在容器中和/或在其内含物中的瑕疵的x射线检测的制作方法
【专利说明】在容器中和/或在其内含物中的瑕疵的X射线检测
[0001]本发明涉及用于借助于X射线辐射成像来检测在容器中和/或在其内含物中的瑕疵的系统和方法。
[0002]在容器的制造和/或填充期间，各种瑕疵可能出现。例如，在玻璃容器(例如玻璃瓶)的情况下，碎片和裂缝可能出现在容器本身中，且这些碎片或裂缝可导致玻璃微粒或玻璃破片包括在容器的内部中。在塑料容器的情况下，可能在容器的模制期间出现裂口、褶缝或其它间断。其它瑕疵也可出现在任何类型的容器的内含物中:外物可能由于制造错误而被并入，且在包含食物产品的容器的情况下，细菌或真菌物质的聚结可能由于微生物污染而出现。在容器的内含物中的这样的瑕疵的另一个示例是在填充的注射器中的弯曲或断裂的针头。可在封闭或开放的容器(不管是填充的还是未填充的)中检测到这样的瑕疵。
[0003]应注意，为了这个说明书的目的，术语“有瑕疵的容器”应被理解为包括其中容器本身包含瑕疵或其中容器的内含物包含瑕疵或者两者的情况。
[0004]能够在生产线上检测这样的瑕疵以防止可能有害的有瑕疵或甚至危险地有瑕疵的产品到达消费者是重要的。
[0005]视觉检查或基于光学的方法仅适合于透明容器，且容器的内部的底角落的检查由于由容器的材料和形状引起的光学失真和折射而变得更加困难。容器底部一般是厚的、非平面的并具有非恒定的截面。然而由于外物通常积聚在那里，这是待检查的最关键的部分。因此多年以来，已经使用X射线发展了用于检测这样的瑕疵的很多不同的方法，X射线穿透玻璃和塑料而不考虑其在可见光谱范围中的光学特性。大部分材料具有对X射线的一定程度的不透明性，使包括间断等的瑕疵能够显露在X射线透射成像上。例如在有裂缝的玻璃瓶的情况下，由裂缝引起的间断将使X射线辐射反射和/或折射，这可然后被检测到。同样，在塑料容器中的薄截面将比更厚的截面吸收更少的X射线辐射，且将因此是可检测的。此夕卜，在容器内含物中的外物将反射和/或折射和/或吸收X射线且将同样是可检测的。
[0006]下面讨论使用X射线的容器的几个现有技术瑕疵检测方法和系统:
EP O 604 302示出在X射线源和由转换屏幕和照相机组成的单个检测器之间的环形轨道上通过的物体的X射线分析的方法。此方法将看来似乎导致物体的低吞吐量和差分辨率。此外，物体的底部将被拙劣地成像，因为裂缝的边缘与物体的底部重叠。
[0007]US 6，005, 912示出并入相对于在x射线源和相应的检测器之间传送的容器的线以45°放置的两个垂直X射线源(其可由发射两个离散的光束的单个源构成)的容器的X射线分析的方法。因此每个容器的两个图像以从彼此旋转90°而被获得。然而，X射线源布置在不给出容器的底部的良好覆盖的传送带的水平处。
[0008]US 7，164，750提出了通过使X射线源位于传送机的平面之上以便实现容器的底部内部的改进的成像来对US 6，005，912的方法进行改进。
[0009]US 7，106，827通过利用起源于呈现在线性传送带上的容器的底部的平面之上和/或之下的倾斜发射的X射线而对上述进行改进，以便针对外物的存在更好地对容器的底部的内部进行成像。然而，X射线的一部分必须通过传送带，这降低了成像质量。
[0010]最后，US 4，989，225示出用于创建容器的动态地计算的断层x射线图像的CAT扫描仪。在一个实施例中，容器在圆形路径的几何中心处的X射线源和传感器之间的圆形路径上通过，容器另外地绕着其自己的轴旋转。
[0011]本发明的目的因此是克服现有技术的上面提到的缺点中的至少一个，并由此提供用于检测在容器和/或其内含物中的瑕疵的、允许改进的检测和更高的吞吐量的系统和方法。
[0012]此目的由用于检测在容器中的瑕疵和/或在其内含物中的瑕疵的系统实现，其包括运输装置，所述运输装置包括用于运输容器的运输测试路径，运输测试路径绕着轴是弧形的并为了容器的底部的外表面的移动而限定垂直于这个轴的平面，即，当在使用中时，容器的底部的外表面将沿着这个平面行进。X射线源布置在前述轴上，且每个具有感测表面的多个成像X射线检测器，即，能够基于所接收的X射线辐射来形成图像的X射线检测器绕着轴布置。通过“感测表面”我们理解为将X射线辐射转换成信号(如在半导体型直接X射线检测器的情况下)或转换成本身将被检测的另一类型的辐射(如在将X射线辐射转换成可见光的闪烁器板的情况下，可见光本身然后由数字照相机或类似物检测)的检测器的表面。多个检测器允许使正被测试的容器以各种角度成像，以便获得容器的良好覆盖并实现良好的吞吐量速率。平面、X射线源和感测表面布置成使得当考虑每个X射线检测器时，与所讨论的X射线源和X射线检测器交叉的直线与该平面交叉，使得沿着线的从X射线源到平面的距离比沿着线的从平面到所讨论的X射线检测器的感测表面的距离更短。因为这个线与平面交叉，X射线源和成像X射线检测器位于平面的相对侧上。这个几何布置确保在检测器处的良好成像，因为它导致在成像X射线检测器处的容器的良好的放大程度。此外，系统包括处理单元，其具有操作地连接到成像X射线检测器的输出的输入且本身具有取决于通过成像X射线检测器进行X射线成像的信号的输出。这个输出操作地连接到用于拒绝被检测为在容器本身中或在其内含物中具有瑕疵的容器的拒绝机构的控制输入。特征的这个组合能够实现具有良好的吞吐量速率的容器的准确测试。
[0013]在可与任何随后处理的实施例组合(除非抵触)的实施例中，上面处理的直线垂直于相应的成像X射线检测器的感测表面。因此通过布置如所述的绘制的一个可能的直线，在成像X射线检测器处的失真被最小化。
[0014]在可与任何先前或随后处理的实施例组合(除非抵触)的实施例中，X射线源被修整(tailored)以在单弧(即完整的弧)上发射x射线。这消除了对多个x射线源或x射线源的复杂和可能易损坏的模板(shuttering)的需要，因而降低复杂度并增加了系统的鲁棒性。
[0015]在可与任何先前或随后处理的实施例组合(除非抵触)的实施例中，单弧具有如在前面提到的平面中考虑的，至少180°或至少220°或至少270°或360°的开角。这允许在宽弧上朝着检测器发射辐射，能够实现与单个源协作的大量检测器的使用。
[0016]在可与任何先前或随后处理的实施例组合(除非抵触)的实施例中，沿着前面提到的线的从X射线源到平面的距离是沿着该线的从平面到相应的感测表面的距离的至多80%、或至多60%、或至多40%、或至多20%。这允许技术人员修整几何结构以实现放大和图像清晰性的最佳折衷。
[0017]在可与任何先前或随后处理的实施例组合(除非抵触)的实施例中，运输装置包括多个容器支撑，每个被布置成在容器的底部的面积的至多50%之上接触容器的底部。这确保底部的边缘保持没有与容器支撑的干扰，因而将特别是容器的底角内部的成像的准确度最大化。
[0018]在可与任何先前或随后处理的实施例组合(除非抵触)的实施例中，运输装置包括多个容器支撑，每个被布置成保持容器的顶部，其一方面在独立地使用时允许容器的底部保持完全自由，例如在当支撑是悬挂支撑时的情况下，或另一方面在与接触容器底部的支撑结合使用