angeordneten Photoempfängern (35₁-35 _n) besteht, für das durch das Gefäß (11) hindurchgelassene Licht,
und mit einer nachgeschalteten Meß- und Auswerteeinrichtung (35-52),
dadurch gekennzeichnet,
daß die lichtempfindliche Fläche des Empfängers (29) ein Meßfeld (30) aus einer Vielzahl von zweidimensional angeordneten Photoempfängern (35₁-35 _n) bildet,
daß die Größe des Meßfeldes (30) an die Größe des zu untersuchenden Gefäßes (11) mit einer Wählschaltung (48, 52) anpaßbar ist, indem sie die Anzahl der eingeschalteten Photoempfänger (35₁-35 _n) entsprechend einstellt, und
daß die Photoempfänger (35₁-35 _n) jeweils an einen Eingang von Komparatoren (41₁-41 _n) angeschlossen sind, die an ihrem anderen Eingang einen Bezugswert von einem Bezugswertgeber (42) erhalten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Photoempfänger (35₁-35 _n) Teilflächen von 0,01 bis 1 mm² haben.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ortsauflösung der Photoempfänger (35₁-35 _n) durch Wahl der optimalen Lichtempfangsfläche der Photoempfänger (35) einstellbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ortsauflösung der Photoempfänger (35₁-35 _n) durch Änderung des Vergrößerungsfaktors einer den Photoempfängern (35) vorgeschalteten Fokussierlinse (29) einstellbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ortsauflösung der Photoempfänger (35₁-35 _n) durch Anbringung einer Abschattungsmaske an einem Teil der Photoempfänger (35) einstellbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Komparatoren (41₁-41 _n) und die Photoempfänger (35₁-35 _n) jeweils Regelwiderstände (39₁-39 _n) geschaltet sind, um einheitliche Ausgangspegel für die Komparatoren (41₁-41 _n) zu liefern.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Komparatoren (41₁-41 _n) über einen Wählschalter (43) an den Bezugswertgeber (42) angeschlossen sind, mit dem verschiedene Bezugswerte zur Einstellung der Meßempfindlichkeit lieferbar sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wählschaltung (48, 52) Diodenmatrixschaltungen bzw. ODER-Schaltungen (49, 50, 51) aufweist, die so angeordnet und geschaltet sind, daß die Anzahl der verwendeten Photoempfänger (35₁-35 _n) änderbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Photoempfänger (35) in mindestens einer vertikalen Reihe (35₁-35 _n) entsprechend der maximalen Höhe des größten Gefäßes (11) übereinander angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich mindestens eine horizontale Reihe von nebeneinander angeordneten Photoempfängern (35 _m-35 _n) entsprechend der maximalen Breite des größten Gefäßes (11) vorgesehen ist, und daß das Meßfeld (30) wahlweise synchron oder getrennt für die vertikalen und horizontalen Reihen von Photoempfängern (35₁-35 _n) umschaltbar ist.