在容器中和/或在其內含物中的瑕疵的x射線檢測的制作方法
【專利說明】在容器中和/或在其內含物中的瑕疵的X射線檢測
[0001]本發明涉及用于借助于X射線輻射成像來檢測在容器中和/或在其內含物中的瑕疵的系統和方法。
[0002]在容器的制造和/或填充期間，各種瑕疵可能出現。例如，在玻璃容器(例如玻璃瓶)的情況下，碎片和裂縫可能出現在容器本身中，且這些碎片或裂縫可導致玻璃微粒或玻璃破片包括在容器的內部中。在塑料容器的情況下，可能在容器的模制期間出現裂口、褶縫或其它間斷。其它瑕疵也可出現在任何類型的容器的內含物中:外物可能由于制造錯誤而被并入，且在包含食物產品的容器的情況下，細菌或真菌物質的聚結可能由于微生物污染而出現。在容器的內含物中的這樣的瑕疵的另一個示例是在填充的注射器中的彎曲或斷裂的針頭。可在封閉或開放的容器(不管是填充的還是未填充的)中檢測到這樣的瑕疵。
[0003]應注意，為了這個說明書的目的，術語“有瑕疵的容器”應被理解為包括其中容器本身包含瑕疵或其中容器的內含物包含瑕疵或者兩者的情況。
[0004]能夠在生產線上檢測這樣的瑕疵以防止可能有害的有瑕疵或甚至危險地有瑕疵的產品到達消費者是重要的。
[0005]視覺檢查或基于光學的方法僅適合于透明容器，且容器的內部的底角落的檢查由于由容器的材料和形狀引起的光學失真和折射而變得更加困難。容器底部一般是厚的、非平面的并具有非恒定的截面。然而由于外物通常積聚在那里，這是待檢查的最關鍵的部分。因此多年以來，已經使用X射線發展了用于檢測這樣的瑕疵的很多不同的方法，X射線穿透玻璃和塑料而不考慮其在可見光譜范圍中的光學特性。大部分材料具有對X射線的一定程度的不透明性，使包括間斷等的瑕疵能夠顯露在X射線透射成像上。例如在有裂縫的玻璃瓶的情況下，由裂縫引起的間斷將使X射線輻射反射和/或折射，這可然后被檢測到。同樣，在塑料容器中的薄截面將比更厚的截面吸收更少的X射線輻射，且將因此是可檢測的。此夕卜，在容器內含物中的外物將反射和/或折射和/或吸收X射線且將同樣是可檢測的。
[0006]下面討論使用X射線的容器的幾個現有技術瑕疵檢測方法和系統:
EP O 604 302示出在X射線源和由轉換屏幕和照相機組成的單個檢測器之間的環形軌道上通過的物體的X射線分析的方法。此方法將看來似乎導致物體的低吞吐量和差分辨率。此外，物體的底部將被拙劣地成像，因為裂縫的邊緣與物體的底部重疊。
[0007]US 6，005, 912示出并入相對于在x射線源和相應的檢測器之間傳送的容器的線以45°放置的兩個垂直X射線源(其可由發射兩個離散的光束的單個源構成)的容器的X射線分析的方法。因此每個容器的兩個圖像以從彼此旋轉90°而被獲得。然而，X射線源布置在不給出容器的底部的良好覆蓋的傳送帶的水平處。
[0008]US 7，164，750提出了通過使X射線源位于傳送機的平面之上以便實現容器的底部內部的改進的成像來對US 6，005，912的方法進行改進。
[0009]US 7，106，827通過利用起源于呈現在線性傳送帶上的容器的底部的平面之上和/或之下的傾斜發射的X射線而對上述進行改進，以便針對外物的存在更好地對容器的底部的內部進行成像。然而，X射線的一部分必須通過傳送帶，這降低了成像質量。
[0010]最后，US 4，989，225示出用于創建容器的動態地計算的斷層x射線圖像的CAT掃描儀。在一個實施例中，容器在圓形路徑的幾何中心處的X射線源和傳感器之間的圓形路徑上通過，容器另外地繞著其自己的軸旋轉。
[0011]本發明的目的因此是克服現有技術的上面提到的缺點中的至少一個，并由此提供用于檢測在容器和/或其內含物中的瑕疵的、允許改進的檢測和更高的吞吐量的系統和方法。
[0012]此目的由用于檢測在容器中的瑕疵和/或在其內含物中的瑕疵的系統實現，其包括運輸裝置，所述運輸裝置包括用于運輸容器的運輸測試路徑，運輸測試路徑繞著軸是弧形的并為了容器的底部的外表面的移動而限定垂直于這個軸的平面，即，當在使用中時，容器的底部的外表面將沿著這個平面行進。X射線源布置在前述軸上，且每個具有感測表面的多個成像X射線檢測器，即，能夠基于所接收的X射線輻射來形成圖像的X射線檢測器繞著軸布置。通過“感測表面”我們理解為將X射線輻射轉換成信號(如在半導體型直接X射線檢測器的情況下)或轉換成本身將被檢測的另一類型的輻射(如在將X射線輻射轉換成可見光的閃爍器板的情況下，可見光本身然后由數字照相機或類似物檢測)的檢測器的表面。多個檢測器允許使正被測試的容器以各種角度成像，以便獲得容器的良好覆蓋并實現良好的吞吐量速率。平面、X射線源和感測表面布置成使得當考慮每個X射線檢測器時，與所討論的X射線源和X射線檢測器交叉的直線與該平面交叉，使得沿著線的從X射線源到平面的距離比沿著線的從平面到所討論的X射線檢測器的感測表面的距離更短。因為這個線與平面交叉，X射線源和成像X射線檢測器位于平面的相對側上。這個幾何布置確保在檢測器處的良好成像，因為它導致在成像X射線檢測器處的容器的良好的放大程度。此外，系統包括處理單元，其具有操作地連接到成像X射線檢測器的輸出的輸入且本身具有取決于通過成像X射線檢測器進行X射線成像的信號的輸出。這個輸出操作地連接到用于拒絕被檢測為在容器本身中或在其內含物中具有瑕疵的容器的拒絕機構的控制輸入。特征的這個組合能夠實現具有良好的吞吐量速率的容器的準確測試。
[0013]在可與任何隨后處理的實施例組合(除非抵觸)的實施例中，上面處理的直線垂直于相應的成像X射線檢測器的感測表面。因此通過布置如所述的繪制的一個可能的直線，在成像X射線檢測器處的失真被最小化。
[0014]在可與任何先前或隨后處理的實施例組合(除非抵觸)的實施例中，X射線源被修整(tailored)以在單弧(即完整的弧)上發射x射線。這消除了對多個x射線源或x射線源的復雜和可能易損壞的模板(shuttering)的需要，因而降低復雜度并增加了系統的魯棒性。
[0015]在可與任何先前或隨后處理的實施例組合(除非抵觸)的實施例中，單弧具有如在前面提到的平面中考慮的，至少180°或至少220°或至少270°或360°的開角。這允許在寬弧上朝著檢測器發射輻射，能夠實現與單個源協作的大量檢測器的使用。
[0016]在可與任何先前或隨后處理的實施例組合(除非抵觸)的實施例中，沿著前面提到的線的從X射線源到平面的距離是沿著該線的從平面到相應的感測表面的距離的至多80%、或至多60%、或至多40%、或至多20%。這允許技術人員修整幾何結構以實現放大和圖像清晰性的最佳折衷。
[0017]在可與任何先前或隨后處理的實施例組合(除非抵觸)的實施例中，運輸裝置包括多個容器支撐，每個被布置成在容器的底部的面積的至多50%之上接觸容器的底部。這確保底部的邊緣保持沒有與容器支撐的干擾，因而將特別是容器的底角內部的成像的準確度最大化。
[0018]在可與任何先前或隨后處理的實施例組合(除非抵觸)的實施例中，運輸裝置包括多個容器支撐，每個被布置成保持容器的頂部，其一方面在獨立地使用時允許容器的底部保持完全自由，例如在當支撐是懸掛支撐時的情況下，或另一方面在與接觸容器底部的支撐結合使用