用于检测包括导电内密封件的密封件中缺陷的基于热成像的方法_3

文档序号:9583529阅读:来源:国知局
如在图1A中示出的监视器142,用于该IR图像数据的可视化,并且,如果必要,由 用户或由系统(基于算法)做出关于存在还是不存在所述至少一个缺陷的决策。
[0088] 输出也可以是以打印输出(未示出)的形式呈现指示密封件中存在(或不存在) 缺陷的一个或多个内密封件参数;且/或该输出可以是以指示缺陷存在(是)或不存在 (N0)的是/否的答案(可视的或音频)的形式。在一些实施例中,算法可被用于确定何时 在成像的内密封件中的像差大于预定阈值,然后该密封件可被认为是包含缺陷。
[0089] 由于IR图像检测器的特别选定的类型,即具有在2-6μm之间的感测范围(或如 上定义的该范围中的任何变化)的冷却的IR检测器的使用,尽管容器在传送带上的运动或 封盖衬垫的存在,可能获得密封中的清晰的图像。这些参数在冷却的IR检测器和未冷却的 检测器之间是显著不同的,如下面表1中所示:
[0090] 表1 :IR检测器的差别
[0091]
[0092] 重要的是,要注意,冷却的IR传感器的使用,具有小时(相比分钟)的标定频率 (NUC),允许可靠地进行基于在校准之间的数小时期间记录的数据的过程窗口分析以及确 定相对于在过程窗口内的预先定义的过程限制的偏差且如果过程中的变化被需要的话。针 对这一点,当校准每隔几分钟发生时,相对于预先定义的限制的偏差可以是作为在过程中 的缺省的结果(而不是要校正的需求),而且还从作为校准的结果的变化。
[0093] 在一些实施例中,处理和控制单元被构造成,处理两个或更多个依序感测的成像 的容器,以形成历史图像数据,并确定历史图像数据是否满足阈值。例如,当历史图像数据 超过或低于预定阈值时,或观察到在相关的生产参数中的明确不期望的趋势时,处理和控 制单元可以基于历史数据来提供各自的相同的信号且/或可以提供指令来修改或引起处 理线修改沿所述制造过程的处理阶段。为了执行指令来修改制造过程的历史数据的收集及 其处理,有时以机器学习驱动算法的形式来进行操作。
[0094]图像处理可利用图像对比度分析,边缘检测,图像运算,图像之间的交叉相关性, 图像之间或图像与预定义的内核之间的卷积,空间频率变换和/或空间滤波方法,时间频 率转换和时间滤波方法,傅立叶变换,离散傅立叶变换,离散余弦变换,形态学图像处理,找 出高峰和低谷(低和高强度区域),图像轮廓识别,边界跟踪,在线检测,纹理分析,直方图 均衡,图像去模糊,聚类分析等所有已知的在图像处理的领域中精通的那些。
[0095] 在一些实施例中,图像处理可以使用(Mathworks有限公司的)MATLAB软件来执 行。如所理解的,任何本领域中已知的图像或信号处理算法可同样在本发明的上下文中被 应用。该分析可以在空间域或时间域或两者中。
[0096]如还示出在图1A中的,系统100还可以包括以通信的方式连接到处理和控制单元 140的置换单元/臂150,并且被配置以置换任何药物的容器,由此,缺陷被IR成像仪102检 测到。一旦检测到缺陷,处理和控制单元140激活置换单元150,以便从传送器以及从而从 处理线,移出缺陷容器,例如到收集单元152。置换单元150可以以任何合适的形式,例如, 以活塞或者升降臂等的形式来进行构造。
[0097]本文所公开的方法可以如在图3中提供的非限制性框图200中所示来进行操作。 具体地,在制造处理线期间,药物的容器被置于传送带上且在传送带上被顺序地传输。传送 器的速度通常在200毫米/秒和600毫米/秒之间,有时,在350和450毫米/秒之间且通 常约400毫米/秒。
[0098]重要的是注意到,使用冷却的IR成像仪的优点是显示在工业过程中,如在制药工 业中,其中产品是在沿处理线的运动中。具体地讲,用通常具有10毫秒的曝光时间的未冷 却的IR成像仪来成像产品,以及在400毫米/秒的速度的运动中的产品将固有地导致图像 在是药物容器的密封件中典型的缺陷(如拖欠或不完整)尺寸的4_范围的拖尾效应。正 因为如此,使用未冷却IR图像对于这样的处理将不可靠。针对这一点,冷却的IR成像仪, 如在本公开的上下文中使用的那些,具有更短的曝光时间(约1毫秒),以及因此在成像运 动中的物体方面是可靠的。
[0099]作为在密封的第一阶段,药物的容器被运输到高频热感应(HFHI)单元中,以用于 感应在容器的热传导内密封件中的热量以及引起该密封(步骤1)。HFHI根据特定制造说 明来进行操作。
[0100]每个热感应的药物容器,然后继续在传送带上进行运输到IR成像仪的F0V(步骤 2)。一旦热量被IR成像仪的IR检测器感测到,该IR成像仪产生指示感测的辐射(步骤3) 的IR图像数据,且图像数据被处理和控制单元处理,以便确定在密封件中是否存在至少一 个缺陷以及有时,指示缺陷的类型/位置(步骤4)。至关重要的是,在感测会话期间,IR成 像仪被基本上定位在具有垂直于从检测器朝向内密封件平面的假想线的内密封件的平面 的容器之上。如上所述,由于带有2-6μπι的感测区域的冷却的IR检测器的选择,IR图像 数据可能产生在50毫秒到300毫秒之间的短传感会话内的IR发射的辐射的清晰的IR图 像。如在以下非限制性实例中所示,使用其他类型的IR检测器,例如具有不同的感测范围 的未冷却的检测器所产生的模糊图像,可能在确定在密封中的缺陷方面不可靠。
[0101] 基于由处理和控制单元进行的图像处理,进行关于感测的容器的决定,如密封被 批准的?(步骤5)。如果处理导致的结果是容器的密封件被接受例如在预先确定的阈值 (是的回答)内,则容器根据制造协议进行到下一处理阶段中或者被收集用于进一步的处 理(步骤6)。但是,如果在密封件中的缺陷被确定为存在,即密封不在预先确定的阈值内, 以及因此不批准(否的回答),则容器被从处理线置换(步骤7)。
[0102] 处理和控制单元还被配置成,根据一系列顺序的已成像容器创建数据(步骤8)。 所记录的数据,反过来,是相对于预先定义的过程限制,以及如果所记录的数据不适合过程 限制,或显示朝向与预先定义的过程限制偏差的明显的趋势(步骤9),处理和控制单元可 以致动在处理线中的变化,例如,引起在内密封件中感应的感应功率的强度的校准。
[0103] 本公开内容还提供了一种可由机器读取的程序存储设备,有形地实施可由机器执 行的指令程序,以执行如上定义的用于在容器沿处理线运输期间检测其热密封缺陷的方 法。
[0104] 本公开内容还提供了 一种计算机程序产品,其包括具有在其中实施了用于检测运 载药物产品的容器的热密封缺陷的计算机可读程序代码的计算机可用介质,其中该容器正 沿着处理线进行运输,该计算机程序产品包括:
[0105] (a)用于使高频热感应(HFHI)单元引入到容器的计算机可读程序代码,其中,容 器包括运载药物产品的内部容积和所述容器的侧壁的顶端的开口,该开口用配备有可压缩 封盖衬垫的容器封盖来封装以及该开口用导电内密封件来进一步密封或具有叠加在其上 的导电内密封件,所述引入HFHI单元引起在所述导电内密封件中的涡电流;
[0106] (b)用于使容器从所述HFHI单元运输到沿着所述处理线定位的正在实施容器上 方的IR成像仪的视场(F0V)计算机可读程序代码;
[0107] (C)用于引起所述IR成像仪感测从所述导电内密封件发射的辐射以及产生指示 感测的辐射的感测的IR图像数据的计算机可读程序代码,其中,所述感测的特征至少在 于:
[0108] 在50毫秒到300毫秒之间的感测会话的时间窗口,在此期间所述容器被运输通过 F0V;以及
[0109] 从2μL?到6μL?的波长谱区域的感测范围,
[0110] (d)用于使计算机处理所述IR图像数据以及产生指示通过所述内密封件进行的 密封中存在还是不存在至少一个缺陷的输出数据的计算机可读程序代码。
[0111] 一些非限制性实例的说明
[0112] 以下非限制性实例旨在提供使用两种不同类型的IR检测器的密封缺陷检测之间 的比较,以及建立工作在3-5μm的中间波IR范围的冷却的IR检测器相比工作在8-14μm 的长波IR范围的未冷却的IR检测器的优越性。
[0113] 该比较是在如图1所示的系统中进行的,不同之处在于沿处理线未冷却的成像仪 也被定位在传送带的上方,使用以下设备和条件:
[0114] 高频热感应(HFHI)单元:Enercon超级密封感应封盖机,工作在最大功率的85% 的LM5022-206
[0115]冷却的IR相机:Pe1ican,640X512像素,15微米的间距,锑化铟,冷却的检测器, 工作在MWIR(3-5微米)。
[0116] 未冷却的IR相机:Bird384, 384X288像素,25微米的间距,氧化钒,未冷却的微 测检测器,工作在LWIR(8-14微米)。
[0117] 査显:如在市场上可商购的高密度聚乙烯瓶。
[0118] 容器封盖和封盖衬垫:配备有硬纸板封盖衬垫的高密度聚乙燔封盖。两种类型的 封盖被检查,有或没有子阻力机构(子阻力封盖)。
[0119] 内密封件:铝箔层压板。
[0120] 传送带的谏度:400毫米/秒。
[0121] 还境温度:室温。
[0122] 感应之后讲入冷却或未冷却的IR检测器的F0V的时间和冷却的IR检测器的F0V 中的时间:感应之后的5秒和F0V中的300毫秒。
[0123] 结果示于图4A-4D中,其中图4A和图4C是使用冷却的IR检测器产生的图像,而 图4B和图4D是由未冷却的IR检测器产生的图像。所有图像是在物体在运动时被拍摄,且 在所有图像中封盖衬垫包括子阻力机构(与可压缩材料/衬垫在一起)。
[0124] 具体地,图4A示出的是表示在容器的开口上方进行的密封是完完整的导电铝箱 盘的完整的圆的清晰图像。相比较而言,图4B,其中用未冷却的IR检测器产生的相同容器 的图像,被涂污且是模糊的且不提供关于容器的密封的任何信息。
[0125] 此外,图4C示出的是通过是在该铝箱中的折叠的结果(见标记缺陷
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