DE2539766A1 - Verfahren und vorrichtung zur pruefung von fluessigkeitsgefuellten transparenten gefaessen auf anwesenheit von fremdstoffteilchen in der fluessigkeit - Google Patents

Description

VON KREISLER SCHONWALD MEYER EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING

2539756

PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler ~h 1973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln^; Dr.-Ing. Th. Meyer, Köln Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden Dr. J. F. Fues, Köln Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln Dipl.-Ing. G. Selting, Köln

AvK/Ax

05. Sep. 1975

5 KÖLN 1

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

SCHERICO LTD., Töpfers trasse 5, Luzern (Schweiz)

Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung von flüssigkeitsgefüllten transparenten Gefäßen auf Anwesenheit von Fremdstoffteilchen in der Flüssigkeit

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung flüssigkeitsgefüllter transparenter Gefäße beliebiger Größe auf feinteilige Verunreinigungen, insbesondere ein Verfahren und e-ine Vorrichtung zum Entdecken und Erfassen der Anwesenheit feinteiliger Stoffe in Ampullen, Flaschen, Kolben, Spritzen oder Phiolen.

Die Technik der Prüfung flÜssigkeitsgefUllter Gefäße, insbesondere Phiolen und Ampullen, auf die Anwesenheit feinteiliger Stoffe ist verhältnismäßig alt und vielfältig, wie beispielsweise die US-PSen 2 132 447, 2 426 355, 2 531 529, 3 029 349, 3 217 877, 3 415 997, 3 496 369, 3 528 544, 3 598 907, 3 627 423, 3 777 169 und 3 830 969 zeigen. Bei den meisten vorstehend genannten US-Patentschriften (ebenso wie im vorliegenden Fall) besteht die Nachweismethode darin, daß man ein zu prüfendes Gefäß in Drehung versetzt, die Drehbewegung des Gefäßes schnell zum Stillstand bringt und dann die beleuchtete rotierende Flüssigkeit auf die Anwesenheit von sich bewegenden Teilchen prüft. Hierdurch wird die Entdeckung der Teilchen vereinfacht, da ein sich

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Telefon: (0221) 234541-4 ■ Telex: 8882307 dopa d - Telegramm:·Dompatent Köln

bewegendes beleuchtetes Teilchen leicht wahrnehmbar und leicht von den feststehenden Eeflexionen unterscheidbar istj die sich aus Fehlern im Gefäß ergeben.

Bisher sind zahlreiche Systeme entwickelt worden, bei ■ denen flüssigkeitsgefüllte transparente Gefäße mit einem oder mehreren Phototransduktoren sowohl auf große Teil- ; chen (z.B. Glaßbruchstücke) als auch feine Teilchen (unter 50 ^i), die in der rotierenden Flüssigkeit schwe- , ben, geprüft werden. Der Strudel oder Wirbel der rotierenden Flüssigkeit erzeugt im Beleuchtungssignal eine _; Änderung, die von dem auf ein sich bewegendes Teilchen zurückzuführenden Signal nicht unterscheidbar ist. Bei den bekannten Systemen muß daher gewartet werden, bis der Wirbel verschwindet, bevor der Photoempfanger eine genaue Aufzeichnung der Bewegung der feinen Teilchen vornehmen kann. Wenn jedoch kleine Teilchen vorhanden sind, besteht in hohem Maße die Möglichkeit, daß sie zum , Meniskus aufsteigen und durch die Zentrifugalkraft zur Wand des Gefäßes geschleudert werden, wo sie haften bleiben und sich dadurch der Erfassung entziehen. Bei den bekannten Systemen, z.B. bei dem System der US-PS 2 531 529, war es möglich, den Effekt des Wirbelsignals zu eliminieren, indem es lediglich blockiert wurde, bis es nicht mehr wahrnehmbar war. Es wurde jedoch bei keinem der bekannten Systeme erkannt, daß die Störung oder Interferenz, die auf das Abklingen des Wirbelmeniskus an der Grenzfläche zwischen Flüssigkeit und Gefäß zurückzuführen ist, korrigiert werden kann, \ wodurch eine schnellere und genauere Prüfung des rotierenden Meniskus möglich ist. ■

Bei den bekannten Systemen verwendet man im allgemeinen [ nur einen oder zwei Photoempfänger, von denen jeder J auf die gesamte rotierende Lösung gerichtet ist, jedoch ! werden bei einigen System (z.B. bei dem System der US-PS !

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2 132 447) mehrere Riototransduktoren verwendet, die in
senkrechter Richtung so ausgerichtet sind, daß Teile des
Gefäßes bevorzugt geprüft werden können. Wenn Spiegel- ; reflexionen entweder von der Oberfläche der Flüssigkeit ' oder von optischen Fehlern oder Schäden im Gefäß genügende Intensität aufweisen, sättigt sich ein Phototrans- . duktor (d.h. er erzeugt seine Spitζenspannung). Es ist ; unmöglich, eine auf eine Bewegung von Teilchen zurück- J zuführende Änderung der Beleuchtung in dem von einem j gesättigten Photoempfänger überwachten Flüssigkeits- j volumen festzustellen und zu erfassen. Die Bewegung der ! Teilchen verläuft genau waagerecht, so daß, wenn einer j der senkrecht ausgerichteten Photoempfänger gesättigt
ist, jedes Teilchen der Flüssigkeitszone dieses betref- i fenden Photoempfängers nicht entdeckt und erfaßt wird. '

Bei bekannten Systemen wird die rotierende Flüssigkeit ^: im allgemeinen längs einer oder zwei Betrachtungsachsen
überwacht, wobei eine einzelne Bildebene senkrecht zu ^! jeder Achse gebildet wird. Wenn ein lichtempfindliches

oder wärmeempfindliches Präparat überwacht wird, muß die | Stärke der Lichtquelle verringert werden, so daß die j Blende der Bilderzeugungslinse erweitert werden muß.
Dies hat zur Folge, daß die Tiefenschärfe für die Teil- ι chen, die von Interesse sind, wesentlich geringer wird. ·,■ Wenn die Tiefenschärfe geringer ist als der Durchmesser | des zu prüfenden Gegenstandes, muß die Prüfzeit verlän- ; gert werden, um sicherzustellen, daß das Teilchen von
Interesse entdeckt und aufgefaßt wird, während es das
scharf fokussierte Volumen durchläuft.

Gegenstand der Erfindung sind ein verbessertes System j und ein Verfahren zur Prüfung von Flüssigkeiten in \ durchsichtigen Gefäßen auf feinteilige Verunreinigungen, | insbesondere ein System und ein Verfahren, bei dem der . rotierende Meniskus auf feinteilige Verunreinigungen ; geprüft und, falls erforderlich, die Tiefenschärfe so j

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verlängert werden kann, daß wärmeempfindliche oder
lichtempfindliche Präparate oder Präparate in;breiten _| Gefäßen schnell geprüft werden können.

Gemäß einem Merkmal betrifft die Erfindung daher die
Prüfung von flüssigkeitsgefüllten transparenten Gefäßen ! auf die Anwesenheit von Fremdstoffteilchen in der Flüs- \ sigkeit nach einem Verfahren, das dadurch gekennzeichnet i int, daß man ;

η) das Gefäß in eine Prüfstation stellt, ι

b) das Gefäß um eine Achse so dreht, daß der flüssige , Inhalt veranlaßt wird, sich mit einer Geschwindigkeit
unterhalb der Geschwindigkeit, bei der Kavitation und ι Blasenbildung der Flüssigkeit verursacht wird, zu
drehen,

c) die Drehbewegung des Gefäßes plötzlich abbricht, so
daß die Flüssigkeit und die darin enthaltenen Teilchen weiterhin rotieren,

d) das Gefäß und die Flüssigkeit belichtet,

e) ein Bild des Gefäßes längs einer Betrachtungsachse ' mit Bilderzeugungsmitteln aufnimmt, '

f) während der weiteren Drehung der beleuchteten Flüssigkeit das Bild in mehrere Prüffelder zerlegt, die sich j vom Boden des Gefäßbildes bis zum oberen Ende des I

Bildes des Flüssigkeitsmeniskus erstrecken, !

g) jedes Prüffeld mit einzelnen Meßfühlern auf Änderungen des darauf fallenden Lichts unter die Sättigungsgrenze des Meßfühlers überwacht,

h) jede dieser Änderungen des einfallenden Lichts elektronisch in ein Spannungssignal umwandelt,

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i) ein Gesamtsignal aus den Spannungssignalen bildet,
j) das Gesamtsignal mit einem Bezugssignal vergleicht
und.

k) auf der Grundlage des Vergleichs das Gefäß akzeptiert
oder wegen feinteiliger Verunreinigungen verwirft.

Gemäß einem weiteren Merkmal umfaßt die Erfindung ein
System zur Prüfung von flüssigkeitsgefüllten durchsich- ι tigen Gefäßen auf feinteilige Verunreinigungen, das
gekennzeichnet ist durch !

a) Bauelemente zum Beleuchten des flüssigkeitsgefüllten
Gefäßes,

b) Bauelemente zum Drehen des flüssigkeitsgefüllten
Gefäßes um eine Achse,

c) Bauelemente, die die Rotation des Gefäßes plötzlich
abbrechen, !

d) Bauelemente zur Aufnahme eines Bildes des flüssigkeitsgefüllt en Gefäßes längs einer Achse,

e) Bauelemente zur Überwachung des Bildes des flüssigkeitsgefüllten Gefäßes auf mehreren Prüffeldern, die | sich vom Boden des Gefäßbildes bis zum oberen Ende

des Bildes des Flüssigkeitsmeniskus erstrecken,

f) Abtastelemente zur Umwandlung des auf die Über- j wachungselemente (e) fallenden Lichts in Spannungs- ! signale, |

g) Bauelemente, die nur Änderungen der Spannungssignale ' übertragen, !

h) Bauelemente zur Bildung eines Gesamtsignals oder

Signalgemisches aus den übertragenen Spannungssig- i nalen, ]

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i) Bauelemente, die das Gesamtsignal mit einem Bezugssignal vergleichen und

j) Bauelemente, die das Gefäß auf der Grundlag dieses Vergleichs akzeptieren oder wegen feint eiliger Verunreinigungen ausscheiden oder verwerfen.

Bei dem Verfahren und bei dem System gemäß der Erfindung wird das zu prüfende Gefäß durch eine Strahlungsenergiequelle beleuchtet. Beliebige Strahlungsenergiequellen, z.B. sichtbares Licht (mit einem oder mehreren Bündeln von Glasfaseroptiken, wie sie gemäß der US-PS 3 627 4-23 verwendet werden) oder UV-Licht oder Infrarotlicht können verwendet werden. Die bevorzugte Art der Beleuchtung wird in der US-PS 3 627 4-23 beschrieben. Zweckmäßig sind Jedoch Mittel, die die Lichtquelle bei konstanter Intensität halten, besonders wenn gewünscht wird, die Verunreinigungen nach Größen einzustufen, z.B. bei der Prüfung von Medikamenten, die für die parenterale Verabreichung vorgesehen sind, wo die relativen Größen der feinteiligen Stoffe wichtig sind.

Das flüssigkeitsgefüllte Gefäß wird mit einer Geschwindigkeit gedreht, die genügt, um die Flüssigkeit und etwaige darin enthaltene Teilchen zu drehen, die jedoch unter der Geschwindigkeit liegt, bei der Kavitation und Blasenbildung der Flüssigkeit verursacht werden. Das Gefäß wird vorzugsweise um eine senkrechte Achse gedreht, wodurch etwaigen Teilchen, die darin enthalten sind, eine genau waagerechte Bewegung verliehen wird. Das j Gefäß kann natürlich um eine Achse, die nicht senkrecht ist, gedreht werden, wenn die Bewegung etwaiger Teilchen, die darin enthalten sind, überwiegend in Ebenen senkrecht zur Drehachse erfolgt. Die Drehung des Gefäßes ■ wird dann plötzlich zum Stillstand gebracht. Teilchen, die sich in der Flüssigkeit oder auf ihrer Oberfläche bewegen, werden nicht nur durch direkte Strahlen von der ,

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Lichtquelle, sondern auch durch die von den Oberflächen des Gefäßes reflektierten Strahlen beleuchtet; Die sich bewegenden Teilchen erscheinen oder zeigen sich als sich bewegende Licht- oder Schattenflecken, die zuweilen variierende Intensität aufweisen, und lassen sich hierdurch leicht von Kratzern, Fehlern, Sprüngen, Flecken und anderen optischen Fehlern in den Wänden des feststehenden Gefäßes und von Teilchen, Staub, Schrift oder Verzierungen, die sich an der Außenseite des Gefäßes befinden können und als feststehende Licht- oder Schattenflecken von gleichbleibender Intensität erscheinen, unterscheiden. ,

Das von der Bilderzeugungsvorrichtung erzeugte Bild des Gefäßes wird durch mehrere Bündel von Faseroptiken in eine Anzahl von senkrechten Spalten zerlegt, die sich vom Boden des Gefäßes bis zum oberen üide des Flüssigkeitsmeniskus erstrecken. Die Spalten werden weiter in mehrere rechtwinklige Flächeneinheiten zerlegt, wobei ! jede Flächeneinheit durch ein anderes Bündel von Faser- ! optiken überwacht wird. Jede rechtwinklige Flächeneinheit entspricht einer Volumeneinheit des Gefäßes, deren Bild darauf fällt. Das auf jedes Faseroptikbündel fallende Licht wird elektronisch durch einen Photoempfänger mit < konstanter Empfindlichkeit in ein Spannungssignal umge- ! wandelt. Die Signale aus den Phototransduktoren werden durch ein Differenzierglied so verarbeitet, daß nur Änderungen des einfallenden Lichts aufgezeichnet werden. Daher ergibt das Licht von konstanter Intensität, das j durch Fehler des Gefäßes, Schrift, Verzierungen und j Spiegelrefexionen gestreut wird, im Photoempfänger ein · konstantes Signal, das bei der Differenzierung eliminiert' wird. Beliebige Photoempfänger von konstanter ,

Empfindlichkeit, d.h. Transduktoren, die innerhalb ihres Arbeitsbereichs ein Ausgangssignal erzeugen, das im !

wesentlichen direkt proportional dem einfallenden Licht '

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ist, können verwendet werden. Wenn in dieser Weise eine Anzahl von senkrechten Spalten verwendet wird^ wird das sich mit einem gesättigten Photoempfänger über eine Spalte bewegende Bild von feinteiligen Stoffen mit einem ungesättigten Photoempfänger ■ erfaßt, während es sich über eine Spalte bewegt, und ein Teilchen, das eine ; durch Schrift oder Verzierungen auf dem Behälter ver- < dunkelte Volumeneinheit durchläxift, wird erfaßt, während es eine nicht verdunkelte Volumeneinheit durchläuft. Natürlich können Spalten, die nicht senkrecht sind, oder j beliebige andere geeignete Prüfflächen oder -felder verwendet werden, so lange die Prüffelder so ausgerich- ■ tet sind, daß sie die Bewegungswege der feinen Teilchen schneiden.

Die Faseroptikbündel und die Reihe von Phototransduktoren werden vorzugsweise in Blockbereiche gruppiert, die es ermöglichen, verschiedene Teile des Bildes der rotierenden Flüssigkeit, insbesondere das zentrale Meniskusvolumen, die beiden Randmeniskusvolumina an jeder Seite und das Volumen des Restes der rotierenden Flüssigkeit getrennt zu überwachen. Der untere Teil des Bildes der rotierenden Flüssigkeit unter der maximalen Verdrängung des Meniskus nach unten kann auf feinteilige Verunreinigungen durch die unteren rechtwinkligen ^: Flächeneinheiten der senkrechten Spalten unmittelbar nach Abbruch der Bewegung des Behälters überwacht werden, da alle Änderungen des einfallenden Lichts, die in

diesem Bild des Volumens unter dem Meniskus auftreten, i nur von sich bewegenden feinteiligen Stoffen stammen. Das zentrale Meniskusvolumen kann kurz danach überwacht ' werden, wenn der Mittelpunkt des Meniskus im wesentlichen seine Ruhestellung erreicht hat und die Änderung des ' davon reflektierten Lichts vernachlässigbar ist. Dieser Zeitverzug ist notwendig für die Identifizierung kleiner | Teilchen, da andernfalls die Änderung des reflektierten :

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Lichts aus dem Mittelpunkt des Meniskus ihre Identifizierung völlig unmöglich machen würde, und die· (später
erläuterte) Korrektur für das Abklingen des Meniskus
- wenn sie sich über den gesamten Meniskus erstrecken
würde - ein Fehlersignal, das so groß ist wie ein Signal von einem kleinen sich bewegenden Teilchen, zur Folge

i haben könnte.

Der Umfangsrand des Meniskus, der mit der Wand des
Gefäßes in Berührung ist, erreicht seine Ruhestellung
langsamer als der Mittelpunkt des Meniskus. Bei dem
System gemäß der Erfindung kann jedoch auch der Umfangsrand des rotierenden Meniskus auf feinteilige Verunreinigungen überwacht werden, indem die Änderung des vom
abklingenden Meniskus reflektierten Lichts bei seiner
Annäherung an seine Ruhestellung kompensiert wird. Das
Spannungssignal, das durch die Änderung des vom abklingenden Meniskus reflektierten Lichts erzeugt wird, wird
nachstehend als "Beleuchtungsstörsignal" bezeichnet.

Der Umfangsrand des Meniskus klingt sehr glatt zu seiner ; Ruhestellung ab. Daher ist das Licht, das zu einem
gegebenen Zeitpunkt durch jeden der beiden symmetrisch j auf gegenüberliegenden Seiten der Betrachtungsachse
liegenden beiden Urafangsrandbereiche zerstreut wird, ; im wesentlichen identisch, so daß die Änderungen des dort zu einem gegebenen Zeitpunkt gestreuten Lichts ebenfalls
im wesentlichen identisch sind. Wenn demgemäß zwei ! volumetrische Teile des Meniskusrandes, in denen die auf ! das Abklingen des Meniskus zurückzuführenden Beleuch- ' tungsstörsignale im wesentlichen identisch sind, über- ' wacht werden und das von einem Teil stammende Beleuch- ! tungsstörsignal von dem vom anderen Teil stammenden ι Beleuchtungsstörsignal subtrahiert wird, wird das Be- ' leuchtungsstorsignal, das durch das Abklingen der beiden
Meniskusrandteile verursacht wird, im wesentlichen !

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eliminiert, und jedes verbleibende Signal ist im wesentlichen allein auf die Bewegung feiner Teilchen zurückzuführen. Die Meniskusränder können in dieser Weise auf feinteilige Verunreinigungen überwacht werden, sobald der Mittelpunkt des Meniskus im wesentlichen seine Ruhestellung erreicht hat, wie vorstehend erläutert.

Das maximale Fehlersignal, das aus dieser Meniskuskorrekturstufe herrührt, ist von geringer Größenordnung und läßt sich leicht von Signalen unterscheiden, die durch Bewegung feiner Teilchen verursacht werden. Wenn jedoch eine noch größere Empfindlichkeit gewünscht wird, kann die Überprüfung der Ränder bis kurz nach der Prüfung der Mitte des Meniskus verzögert werden. Durch Abwarten dieser geringfügigen zusätzlichen Zeit ist das maximale Fehlersignal, das aus der Meniskuskorrekturstufe herrühren kann, noch kleiner. Demgemäß können .kleine Teilchen, deren Bilder kleine Signale erzeugen, entdeckt und aufgefaßt werden.

Zur Prüfung von parenteral zu verabreichenden Lösungen auf feinteilige Verunreinigungen wird bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Beginn der Prüfung der ' Meniskusränder bis kurz nach Beginn der Prüfung des zentralen MeniskusvoIumens verzögert. Das Signal aus ^: jedem Photοempfänger wird nach Bedarf verstärkt und differenziert, und alle differenzierten Signale werden summiert. Die differenzierten Signale zeigen an, ob eine Änderung der Helligkeit im Bild jeder überwachten VoIumeneinheit auftritt. Eine Änderung der Helligkeit der Volumeneinheit nach dem Stillstand des Gefäßes wird durch Bewegung von Teilchen verursacht. Der Entscheidung, ob das Gefäß akzeptiert oder verworfen wird, liegt der Vergleich eines Bezugssignals mit einer Summe der Größe der differenzierten Signale, dem Integral aller dieser Signale, einem beliebigen Signal, das über einem \

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gewissen vorbestimmten Wert aufgefaßt wird, oder einer
beliebigen Kombination dieser Größen zugrunde-.

Die Erfindung umfaßt ferner ein Verfahren zur Prüfung
des Meniskus einer beleuchteten rotierenden Flüssigkeit
in einem durchsichtigen feststehenden Behälter, wobei
ein Bild der rotierenden Flüssigkeit auf örtliche Ände- ; rungen der Helligkeit überwacht wird und die Änderungen
der Helligkeit elektronisch in Spannungssignale urage- ι wandelt werden. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man das Bild des Meniskus an zwei volumetrischen
Teilen überwacht, in denen die durch das Abklingen des ; Meniskus verursachten Änderungen der Helligkeit elektronisch in im wesentlichen identische Spannungssignale
umgewandelt werden, die durch das Abklingen des Meniskus
verursachten Spannungssignale durch elektronische Subtraktion des durch einen Teil verursachten Spannungssignals von dem durch den anderen Teil verursachten
Spannungssignal im wesentlichen eliminiert, so daß
ein etwaiges restliches Spannungssignal feinteilige
Verunreinigung am Meniskus anzeigt, das restliche
Spannungssignal mit einem Bezugssignal vergleicht und
auf der Grundlage dieses Vergleichs das Gefäß akzeptiert oder wegen feinteiliger Verunreinigung verwirft. ,

Gemäß einem weiteren Merkmal ist die Erfindung auf die
Prüfung von flüssigkeitsgefüllten durchsichtigen Gefäßen ■ auf Anwesenheit von Fremdstoffteilchen in der Flüssigkeit nach einem Verfahren gerichtet, das dadurch gekennzeich- ; net ist, daß man j

a) das Gefäß in eine Prüfstation stellt,

b) das Gefäß um eine Achse so dreht, daß der flüssige | Inhalt veranlaßt wird, sich mit einer Geschwindigkeit unterhalb der Geschwindigkeit, bei der Kavitation und j Blasenbildung der Flüssigkeit verursacht wird, zu j

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drehen,

c) die Drehbewegung des Gefäßes plötzlich abbricht, so daß die Flüssigkeit und die darin enthaltenen Teilchen weiterhin rotieren,

d) das Gefäß und die Flüssigkeit beleuchtet,

e) ein Bild des Gefäßes längs einer Betrachtungsachse mit Bilderzeugungsmitteln aufnimmt,

f) während der fortgesetzten Drehung der beleuchteten Flüssigkeit das Bild elektronisch in (A) zwei Meniskusvolumenbilder, die wenigstens die beiden Seitenteile des Meniskusbildes umfassen, in denen durch das Abklingen des Meniskus hervorgerufene Änderungen der Helligkeit im wesentlichen identisch sind, und (B) ein Bild des Volumens unter dem Meniskus zerlegt,

g) das Bild des Volumens unter dem Meniskus auf Helligkeitsänderung en überwacht, die sich bewegende feinteilige Stoffe anzeigen, und die beiden Meniskusvolumenbilder auf Helligkeitsänderungen überwacht, die sich bewegende feinteilige Stoffe und das Abklingön des Meniskus der rotierenden Flüssigkeit anzeigen,

h) jede dieser Helligkeitsänderungen elektronisch in ein j Spannungssignal umwandelt und die durch das Abklingen j des Meniskus verursachten Spannungssignale im wesent-j liehen eliminiert, indem man das durch Änderungen in '■ einem Teil verursachte Spannungssignal von dem durch ^[ Änderungen im anderen Teil verursachte Spannungs- ! signal subtrahiert, j

i) ein Gesamtsignal aller Signale der sich bewegenden

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feinteiligen Stoffe aus dem Volumen unter dem Meniskus und aus dem Meniskusvolumen bildet,

j) das Gesamtsignal mit einem Bezugssignal vergleicht
und

k) auf der Grundlage dieses Vergleichs das flüssigkeitsgefüllte Gefäß akzeptiert oder wegen feinteiliger '. Verunreinigung verwirft.

Gemäß einem weiteren Merkmal ist die Erfindung auf die ; Prüfung von flüssigkeitsgefüllten durchsichtigen Gefäßen auf die Anwesenheit von Teilchen in der Flüssigkeit nach ', einem Verfahren gerichtet, das dadurch gekennzeichnet
ist,, daß man

das Gefäß in eine Prüf station si-el't,

das Gefäß um eine Achse so dreht, daß der flüssige
Inhalt veranlaßt wird, sich mit einer Geschwindigkeit ! unterhalb der Geschwindigkeit, bei der Kavitation und
Blasenbildung der Flüssigkeit verursacht wird, zu drehen,

die Drehbewegung des Gefäßes plötzlich abbricht, so daß , die Flüssigkeit und die darin enthaltenen Teilchen ' weiterhin rotieren,

das Gefäß und die Flüssigkeit beleuchtet,

ein Bild verschiedener Teile des Gefäßes an mehreren ^! scharf fokussierten Bildebenen, die längs wenigstens i einer Betrachtungsachse liegen, aufnimmt, ;

jede dieser Bildebenen auf Helligkeitsänderungen, die , diese Teilchen anzeigen, überwacht,

jede dieser Helligkeitsänderungen elektronisch in ein '^l Spannungssignal umwandelt, j

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aus den Spannungssignalen ein Gesaratsignal bildet, das Gesamtsignal mit einem Bezugssignal vergleicht und

auf der Grundlage dieses Vergleichs das Gefäß akzeptiert oder wegen feinteiliger Verunreinigung verwirft.

Die Erfindung ist ferner auf ein System zur Prüfung von | flüssigkeitsgefüllten durchsichtigen Gefäßen auf feinteilige Verunreinigungen gerichtet, das gekennzeichnet ist durch

a) Bauelemente zur Beleuchtung des flüssigkeitsgefüllten Gefäßes,

b) Bauelemente, die das flüssigkeitsgefüllte Gefäß um eine Achse drehen,

c) Bauelemente, die die Drehung des Gefäßes plötzlich zum Stillstand bringen,

d) Bauelemente zur Aufnahme eines Bildes des flüssigkeitsgefüllten Gefäßes längs einer Achse,

e ) Bauelemente zur elektronischen Zerlegung des Bildes in (A) zwei Meniskusvolumenbilder, die wenigstens die beiden Seitenteile des Meniskusbildes umfassen, in denen die durch den abklingenden Meniskus erzeugten Helligkeitsänderungen im wesentlichen identisch sind, und (B) ein Bild des Volumens unter dem Meniskus, ^;

e ) Bauelemente zur Überwachung des Bildes des Volumens \ unter dem Meniskus auf Helligkeitsänderungen, die auf \ sich bewegende feinteilige Stoffe zurückzuführen sind,:

e ) Bauelemente zur Überwachung der beiden Meniskusvolumenbilder auf Helligkeitsänderungen, die durch sich bewegende feine Teilchen und das Abklingen des Meniskus der rotierenden Flüssigkeit verursacht

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werden,

f) Abtastmittel zur elektronischen Umwandlung des auf

■2 3

die Überwachungseinrichtungen e ) und e ) fallenden Lichts in Spannungssignale,

g) Bauelemente zur Übertragung nur von Änderungen der Spannungssignale,

1 '

g ) Bauelemente, die die Spannungssignale, die durch das Abklingen des Meniskus verursacht werden, im wesentlichen eliminieren, indem das aus einem Teil stammende Spannungssignal von dem aus dem anderen Teil stammenden Spannungssignal subtrahiert wird,

h) Bauelemente zur Bildung eines Gesamtspannungssignals aller übertragenen Spannungssignale, die durch sich _; bewegende feinteilige Stoffe verursacht werden,

i) Bauelemente, die das Gesamtsignal mit einem Bezugs- j signal vergleichen und

j) Bauelemente, die das Gefäß auf der Grundlage des Vergleichs akzeptieren oder wegen feinteiliger Verunreinigung verwerfen. j

Gemäß einem weiteren Merkmal betrifft die Erfindung ein System zur Prüfung von flüssigkeitsgefüllten durchsichtigen Gefäßen auf feinteilige Stoffe in der Flüssigkeit , und zur Einstufung der feinteiligen Stoffe nach ihrer relativen Größe. Das System ist gekennzeichnet durch j

eine Lichtquelle von konstanter Intensität zur Beleuchtung des Gefäßes und der Flüssigkeit,

Bauteile, die das flüssigkeitsgefüllte Gefäß um eine j Achse drehen, j

Bauteile, die die Drehung des Gefäßes plötzlich zum j 609814/0821

2 '5 3 S 7 S 5

Stillstand bringen,

Abtastglieder zur Überwachung von Änderungen des Lichts, das durch ausgewählte Teile des flüssigkeitsgefüllten Gefäßes zerstreut wird, und die diese Änderungen in Spannungssignale umwandeln,

Bauelemente zur Bildung eines Gesamtsignals aller dieser Spannungssignale und

Bauelemente, die das flüssigkeitsgefüllte Gefäß auf der Grundlage eines Vergleichs des Gesamtsignals mit einem Bezugssignal akzeptieren oder verwerfen.

Die Erfindung ist besonders (aber nicht ausschließlich) j vorteilhaft für die Prüfung von Phiolen, Ampullenflaschen und Ampullen, die Injektionslösungen enthalten. j

Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nachstehend bevorzugte Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die : Abbildungen beschrieben. ;

Figur 1 ist eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform d^s Systems gemäß der Erfindung und zeigt eine Reihe von j Detektoren und einen Ausdruckstreifen.

Figur 2 ist" eitle vergrößerte schematische Ansicht der Licht- und !Schattenzonen im Bereich des Gefäßes mit der in der Schättenzone liegenden Reihe von Detektoren.

Figur 3 ist eiij Teilschnitt längs der Linie 3-3 von Fig. 1 und zeigjt eine Reihe von Photoempfängern.

Figur 4 ist ein Teilschnitt längs der Linie 4-4 von Fig. 1 und zeigt Faseroptikbündel.

Figur 5 ist eine Vorderansicht eines Ampullenbildes und zeigt die maximale Meniskusverdrängung, die Meniskushöhe zu verschiedenen Zeiten und die Blockflächen, in die das !

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- Λ7 -

Ampullenbild unterteilt ist. j

Figur 6 ist eine Vorderansicht eines Ampullenbildes und zeigt die Anordnung der Flächeneinheiten, von denen jede ; einem Photoempfänger zugeordnet und von ihm überwacht : wird, innerhalb der Blockbereiche.

Figur 7 ist eine typische Aufzeichnung aus einer einzel- : nen Prüfung einer einwandfreien Ampulle, die eine sehr j geringe Verunreinigung durch kleine Teilchen aufweist.

ι Figur 8 veranschaulicht eine Aufzeichnung für eine nicht ; einwandfreie Ampulle, die in geringem Maße mit kleinen i Teilchen und einigen größeren Teilchen verunreinigt ist. ■

Figur 9 ist eine typische Aufzeichnung für eine nicht einwandfreie Ampulle, die in hohem Maße sowohl mit . kleinen als auch mit großen Teilchen verunreinigt ist.

Figur 10 ist eine typische graphische Darstellung, die \ die Beziehung des auf einen Photoempfänger von konstanter Empfindlichkeit fallenden Lichts zu dem vom Photoempfänger erzeugten Spannungssignal veranschaulicht.

Figur 11 ist ein Blockschema, das eine repräsentative elektrische Schaltung für die Verarbeitung der Signale aus jedem Transduktor veranschaulicht.

Figur 12 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform, bei der zwei Detektorreihen mit abgestuften Faseroptikbündeln zur Verbesserung der Tiefenschärfe verwendet werden.

Figur 13 ist ein Teilschnitt längs der Linie 13-1J von Fig. 12.

Figur 14 ist ein Schnitt längs der Linie 14-14 von Figur 12.

Bei dem in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten System 609814/0821

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besteht jedes Kabel 2 und 4 aus einem Faseroptikbündel 8 : innerhalb eines Schutzschirms 6. Die Enden der Kabel 2
und 4 sind offen, und je ein Ende jedes Kabels ist mit
einer Lichtquelle 10 verbunden. Das Licht aus der Lichtquelle wird durch das Faseroptikbündel 8 zu den entgegengesetzten Enden der Kabel 2 und 4 übertragen. Diese '

Enden sind hinter Blenden 12 und 14 in fester Lage be- ; festigt. Jede Lichtquelle, deren Intensität zur Beleuchtung der Flüssigkeit und der Teilchen genügt und die mit
den Betrachtungsmitteln verträglich ist, kann verwendet ! werden. Beispielsweise erwies sich eine Glühlampe von i 150 W und 21 V, z.B. eine General Electric-Lampe des _; Typs EEB, als geeignet. Die Lichtquelle 10 wird durch
den Stromkreis 11, der aus einem Faseroptik-Lichtintensitätsprobenehmer 13, der die Intensität des von der
Quelle 10 abgegebenen Lichts ständig überwacht, einem
Phototransduktor 15 zur Erzeugung ei.Äes Spannungssignals
17* das der durch den Probenehmer 13fpib erwacht en Lichtintensität proportional ist, und eirj^m Servoverstärker . 19 zur Steuerung des Stroms 21 zur Lampe 10 besteht,- auf j der Grundlage eines Vergleichs des Spannungssignals 17 ' mit einem gespeicherten Bezugssignal 23 bei konstanter ; Intensität gehalten.

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Der Drehtisch 16 ist an einer Welle 18 befestigt, die von einem Motor 20 angetrieben wird, der auf einer Plattform 22 fest montiert ist. Die Welle 18 ist senkrecht mit Hilfe des Hebels 24 beweglich, der bei 26 an der Welle 18 und bei 28 an einem feststehenden Halter 3O angelenkt ist. Das verschlossene Gefäß 50, das eine Lösung 52 enthält, wird auf den Drehtisch 16 gestellt, j der durch Niederdrücken des Hebels 24 angehoben wird. ! Wenn der Drehtisch 16 und das Gefäß 50 die in Fig.l ge- ■ strichelt dargestellte Stellung erreicht haben, wird ein. Mikroschalter 54 geschlossen. Mit Hilfe der Zeitschalt- \ vorrichtung 56 betätigt er den Motor 20 für eine voher j eingestellte Zeit, so daß der Drehtisch 16, das Gefäß 50 ! und die Lösung 52 in Drehung versetzt werden. Die Dreh- J geschwindigkeit und -zeit genügen, um die Lösung 52 und j etwa darin enthaltene Teilchen in Drehung zu versetzen, 1

ί jedoch liegt die Drehgeschwindigkeit unter dem Wert, bei '· dem Kaviation, Blasenbildung und Einschließung von Luft in der Lösung stattfinden können. Natürlich können im Rahmen der Erfindung die Flaschen anstatt mit dem von Hand betätigten Hebelsystem auch automatisch auf dem Drehtisch angehoben werden.

Nachdem das Gefäß sich während einer vorbestimmten Zeit gedreht hat, wird es plötzlich zum Stillstand gebracht, so daß die Flüssigkeit und etwaige darin enthaltene Teilchen weiter rotieren. Das durch die Sammellinse 33 erzeugte Bild der rotierenden Flüssigkeit wird unmittelbar mit Hilfe mehrerer Faseroptikbündel 31 geprüft. Jedes Faseroptikbundel 31 ist mit einem der Photoempfänger 34 einer Reihe 32 von Photoempfängern verbunden. Die als Betrachtungsmittel dienenden Faseroptiken sind Vorzugs- j weise in einem Winkel von etwa 17 bis 37° zur Horizontalen nach unten gerichtet, wobei ein Winkel von etwa 27 besonders bevorzugt wird. Jedes Faseroptikbündel überwacht eine Flächeneinheit des Bildes der rotierenden

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Flüssigkeit, wobei jede Flächeneinheit einer Volumenein- ■ heit der rotierenden Flüssigkeit entspricht. Jeder [ Phototransduktor spricht in vorbestimmter Weise auf einen beliebigen Beleuchtungswert innerhalb seines Arbeitsbereichs an (siehe Fig.10). Alle Signale aus den Photo- ;

empfängern werden durch eine elektronische Schaltung 36 verarbeitet, und das gebildete Gesamtausgangssignal wird am registrierenden Instrument 40 graphisch ausgedruckt, j Das registrierende Instrument 40 kann von einem Prüfer verwendet werden, um festzustellen, ob der Gehalt an feinen Teilchen im Gefäß annehmbar ist. Bei Verwendung eines vollständig automatischen Systems kann natürlich das registrierende Instrument 40 durch eine beliebige übliche Signalverarbeitung ersetzt werden, die ein gespeichertes Annahmekriterium für das jeweils geprüfte Gefäß aufweist. Hierauf wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig.11 näher eingegangen.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird die Oberfläche jedes Teilchens in der Lösung sowohl durch direktes Licht als auch reflektiertes Licht beleuchtet. Die Lichtquelle richtet wenigstens zwei Lichtstrahlen auf das flüssigkeitsgefüllte Gefäß längs Lichtwegen, die im Winkel zur·Sichtlinie angeordnet sind, die aus den Faseroptikbündeln zuyn Gefäß so verläuft, daß die Lichtwege sich im Gefäß kreuzen und im wesentlichen die gesamte Flüssigkeit beleuchten und eine winklige Schattenzone bilden, in der das FaseroptikbUndel liegt. Diese Anordnung ist in Fig. 2 dargestellt und wird für eine andere Betrachtungseinrichtung in der vorstehend genannten US-PS 3 627 423 beschrieben.

Fig.3 zeigt im Querschnitt eine Teilansicht der Gruppe 32

von Photoempfängern. Jeder Photoempfänger jj4 ist mit einem der Faseröptikbündel 31 verbunden.

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Fig.4 zeigt im Querschnitt eine Teilansicht der Faser- ; optikbündel 31. Die Bündel sind an ihren Beobachtungsenden rechtwinklig dargestellt, so daß kein nicht überwachter Bereich zwischen benachbarten Flächeneinheiten in jeder Spalte vorhanden ist. Es kann jedoch jede Form, die die Zerlegung des Gefäßbildes längs senkrechter Spalten ermöglicht, verwendet werden. Jedes Faseroptikbündel ist natürlich an seinem gegenüberliegenden Ende der Form seines zugehörigen Photoempfängers 34 angepaßt.

Fig.5 veranschaulicht die Form des Meniskusbildes bei der maximalen Verdrängung des Meniskus (Höhe "A"), in seiner Ruhestellung (Höhe "D") und zu zwei dazwischen j liegenden Zeitpunkten, wenn die in der Ampulle rotierende Flüssigkeit ihre Bewegung verlangsamt (Höhen "B" und ¹¹C"). Das Zeitintervall zwischen den Höhen "B" und "C" hat ^! ungefähr die gleiche Länge wie das Zeitintervall zwischen den Höhen "B" und "A". Wie in Fig.5 leicht erkennbar, :

geht der mittlere Teil des Meniskus sehr schnell in |

i seine Ruhestellung über, wenn die Drehbewegung des Ge- | fäßes zum Stillstand gebracht wird, während die Randteile des Meniskus ihre Ruhestellungen auf Grund des Bestrebens der Flüssigkeit, an den Wänden des Gefäßes nach oben zu klettern, viel langsamer einnehmen. Als Folge dieser ! Charakteristik des Abklingens des Meniskus kann der mitt-j lere Teil des Meniskus bald nach dem Aufhören der Drehung des Gefäßes überwacht werden. Das System gemäß der Erfindung ermöglicht jedoch die nutzbringende Überwachung der Randbereiche des Meniskus auf feinteilige Verunreinigungen auch dann, wenn das störende Ausgangssignal aus dem abklingenden Meniskus noch verhältnismäßig stark ist, indem das Abklingen des Meniskus in der nachstehend unter Bezugnahme auf Fig.6 beschriebenen Weise kompensiert wird.

Fig.5 zeigt ferner die vier Blockbereiche, in die das Ampullenbild durch Gruppierung der Detektoren unterteilt

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wird. Die Blöcke sind so gewählt, daß die Ampulle geprüft werden kann, obwohl Fehlersignale vorhanden sind, die vom Wirbel und dem resultierenden Abklingen des Meniskus stammen. Der Block I wird durch die Fläche des Ampullenbildes begrenzt, die sich von einem Punkt unmittelbar unter der maximalen Verdrängung des Meniskus nach unten bis zum Boden des Gefäßes erstreckt. Der Block II wird durch den oberen mittleren Teil des Am-

fich /von einem Punkt oberhalb der höchsten Stelle, bis zu der der Meniskus an der Wand des Gefäßes kriecht,nach unten bis zum oberen Rand des Blocks I. Die Blöcke III und IV werden durch die oberen Randteile des Ampullenbildes begrenzt, und der rotierende Meniskusrand fällt darauf. Diese Blöcke liegen über dem Block I und grenzen an die gegenüberliegenden Seiten des Blocks II.

Die Prüfung der Lösung beginnt in dem Augenblick, in dem die Drehung des Gefäßes aufgehört hat. Die kontinuierliche Überwachung des Blocks I beginnt unmittelbar, da kein störendes Beleuchtungssignal vom Block I abgegeben wird. Die kontinuierliche Überwachung des Blocks II beginnt in dem Augenblick, in dem das durch das Abklingen des Mittelpunktes des Meniskus verursachte störende Beleuchtungssignal im Vergleich zu dem Signal, das durch das kleinste sich bewegende Teilchen von Interesse erzeugt werden würde, vernachlässigbar wird, z.B. in dem Augenblick, in dem der Meniskus die Höhe "B" erreicht. Die Blöcke III und IV haben auch dann, nachdem das störende Beleuchtungssignal aus dem Block II vernachlässigbar geworden ist, weiterhin ein störendes Beleuchtungssignal, das durch das Abklingen des Meniskus verursacht wird. Beim bevorzugten System gemäß der Erfindung wird eines der in den Blöcken III und IV erzeugten Signale elektronisch vom anderen subtrahiert. Dies kann bei-

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spielsweise durch elektronische Umkehrung des im Block IV erzeugten Signals erreicht werden, wie in Fig.11 angedeutet. Da das durch das Abklingen des Meniskus verursachte störende Beleuchtungssigna-1 in den Blöcken III
und IV im wesentlichen das gleiche ist, ist das nach der
Subtraktionsstufe verbleibende Signal in erster Linie
auf die Bewegung von Teilchen zurückzuführen, obwohl ein
schwaches Fehlersignal auch nach der Subtraktion möglich i ist. Das maximale Fehlersignal, das nach der Subtraktion
möglich ist, wird mit weiterem Abklingen des Meniskus
beispielsweise von der Höhe "B" bis zur Höhe "C" schwä- j eher, und wahrscheinlich ist es notwendig, die Überwa- | chung der Blöcke III und IV zu verzögern, bis das maxi- j mal mögliche Fehlersignal nach der Subtraktion schwächer .

j ist als das Signal, das durch das kleinste Teilchen, das !

erfaßt werden muß, erzeugt werden würde. Je kleiner das ι Teilchen ist, das erfaßt werden muß, um so langer muß ' somit dieser Verzug sein. j

Fig.6 zeigt die in mehrere senkrechte Spalten, z.B. A,
B, ....F, weiter unterteilten Blockbereiche des Ampullen- j bildes, wobei jede senkrechte Spalte sich über die Länge
des rotierenden Flüssigkeitsvolumens erstreckt. Jede
senkrechte Spalte ist in mehrere rechtwinklige Flächeneinheiten, z.B. A^ .... A₇, F.. .... F₇, weiter unterteilt, und jede Rechteckfläche wird durch eines der
Faseroptikbündel überwacht. Die Faseroptikbündel ermöglichen eine scharfe Begrenzung der Flächeneinheiten, verhindern jedoch, daß eine nicht überwachte Zone zwischen
benachbarten, senkrecht übereinanderliegenden reckteckigen Bereichen auftritt. (Wenn nicht überwachte Zonen
zwischen benachbarten, senkrecht übereinanderliegenden
Rechteckbereichen vorhanden wären, würde es möglich sein, daß ein verunreinigendes Teilchen, dessen Bewegung natürlich genau waagerecht verläuft, sich der Erfassung entzieht, indem es nur durch diese nicht überwachten Zonen
rotiert.) Eine beliebige Zahl von Flächeneinheiten kann

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verwendet werden. Diese Zahl ist natürlich von vielen Faktoren einschließlich der Gefäßgröße, der Lichtstärke und des gewünschten Grades der Teilchenempfindlichkeit abhängig.

Da die Empfindlichkeit jedes Photoempfängers konstant ist, erzeugt er ein Signal, das im wesentlichen proportional der Intensität des darauf fallenden Lichts ist. Dieses Signal kann das Ergebnis einer Spiegelreflexion vom Gefäß, eines Fehlers oder eines Kratzers auf der Oberfläche des Gefäßes, des Abklingens des Meniskus, einer Spiegelreflexion der Flüssigkeitsoberfläche oder der Bewegung von Teilchen sein. Diese Signale werden durch ein Diffenrenzierglied so weiterverarbeitet, daß nur Signaländerungen übertragen werden. Für jede Blockfläche wird dann ein Signalgemisch oder Gesamtsignal gebildet, d.h. jede Blockfläche erzeugt ein Gesamtsignal aus allen von dieser Blockfläche kommenden differenzierten Signalen. Fehler oder Kratzer auf dem Gefäß sowie Spiegelreflexionen erzeugen gleichbleibende Signale und tragen nicht zum Gesamtsignal bei. Wenn Spiegelreflexionen genügend stark sind, sättigt sich der entsprechende Photoempfänger bei einem konstanten Sättigungssignal (siehe Fig.10), das nicht zum Gesamtsignal beiträgt. Wenn jedoch ein Photoempfänger gesättigt ist, bleibt ein sich bewegendes Teilchen, das in dem durch diesen Photoempfänger modulierten Volumen vorhanden sein kann, nicht unentdeckt, dates beim Durchgang durch ein benachbartes Volumen, das durch einen ungesättigten Photoempfänger moduliert wird, erfaßt wird.

Das im Block II auftretende Bild des abklingenden Meniskus erzeugt ein Signal, jedoch ist dieses Signal vernachlässigbar und leicht von dem Signal eines sich bewegenden Teilchens unterscheidbar. Das durch den Block III modulierte Bild des abklingenden Meniskus erzeugt ein diffe-

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renziertes Gesamtsignal, das sehr dicht bei dem differenzierten Gesamtsignal aus dem im Block IV erzeugten Bild des abklingenden Meniskus liegt. Durch Subtraktion des differenzierten Gesamtsignals des Blocks III zum differenzierten Gesamtsignal vom Block IV wird daher das Signal des abklingenden Meniskus in dem durch diese Blöcke überwachten Flüssigkeitsvolumen im wesentlichen eliminiert. Das nach dieser Subtraktion verbleibende Gesamtsignal zeigt nur den im Meniskurand vorhandenen, sich bewegenden feinteiligen Stoff an. Der geringfügige Unterschied in den differenzierten Signalen, der sich aus dem in den Blöcken III und IV gezeigten Abklingen des Meniskus ergeben kann, ist vernachlassigbar klein und demgemäß leicht von einem Signal, das durch die Bewegung feiner Teilchen verursacht wird, unterscheidbar.

Fig.7 bis Fig.9 sind schematische Ansichten, die die ' Ergebnisse der einzelnen Prüfungen von drei verschiedenen Ampullen zeigen. Wie aus den Abbildungen ersichtlich, ; wird bei Drehbeginn einer Ampulle eine starke Interferenz erfaßt, jedoch klingt das Interferenzsignal auf einen ;

unbedeutenden Rauschpegel ab, wenn der Meniskus der rotierenden Flüssigkeit sich seiner maximalen Verdrängungs-j höhe nähert. Jedes Signal, das nach Beginn der Überwachungszeit beobachtet wird, zeigt eine Änderung des einfallenden Lichts an, die durch die Streuung durch ein sich bewegendes Teilchen verursacht wird, wobei die Höhe des Scheitels oder Maximums und die Gesamtfläche des Signals unter dem Scheitel Art und Größe des beobachteten, Teilchens anzeigen. Beispielsweise erzeugt ein großes kugelförmiges, dunkles Teilchen wahrscheinlich ein niedriges und breites Signal, während ein kleines, stark reflektierendes Teilchen wahrscheinlich ein hohes, schmales Signal erzeugt. Ein großes dünnes Teilchen erzeugt ein Signal, das davon abhängt, wieviel Oberfläche dem Photoempfänger zugewandt ist. Wenn der Photoempfänger

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nur sein Ende "sieht", wird ein kleines Signal registriert, das durch das Signalverarbeitungsglied außer— acht gelassen werden kann. In dem erfindungsgemäßen kontinuierlichen Überwachungssystem wird jedoch ein solches großes dünnes Teilchen erfaßt, wenn es später einem der Photoempfänger eine größere Oberfläche darbietet. An Stelle der in Fig.l und Fig.7 bis 9 dargestellten graphischen Signalregistrierung kann ein beliebiges ι Signalverarbeitungsglied, in dem ein Kriterium für die Annahme des Gefäßes gespeichert ist, und das beispielsweise aus einem Integrator, einem Komparator, einem Maximum- oder Spitzendetektor und einem Addierer besteht, verwendet werden, um das Gefäß zu akzeptieren oder abzuweisen.

Fig.10 zeigt eine graphische Darstellung des Signals, das durch einen typischen Photoempfänger erzeugt wird, in Abhängigkeit vom auffallenden Licht. Wie diese Abbildung zeigt, spricht der Photoempfänger nicht an, bis das auffallende Licht eine bestimmte Mindeststärke übersteigt, die als Dunkelstrom oder Rauschschwelle bezeichnet wird. Ebenso sättigt sich der Photoempfänger bei einer bestimmten Stärke des auffallenden Lichts (die Sättigungsgrenze) , und Änderungen der Lichtintensität oberhalb dieses Wertes bleiben unerfaßt. Da ein Photoempfänger mit konstanter Empfindlichkeit verwendet wird, ist eine im wesentlichen geradlinige Beziehung voir Dunkelstrom oder von der Rauschschwelle bis zur Sättigungsgrenze im Arbeitsbereich vorhanden.

Fig.11 zeigt eine elektronische Schaltung (z.B. 36 in Fig.l), die sich für diese bevorzugte Ausführungsform der Erfindung eignet. Das auf jedes Faseroptikbündel j (entsprechend jeder rechteckigen Flächeneinheit) fallende Licht wird durch einen einzelnen Photoempfänger überwacht, dessen Empfindlichkeit konstant ist, und der ein Signal erzeugt, wenn die Beleuchtung stärker ist als die

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Rauschschwelle, wie in Fig.10 dargestellt. Dieses Signal, falls vorhanden, wird dann differenziert und verstärkt. Die verstärkten Signale aus den verschiedenen Flächeneinheiten innerhalb eines Blocks «erden dann längs der senkrechten Spaltenteile innerhalb dieses Blocks summiert, und die Gesamtsignale aus den senkrechten Spaltenteilen werden dann über jeden gesamten Block summiert. Für : jeden Block wird der Summierverstärker durch ein Steuer- , signal zum geeigneten Zeitpunkt in Gang gesetzt, wie oben erläutert. Sobald der Summierverstärker arbeitet, verstärkt er kontinuierlich Signale, die verarbeitet und , mit einem Bezugskriterium für einwandfreie Gefäße verglichen werden können. Nach diesem Vergleich kann die i Entscheidung über Annahme bzw. Ausscheidung eines Gefäßes getroffen werden. Das Gesamtsignal aus den Blöcken III

und IV wird durch kontinuierliche elektronische Subtrak- I tion des differenzierten Gesamtsignals eines Blocks von ] dem des anderen Blocks gebildet. Dies kann durch Umkehr ι

eines der Signale (von positiv zu negativ) mit Hilfe des i Umkehrverstärkers vor der abschließenden Summierstufe erreicht werden. Der Signalverarbeitungsteil kann eine beliebige, für diesen Zweck bekannte Vorrichtung sein, z.B. ein Komparator für eine beliebige Scheitelhöhe über einem bestimmten Wert, ein Integrator für alle Signale, j ein Scheiteldetektor und Addierer für alle Signale oder | eine Kombination dieser Elemente. Es ist natürlich offen-η sichtlich, daß diese elektronische Schaltung in verschiedenster Weise modifiziert werden kann, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann man den Verstärker weglassen oder die Signale zuerst horizontal summieren, oder die Differenzierung kann nach einem der Summiervorgänge stattfinden.

Fig.12 bis Fig.14 zeigen eine besonders bevorzugte Modifikation der vorstehend beschriebenen Ausführungsform. Fig.12 zeigt im Querschnitt ein stillstehendes Gefäß 50,

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in dem die Flüssigkeit 52 in Richtung der Pfeile rotiert.¹ Die durch Linsen 33 erzeugten Bilder der rotierenden Flüssigkeit werden durch mehrere stufenförmig angeordnete Faseroptikbündel 35 längs zwei Bet^rachtungsachsen geprüft. Eine geeignete Anzahl von Stufen in einem gegebenen Faserbündel kann verwendet werden. Zum Zwecke der Veranschaulichung sind in Fig.12 bis Fig.14 drei Stufen X, Y und Z dargestellt. Jedes Faseroptikbündel ist in die ! gleiche Zahl von Stufen unterteilt, und jede Stufe ist durchgehend für die volle Länge der Spalte, wie in Fig.13

und 14 deutlich dargestellt. \

Fig.13 zeigt im Querschnitt eine Teilansicht der stufenförmig angeordneten Faseroptikbündel 35 ähnlich Fig.4. Fig.14 zeigt im Schnitt die stufenförmig angeordneten Faseroptikbündel 35 ähnlich den nicht stufenförmig angeordneten Faseroptikbündeln, die links in Fig.l dargestellt sind. !

Die abgestuften Faseroptikbündel 35 sind besonders vorteilhaft, wenn der zu prüfende flüssige Inhalt so licht- oder wärmeempfindlich ist, daß die Intensität der Lichtquelle möglichst niedrig gehalten werden muß, um eine nachteilige Veränderung irgendeines Bestandteils in der Flüssigkeit zu verhindern. Die niedrigere Lichtintensität erfordert eine Verkleinerung des Zahlenwertes der "f"-Blendeneinstellung, wodurch die Tiefenschärfe der Linse zwangsläufig verringert wird. Beispielsweise hat eine f--Linse bei gegebener Lichtstärke einen kleineren Bereich der Scharfeinstellung für die Teilchen von Interesse als eine fg-Linse. So konnte eine bekannte Vorrichtung Flüssigkeiten, die wärme- oder lichtempfindlich sind oder in weiten Gefäßen verschlossen sind, nur durch übermäßige Verstärkung des elektrischen Ausgangs des Photoempfängers oder anderen Detektors analysieren, so daß diese Vorrichtungen weniger geeignet waren, kleine Teilchen gegen das Grundgeräusch zu erfassen. Ferner

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mußte die Prüfzeit verlängert werden, um sicherzustellen, daß etwaige verunreinigende Teilchen, die sich in der Flüssigkeit bewegen, genügend Zeit haben, um die verkleinerte Zone der Scharfeinstellung zu durchlaufen und so entdeckt und erfaßt zu werden·

Mit dem in Fig.12 bis Fig.14 dargestellten System ist es möglich, den gesamten flüssigen Inhalt viel schneller und mit höherem Zuverlässigkeitsgrad als bisher zu prü-

ι fen. Die abgestuften Betrachtungselemente können auch verwendet werden, um große Gefäße zu prüfen, in denen die Tiefenschärfe der Linse 33 erheblich geringer ist als der Durchmesser des zu prüfenden Gefäßes. Beispiels-,

weise kann bei konstanter Bildhelligkeit eine Erhöhung | der Lichtintensität und der f-Zahl der Linse 33 verwen- ! det werden, um die Tiefenschärfe der Linse 33 zu stei- j gern (vorausgesetzt, daß die Lösung 52 nicht licht- oder wärmeempfindlich ist), jedoch könnten die Kosten übermäßig hoch sein, denn unter diesen Umständen ist die Tiefenschärfe der Linse proportional dem Quadrat der Lichtintensität, d.h. eine Verdreifachung des Tiefenschär fenbereichs würde eine 9-fache Steigerung der Lichtstärke erfordern. Dagegen kann eine beliebige geeignete Zahl von scharf fokussierten Bildebenen bei der in Fig.I^ bis Fig.14 dargestellten Modifikation in Abhängigkeit von der Gefäßgröße und der gewünschten Lichtstärke verwendet ; werden.

Natürlich können auch andere äquivalente Mittel verwendet werden, um die Zahl der scharf fokussierten Bildebenen zu erhöhen. Beispielsweise kann man 1) mehrere Kombinationen von Linse und Spiegel verwenden, um das Bild mehrerer Betrachtungsebenen auf eine einzige Bildebene unter Verwendung der oben beschriebenen, nicht abgestuften, in Fig.l, 2 und 4 dargestellten Betrachtungsmittel zu fokussieren, oder 2) eine Reihe von teilweise reflektierenden Spiegeln (z.B. Bilddetektorsplitter]

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in Kombination mit mehreren nicht abgestuften Betrachtungsmitteln verwenden, um das Bild mehrerer Betrachtungsebenen auf mehrere Bildebenen zu fokussieren.

Fig.12 "bis 14 veranschaulichen ferner eine bevorzugte Variation, bei der zwei Betrachtungsachsen verwendet werden. Die Betrachtungsachsen haben vorzugsweise einen Abstand von 60 bis 120°, wobei ein Winkel von 90 besonders bevorzugt wird. Ebenso wie bei den in Fig.l und 2 dargestellten Ausführungsformen sollte die Betrachtungsvorrichtung in der Schattenzone liegen, wenn das bevorzugte, vorstehend beschriebene Belichtungsmittel verwendet wird. Durch mehrere Betrachtungsachsen ist eine schnellere und zuverlässigere Prüfung möglich, da es leichter ist, ein Teilchen, das sich im wesentlichen parallel zu einer Betrachtungsebene bewegt, als ein Teilchen, das sich im wesentlichen senkrecht zu einer Betrachtungsebene bewegt, zu erfassen. Wenn die beiden Betrachtungsachsen einen Abstand von etwa 90 haben, bewegt sich ein Teilchen, das sich fast senkrecht zu einer Betrachtungsachse bewegt und hierdurch schwierig erfassbar ist, fast parallel zur anderen Betrachtungsachse und ist daher durch die andere Betrachtungsachse viel leichter erfassbar. Natürlich können mehrere Betrachtungsachsen bei beliebiger Modifikation der vorstehend beschriebenen Betrachtungseinrichtungen verwendet werden.

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Claims (39)

Patentansprüche

1.!Verfahren zur Prüfung von flüssigkeitsgefüllten transparenten Gefäßen auf Anwesenheit von Fremdstoffteilchen in der Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß man

n) das Gefäß in eine Prüfstation stellt,

b) das Gefäß um eine Achse so dreht, daß der flüssige Inhalt veranlaßt wird, sich mit einer Geschwindigkeit unterhalb der Geschwindigkeit, bei der Kavitation und Blasenbildung der Flüssigkeit verursacht wird, zu drehen,

c) die Drehbewegung des Gefäßes plötzlich abbricht, so daß die Flüssigkeit und die darin enthaltenen Teilchen weiterhin rotieren,

d) das Gefäß und die Flüssigkeit belichtet,

e) ein Bild des Gefäßes längs einer Betrachtungsachse mit Bilderzeugungsmitteln aufnimmt,

f) während der weiteren Drehung der beleuchteten Flüssig-i

keit das Bild in mehrere Prüffelder zerlegt, die sich vom Boden des Gefäßbildes bis zum oberen Ende des Bildes des Flüssigkeitsmeniskus erstrecken,

g) Jedes Prüffeld mit einzelnen Meßfühlern auf Änderungen des darauf fallenden Lichts unter die Sättigungsgrenze des Meßfühlers überwacht,

h) jede dieser Änderungen des einfallenden Lichts elektronisch in ein Spannungssignal umwandelt,

i) ein Gesamtsignal aus den Spannungssignalen bildet, j) das Gesamtsignal mit einem Bezugssignal vergleicht und

k) auf der Grundlage des Vergleichs das Gefäß akzeptiert j oder wegen feinteiliger Verunreinigungen verwirft.

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2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ι

i man die Beleuchtung in der Stufe (b) mit Licht von kon- I

stanter Intensität vornimmt.

3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Bild in mehrere getrennte Spalten parallel zum Bild der Drehachse zerlegt.

4) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man jede getrennte Spalte in rechteckige Flächeneinheiten weiter unterteilt und hierdurch die Überwachung der vollen Länge jeder Spalte ermöglicht.

5) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Zerlegung des Bildes in der Stufe (f) mit Hilfe mehrerer Faseroptikbündel vornimmt.

6) Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Überwachung jeder Spalte in der Stufe (<j) durch Überwachen der Änderung des auf jedes Faseroptikbündel fallenden Lichts mit Hilfe eines damit verbundenen Photoempfängers von konstanter Empfindlichkeit vornimmt.

7) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Stufe (g) das zerlegte Bild an mehreren scharf fokussierten Bildebenen überwacht.

8) Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die scharf fokussierten Bildebenen durch mehrere abgestufte Faseroptikbündel überwacht.

9) Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Stufe (e) das Bild des Gefäßes längs einer zweiten Betrachtungsachse, die einen Abstand von 60 bis 120 zur ersten Betrachtungsachse hat, aufnimmt, wobei die Betrachtungsachsen nach unten zum Flüssigkeitsmeniskus in einem Winkel von 17 bis 37°, vorzugsweise von etwa 27° zur stillstehenden Flüssigkeitsoberfläche gerichtet sind.

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10) Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,) daß di«
haben.

daß die Betrachtungsachsen einen Abstand von etwa 90°

11) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) das Gefäß in eine Prüfstation stellt,

b) das Gefäß um eine Achse so dreht, daß der flüssige Inhalt veranlaßt wird, sich mit einer Geschwindigkeit unterhalb der Geschwindigkeit, bei der Kavitation und Blasenbildung der Flüssigkeit verursacht wird, zu drehen,

c) die Drehbewegung des Gefäßes plötzlich abbricht, so daß die Flüssigkeit und die darin enthaltenen Teilchen weiterhin rotieren,

d) das Gefäß und die Flüssigkeit belichtet,

e) ein Bild des Gefäßes längs einer Betrachtungsachse mit Bilderzeugungsmitteln aufnimmt,

f) während der weiteren Drehung der beleuchteten Flüssigkeit das Bild in mehrere Prüffelder zerlegt, die sich vom Boden des Gefäßbildes bis zum oberen Ende des Bildes des Flüssigkeitsmeniskus erstrecken,

g) jedes Prüffeld mit einzelnen Meßfühlern auf Änderungen des darauf fallenden Lichts unter die Sättigungsgrenze des Meßfühlers überwacht,

zwei Blöcke von Prüffeldern, auf die zwei Seitenteile des Meniskusbildes fallen und in denen die vom Bild des abklingenden Meniskus erzeugten Spannungssignale im wesentlichen identisch sind, auf durch sich bewegende feinteilige Stoffe und das Abklingen des Meniskus verursachte Änderungen des einfallenden Lichts überwacht,

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h) jede dieser Änderungen der Beleuchtung elektronisch in ein Spannungssignal umwandelt, '.

h ) die durch das Abklingen des Meniskus verursachten Spannungssignale im wesentlichen eliminiert, indem man die aus einem Block stammenden Spannungssignale elektronisch von den aus dem anderen Block stammenden Spannungssignalen subtrahiert,

i) ein Gesamtsignal aus den Spannungssignalen bildet,

j) das Gesamtsignal mit einem Bezugssignal vergleicht

und i

k) auf der Grundlage dieses Vergleichs das Gefäß akzep- j

tiert oder wegen feinteiliger Verunreinigung aus- ι scheidet. :

12) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) das Gefäß in eine Prüfstation stellt,

b) das Gefäß um eine Achse so dreht, daß der flüssige Inhalt veranlasst wird, sich mit einer Geschwindigkeit unterhalb der Geschwindigkeit, bei der Kavitation und Blasenbildung der Flüssigkeit verursacht wird, zu drehen,

c) die Drehbewegung des Gefäßes plötzlich abbricht, so daß die Flüssigkeit und die darin enthaltenen Teilchen weiterhin rotieren,

d) das Gefäß und die Flüssigkeit beleuchtet,

e) ein Bild des Gefäßes längs einer Betrachtungsachse mit Bilderzeugungsmitteln aufnimmt,

f) während der weiteren Drehung der beleuchteten Flüssigkeit das Bild elektronisch in mehrere Prüffelder zerlegt, die vom Boden des Gefäßbildes bis zum oberen Ende des Bildes des Flüssigkeitsmeniskus reichen und

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die Prüffelder zu Blöcken gruppiert, die durch (A) wenigstens zwei Meniskusvolumenbilder, auf zwei von welchen die beiden Seitenteile des Meniskuebildes fallen und in denen die durch.das Bild des abklingenden Meniskus erzeugten Spannungssignale im wesentlichen identisch sind, und (B) ein Bild des Volumens unter dem Meniskus gebildet werden, ι

g) das Bild des Volumens unter dem Meniskus auf Ände- I rungen des einfallenden Lichts überwacht, die sich bewegende feinteilige Stoffe anzeigen, und die beiden Meniskusvolumenbilder auf Änderungen des ein- ' fallenden Lichts überwacht, die sich bewegende feinteilige Stoffe und das Abklingen des Meniskus der rotierenden Flüssigkeit anzeigen,

h) jede dieser Änderungen der Beleuchtung elektronisch in ein Spannungssignal umwandelt,

h ) die durch das Abklingen des Meniskus verursachten Spannungssignale im wesentlichen eliminiert, indem man das durch Änderungen in einem Teil verursachte Spannungssignal von dem durch Änderungen im anderen Teil verursachten Spannungssignal subtrahiert,

i) ein Gesamtsignal aus allen sich bewegende feinteilige Stoffe anzeigenden Signalen aus dem Volumen unter dem Meniskus und dem Meniskusvolumen bildet,

j) das Gesamtsignal mit einem Bezugssignal vergleicht und

k) auf der Grundlage dieses Vergleichs das flüssigkeitsgefüllte Gefäß akzeptiert oder wegen verunreinigender Feinteile ausscheidet.

13) Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß man das Bild des Volumens unter dem Meniskus von einem ersten Zeitpunkt an unmittelbar nach dem Abbruch der

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Drehung des Gefäßes und die beiden Meniskusvolumenbilder von einem zweiten Zeitpunkt ab, der nach dem ersten ! Zeitpunkt liegt, überwacht. ' !

14) Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeich-

net, daß die beiden Teile die beiden Randteile des i

Meniskusbildes sind und das.Meniskusbild weiter an einem ι

mittleren Teil, der zwischen den beiden Randteilen liegt, getrennt überwacht wird.

15) Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man das Bild des Volumens unter dem Meniskus von einem ersten Zeitpunkt an unmittelbar nach dem Abbruch der Drehung des Gefäßes, den mittleren Teil des Meniskus von einem zweiten Zeitpunkt an, der nach dem ersten Zeitpunkt liegt, und die Bilder des Randteils des Meniskus von einem dritten Zeitpunkt an, der nach dem zweiten Zeitpunkt liegt, überwacht.

1®) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6 und 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtsignal die Summe der Größe aller Spannungssignale ist, die durch sich bewegende feinteilige Stoffe verursacht werden.

17) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6 und 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtsignal das Integral aller-Spannungssignale ist, die durch sich bewegende feinteilige Stoffe verursacht werden.

18) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6 und 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtsignal ein Signal ist, das durch sich bewegende feinteilige Stoffe über einem gewissen vorbestimmten Wert verursacht wird.

19) Verfahren nach Anspruch 11 bis 18, gekennzeichnet durch die Merkmale der Ansprüche 7 bis 10.

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20) System zur Prüfung von flüssigkeitsgefüllten durchsichtigen Gefäßen auf feinteilige Verunreinigungen, gekennzeichnet durch

a) Bauelemente zum Beleuchten des flüssigkeitsgefüllten Gefäßes,

b) Bauelemente zum Drehen des flüssigkeitsgefüllten Gefäßes um eine Achse, i

c) Bauelemente, die die Rotation des Gefäßes plötzlich

abbrechen, j

d) Bauelemente zur Aufnahme eines Bildes des flüssigkeitsgefüllten Gefäßes längs einer Achse,

e) Bauelemente zur Überwachung des Bildes des flüssigkeitsgefüllten Gefäßes auf mehreren Prüffeldern, die sich vom Boden des Gefäßbildes bis zum oberen Ende des Bildes des Flüssigkeitsmeniskus erstrecken,

f) Abtastelemente zur Umwandlung des auf die Überwachungselemente (e) fallenden Lichts in Spannungssignale,

g) Bauelemente, die nur Änderungen der Spannungssignale übertragen,

h) Bauelemente zur Bildung eines Gesamtsignals oder Signalgemisches aus den übertragenen Spannungssignalen,

i) Bauelemente, die das Gesamtsignal mit einem Bezugssignal vergleichen und

j) Bauelemente, die das Gefäß auf der Grundlag dieses Vergleichs akzeptieren oder wegen feint eiliger Verunreinigungen ausscheiden oder verwerfen.

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21) System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß als Bauelemente (e) zur Überwachung mehrere Faseroptikbündel (3i) vorgesehen sind, wobei jedes Bündel einem Prüffeld entspricht.

22) System nach Anspruch 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Faseroptikbündel (3%) das Bild des Gefäßes (50) in mehrere Spalten zerlegt, die parallel zum Bild der Drehachse ausgerichtet sind und sich vom Boden des Gefäßes (50) bis zum oberen Ende des Flüssigkeitsmeniskus erstrecken·

23) System nach Anspruch 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß als Bauelement (d) zur Bildaufnahme eineLinse (33) vorgesehen ist.

24) System nach Anspruch 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß als Bauelement (a) zur Beleuchtung eine Lichtquelle ! (10) von konstanter Intensität zusammen mit Lichtlenkungs mitteln vorgesehen ist, die wenigstens zwei Lichtstrahlen auf das flüssigkeitsgefüllte Gefäß (50) längs Lichtwegen richten, die im Winkel zur Sichtlinie, die sich von der Betrachtungsachse der Überwachungsbauteile (e) zum Gefäß (50) so erstrecken, daß die Lichtwege sich im Gefäß schneiden und im wesentlichen die gesamte Flüssigkeit (52) beleuchten und eine winklige Schattenzone bilden, in der das Überwachungsbauteil angeordnet ist.

25) System nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquelle von konstanter Intensität eine Lampe (10), Bauelemente zum Abtasten der Beleuchtungsstärke der Lampe und ein Servorverstärker (19) zur Steuerung des zur Lampe gehenden Stroms auf der Grundlage eines Vergleichs der abgetasteten Intensität mit einem gespeicherten Kriterium vorgesehen sind.

26) System nach Anspruch 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß als Abtastbauelemente (f) Photoempfänger (34) von

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konstanter Empfindlichkeit vorgesehen sind. j

27) System nach Anspruch 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, j daß die Abtastbauelemente (34) in einer rechteckigen i

Reihe (32) angeordnet sind. !

28) System nach Anspruch 20 bis 27, dadurch gekennzeichnet, ; daß als Übertragungsbauelement (g) ein Differenzierglied ι vorgesehen ist. j

29) System nach Anspruch 20 bis 28, dadurch gekennzeichnet, \

daß als Bauelemente (d) zur Bildaufnahme zwei Linsen j (33) vorgesehen sind, deren optische Achsen einen Abstand von 60 bis 120° haben und nach unten zum Flüssigkeitsmeniskus in einem Winkel von 17 bis 37 , vorzugsweise von etwa 27° zur stillstehenden Flüssigkeitsoberfläche gerichtet sind.

30) System nach Anspruch 20 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Achsen einen Abstand von etwa 90° haben.

31) System nach Anspruch 20 bis 30, gekennzeichnet durch

a) Bauteile zur Beleuchtung des flüssigkeitsgefüllten Gefäßes (50),

b) Bauelemente zum Drehen des flüssigkeitsgefüllten Gefäßes (50) um eine Achse,

c) Bauelemente, die die Drehung des Gefäßes (50) plötzlich abbrechen,

d) Bauelemente zur Aufnahme eines Bildes des flüssigkeitsgefüllten Gefäßes längs einer Achse,

e) Bauelemente, die das Bild elektronisch in mehrere Prüffelder zerlegen, die sich vom Boden des Gefäßbildes bis zum oberen Ende des Bildes des Flüssigkeitsmeniskus erstrecken, und die Prüffelder zu Blöcken gruppieren, die durch (A) wenigstens zwei

Mieniskusvolumenbilder, auf zwei von welchen die beiden Seitenteile des Meniskusbildes fallen und in denen die durch das Bild des abklingenden Meniskus erzeugten Spannungssignale im wesentlichen identisch sind, und (B) ein Bild des Volumens unter dem Meniskus gebildet werden»

e ) Bauteile zur Überwachung des Bildes des Volumens unter dem Meniskus auf durch sich bewegende feinteilige Stoffe verursachte Änderungen des einfallen-j

den Lichts überwachen, I

e ) Bauelemente zur Überwachung der beiden Meniskusvolumenbilder auf durch sich bewegende feinteilige Stoffe und das Abklingen des Meniskus der rotierenden Flüssigkeit verursachte Änderungen des einfallenden Lichts,

f) Abtastbauelemente zur elektronischen Umwandlung des

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auf die Überwachungsbauelemente e ) und e ) fallenden Lichts in Spannungssignale,

g) Bauelemente, die nur Änderungen der Spannungssignale übertragen,

g ) Bauelemente, die durch das Abklingen des Meniskus verursachte Spannungssignale durch elektronische Subtraktion des aus einem Teil stammenden Spannungssignals von dem aus dem anderen Teil stammenden Spannungssignal im wesentlichen eliminieren,

h) Bauelemente zur Bildung eines Gesamtspannungssig— nals aus allen durch sich bewegende feinteilige Stoffe verursachten übertragenen Spannungssignalen,

i) Bauelemente zum Vergleich des Gesamtsignals mit einem Bezugssignal und

j) Bauelemente, die das Gefäß (50) akzeptieren oder wegen verunrenigender Feinteile auf der Grundlage

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dieses Vergleichs ausscheiden.

32) Verfahren zur Prüfung des Meniskus einer beleuchteten rotierenden Flüssigkeit in einem durchsichtigen feststehenden Behälter, wobei ein Bild der rotierenden Flüssigkeit auf örtliche Änderungen der Helligkeit überwacht wird und die Änderungen der Helligkeit elektronisch in Spannungssignale umgewandelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß man das Bild des Meniskus an zwei volumetrischen Teilen überwacht, in denen die durch das Abklingen desl Meniskus verursachten Änderungen der Helligkeit elektronisch in im wesentlichen identische Spannungssignale umgewandelt werden, die durch das Abklingen des Meniskus verursachten Spannungssignale durch elektronische Subtraktion des durch einen Teil verursache ten Spannungssignals von dem durch den anderen Teil verursachten Spannungssignal im wesentlichen eliminiert, so daß ein etwaiges restliches Spannungssignal feinteilige Verunreinigung am Meniskus anzeigt, das restliche Spannungssignal mit einem Bezugssignal vergleicht und auf der Grundlage dieses Vergleichs das Gefäß akzeptiert oder wegen feinteiliger Verunreinigung verwirft·

33) Verfahren zur Prüfung von flüssigkeitsgefüllten durchsichtigen Gefäßen auf Anwesenheit von Fremdstoffteilchen in der Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) das Gefäß in eine Prüfstation stellt,

b) das Gefäß um eine Achse so dreht, daß der flüssige Inhalt veranlaßt wird, sich mit einer Geschwindigkeit unterhalb der Geschwindigkeit, bei der Kavitation und Blasenbildung der Flüssigkeit verursacht wird, zu

drehen,

c) die Drehbewegung des Gefäßes plötzlich abbricht, so daß die Flüssigkeit und die darin enthaltenen Teilchen weiterhin rotieren, .

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d) das Gefäß und die Flüssigkeit beleuchtet,

e) ein Bild des Gefäßes längs einer Betrachtungsachse mit Bilderzeugungsmitteln aufnimmt,

f) während der fortgesetzten Drehung der beleuchteten Flüssigkeit das Bild elektronisch in (A) zwei Meniskusvolumenbilder, die wenigstens die beiden ■Seitenteile des Meniskusbildes umfassen, in denen durch das Abklingen des Meniskus hervorgerufene Änderungen der Helligkeit im wesentlichen identisch sind, und (B) ein Bild des Volumens unter dem Meniskus zerlegt,

g) das Bild des Volumens unter dem Meniskus auf Helligkeitsänderungen überwacht, die sich bewegende feinteilige Stoffe anzeigen, und die beiden Meniskusvolumenbilder auf Helligkeitsänderungen überwacht, die sich bewegende feinteilige Stoffe und das Abklingen des Meniskus der rotierenden Flüssigkeit anzeigen,

h) jede dieser Helligkeitsänderungen elektronisch in ein Spannungssignal umwandelt und die durch das Abklingen des Meniskus verursachten Spannungssignale im wesentlichen eliminiert, indem man das durch Änderungen in einem Teil verursachte Spannungssignal von dem durch Änderungen im anderen Teil verursachte Spannungssignal subtrahiert,

i) ein Gesaratsignal aller Signale der sich bewegenden feinteiligen Stoffe aus dem Volumen unter dem Menis- j kus und aus dem Meniskusvolumen bildet, ^:- ι

l j) das Gesamtsignal mit einem Bezugssignal vergleicht und

k) auf der Grundlage dieses"Vergleichs das flüssigkeitsgefüllte Gefäß akzeptiert oder wegen feinteiliger Verunreinigung verwirft.

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34) Verfahren nach Anspruch 33, gekennzeichnet durch die Merkmale der Ansprüche 13 bis 18.

35) Verfahren zur Prüfung von flüssigkeitsgefüllten durchsichtigen Gefäßen auf Anwesenheit von Feststoffteilchen in der Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß man

das Gefäß in eine Prüf station stellt,

das Gefäß um eine Achse so dreht, daß der flüssige ι Inhalt veranlaßt wird, sich mit einer Geschwindigkeit | unterhalb der Geschwindigkeit, bei der Kavitation und J Blasenbildung der Flüssigkeit verursacht wird, zu drehenJ

die Drehbewegung des Gefäßes plötzlich abbricht, so daß die Flüssigkeit und die darin enthaltenen Teilchen weiterhin rotieren,

das Gefäß und die Flüssigkeit beleuchtet,

ein Bild verschiedener Teile des Gefäßes an mehreren scharf fokussierten Bildebenen, die längs wenigstens einer Betrachtungsachse liegen, aufnimmt,

jede dieser Bildebenen auf Helligkeitsänderungen, die diese Teilchen anzeigen, überwacht,

jede dieser Helligkeitsänderungen elektronisch in ein Spannungssignal umwandelt,

aus den Spannungssignalen ein Gesamtsignal bildet, das Gesamtsignal mit einem Bezugssignal vergleicht und

auf der Grundlage dieses Vergleichs das Gefäß akzeptiert oder wegen feinteiliger Verunreinigung verwirft.

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36) Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachung mit Hilfe mehrerer abgestufter Faseropt-ikbündel (35) vorgenommen wird.

37) System zur Prüfung flüssigkeitsgefüllter durchsichtiger Gefäße auf feinteilige Verunreinigungen, gekennzeichnet durch

a) Bauelemente zur Beleuchtung des flüssigkeitsgefüllten Gefäßes,

b) Bauelemente, die das flüssigkeitsgefüllte Gefäß um eine Achse drehen,

c) Bauelemente, die die Drehung des Gefäßes plötzlich zum Stillstand bringen,

d) Bauelemente zur Aufnahme eines Bildes des flüssigkeitsgefüllten Gefäßes längs einer Achse,

e ) Bauelemente zur elektronischen Zerlegung des Bildes in (A) zwei Meniskusvolumenbilder, die wenigstens die beiden Seitenteile des Meniskusbildes umfassen, in denen die durch den abklingenden Meniskus erzeugten Helligkeitsänderungen im wesentlichen identisch sind, und (B) ein Bild des Volumens unter dem Meniskus,

e ) Bauelemente zur Überwachung des Bildes des Volumens unter dem Meniskus auf Helligkeitsänderungen, die auf sich bewegende feinteilige Stoffe zurückzuführen sind,

e ) Bauelemente zur Überwachung der beiden Meniskusvolumenbilder auf Helligkeitsänderungen, die durch sich bewegende feine Teilchen und das Abklingen des Meniskus der rotierenden Flüssigkeit verursacht

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werden,

f) Abtastmittel zur elektronischen Umwandlung des auf die Überwachungseinrichtungen e ) und e ) fallenden Lichts in Spannungssignale,

g) Bauelemente zur Übertragung nur von Änderungen der Spannungssignale,

g ) Bauelemente, die die Spannungssignale, die durch das Abklingen des Meniskus verursacht werden, im wesentlichen eliminieren, indem das aus einem Teil stammende Spannungssignal von dem aus dem anderen Teil stammenden Spannungssignal subtrahiert wird,

h) Bauelemente zur Bildung eines Gesaratspannungssignals aller übertragenen Spannungssignale, die durch sich bewegende feinteilige Stoffe verursacht werden,

i) Bauelemente, die das Gesamtsignal mit einem Bezugssignal vergleichen und

j) Bauelemente, die das Gefäß auf der Grundlage des Vergleichs akzeptieren oder wegen feinteiliger Verunreinigung verwerfen.

38) System nach Anspruch 37, gekennzeichnet durch die Merkmale der Ansprüche 21 bis 30.

39) System zur Prüfung von flüssigkeitsgefüllten durchsichtigen Gefäßen auf feinteilige Feststoffe in der Flüssigkeit und zur Einstufung der feinteiligeh Feststoffe nach ihrer relativen Größe, gekennzeichnet durch eine Lichtquelle von konstanter Intensität zur Beleuchtung des Gefäßes und der Flüssigkeit,

Bauteile, die das flüssigkeitsgefüllte Gefäß um eine Achse drehen,

Bauteile, die die Drehung des Gefäßes plötzlich zum

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Stillstand bringen,

Abtastglieder zur Überwachung von Änderungen des Lichts, das durch ausgewählte Teile des flüssigkeitsgefüllten ! Gefäßes zerstreut wird, und die diese Änderungen in | Spannungssignale umwandeln,

Bauelemente zur Bildung eines Gesamtsignals aller dieser Spannungssignale und

Bauelemente, die das flüssigkeitsgefüllte Gefäß auf der Grundlage eines Vergleichs des Gesamtsignals mit einem Bezugssignal akzeptieren oder verwerfen.

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