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WO1997033160A1 - Verfahren und vorrichtung zur automatischen radioskopischen qualitätskontrolle von nahrungsmitteln - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur automatischen radioskopischen qualitätskontrolle von nahrungsmitteln Download PDF

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Publication number
WO1997033160A1
WO1997033160A1 PCT/EP1997/000513 EP9700513W WO9733160A1 WO 1997033160 A1 WO1997033160 A1 WO 1997033160A1 EP 9700513 W EP9700513 W EP 9700513W WO 9733160 A1 WO9733160 A1 WO 9733160A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
food
sensor
checked
ray
charge image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP1997/000513
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Günther KOSTKA
Peter Schmitt
Randolf Hanke
Norbert Bauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority to AU16009/97A priority Critical patent/AU1600997A/en
Publication of WO1997033160A1 publication Critical patent/WO1997033160A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
    • H05G1/08—Electrical details
    • H05G1/60—Circuit arrangements for obtaining a series of X-ray photographs or for X-ray cinematography
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for automatic radioscopic quality control of foods, in particular to the automatic X-ray inspection for foreign bodies and other incorrect fillings of industrially produced foods at high object speeds by means of line or surface X-ray cameras and fast automatic image processing.
  • the packaging unit is illuminated with the food by radiation, for example an X-ray or gamma radiation, then the resulting image is imaged by means of suitable detectors or by means of a suitable detector and converted into an electronic gray-scale image, which in turn is converted is visually evaluated by human examiners or by a computer-aided automatic evaluation unit with regard to the relevant error criteria.
  • the packaging units identified as defective on the basis of the specified quality regulations are discarded accordingly.
  • Typical material flow velocities realized in the production lines are in the order of approx. 10 to 20 packaging units per second, i.e. converted in the range of conveyor belt speeds of approx. 1 m / sec to 2 m / sec with an assumed packaging extension of approx. 10 cm in the longitudinal direction of the belt. Since the production facilities are generally in operation around the clock, it is expedient to carry out the quality inspection with the same cycle times in which a foodstuff to be inspected is guided past the inspection station. It has been found that these high clock rates are no longer manageable by human auditors.
  • line cameras are used for data acquisition, the pixel information of which is read out, digitized and processed in an evaluation system in a specific line cycle.
  • a disadvantage of X-ray inspection systems used hitherto is the relatively low test speed that can be achieved, which is about 10 times lower than the production clock lies. For a 100% check, it is therefore necessary to branch the material flow and have it checked by several inspection systems. This increases the costs for quality assurance considerably, so that only a few manufacturers can operate this relatively large cost.
  • the test speed is essentially determined by the detection sensitivity of the camera system and the maximum possible line clock rate, i.e. on the readout and processing speed.
  • maximum line clock rates of approx. 200 lines / sec can be realized at approx. 1000 pixels / line and 250 mm line length.
  • a line cycle of at least 2 kHz with a line resolution of 0.5 mm is necessary. In other words, a line frequency which is a factor of 10 higher than is required by the conventional technology is required.
  • the X-ray detection sensitivity of the sensor ie the quantum yield
  • the x-ray detection sensitivity essentially depends on the active input area per pixel, ie on the pixel length and width, and on the thickness and effectiveness of the scintillator material.
  • the geometry is determined by the required image resolution parallel and perpendicular to the scanning direction. A widening of the line area would lead to a loss of spatial resolution in the vertical line direction, ie in the direction of movement.
  • the present invention is based on the object of creating a method and a device for automatic radioscopic quality control of foodstuffs which can achieve test speeds of more than 1 m / sec with a spatial resolution of approximately 0. 5 mm allows.
  • the present invention provides a method for the automatic radioscopic quality control of foodstuffs, with the following steps:
  • the present invention provides a device for carrying out the method for automatic radioscopic quality control of foods
  • a transport device that moves a food to be checked into a transport device
  • an X-ray radiation detection device by means of which a charge image can be generated from the detected X-ray radiation, which penetrates the food to be checked, by means of a sensor having a plurality of sensor elements;
  • an assessment device which assesses the quality of the food to be checked on the basis of the charge image
  • control device which, depending on the assessment of the quality of the food to be checked, generates a signal which causes the food to be separated.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the acquisition of a charge image of a food to be checked according to the present invention
  • FIG. 2 shows a basic diagram of a device for radiological quality control of foods by means of a TDI X-ray line camera
  • FIG 3 shows a preferred exemplary embodiment of the device according to the invention for automatic quality control of foods.
  • FIG. 1b shows an X-ray radiation source (RQ) 100 and an X-ray camera (RK) 102.
  • the x-ray source 100 emits x-rays, which is schematically represented by the arrow 100a in FIG. 1b). It is Obviously, the X-ray source 100 emits a large number of X-rays, however, in order to maintain clarity, no further X-rays have been shown, since these are not necessary for the following explanation of the functional principle of the present invention.
  • the x-ray camera 102 has a plurality of sensor elements (A, B, C) 102a-102c.
  • a foodstuff 104 to be checked which is arranged, for example, within a metallic can, is moved between the x-ray source 100 and the x-ray camera 102 in a direction of movement, which is indicated by the arrow 106.
  • the food 104 is penetrated by the X-ray beam 100a and the sensor element (A) 102a generates a charge from the X-ray beam incident on the sensor element.
  • FIG. 1 a shows the sensor 108 of the X-ray camera 102 in more detail, which comprises a plurality of lines, in the illustrated case three lines.
  • the sensor element (A) which is illuminated by the X-ray beam 100a, stores a partial charge 110, which is represented by the black area in the sensor element (A).
  • FIG. 1 d the situation results, which is shown in FIG. 1 d), in which the food 104 is penetrated by a first X-ray beam 100a and a second X-ray beam 100b .
  • two sensor elements (A, B) 102a, 102b receive the rays 100a, 100b which penetrate the food 104.
  • the designation of the individual sensor elements 102a-102c with (A) or (B) serve to clarify the method according to the invention.
  • FIG. 1 c the partial charge 110 shown in FIG.
  • sensor element (A) 102a in the sensor element (A) 102a is now shifted into the sensor element 102b, but for clarification is still referred to as sensor element (A).
  • Sensor element • 102a which is now referred to as sensor element (B), in turn converts a received X-ray beam 100a into a partial charge 110, as shown in FIG. 1 c).
  • FIGS. 1 e) and 1 f) show a further situation in which the food 104 is completely between the X-ray source 100 and the X-ray camera 102.
  • the partial charges 110, 112 located in FIGS. 1 c) and 1 d) of the sensor element 102b and 102a are shifted into the sensor elements 102c and 102b, and the partial charges generated by the respective sensor elements 102b and 102c already become those Partial loads located in the sensor elements are added, so that the situation arises as shown in FIG. 1e).
  • the sensor element (A) now contains an added partial charge 114, which results from the partial charges 110 and 112 and from the newly generated charge due to the incidence of the X-ray beam 100c on the sensor element 102c.
  • the partial charges 110 and 112 are generated in the sensor elements (B) and (C) in the manner described above.
  • the rows I-III shown in FIG. 1 a), c), f) thus result.
  • line I is read out from the sensor and the information represented by the charge 114 is made available to an image processing system.
  • the basis of the method according to the invention for the radioscopic quality control of foods at high belt speeds is the use of X-ray line cameras which are based on CCD area sensors and work in the so-called TDI mode.
  • the electrical charges generated by the radiation are in the individual pixels (pixels, which are represented in FIG. 1 by sensor elements (A), (B) and (C) ), which represent the image information, on the surface sensor 108 during the irradiation in synchronism with the object 104, ie with the corresponding direction 106 and speed, perpendicular to the line direction, also moved over all the image lines I, II, III and added up.
  • the image information is then read out line by line and made available to an image processing system.
  • the active input area of the sensor 108 increases from a single line, as is present in a conventional line sensor, to almost any number of lines, depending on the sensor type selected. Accordingly, the input sensitivity of the signal-to-noise ratio also increases with otherwise identical exposure conditions.
  • An x-ray source 100 emits an x-ray radiation 100a, 100b which penetrates an object 104.
  • the x-ray camera 102 comprises an input window which is defined by an aperture 116, behind which a scintillator layer 118 is arranged, which contains the x-ray radiation impinging on it changes into visible light.
  • the light emitted by the scintillator layer 118 is imaged onto an optical input window 122 by means of a fiber optic 120.
  • the generated light reaches the CCD sensor 124 from the optical input window 122.
  • Control electronics 126 are provided in the X-ray camera 102, which controls the readout method from the CCD sensors 124 described above with reference to FIG. 1.
  • the light-sensitive CCD sensor surface 124 can be coupled to the scintillator-coated X-ray-sensitive input screen 118 by means of a conventional X-ray image intensifier technology or by other light-transmitting imaging components.
  • the geometry of the coupling element 120 any uni- or biaxial enlargement or reduction of the active input surface can be achieved within certain limits without the CCD sensor surface itself having to be changed to this size. This enables the high readout speed of CCD sensors of approximately 10 MHz to be used, so that the required feed and line read cycles can be realized in this way.
  • TDI-CCD sensors thus enables simultaneously high line feed and read speeds with high input sensitivity and a correspondingly adapted input area.
  • the data material obtained by the TDI-CCD X-ray camera in the manner described above can, after an analog-to-digital conversion, directly from a correspondingly powerful computer system either line by line (one-dimensional or two-dimensional) by means of suitable algorithms corresponding error criteria are checked.
  • the computer takes over both the image evaluation and the control of the corresponding hardware components, the removal and communication with a computer network. Factory of the quality system for permanent error feedback. For extremely computing-intensive evaluation algorithms, the system can also be expanded by additional image processing hardware.
  • the performance and reliability of the algorithms for error detection are essential for the evaluation of a method and a device for automatic quality control of foods.
  • error criteria such as Foreign bodies, water filling or underfilling
  • the most important type of error is the presence of foreign bodies in the food.
  • Foreign bodies usually cause due to the higher radiation attenuation coefficients of the materials, e.g. Metal, glass, ceramic, stone, compared to the food, which generally consists of over 90% water, reduced radiation intensities at the detector and can be determined by the difference in contrast generated, i.e. through darker areas in the image, recognize and classify.
  • FIG. 3 shows a device for the automatic radio-scopic quality control of animal feed cans 104, which have a diameter of 100 mm and a height of 170 mm.
  • the test cycle to be implemented is 10 cans / sec, which leads to a belt speed of the transport device 128 of 1 m / sec when the cans 104 are guided individually.
  • foreign bodies made of metal, glass, stone or ceramic with a minimum expansion of 1 mm, as well as an insufficient filling, ie incorrect filling, and a water filling can be detected.
  • the cans 104 stand vertically on the conveyor belt 128 and are occasionally guided by a pressure radiation arrangement.
  • the x-ray line camera 102 is arranged such that its longitudinal orientation is perpendicular to the direction of movement and parallel to the can axis.
  • the beam entry window is parallel to the direction of movement next to the band 128.
  • the x-ray source 100 is directly opposite the line camera 102 on the other side of the band 128.
  • the x-ray beam is oriented perpendicular to the band movement, the beam focal point being just above the band plane, see above that the can base is irradiated almost in parallel in order to make it possible to image foreign bodies that have sunk onto the base without being switched off by the can base.
  • approximate parallel beam geometry i.e.
  • the cans 104 are guided as close as possible, preferably about 6 cm, past the line camera 102 on the belt 128, so that there is a magnification value of about 1.1 results.
  • the resolution is almost independent of the focal spot size of the X-ray source 102 and is essentially determined by the pixel size of the X-ray camera 102.
  • a suitable light coupling component between the X-ray-sensitive input screen (118, FIG. 2) of 200 mm in length and the actual sensor surface which in a preferred exemplary embodiment is 1024 x 256 pixels with a pixel area of 26 ⁇ m x 26 ⁇ m and a length of 27 mm and a width of 6.7 mm
  • an obliquely cut fiber optic is used, as is shown for example in FIG.
  • a grouping of groups, which is also referred to as binning, of three successive pixels each when reading out the line leads to an effective pixel size of 885 ⁇ m on the input screen and of approximately 530 ⁇ m on the object.
  • the line feed speed on the sensor 108 is determined from the object speed multiplied by the magnification factor. Since the pixels cannot be enlarged in the direction perpendicular to the line, the direction of movement of the cans 104, 20 lines on the TDI sensor can be combined into an effective line by simple addition before reading, which is also called 16 - is called line binning.
  • the effective line width in this case is 520 ⁇ m or 470 ⁇ m on the object, i.e. on the can 104.
  • the TDI sensor described above has 256 lines, with a line width of 26 ⁇ m resulting in a total width of approximately 6.7 mm. Compared to a standard line width of 0.5 mm, this means an enlargement of the active input area and thereby an increase in sensitivity and a factor of approx. 13.3 without impairing the spatial resolution.
  • an evaluation device 130 which executes an evaluation algorithm which enables a qualitative evaluation of the three-dimensional extent and the absorption properties of a foreign body, regardless of its relative position and orientation.
  • the recorded data are first corrected for the mean, so that the shape-related thickness variation has no influence on the intensity values.
  • all pixels of a line with an intensity value smaller than a certain lower bound are added up, namely both the number of pixels and the amount of the intensity difference from the mean.
  • the evaluation result of a line is the expansion of a potential tial foreign body along the line and the strength of the intensity attenuation, which depends on the depth and the beam attenuation coefficient of the material. If this evaluation is repeated for all successive lines, an integral value results over the entire error. If there are several foreign bodies, they can be selected accordingly and evaluated separately.
  • a can that is only filled with water, for example, can be detected within the rows by the absence of the intensity modulation that normally occurs due to the inhomogeneity of the can content.
  • A can, for example, which is only partially filled, can be detected by the resulting jump in intensity to high values within the lines in a defined range, within which no such jump is normally to be expected.
  • FIG. 3 also shows a control device 132 which, depending on the result of the evaluation, outputs a signal in the evaluation device 130, which causes a processing stage following the quality control to reject the can 104 classified as defective.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur automatischen radioskopischen Qualitätskontrolle von Nahrungsmitteln (104) wird ein zu kontrollierendes Nahrungsmittel (104) an einer Röntgenstrahlungsquelle (100) vorbeigeführt und die das zu kontrollierende Nahrungsmittel (104) durchdringende Röntgenstrahlung (100a-100c) wird erfasst. Aus der erfassten Röntgenstrahlung (100a-100c) wird ein Ladungsbild mittels eines mehrere Sensorelemente (102a-102c) aufweisenden Sensors (108) erzeugt, durch Verschieben von erzeugten Ladungen (110, 112, 114) über mehrere Sensorelemente (102a-102c) synchron mit einer Bewegungsrichtung (106) und einer Bewegungsgeschwindigkeit des auf den Sensor (108) abgebildeten, zu kontrollierenden Nahrungsmittels (104) und durch Aufaddieren der von den Sensorelementen (102a-102c) erzeugten Teilladungen zu dem Ladungsbild. Anschliessend erfolgt die Beurteilung des zu kontrollierenden Nahrungsmittels anhand des Ladungsbildes.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur automatischen radioskopischen Qualitätskontrolle von Nahrungsmitteln
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zur automatischen radioskopischen Qua¬ litätskontrolle von Nahrungsmitteln, insbesondere auf die automatische Röntgeninspektion auf Fremdkörper und sonstige Fehlfüllungen von industriell erzeugten Nahrungsmitteln bei hohen Objektgeschwindigkeiten mittels Zeilen- oder Flächen- röntgenkameras und schneller automatischer Bildverarbeitung.
Bei der industriellen Produktion von Nahrungsmitteln kann es vor oder während des AbfüllVorgangs zu einer Beimischung von Fremdkörpern oder zu einer sonstigen Fehlfüllung, wie bei¬ spielsweise zu einer zu geringen Füllmenge oder einer Was¬ serfüllung, kommen. Kommt es beim Verzehr von gesundheits¬ schädlichen Fremdkörpern in den Nahrungsmitteln zu Verlet¬ zungen, so führt dies zu Regressansprüchen des Verbrauchers gegenüber dem Hersteller. Um die einwandfreie Qualität der Erzeugnisse sicherzustellen, gegen heutzutage viele Her¬ steller dazu über, ihre Produkte einer 100%-igen Qualitäts¬ kontrolle hinsichtlich der Beimischung von Fremdkörpern bzw. einer Fehlfüllung zu unterziehen.
Bei Nahrungsmitteln, die aufgrund ihrer Verpackung oder Kon¬ sistenz mit herkömmlichen Verfahren, wie z. B. einer op¬ tischen Prüfung oder einer Prüfung mittels Ultraschall, nicht prüfbar sind, z.B. Konservendosen oder ähnliches, wer¬ den zunehmend radioskopische Prüfverfahren angewendet. Da auftretende Fremdkörper in dem Nahrungsmittel im allgemeinen aus Materialien mit im Vergleich zu Nahrungsmitteln selbst höheren Strahlungsschwächungs-Koeffizienten bestehen, können diese anhand von in einem Durchstrahlbild bzw. Ladungsbild auftretenden Grauwertunterschieden erkannt und klassifiziert werden. Hierbei wird die Verpackungseinheit mit dem Nah¬ rungsmittel von einer Strahlung, z.B. einer Röntgen- oder Gammastrahlung, durchleuchtet, anschließend wird das ent¬ stehende Bild mittels geeigneter Detektoren bzw. mittels eines geeigneten Detektors abgebildet und zu einem elek¬ tronischen Grauwertbild umgewandelt, welches wiederum visu¬ ell durch menschliche Prüfer oder durch eine rechnerge¬ stützte automatische Auswerteeinheit hinsichtlich der rele¬ vanten Fehlerkriterien bewertet wird. Die aufgrund der vor¬ gegebenen Qualitätsvorschriften als fehlerhaft erkannten Verpackungseinheiten werden entsprechend ausgesondert.
Typische realisierte Materialflußgeschwindigkeiten in den Produktionslinien liegen in der Größenordnung von ca. 10 bis 20 Verpackungseinheiten pro Sekunde, d.h. umgerechnet im Be¬ reich von Transportbandgeschwindigkeiten von ca. 1 m/sek bis 2 m/sek bei einer angenommenen Verpackungsausdehnung ca. 10 cm in Längsrichtung des Bandes. Da die Produktionsanlagen im allgemeinen rund um die Uhr in Betrieb sind, ist es günstig, die Qualitätsprüfung mit den gleichen Taktzeiten durchzufüh¬ ren, in denen ein zu prüfendes Nahrungsmittel an der Prüf- stelle vorbeigeführt wird. Es hat sich herausgestellt, daß diese hohen Taktraten nicht mehr von menschlichen Prüfern bewältigbar sind.
Schnell bewegte Objekte können aufgrund von Verwischungs¬ effekten nur schlecht von Flächenbildsensoren scharf abge¬ bildet werden. Daher werden in solchen Fällen für die Daten¬ aufnahme sogenannte Zeilenkameras eingesetzt, deren Pixelin¬ formation in einem bestimmten Zeilentakt ausgelesen, digita¬ lisiert und in einem Auswertesystem verarbeitet wird.
Ein Nachteil von bisher verwendeten Röntgeninspektionsanla- gen besteht in der relativ geringen realisierbaren Prüfge¬ schwindigkeit, die um ca. Faktor 10 unter dem Produktions- takt liegt. Für eine 100%-ige Prüfung ist es daher notwen¬ dig, den Materialfluß zu verzweigen und durch mehrere In¬ spektionsanlagen prüfen zu lassen. Dies erhöht die Kosten für die Qualitätssicherung erheblich, so daß nur wenige Her¬ steller diesen relativ großen Kostenaufwand betreiben kön¬ nen.
Die Prüfgeschwindigkeit wird im wesentlichen von der Detek- tionsempfindlichkeit des Kamerasystems und der maximal mög¬ lichen Zeilentaktrate bestimmt, d.h. von der Auslese- und Verarbeitungsgeschwindigkeit. Mit herkömmlichen Röntgenzei- lenkameras lassen sich maximale Zeilentaktraten von ca. 200 Zeilen/sek bei ca. 1000 Pixel/Zeile und 250 mm Zeilenlänge realisieren. Um Fremdkörper mit einer minimalen Ausdehnung von 1 mm in Bewegungsrichtung bei einer Objektgeschwindig¬ keit von 1 m/sek zu detektieren, ist ein Zeilentakt von min¬ destens 2 kHz bei einer Zeilenauflösung von 0,5 mm erforder¬ lich. Mit anderen Worten ist eine um einen Faktor 10 höhere Zeilenfrequenz erforderlich, als sie durch die herkömmliche Technik ermöglicht wird.
Bei der Röntgenuntersuchung sollte die Röntgendetektions- empfindlichkeit des Sensors, d.h. die Quantenausbeute, mög¬ lichst hoch sein, um kurze Belichtungszeiten bei geringen Röntgenstrahlintensitäten bei genügendem Signal-Rausch-Ver¬ hältnis (SNR) zu ermöglichen. Die Röntgendetektionsempfind¬ lichkeit hängt im wesentlichen ab von der aktiven Eingangs¬ fläche pro Bildpunkt, d.h. von der Pixellänge und -Breite, und von der Dicke und Effektivität des Szintillator-Mate- rials. Die Geometrie wird bei einer herkömmlichen Zeilen¬ kamera durch die geforderte Bildauflösung parallel und sen¬ krecht zur Abtastrichtung bestimmt. Eine Verbreiterung der Zeilenfläche würde zu einem Verlust an Ortsauflösung in senkrechter Zeilenrichtung, d.h. in Bewegungsrichtung, füh¬ ren. Die durch die erforderliche Empfindlichkeit und Abbil¬ dungseigenschaften bestimmte Geometrie des verwendeten Zei¬ lendetektors führt zu einer relativ großen elektrischen Ka¬ pazität des Sensors, die ein Auslesen der Pixelinformation bei höheren Frequenzen praktisch verhindert. Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß mit der herkömmlichen Zeilen- kameratechnik ein Kompromiß zwischen einer möglichst großen Eingangsflache für eine hohe Empfindlichkeit und möglichst kleinen Abmessung der Ziele für eine hohe Auslesegeschwin¬ digkeit und Ortsauflösung gefunden werden muß. Dieser Kon¬ flikt verhindert im allgemeinen den Einsatz bei entsprechend hohen Auslesegeschwindigkeiten, wie sie für die Nahrungsmit¬ telprüfung oder sonstige Hochgeschwindigkeitsprüfaufgaben erforderlich ist.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegen¬ den Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen radioskopischen Qualitätskon¬ trolle von Nahrungsmitteln zu schaffen, das Prüfgeschwindig- keiten von mehr als 1 m/sek bei einer Ortsauflösung von etwa 0,5 mm ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Verfahren gemäß Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 9 gelöst.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur automa¬ tischen radioskopischen Qualitätskontrolle von Nahrungs¬ mitteln, mit folgenden Schritten:
- Vorbeiführen eines zu kontrollierenden Nahrungsmittels an einer Röntgenstrahlungsquelle;
Erfassen der Röntgenstrahlung, die das zu kontrollierende Nahrungsmittel durchdringt;
Erzeugen eines Ladungsbildes aus der erfaßten Röntgen¬ strahlung mittels eines mehrere Sensorelemente aufweisen¬ den Sensors, wobei das Erzeugen des Ladungsbildes folgen¬ de Schritte umfaßt:
— Verschieben der erzeugten Ladungen über mehrere Sen¬ sorelemente synchron mit einer Bewegungsrichtung und Bewegungsgeschwindigkeit des auf den Sensor abgebil¬ deten, zu kontrollierenden Nahrungsmittels; und
— Aufaddieren der von den Sensorelementen erzeugten Teilladungen zu dem Ladungsbild; und
Beurteilen der Qualität des zu kontrollierenden Nahrungs¬ mittels anhand des Ladungsbildes.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens zur automatischen radioskopischen Qualitätskontrolle von Nahrungsmitteln, mit
einer Transporteinrichtung, die ein zu kontrollierendes Nahrungsmittel in eine Transporteinrichtung bewegt;
einer Röntgenstrahlungsquelle, die das zu kontrollierende Nahrungsmittel bestrahlt;
einer Röntgenstrahlungserfassungseinrichtung, mittels der ein Ladungsbild aus der erfaßten Röntgenstrahlung, die das zu kontrollierende Nahrungsmittel durchdringt, mit¬ tels eines mehrere Sensorelemente aufweisenden Sensors erzeugbar ist;
eine Beurteilungseinrichtung, die anhand des Ladungsbil¬ des die Qualität des zu kontrollierenden Nahrungsmittels beurteilt; und
eine Steuerungseinrichtung, die abhängig von der Beurtei¬ lung der Qualität des zu kontrollierenden Nahrungsmittels ein Signal erzeugt, das eine Aussonderung des Nahrungs¬ mittels bewirkt.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt die Er¬ zeugung eines Ladungsbildes mittels einer TDI-Röntgenzeilen- kamera (TDI = Time Delayed Integration = Zeitverzögerte In¬ tegration) . Bevorzugte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
Anhand der beiliegenden Zeichnungen werden nachfolgend be¬ vorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Diagramm, das die Erfassung eines Ladungsbildes eines zu kontrollierenden Nahrungsmit¬ tels gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 2 ein prinzipielles Diagramm einer Vorrichtung zur ra¬ dioskopischen Qualitätskontrolle von Nahrungsmitteln mittels einer TDI-Röntgenzeilenkamera; und
Fig. 3 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungs¬ gemäßen Vorrichtung zur automatischen Qualitätskon¬ trolle von Nahrungsmitteln.
In der nachfolgenden Beschreibung anhand der beiliegenden Zeichnungen werden in den einzelnen Zeichnungen gleiche Ele¬ mente mit denselben Bezugszeichen versehen.
Anhand der Fig. 1 wird nachfolgend das erfindungsgemäße Ver¬ fahren zur automatischen radioskopischen Qualitätskontrolle von Nahrungsmitteln näher beschrieben. In Fig. 1 a) , c) , e) sind drei Zeilen I-III eines Sensors einer Röntgenzeilenka- mera dargestellt, und in Fig. 1 b) , d) , f) sind schematische Darstellungen einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Ladungs¬ bildes dargestellt, wobei in den Fig. 1 b) , d) f) der Durch¬ lauf eines zu kontrollierenden Nahrungsmittels schematisch dargestellt ist.
In Fig. 1 b) ist eine Röntgenstrahlungsquelle (RQ) 100 sowie eine Röntgenkamera (RK) 102 dargestellt. Die Röntgenquelle 100 strahlt eine Röntgenstrahlung aus, die in Fig. 1 b) schematisch durch den Pfeil 100a dargestellt ist. Es ist offensichtlich, daß die Röntgenquelle 100 eine Vielzahl von Röntgenstrahlen aussendet, jedoch wurde zur Wahrung der Übersichtlichkeit auf die Darstellung weiterer Röntgenstrah¬ len verzichtet, da diese zur nachfolgenden Erläuterung des Funktionsprinzips der vorliegenden Erfindung nicht erfor¬ derlich sind. Die Röntgenkamera 102 weist eine Mehrzahl von Sensorelementen (A,B,C) 102a-102c auf. Ein zu kontrollieren¬ des Nahrungsmittel 104, das beispielsweise innerhalb einer metallischen Dose angeordnet ist, wird zwischen der Röntgen¬ quelle 100 und der Röntgenkamera 102 in einer Bewegungsrich¬ tung, die durch den Pfeil 106 bezeichnet ist, hindurchbe¬ wegt.
Wie es in Fig. 1 b) dargestellt ist, wird in diesem Fall das Nahrungsmittel 104 von dem Röntgenstrahl 100a durchdrungen und das Sensorelement (A) 102a erzeugt aus dem auf das Sen¬ sorelement einfallenden Röntgenstrahl eine Ladung. Dies ist detaillierter in Fig. 1 a) dargestellt, die den Sensor 108 der Röntgenkamera 102 detaillierter zeigt, der eine Mehrzahl von Zeilen, im dargestellten Fall von drei Zeilen, umfaßt. Das Sensorelement (A) , das durch den Röntgenstrahl 100a be¬ lichtet wird, speichert eine Teilladung 110, die durch den schwarz ausgefüllten Bereich in dem Sensorelement (A) darge¬ stellt ist.
Wird das Nahrungsmittel 104 nun weiter zwischen Röntgenquel¬ le 100 und der Röntgenkamera 102 bewegt, so ergibt sich die Situation, die in Fig, 1 d) dargestellt ist, bei der das Nahrungsmittel 104 von einem ersten Röntgenstrahl 100a und einem zweiten Röntgenstrahl 100b durchdrungen wird. In die¬ sem Fall empfangen zwei Sensorelemente (A,B) 102a, 102b die Strahlen 100a, 100b, die das Nahrungsmittel 104 durchdrin¬ gen. Es wird darauf hingewiesen, daß die Bezeichnung der einzelnen Sensorelemente 102a-102c mit (A) bzw. (B) zur Ver¬ deutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienen. Wie es in Fig. 1 c) zu sehen ist, wird die in Fig. 1 a) darge¬ stellte Teilladung 110 im Sensorelement (A) 102a nun in das Sensorelement 102b verschoben, das jedoch zur Verdeutlichung weiterhin als Sensorelement (A) bezeichnet wird. Das Sensor¬ element• 102a, das nun als Sensorselement (B) bezeichnet wird, wandelt einen empfangenen Röntgenstrahl 100a wiederum in eine Teilladung 110 um, wie es in Fig. 1 c) dargestellt ist. Um dies zu ermöglichen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung die in Fig. 1 a) dargestellte Teilladung 110 im Sensorelement 102a synchron mit der Bewegungsrichtung 106 und der Bewegungsgeschwindigkeit des Nahrungsmittels 104 aus dem Sensorelement 102a in das Sensorelement 102b verschoben, und die durch das Sensorelement 102b erfaßte Ladung wird zu der bereits in dem Sensorelement 102b befindlichen Teilla¬ dung hinzuaddiert bzw. die Teilladungen 110, 112 werden auf- integriert, so daß sich eine addierte Ladung 112, die durch den ausgefüllten Bereich des Sensorelements 102b in Fig. 1 c) dargestellt ist, ergibt.
In den Fig. 1 e) und 1 f) ist eine weitere Situation darge¬ stellt, in der sich das Nahrungsmittel 104 vollständig zwi¬ schen der Röntgenquelle 100 und der Röntgenkamera 102 befin¬ det. Die in den Fig. 1 c) und 1 d) des Sensorelements 102b bzw. 102a befindlichen Teilladung 110, 112 werden in die Sensorelemente 102c bzw. 102b verschoben, und die durch die jeweiligen Sensorelemente 102b und 102c erzeugten Teilla¬ dungen werden zu den bereits in den Sensorelementen befind¬ lichen Teilladungen hinzuaddiert, so daß sich die Situation ergibt, wie sie in Fig. 1 e) dargestellt ist. Das Sensorele¬ ment (A) enthält nun eine addierte Teilladung 114, die sich aus den Teilladungen 110 und 112 sowie aus der neu erzeugten Ladung durch den Einfall des Röntgenstrahls 100c auf das Sensorelement 102c ergibt. Die Erzeugung der Teilladungen 110 und 112 in den Sensorelementen (B) und (C) ergibt sich auf die oben beschriebene Art und Weise. Somit ergeben sich die in Fig. 1 a) , c) , f) dargestellten Zeilen I-III. Nach dem in Fig. 1 dargestellten Zustand erfolgt ein Auslesen der Zeile I aus dem Sensor und ein Bereitstellen der durch die Ladung 114 dargestellten Information an ein Bildverarbei¬ tungssystem. Es wird darauf hingewiesen, daß anhand der Fig. 1 lediglich beispielhaft das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben wur¬ de, insbesondere wurde zur Vereinfachung der Beschreibung ein Sensor mit lediglich drei Zeilen und drei Sensorelemen¬ ten angenommen, wobei es offensichtlich ist, daß eine tat¬ sächliche Röntgenkamera eine Vielzahl von Sensorelementen und Zeilen aufweist.
Mit anderen Worten ausgedrückt, ist die Grundlage des erfin¬ dungsgemäßen Verfahrens zur radioskopischen Qualitätskon¬ trolle von Nahrungsmitteln bei hohen Bandgeschwindigkeiten der Einsatz von Röntgenzeilenkameras, die auf CCD-Flächen¬ sensoren basieren und in dem sogenannten TDI-Modus arbeiten. Wie es anhand der Fig. 1 bereits beschrieben wurde, werden dabei die durch die Strahlung erzeugten elektrischen La¬ dungen in den einzelnen Bildpunkten (Pixel, die in Fig. 1 durch die Sensorelemente (A) , (B) und (C) dargestellt sind) , die die Bildinformation darstellen, auf dem Flächensensor 108 während der Bestrahlung synchron zum Objekt 104, d.h. mit entsprechender Richtung 106 und Geschwindigkeit, senk¬ recht zur Zeilenrichtung über alle Bildzeilen I,II,III mit¬ bewegt und aufsummiert. Anschließend wird die Bildinforma¬ tion zeilenweise ausgelesen und einem Bildverarbeitungssy¬ stem bereitgestellt. Hierdurch vergrößert sich die aktive Eingangsfläche des Sensors 108 von einer einzigen Zeile, wie sie bei einem herkömmlichen Zeilensensor vorliegt, auf nahe¬ zu beliebig viele Zeilen, abhängig vom gewählten Sensortyp. Dementsprechend erhöht sich auch die Eingangsempfindlichkeit des Signal-Rausch-Verhältnis bei ansonsten gleichen Belich¬ tungsbedingungen.
Anhand der Fig. 2 wird nachfolgend eine Vorrichtung näher beschrieben, die eine TDI-Röntgenzeilenkamera verwendet. Eine Röntgenquelle 100 strahlt eine Röntgenstrahlung 100a, 100b aus, die ein Objekt 104 durchdringt. Die Röntgenkamera 102 umfaßt ein Eingangsfenster, das durch eine Blende 116 definiert ist, hinter der eine Szintillatorschicht 118 ange¬ ordnet ist, die die auf diese auftreffende Röntgenstrahlung in sichtbares Licht wandelt. Mittels einer Fiberoptik 120 wird das von der Szintillatorschicht 118 ausgestrahlte Licht auf ein optisches Eingangsfenster 122 abgebildet. Von dem optischen Eingangsfenster 122 gelangt das erzeugte Licht auf einen CCD-Sensor 124. Eine Steuerelektronik 126 ist in der Röntgenkamera 102 vorgesehen, die das oben anhand der Fig. 1 beschriebene Ausleseverfahren aus den CCD-Sensoren 124 steu¬ ert.
Neben der anhand der Fig. 2 beschriebenen Fiberoptik 120 kann die Kopplung der lichtempfindlichen CCD-Sensorfläche 124 mit dem Szintillator-beschichteten Röntgen-empfindlichen Eingangsschirm 118 durch eine herkömmliche Röntgenbildver- stärker-Technologie oder durch sonstige lichtübertragende abbildende Komponenten erfolgen. Durch die Wahl der Geome¬ trie des Kopplungselements 120 kann innerhalb von bestimmten Grenzen eine beliebige uni- oder biaxiale Vergrößerung oder Verkleinerung der aktiven Eingangsfläche erreicht werden, ohne daß die CCD-Sensorfläche selbst auf diese Größe verän¬ dert werden muß. Dies ermöglicht es, daß die hohe Auslese¬ geschwindigkeit von CCD-Sensoren von etwa 10 MHz ausgenutzt werden kann, so daß sich hierdurch die geforderten Vorschub- und Zeilenauslesetakte realisieren lassen.
Der Einsatz von TDI-CCD-Sensoren ermöglicht somit gleichzei¬ tig hohe Zeilenvorschub- und Auslesegeschwindigkeiten bei hoher Eingangsempfindlichkeit und entsprechend angepaßter Eingangsflache.
Das durch die TDI-CCD-Röntgenkamera auf die oben beschriebe¬ ne Art und Weise gewonnen Datenmaterial kann nach einer Ana- log-Digital-Wandlung direkt von einem entsprechend lei¬ stungsfähigen Rechnersystem entweder zeilenweise (eindimen¬ sional oder zweidimensional) mittels geeigneter Alogrithmen auf entsprechende Fehlerkriterien hin überprüft werden. Der Rechner übernimmt hierbei sowohl die Bildauswertung als auch die Steuerung der entsprechenden Hardware-Komponenten, der Ausschleusung und der Kommunikation mit einem Rechnernetz- werk des Qualtitässystems zur permanenten Fehlerrückmeldung. Für extrem rechenintensive Auswertealgorithmen kann das Sy¬ stem auch durch zusätzliche Bildverarbeitungshardware erwei¬ tert werden.
Neben der zu realisierenden Auslesegeschwindigkeit ist für die Bewertung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur automatischen Qualitätskontrolle von Nahrungsmitteln die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit der Algorithmen zur Fehlererkennung wesentlich. Unter den Fehlerkriterien, wie z.B. Fremdkörper, Wasserfüllung oder Unterfüllung, ist der wichtigste Fehlertyp die Anwesenheit von Fremdkörpern in dem Nahrungsmittel. Aufgrund der gewöhnlichen Inhomogenität der Nahrungsmittel, wie z.B. Knochen- und Knorpelanteile im Hun¬ defutter, stellt sich das Problem, diese absichtlich einge¬ brachten Bestandteile von tatsächlichen Fremdkörpern zu se¬ lektieren. Fremdkörper bewirken in der Regel aufgrund der höheren Strahlungsschwächungs-Koeffizienten der Materialien wie z.B. Metall, Glas, Keramik, Stein, gegenüber dem Nah¬ rungsmittel, das in der Regel zu über 90% aus Wasser be¬ steht, verminderte Strahlungsintensitäten am Detektor und lassen sich durch den erzeugten Kontrastunterschied, d.h. durch dunklere Bereiche im Bild, erkennen und klassifizie¬ ren.
Nachfolgend wird anhand der Fig. 3 ein bevorzugtes Ausfüh¬ rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher beschrieben. Die Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung zur automatischen radio¬ skopischen Qualitätskontrolle von Tierfutterdosen 104, die einen Durchmesser von 100 mm und eine Höhe von 170 mm haben. Der zu realisierende Prüftakt liegt bei 10 Dosen/sek, was bei einer vereinzelten Führung der Dosen 104 zu einer Band¬ geschwindigkeit der Transporteinrichtung 128 von 1 m/sek führt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sollen Fremdkörper aus Me¬ tall, Glas, Stein oder Keramik von minimal 1 mm Ausdehnung, sowie eine zu geringe Füllung, d.h. eine Fehlfüllung, und eine Wasserfüllung erfaßt werden.
Die Dosen 104 stehen senkrecht auf dem Transportband 128 und werden vereinzelt durch eine Druckstrahlungsanordnung ge¬ führt. Die Röntgenzeilenkamera 102 ist derart angeordnet, daß ihre Längsausrichtung senkrecht zur Bewegungsrichtung und parallel zur Dosenachse steht. Das Strahleintrittsfen¬ ster steht parallel zur Bewegungsrichtung neben dem Band 128. Die Röntgenquelle 100 steht der Zeilenkamera 102 direkt gegenüber auf der anderen Seite des Bandes 128. Der Röntgen¬ strahl ist senkrecht zur Bandbewegung ausgerichtet, wobei der Strahlbrennpunkt knapp über der Bandebene liegt, so daß der Dosenboden fast parallel durchstrahlt wird, um auf den Boden abgesunkene Fremdkörper ohne Abschaltung durch den Do¬ senboden abbildbar zu machen. In näherungsweiser Parallel¬ strahlgeometrie, d.h. der Abstand zwischen Quelle und Dose ist wesentlich größer als die Höhe der Dosen, werden die Do¬ sen 104 auf dem Band 128 möglichst nahe, bevorzugterweise ca. 6 cm, an der Zeilenkamera 102 vorbeigeführt, so daß sich ein Vergrößerungswert von etwa 1,1 ergibt. Dabei ist das Auflösungsvermögen nahezu unabhängig von der Brennfleckgröße der Röntgenquelle 102 und wird im wesentlichen von der Pixelgröße der Röntgenkamera 102 bestimmt.
Die geforderte Bandgeschwindigkeit (lm/sek) und die gefor¬ derte Detailauflösung (0,5mm/Pixel) erzwingt bei der Ver¬ größerung um den Faktor 1,1 einen effektiven Zeilenauslese- takt mit mindestens 2,2 kHz. Als geeignete Lichtkopplungs¬ komponente zwischen dem röntgenempfindlichen Eingangsschirm (118, Fig. 2) von 200 mm Länge und der eigentlichen Sensor¬ fläche, die bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel 1024 x 256 Pixel mit einer Pixelfläche von 26 μm x 26 μm, einer Länge von 27 mm und einer Breite von 6,7 mm aufweist, wird eine schräg angeschnittene Fiberoptik verwendet, wie sie beispielsweise in Fig. 2 dargestellt ist, die eine uniaxia¬ le, also eindimensionale Vergrößerung der Sensoreingangs¬ fläche um den Faktor 7,5 bewirkt, was bedeutet, daß die ein¬ zelnen Pixel entsprechend in Zeilenrichtung von 26 μm auf 195 μm vergrößert werden. Eine gruppenweise Zusammenfassung, was auch als Binning bezeichnet wird, von je drei aufeinan¬ derfolgenden Pixeln beim Auslesen der Zeile führt zu einer effektiven Pixelgröße von 885 μm auf dem Eingangsschirm und von ca. 530 μm am Objekt.
Die Zeilenvorschubgeschwindigkeit auf dem Sensor 108 wird aus der Objektgeschwindigkeit multipliziert mit dem Vergrö¬ ßerungsfaktor bestimmt. Da die Pixel in der zur Zeile senk¬ rechten Richtung, der Bewegungsrichtung der Dosen 104 nicht vergrößert werden können, können 20 Zeilen auf dem TDI-Sen- sor vor dem Auslesen zu jeweils einer effektiven Zeile durch einfache Addition zusammengefaßt werden, was auch als 16- faches Zeilen-Binning bezeichnet wird. Die effektive Zeilen¬ breite liegt in diesem Fall bei 520 μm bzw. bei 470 μm am Objekt, d.h. an der Dose 104.
Der oben beschriebene TDI-Sensor besitzt 256 Zeilen, wobei sich bei einer Zeilenbreite von 26 μm eine Gesamtbreite von ca. 6,7 mm ergibt. Gegenüber einer standardmäßigen Zeilen¬ breite von 0,5 mm bedeutet dies eine Vergrößerung der akti¬ ven Eingangsfläche und dadurch eine Erhöhung der Empfind¬ lichkeit und einen Faktor von ca. 13,3 ohne Beeinträchtigung der Ortsauflösung.
Bei dem oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Auswerteinrichtung 130 vorgesehen, die einen Aus¬ wertealgorithmus ausführt, der eine qualitative Bewertung der dreidimensionalen Ausdehnung und der Absorptionseigen¬ schaften eines Fremdkörpers unabhängig von seiner relativen Lage und Orientierung ermöglicht. Hierzu werden zunächst die aufgenommenen Daten Mittelwert-korrigiert, so daß die form¬ bedingte Dickenvariation keinen Einfluß auf die Intensitäts¬ werte hat. Anschließend werden alle Pixel einer Zeile mit einem Intensitätswert kleiner als eine bestimmte untere Schranke aufsummiert und zwar sowohl die Zahl der Pixel als auch der Betrag der Intensitätsdifferenz vom Mittelwert. Das Auswerteergebnis einer Zeile ist die Ausdehnung eines poten- tiellen Fremdkörpers entlang der Zeile und die Stärke der Intensitätsschwächung, die von der Tiefenausdehung und vom Strahlschwächungskoeffizienten des Materials abhängt. Wird diese Auswertung für alle aufeinanderfolgenden Zeilen wie¬ derholt, so ergibt sich ein Integralwert über den gesamten Fehler. Sind mehrere Fremdkörper vorhanden, so können diese entsprechend selektiert und getrennt ausgewertet werden.
Eine Dose, die beispielsweise nur mit Wasser gefüllt ist, kann innerhalb der Zeilen durch die Absenz der im Normalfall auftretenden Intensitätsmodulation aufgrund der Inhomogeni¬ täten des Doseninhalts detektiert werden.
Eine beispielsweise nur teilweise gefüllte Dose kann durch den dadurch verursachten Intensitätssprung zu hohen Werten innerhalb der Zeilen in einem definierten Bereich detektiert werden, innerhalb dessen im Normalfall kein derartiger Sprung zu erwarten ist.
In Fig. 3 ist ferner eine Steuerungseinrichtung 132 darge¬ stellt, die abhängig von dem Ergebnis der Auswertung in der Auswerteeinrichtung 130 ein Signal ausgibt, das bewirkt, daß eine der Qualitätskontrolle nachfolgende Bearbeitungsstufe die als fehlerhaft eingestufte Dose 104 aussondert.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur automatischen radioskopischen Qualitäts¬ kontrolle von Nahrungsmitteln, mit folgenden Schritten:
- Vorbeiführen eines zu kontrollierenden Nahrungsmit¬ tels (104) an einer Röntgenstrahlungsquelle (100) ;
Erfassen der Röntgenstrahlung (lOOa-lOOc) , die das zu kontrollierende Nahrungsmittel (104) durchdringt;
Erzeugen eines Ladungsbildes aus der erfaßten Rönt¬ genstrahlung (lOOa-lOOc), mittels eines mehrere Sen¬ sorelemente (102a-102c) aufweisenden Sensors (108) , wobei das Erzeugen des Ladungsbildes folgende Schritte umfaßt:
— Verschieben der erzeugten Ladungen (110,112,114) über mehrere Sensorelemente (102a-102c) synchron mit einer Bewegungsrichtung (106) und Bewegungs¬ geschwindigkeit des auf den Sensor (108) abge¬ bildeten, zu kontrollierenden Nahrungsmittels (104) ; und
Aufaddieren der von den Sensorelementen (102a- 102c) erzeugten Teilladungen (110,112,114) zu dem Ladungsbild; und
Beurteilen der Qualität des zu kontrollierenden Nah¬ rungsmittels (104) anhand des Ladungsbildes.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Abbildung des zu kontrollierenden Nahrungsmittels (104) auf den Sensor (108) mittels einer Optik (120) erfolgt, wobei die er¬ zeugten Ladungen (110,112,114) mit einer Geschwindig¬ keit verschoben werden, die durch die Bewegungsge- schwindigkeit multipliziert mit einem Vergrößerungsfak¬ tor der Optik (120) bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Optik (120) eine Fiberoptik ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Sensorelemente (102a-102c) zeilenweise nebeneinander angeordnet sind, wobei das Erzeugen des Ladungsbildes das zeilenweise Auslesen der Ladungen einschließt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das Auslesen der La¬ dungen mit einer Taktfrequenz von mindestens 2,2 kHz erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Beurteilung der Qualität das Erfassen und Klassifizie¬ ren von Kontrastunterschieden in dem erzeugten Ladungs¬ bild umfaßt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Nahrungsmittel (104) in einer Dose erhalten ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Sensor ein CCD-Sensor ist, wobei die Röntgenstrahlung mittels eines Szintillator-beschichteten Schirms (118) in die Strahlen umgewandelt wird, die auf den CCD-Sen¬ sor (124) auftreffen.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das Ladungsbild mittels einer TDI-CCD-Röntgenzeilenkamera erzeugt wird.
10. Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens zur auto¬ matischen Qualitätskontrolle von Nahrungsmitteln gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit
- einer Transporteinrichtung (128), die ein zu kon- trollierendes Nahrungsmittel (104) in eine Trans¬ portrichtung bewegt;
einer Röntgenstrahlungsquelle (100) , , die das zu kontrollierende Nahrungsmittel (104) bestrahlt;
einer Röntgenstrahlungserfassungseinrichtung (102) , mittels der ein Ladungsbild aus der erfaßten Rönt¬ genstrahlung, die das zu kontrollierende Nahrungs¬ mittel (104) durchdringt, mittels eines mehrere Sen¬ sorelemente (102a-102c) aufweisenden Sensors (108) erzeugbar ist;
einer Beurteilungseinrichtung (130) , die anhand des Ladungsbildes die Qualität des zu kontrollierenden Nahrungsmittels beurteilt; und
einer Steuerungseinrichtung (132) , die abhängig von der Beurteilung der Qualität des zu kontrollierenden Nahrungsmittels ein Signal erzeugt, das eine Ausson¬ derung des Nahrungsmittels (104) bewirkt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei dem die Röntgenstrah- lungserfassungseinrichtung (100) eine TDI-CCD-Röntgen¬ zeilenkamera ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Trans¬ porteinrichtung (128) das Nahrungsmittel (104) mit einer Geschwindigkeit von 1 m/sek bewegt.
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