超声波检查装置及超声波检查方法与流程

本发明涉及对例如有无将片材部件接合而形成的包装容器中的接合部位的剥离进行检查的超声波检查装置及超声波检查方法。

背景技术：

以往，进行将蒸煮(retort)食品、饮料水等以密闭状态收容到袋型的包装容器中的处置。就该包装容器而言，将片材部件(也包括膜部件)的周缘部分通过熔粘、粘接等接合而形成为袋状，将收容物收容到内部之后，开口部被闭塞。这样的包装容器如果在接合部位发生了剥离，则收容在包装容器内的收容物有可能泄漏，所以在制造的阶段对接合部位进行检查。

在该检查中，例如使用超声波检查装置。超声波检查装置向作为检查对象的包装容器(工件)发送超声波，通过对透过了包装容器的超声波进行接收并解析，判定是否在接合部位发生了剥离。

这里，在包装容器的被接合的接合部位与没有被接合的非接合部位的边界附近，有被夹入收容物等而发生剥离的情况。边界附近上的剥离带来收容物的品质劣化，观感也较差，所以希望全部剥离部位被检测。

另一方面，如果向距包装容器的端部较近的部位发送超声波，则有发生所发送的超声波从端部的外侧绕过来的衍射波的情况。如果超声波检查装置接收到这样的衍射波，则可能成为误判定是否发生剥离的一个原因。

作为该衍射波的对策，提出了使得在超声波检查中不接收衍射波的技术(例如，参照专利文献1)。在专利文献1中，通过用屏蔽部件覆盖包装容器的端部，当超声波被发送到距包装容器的端部较近的部位时不发生衍射波。

专利文献1：美国专利第6840108号说明书

技术实现要素：

但是，在食料品的检查中需要对全部数量进行检查，希望以每一个检查对象物的检查的时间不会变长的方式进行。此外，作为衍射波的对策而将包装容器的端部用屏蔽部件覆盖的作业花费工作量和时间。此外，在周缘部分的外形较复杂的包装容器的情况下，也有将端部覆盖的作业自身变得困难的情况。

本发明是鉴于这样的状况而做出的，其目的是提供一种能够不将检查时间拉长而对检查对象物的接合部分上的剥离进行检查的超声波检查装置及超声波检查方法。

为了解决上述的课题，本发明的一技术方案是一种超声波检查装置，在相互隔开间隔而配置的发送部与接收部之间，配置将片材部件的周缘部分形成为接合对象的检查对象物，由前述发送部向前述检查对象物上的作为接合对象部位的周缘部发送超声波、由前述接收部接收从前述发送部发送的超声波，从而对前述周缘部的剥离进行检查；具备检查部，所述检查部将前述周缘部中的根据前述接合对象部位与不是前述接合对象部位的非接合对象部位的边界线而决定的边界区域作为检查对象区域，在沿着前述边界线的方向上对前述检查对象物进行检查。

此外，本发明的一技术方案是一种超声波检查方法，在相互隔开间隔而配置的发送部与接收部之间，配置将片材部件的周缘部分形成为接合对象的检查对象物，由前述发送部向前述检查对象物上的作为接合对象部位的周缘部发送超声波、由前述接收部接收从前述发送部发送的超声波，从而对前述周缘部的剥离进行检查；将前述周缘部中的根据前述接合对象部位与不是前述接合对象部位的非接合对象部位的边界线而决定的边界区域作为检查对象区域，在沿着前述边界线的方向上对前述检查对象物进行检查。

根据本发明，能够不将检查时间拉长而对检查对象物的接合部分上的剥离进行检查。

附图说明

图1是表示采用了实施方式的超声波检查装置20的超声波检查系统1的结构例的块图。

图2是表示实施方式的发送部26及接收部28的剖视图。

图3是表示图2的发送部26及接收部28的俯视图。

图4是表示实施方式的检查对象物40的检查部位与检查方向的关系的示意图。

图5是用于说明实施方式的变形例的超声波检查装置20进行的处理的图。

图6是表示实施方式的变形例的检查结果的例子的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

(实施方式)

首先，对实施方式进行说明。

图1是表示实施方式的超声波检查系统1的结构例的块图。超声波检查系统1使用超声波对检查对象物40进行检查。在图1所示的例子中，超声波检查系统1具备显示装置10、超声波检查装置20及输送装置30。

显示装置10显示从超声波检查装置20的控制部22输出的关于超声波检查的各种信息。关于该超声波检查的各种信息是，例如对关于检查对象物40的信息、所发送的超声波的波长及强度、对检查对象物40进行输送的速度、所接收到的超声波的解析结果、以及判定了有无剥离的判定结果等信息。

输送装置30例如是带式输送机。在输送装置30中，向带32载置检查对象物40。在输送装置30中，通过使辊31(辊31a、31b)旋转，将检查对象物40向处于发送部26与接收部28之间的规定的检查位置输送。辊31的旋转例如由超声波检查装置20的未图示的驱动控制部控制。

检查对象物40是作为超声波检查装置20检查的对象的物体。检查对象物40例如是将片材部件上的周缘部分接合而形成的包装容器。在检查对象物40中，在有无剥离的检查中作为检查对象的部位例如是作为应将构成包装容器的两个片材部件接合的接合对象部位的周缘部41。

超声波检查装置20是发送超声波、基于透过了检查对象物40的超声波对检查对象物40进行检查的计算机。超声波检查装置20例如具备操作部21、控制部22、信号控制部23、发送控制部24、接收处理部25、发送部26、检查部27及接收部28。

超声波检查装置20是具备cpu(centralprocessingunit，中央处理单元)等处理器、和保存处理器执行的程序的程序存储器的计算机。构成超声波检查装置20的功能部(操作部21、控制部22、信号控制部23、发送控制部24、接收处理部25、发送部26、检查部27及接收部28)例如通过cpu(centralprocessingunit，中央处理单元)等处理器执行保存在程序存储器中的程序来实现。此外，这些功能部中的一部分或全部也可以由lsi(largescaleintegration，大规模集成电路)、asic(applicationspecificintegratedcircuit，应用专用集成电路)或fpga(field－programmablegatearray，现场可编程门阵列)等硬件实现。

操作部21由键盘、鼠标等构成，被用于输入或设定关于超声波检查的各种信息。操作部21将被输入的各种信息向控制部22输出。

控制部22总括地控制超声波检查装置20。控制部22例如将从操作部21输入的各种信息、以及来自后述的信号控制部23的解析结果或判定了有无剥离的结果向显示装置10发送。

信号控制部23生成用于对发送的超声波进行控制的信号。发送的超声波例如是猝发(バースト)信号。信号控制部23例如生成与发送的超声波的发送定时和强度对应的猝发信号。信号控制部23将所生成的信号向发送控制部24输出。

此外，信号控制部23经由接收处理部25取得由接收部28接收到的超声波的信号。信号控制部23对所取得的超声波的信号的强度及相位进行解析，将解析结果向控制部22输出。此外，信号控制部23将基于解析的结果而对有无剥离进行判定的结果向控制部22输出。

信号控制部23在对所取得的超声波的信号的强度及相位进行解析的情况下，也可以提取规定的时间区间的信号，使用提取出的信号对强度及相位进行解析。在超声波的状态仅以时间序列变化的情况下，通过使用能够精度良好地解析的时间区间的超声波，能够使判定的精度提高。例如，信号控制部23提取相当于由接收部28接收到的超声波中的从被检测到接收起规定的时间区间(例如，相当于被发送的超声波的1波长的时间区间)的超声波的信号，对波长及强度进行解析。

此外，信号控制部23也可以对所取得的超声波的信号进行相位检波等信号处理。在超声波中混杂有相位不同的超声波的情况下，通过将各自分离，能够使判定的精度提高。

发送控制部24根据来自信号控制部23的猝发信号，生成从未图示的振荡器输出的规定的频率的猝发波。发送控制部24将所生成的猝发波向发送部26输出。

接收处理部25取得由接收部28接收到的超声波，进行用于使所取得的超声波变得容易解析的处理。例如，接收处理部25通过放大器使所取得的超声波的振幅放大。此外，接收处理部25也可以从所取得的超声波通过滤波器除去与所发送的超声波的波长不同的波长。

发送部26对由发送控制部24生成的猝发波(超声波)进行发送。

接收部28接收由发送部26发送的超声波。接收部28将接收到的超声波向接收处理部25输出。

这里，使用图2及图3对发送部26、接收部28和检查对象物40的位置关系进行说明。

如图2所示，发送部26及接收部28在一个方向(z轴方向)上隔开间隔而排列。发送部26及接收部28被固定到超声波检查装置20上的未图示的基座部上。由此，发送部26与接收部28的间隔被保持。发送部26从与接收部28对置的发送部26的发送面260朝向接收部28发送超声波。接收部28在与发送部26对置的接收部28的接收面280中接收从发送部26发送的超声波。

此外，在图2中，由输送装置30进行的检查对象物40的输送方向是x轴方向，是相对于发送部26及接收部28的排列方向(z轴方向)正交的方向。

此外，检查对象物40的端部410相当于从发送部26及接收部28的排列方向观察以线状延伸的检查对象物40的边缘。检查对象物40的边界线420表示接合对象部位与非接合对象部位的边界线，在图2的例子中，边界线420是在xy平面上延伸的线。

如图3所示，本实施方式的接收部28从发送部26及接收部28的排列方向观察形成为圆形状。本实施方式的发送部26也可以形成为与接收部28同样的圆形状。通过该发送部26的发送面260形成从圆形的周缘部分朝向中心部分的凹部，使从发送部26发送的超声波收敛(聚焦)于规定的范围。另外，发送部26及接收部28的形状并不限定于圆形状，也可以形成为任意的形状。

如上述那样，发送部26和接收部28相互隔开间隔而配置。并且，在发送部26与接收部28之间配置检查对象物40。即，由发送部26发送的超声波到达检查对象物40，透过检查对象物40后的超声波(以下称作目的波)到达接收部28而被接收。

另一方面，在向检查对象物40的周缘部41发送了超声波的情况下，有发生超声波从周缘部41的外侧绕过来的衍射波的情况。可以想到这样的衍射波没有透过检查对象物40而直接到达接收部28。在此情况下，没有透过检查对象物40的超声波(以下称作非目的波)被接收部28接收。在此情况下，使用包含非目的波的超声波进行检查，成为使检查的精度下降的重要原因。

检查部27使得这样的非目的波难以被接收部28接收，而对检查对象物40进行检查。以下，使用图4及图5说明检查部27进行的检查的方法。

在图4中，表示了对配置于xy平面上的检查对象物40进行俯瞰的例子。

这里，箭头d(x轴正方向)表示超声波检查的方向。此外，向与xy平面正交的z轴方向发送超声波。

区域s1表示被发送的超声波到达了xy平面上的情况下的超声波的照射区域。即，区域s1是在超声波检查中被检查的检查部位。检查部位(区域s1)通过将检查对象物40用输送装置30输送，在检查对象物40上移动。检查对象物40上的检查部位上的移动的轨迹是在超声波检查中被检查的检查对象区域。

如图4所示，检查部27将检查对象物40上的周缘部41中的边界区域42作为检查对象区域，对发送部26及接收部28、或检查对象物40的位置及动作进行控制。边界区域42是根据作为周缘部41的接合对象部位中的接合对象部位与非接合对象部位的边界线420来决定的区域。该情况下的非接合对象部位例如是位于从检查对象物40的周缘部41到检查对象物40的内侧(y轴正方向)的内容部43。边界线420通过在未图示的接合装置中将检查对象物40的周缘部41接合而发生。

在接合的宽度(以下称作接合宽度)被预先决定的情况下，检查部27对检查对象物40的端部410进行检测，将从检测到的端部410向内侧(y轴正方向)离开了该预先决定的规定的接合宽度的距离的位置看作边界线420。

或者，在接合宽度与检查对象物40的端部410的位置对应而变化的情况下，检查部27也可以从接合装置或未图示的存储部取得表示端部410的位置与该位置上的接合宽度的关系的接合信息。

检查部27对检查对象物40的端部410进行检测，通过基于检测出的端部410的位置坐标而对接合信息进行参照，取得该检测到的端部410上的接合宽度。并且，检查部27将从该端部410向内侧(y轴正方向)离开了基于接合信息而取得的接合宽度的距离的位置看作边界线420。

检查部27例如根据从对载置在输送装置30上的检查对象物40进行俯瞰而摄像的照相机得到的检查对象物40的图像数据，对端部410的位置进行检测。或者，检查部27也可以根据从该照相机得到的检查对象物40的图像数据来判定边界线420的位置。

此外，边界线420可以想到直线、曲线、波浪线等各种形态。

边界区域42是根据边界线420的位置而决定的区域，并且沿着边界线420设置在接合对象部位上。由于边界区域42成为检查对象区域，所以根据检查对象物40的种类、大小、材质等，将特别想要检测剥离的地方设定为边界区域42。在该例中，边界区域42是从边界线420在周缘部41的宽度方向(y轴负方向)上规定的距离的区域，但并不限定于此。例如，边界区域42也可以是从边界线420向端部410的方向(y轴负方向)离开规定的距离的区域。此外，边界区域42的y轴方向的宽度可以任意地设定，但边界区域42需要从端部410向内侧(内容部43的一侧)离开规定的距离。如果将边界区域42的宽度设定得较窄，则能够在短时间中精度良好地进行剥离的检测。例如，也可以将从发送部26发送的超声波在检查对象物40中被聚焦的范围中的y轴方向的宽度作为边界区域42的宽度。此外，边界区域42的宽度也可以不是均匀的。

此外，使得检查部27在沿着边界线420的方向上进行检查。即，检查部27使得检查对象物40的输送方向与边界线420平行。例如，在图4的例子中，检查对象物40的边界线420沿着x轴。在此情况下，检查部27使检查部位在x轴方向上移动。另外，检查部位只要相对于检查对象物40相对地移动就可以，所以也可以代替对检查对象物40进行输送，而使发送部26及接收部28移动。

如以上说明，实施方式的超声波检查装置20通过在相互隔开间隔配设的发送部26与接收部28之间，配置将片材部件的周缘部分形成为接合对象的检查对象物40，由发送部26向检查对象物40的作为接合对象部位的周缘部41发送超声波，由接收部28接收从发送部26发送的超声波，从而检查周缘部41的剥离；将周缘部41中的根据接合部位和非接合部位的边界线420而决定的边界区域42作为检查对象区域，在沿着边界线420的方向上对检查对象物40进行检查。

由此，在实施方式的超声波检查装置20中，能够对从周缘部41的端部410仅在周缘部41的宽度方向上向内侧(内容部43的侧)、即从端部410在周缘部41的宽度方向上离开的部位进行检查。因此，与对距端部410较近的部位进行检查的情况相比，能够抑制从端部410绕过来的衍射波的发生。

这里，通常在超声波检查中使用的超声波根据检查对象物40的材质等而使用从100khz到3mhz左右的频率者情况较多。例如，如果是包装容器的剥离检查，则使用400khz或800khz的超声波。

超声波有频率越小(波长越长)则越容易衍射的趋势。确认了在以下的情况下发生了从端部410绕过来而到达接收部28的非目的波(衍射波)：在频率400khz的超声波时，在从端部410向检查对象物40的内侧15mm左右的部位发送了超声波的情况；在频率800khz的超声波时，在从端部410向检查对象物40的内侧5mm左右的部位发送了超声波的情况。

另一方面，在检查对象物40是通常的包装容器的情况下，周缘部41的宽度是5mm～15mm左右。在此情况下，检查对象物40的边界线420从端部410在周缘部41的宽度方向观察位于5mm～15mm左右内侧。在向该边界线420的附近发送了超声波的情况下，与向距端部410较近的部位(例如，从端部410在周缘部41的宽度方向上观察为1mm左右内侧的位置)发送超声波的情况相比，能够抑制衍射波的发生。

如果考虑上述情况，则检查部27需要使得从检查对象物40的端部410在周缘部41的宽度方向(y轴方向)上为规定的距离以上内侧成为检查对象区域。因而，边界区域42设置在从端部410在周缘部41的宽度方向(y轴方向)上离开了规定的距离的位置。规定的距离可以根据在检查中使用的超声波的频率来决定。例如，在将频率800khz的超声波用于检查的情况下，检查部27使得从检查对象物40的端部410在周缘部41的宽度方向(y轴方向)上为5mm以上内侧成为检查部位。由此，在超声波检查中能够抑制衍射波的发生。

此外，在实施方式的超声波检查装置20中，在沿着边界线420的方向上对检查对象物40进行检查。因此，与在与边界线420正交的方向上进行了检查的情况相比，能够精度更好地检查沿着边界线420的区域中的剥离的有无。例如，能够沿着周缘部分检测在将片材部件接合时夹入收容物等而发生的边界线420附近的剥离部位。

此外，在实施方式的超声波检查装置20中，不需要将检查对象物40的周缘部41夹入而进行支承。因此，不那么多地花费在用于对检查对象物40进行检查的准备中所需要的时间，能够效率良好地进行检查。此外，在包装容器的外形为复杂的形状的容器的情况下，也能够容易地进行检查。

(有关实施方式的第一变形例)

接着，对有关实施方式的第一变形例进行说明。在本变形例中，在沿周缘部41的宽度方向(y轴方向)设置多个检查部位这一点，与上述的实施方式不同。

图5是表示实施方式的第一变形例的检查对象物40的检查部位与检查方向的关系的示意图。在图5中，在区域s2～s5中表示了多个检查部位这一点与图4不同，但其他与图4是同样的。关于与图4同样的部分省略其说明。

在本变形例中，发送部26例如是以直线状配置有多个发送元件的阵列式传感器。检查部27用在周缘部41的宽度方向(y轴方向)上直线地配置的发送元件对检查对象物40进行检查。即，在本变形例中，以区域s2～s5沿着检查对象物40上的周缘部41的宽度方向(y轴方向)的方式设置多个检查部位。

检查部27使得边界区域42被包含在作为各个检查部位移动的轨迹的检查对象区域中，对检查对象物40进行检查。即，在本变形例中，边界区域42也成为检查对象区域。

此外，检查部27对检查对象物40的移动进行控制，以使在各个检查部位上在沿着边界线420的方向上进行检查。

另外，在发送部26是配置有一个发送元件的单点的情况下，检查部27也可以一边使检查部位移动，一边在沿着边界线420的方向上进行多次检查。例如，检查部27对于一个检查部位(例如区域s2)在沿着边界线420的方向上进行检查，在沿着该边界线420的方向上检查结束后，使检查部位在周缘部41的宽度方向上移动(例如区域s3)，对检查对象物40进行检查。检查部27通过将该动作反复进行多次，对于周缘部41的宽度方向(y轴方向)的多个检查部位在沿着边界线420的方向上进行检查。这里，各个检查部位的相互的间隔也可以根据检查对象物40而任意地设定。

此外，发送部26也可以是使超声波直线地收敛的线焦点传感器。

如以上说明，在本变形例的超声波检查装置20中，检查部27对检查对象物40进行检查，以使在周缘部41中的沿着周缘部41的宽度方向的多个检查部位在沿着边界线420的方向上进行检查。由此，在本变形例的超声波检查装置20中，除了上述的实施方式的效果以外，在有沿着边界线420的区域中的剥离的情况下，能够检测该剥离的周缘部41的宽度方向的长度(剥离的区域的宽度)。只要能够检测出剥离的区域的宽度，就能够判定收容在包装容器内的收容物是否有可能泄漏，能够精度良好地判定是合格品还是不合格品。

(有关实施方式的第二变形例)

接着，对有关实施方式的第二变形例进行说明。在本变形例中，在还具备作为检查结果而对数据进行加工的数据加工部29这一点上与上述的实施方式不同。数据加工部29是构成超声波检查装置20的功能部。

图6是表示本变形例的检查结果的例子的图。

在图6中，在上图表示了接收到的超声波的信号强度与检查位置的关系。此外，在下图中表示了与上图对应的位置(该图中的宽度方向的位置b1)上的剥离的有无。

如图6的上图所示，在超声波检查中，有接收到的超声波的信号强度根据检查位置而不同的情况。这是因为，在检查对象区域中发生了剥离的情况和没有发生的情况下，透过的超声波的强度不同。在该例中，在检查位置p4、p5上，信号强度成为不到强度th1。此外，在检查位置p1～p3中，信号强度成为强度th1以上且不到强度th2。在该例中，在接收到的超声波的信号强度较小的情况下，判定为在对应的检查对象部位发生了剥离。

在宽度方向的位置b1上检测到图6的上图那样的信号强度与检查位置的关系的情况下，以与信号强度对应的颜色，对图6的下图进行标绘。将信号强度不到强度th1的检查位置用特定的颜色a1(例如灰色)表示，将信号强度为强度th1以上且不到强度th2的检查位置用与颜色a1不同的颜色a2(例如黄色)表示，将信号强度为强度th2以上的检查位置用与颜色a1及a2不同的颜色a3(例如橙色)表示。

如果在宽度方向上对不同的多个检查位置进行上述的标绘，则如图6的下图所示，可知在检查位置p4、p5上在检查的宽度方向的大致全部发生了剥离。此外，在检查位置p3上，显示出在宽度方向的位置b1上是接近于剥离的状态，在宽度方向上的与位置b1不同的其他大致全部的位置发生了剥离。

在本变形例中，超声波检查装置20在沿着周缘部41的宽度方向(y轴方向)的多个检查部位的各自上，在沿着边界线420的方向上进行检查。超声波检查装置20取得与各个检查部位对应的图6的上图那样的信号强度与检查位置的关系。

由此，超声波检查装置20在多个检查部位上在沿着边界线420的方向上发送了超声波的情况下，取得表示分别接收到的超声波的信号强度与检查位置的关系的检查结果(例如，与图6的上图对应的数据)。

数据加工部29使用上述的检查结果，对表示周缘部41的宽度方向的位置与对应于宽度方向的位置的剥离的有无的关系的数据进行加工。例如，数据加工部29与多个检查部位的各自上的周缘部41的宽度方向的位置对应，将该位置上的信号强度与检查位置的关系以与信号强度对应的颜色进行标绘(例如，与图6的下图对应的数据)。

如以上说明那样，在本变形例的超声波检查装置20中，还具备数据加工部29，所述数据加工部29在多个检查部位上在沿着边界线420的方向上发送了超声波的情况下，使用表示接收到的信号强度与检查位置的关系的检查结果，对表示周缘部41的宽度方向的位置与对应于宽度方向的位置的剥离的有无的关系的数据进行加工。

由此，在本变形例的超声波检查装置20中，能够容易识别出周缘部41的宽度方向(y轴方向)上的剥离的有无并提示。例如，如果按接收到的信号强度的每个强度而用不同的颜色进行标绘，则能够辨识在周缘部41的宽度方向的哪个位置上以何种程度的宽度发生了剥离。

说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子提示的，不是要限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种各样的形态实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种各样的省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围或主旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明和其等价的范围中。

标号说明

1超声波检查系统；20超声波检查装置；26发送部；27检查部；28接收部；29数据加工部；40检查对象物；41周缘部；42边界区域；420边界线。