JPS6235049B2

JPS6235049B2 -

Info

Publication number: JPS6235049B2
Application number: JP53091509A
Authority: JP
Inventors: Hisaichi Shibazaki
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 1978-07-28
Filing date: 1978-07-28
Publication date: 1987-07-30
Also published as: JPS5518939A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は密封容器、特に少なくとも一部が弾性
材で構成される缶、壜等の内圧および密封性を、
当該容器内部圧力の大きさに応じて弾性材が発現
する物理的変化量を測定し、多数個の測定に係る
デジタル測定値信号を一時記憶し、順次更新しく
ゆく当該記憶デジタル測定値信号を読み出し演算
導出した逐次可変動する平均値信号と、別途設定
された偏差値信号との間で四則演算補正して求め
られた相対的な弁別基準値と測定値をその都度比
較弁別して、弁別基準値を超越した測定値を有す
る容器を排斥する密封容器の内圧検査装置に関す
る。缶詰や壜詰等の一般食品の場合、充填内容物の
変敗防止の為に缶内圧力を30〜60cmHgの減圧で
充填している。ところが、漏洩あるいは内容物の
変敗によるがガス発生により、減圧度が低下する
ことがある。これらの不良缶容器等を検知排斥す
るために、従来から多くの自動検査法及び装置が
発明、考案されている。例えば特公昭49−7192号公報、特開昭49−
34376号公報、特開昭51−99554号公報、実公
昭41−22316号公報にそれぞれ開示されている。記例は打検棒で缶蓋を直接に打撃して強制振
動を励起し、それによつて誘発する缶蓋の固有減
衰振動の減衰時間を測定して、振動勢力がある一
定値まで減衰するのに要する時間を別途用意した
基準値と比較弁別して、基準値以下あるはそれ以
上の缶を排斥するものである。これは取りも直さ
ず、缶蓋の受ける外力が缶内外の圧力差に応じて
減衰振動の制動時間を変化するという原理に基
く。前記例は、磁力パルスを蓋に印加して励振
し、発生音の周波数を共振フイルターで選択して
整流を行い、周波数に応じた直流電圧に変換し、
その電圧がある一定値に満たない場合あるいはそ
れ以上の時、不良缶として排斥される。これは、
蓋が有する固有振動周波数が缶内外の圧力差に応
じて変化するという原理に基く。前記例は、前記例と同様の原理に基くもの
であるが、その判別装置を異にし、検出音からの
電気信号波形をパルス化し、基準時間信号で前記
パルスの周期を測定して、ある一定時間以上の長
周期の振動をする缶を排斥する。前記例は、缶内圧力に応じて生ずる蓋の凹凸
状況を電磁コイルの自己インダクタンスの変化と
して検出し、これを直流電圧に変換したものを、
ある一定基準電圧と比較してそれぞれに満たない
ものを排斥する。その他の例として、蓋の凹凸状況を光学的に
検出しようとするものがある。光沢のある蓋面は
光学的な凹面鏡あるいは凸面鏡としての作用を有
し、缶内の圧力に対応してその焦点距離が変化す
る。従つて投光器から蓋面に投射された光束が反
射する時、前記焦点距離に対応して光束が集束又
は拡散し、受光器からは入射光量に対応する電圧
が検出される。その電圧をある一定基準値と比較
し、それに満たない場合あるいはそれ以上の缶を
排斥するものである。このように従来からの各例は、いずれも缶内圧
力に応じて蓋に発現する諸物理量の変化を、それ
ぞれ各蓋の特性に適した手段で測定し、その値を
ある固定の絶対的な基準値と比較して缶の良否判
定を実施している。ところで缶内圧力は一般に缶の温度に応じて変
化するものであり、次に述べる様に固定の基準値
と比較することは極めて危険である。理由：果汁飲料は一般に90℃程度の温間充填で
密封された後、冷却水によつて40℃以下に急冷
されると、内容物の収縮によつて缶内は約30cm
Hgの減圧となる。もし、ここで何らかの理由
により冷却水温度やその流量が増減変化する
と、缶の冷却程度が変り、それに応じて缶内圧
力も変化する。例えば冷却水を循環使用する場
合には、作業開始時に15℃であつた冷却水温
が、時間の後には30℃位までに上昇する。理由：缶詰充填工程を円滑に操作する為、工程
の途中で流量調節の必要上一時的に緩衝保留す
る事がある。保留時間は工程の円滑度に応じて
変化するので、缶の自然冷却状態が異り、殊に
冬期に於ては10℃以下まで冷え、缶内圧力変動
の大きな原因となる。同様に充填後充分に日時
が経過したものを検査する場合、缶は外気温と
平衡しており、その日の天候によつて缶内圧力
が変化する。理由：ある種の果汁飲料では充填後の日数経過
に連れて、缶内空隙中の酸素を果汁液中に取込
むために、次第に減圧度が上昇するものがあ
る。例えばトマトジユースでは充填直後に20℃
に於て40cmHgの減圧であつたものが、数週間
後には約50cmHgまで減圧される。従つて一担
倉庫に保管された後の出荷時検査を行う場合、
保管日数によつて減圧度が異り、良否判別の基
準設定に苦慮する。理由：蓋材料の僅かな厚みの違いや、蓋面に施
されたエキスパンシヨンリングなどの凹凸加工
の僅かな違い、および表面光沢の違いが缶内圧
に応じて変化する物理的性質に見かけ上の変化
をもたらし、恰も缶内圧が変化したかの様に測
定される。以上のような不都合は、ある一定の固定した値
を判別の絶対的な基準値としている為に生ずるも
のである。これ等を改善するには、前記理由、
の温度に起因する場合は、何らかの手段で缶温
度を一定に保つことで解決できるが、前記理由
については出荷検査日を一定することは事実上不
可能に近く、前記理由についても、蓋製造プレ
スの金型、原材料鉄板の厚みや硬度などすべての
条件を一定に保つ事は極めて困難な事であり、従
来の固定した判別基準は多くの欠点があつた。また従来からの人為的な打撃音響検査法では、
ある固定した判別基準が存在するわけでもなく、
熟練打検者が連続的に検査する缶の打撃音を経験
的に統計処理して、主観的に記憶しており、それ
らと異なつた音の強さ、高さ、音色の時、音響異
状缶として排斥していた。従つて、被検査缶の過
去の打撃音を経験的に把握し、統計処理を施して
平均値なるものを記憶していたが、主観的であつ
て客観性がないので、技術的な発展性がなかつ
た。本発明の主な目的は、密封容器内圧の相対比較
弁別を行う検査装置を提供することにある。本発明の他の目的は、密封容器内圧の測定値と
比較する弁別基準を統計的処理に基ずいて客観性
を持たせた検査装置を提供するることにある。本発明の他の目的は、先行検査済みの密封容器
群内圧の平均測定値に基づいて弁別基準値が補正
算出される検査装置を提供することにある。本発明の他の目的は、密封容器内圧の測定媒体
として音響、コイルの自己インダクタンス、光を
媒介とする検査装置を提供することにある。本発明の他の目的は、平均測定値の上下限規制
に伴う密封容器内圧の相対比較における信頼性を
向上した検査法およびシステムを提供することに
ある。本発明の他の目的は以下の説明と添付図面を参
照すれば明らかとなろう。本発明は、密封容器群の先行計測した測定値群
から逐次演算導出されて可変動する平均値から弁
別基準値を補正算出し、当該弁別基準値と計測中
の測定値とを相対比較判別する所謂先行のデータ
ーから一定の経験則を導く統計的手法を導入した
ものである。従つて、密封容器の温度条件、保管
日数および蓋のロツト違いによつて生ずる見かけ
上の測定変動による良否判別精度の低下を軽減
し、より高精度、高能率、高信頼性を誇る検査装
置である。さらに本発明法との関係において、本発明装置
の総括基本的なブロツクダイヤグラムを第１図に
つき説明する。以下密封容器の代表例として缶を検査対象に採
用した。本発明装置Ａは、被検査缶ａの缶内圧力に応じ
て蓋ａ１に発現する諸物理的変化量をアナログ電
気量の検出電気信号Ｓ１に変換する検出回路装置
１と、当該検出電気信号Ｓ１に含まれる不要成分
の除去し、適宜手段にてデジタル処理してデジタ
ル測定値信号Ｓ２に測定変換するデジタル測定回
路装置２と、当該デジタル測定値信号Ｓ２と別途
供給される良否判別に係る弁別基準値信号Ｓ３と
により比較弁別し、不良缶と判定した場合のみ内
圧不良判定信号Ｓ４を送出する比較判別回路装置
３と、内圧不良判定信号Ｓ４の送出により内圧不
良缶を図示しないコンベヤ上から排斥する缶排除
操作信号Ｓ５缶排斥指令回路装置４を順次直列接
続する一方、前記弁別基準値信号Ｓ３を比較判別
回路装置３に帰還入力するため、前記デジタル測
定回路装置２と比較判別回路装置３との間に弁別
基準値演算回路装置５を分岐接続してデジタル測
定値信号Ｓ２を分岐入力するよう構成する。前記弁別基準値演算回路装置５は、入力された
デジタル測定値信号Ｓ２により、先行のものを順
次更新して常に最新の一定固数のデジタル測定値
信号Ｓ２を記憶するデジタル記憶器６と、当該デ
ジタル記憶器６に記憶されている一定個数の記憶
デジタル測定値信号Ｓ６から可変動平均値信号Ｓ
７を計算する平均値演算器７と、前記可変動平均
値信号Ｓ７と別途設定供給される偏差値信号Ｓ８
との間で加算または乗算を実行する補正演算器８
と、前記偏差値信号Ｓ８を設定するための手動設
定ダイヤルスイツチを有するデジタル偏差値設定
器９との組合構成からなる。次にこれらに基づき、本発明の具体的第一実施
例について第２図を参照にして説明する。本発明の装置Ａ１は、蓋振動の減衰時間で内圧
不良を判定する場合であり、蓋ａ１の振動振幅の
減衰時間が缶内圧力と相関がある場合に適用され
る。即ち本発明装置Ａ１は、被検査缶ａの缶内圧力
に応じたアナログ電気量の検出電気信号Ｓ１を得
る検出回路装置１０と、当該検出電気信号Ｓ１を
波形整形したのち包絡線電圧E₁に変換して、減
衰過程に於ける任意の２点の電圧を予め設定する
レベル電圧と比較するとともに、測定時間に対応
したクロツクパルス信号Pc計数値のデジタル測
定値信号Ｓ２を送出するデジタル測定回路装置１
１と、当該デジタル測定値信号Ｓ２と別途供給さ
れる良否判別に係る弁別基準値信号Ｓ３とを比較
弁別し、内圧不良缶と判定した時のみ内圧不良判
定信号Ｓ４を送出する比較判別回路装置１２と、
内圧不良判定信号Ｓ４の送出により内圧不良缶を
図示しないベルトコンベヤ上から排斥する缶排斥
指令回路装置１３を順次系統的に接続する一方、
前記弁別基準値信号Ｓ３を得るため前記デジタル
測定回路装置１１と比較判別回路装置１２との間
に、弁別基準値演算回路装置１４を、かつ前記デ
ジタル測定値信号Ｓ２をデイスプレイするための
表示回路装置１５を、それぞれ記測定回路装置１
１から分岐接続し、前記の全回路装置は被検査缶
ａの到来を感知する光電検知器１６により通過検
知信号Ｓ９を送信されたタイミング制御回路装置
１７からタイミングパルス信号Ｐ_Tを送出して、
同期統御するよう電気系統的に接続構成する。弁別基準値演算回路装置１４は、逐次入力され
たデジタル測定値信号Ｓ２により、先行のものを
順次押出し更新するとともに最新の一定個数のデ
ジタル測定値信号を記憶するデジタル記憶器１８
と、当該デジタル記憶器１８に記憶されている一
定個数の記憶デジタル測定値信号Ｓ６を読み出し
逐次可変動する平均値信号Ｓ７を演算導出する平
均値演算器１９と、前記可変動平均値信号Ｓ７と
別途供給される偏差値信号Ｓ８との間で加算また
は減算を実行する補正演算器２０と、前記偏差値
信号Ｓ８を設定するための手動設定ダイヤルスイ
ツチを有するデジタル偏差値設定器２１との組合
構成からなる。検出回路構成１０は、被検査缶ａが検出プロー
ブ２２の直下に到来した事を光電検知器１６で検
出すると、通過検知信号Ｓ９を送信されたタイミ
ング制御回路装置１７からのタイミングパルス信
号Ｐ_Tの発生により、電磁コイル２３に電力パル
ス発生器２４の電力パルスが供給されると蓋ａ１
に磁束が作用して、蓋ａ１に強制的な振動が励起
されて音響を発生し、当該音響を受信するマイク
ロホンＭによつて、検出電気信号Ｓ１に変換され
る。デジタル測定回路装置１１は、前記検出回路装
置１０で得られた微弱な検出電気信号Ｓ１を前置
増幅器２５で増幅およびノイズ除去等による波形
整形を施し、整流平滑化回路２６によつて増幅検
出電気信号Ｓ１０の包絡線電圧信号E₁を得て、
当該包絡線電圧信号E₁を開始レベル電圧比較器
２７と終了レベル電圧比較器２８に同時並行入力
する。前記包絡線電圧信号E₁が減衰していく過
程で別途設定入力する減衰開始レベル電圧信号Ｅ
_Sに一致した時、開始レベル電圧比較器２７から
カウント開始指令信号Ｐ_Sを発して、カウンター
２９が動作し、クロツクパルス発生器３０からの
クロツクパルス信号Ｐ_Cの計数を開始し、さらに
前記包絡線電圧信号E₁は時間経過に伴い減衰
し、減衰終了レベル電圧信号Ｅ_Pと一致した時、
終了レベル電圧比較器２８からカウント停止指令
信号Ｐ_Pを発して、カウンター２９の動作を停止
させ、その間の計数時間Ｔに対応するクロツクパ
ルス信号Ｐ_Cをカウンター２９で計測する。ここで、前記減衰開始レベル電圧信号Ｅ_Sに対
し、減衰終了レベル電圧信号Ｅ_Pを低い値とし、
しかも通常信号Ｅ_Pは信号Ｅ_Sの1/2とする。これ
は蓋の振動は時間に対して指数関数的に減衰し、
振幅が最大値の1/2になるまでの時間は、減衰し
ていく過程のどの部分を取つてもほぼ一定であ
り、前記測定時間Ｔを振幅の半減時間として定義
できると云う理由に基く。また減衰開始レベル電
圧信号Ｅ_Sは、包絡線電圧信号E₁の最大値Ｅ_nよ
りも幾分低くなければならない。しかし、増幅検
出電気信号Ｓ１０は必ずしも一定しないので、第
３図に示すようなレベル電圧発生回路装置３１に
より、自動補正を行つている。即ち第３図に示すレベル電圧発生回路装置３１
は、包絡線電圧信号E₁の最大値Ｅ_nを一時的に記
憶保持するためのコンデンサーによるアナログ式
尖頭値電圧保持回路３２で保持し、その値を分圧
抵抗器R₁，Ｒ２，Ｒ３で分圧して、減衰開始レ
ベル電圧信号Ｅ_Sおよび減衰終了レベル電圧信号
Ｅ_Pを基準電圧として得て、増幅検出電気信号Ｓ
１０の大きさに無関係に信号Ｅ_Sと信号Ｅ_Pの大小
関係が維持される。以上述べた諸動作のタイミング関係を第４図の
タイミングチヤート図に示す。前記クロツクパルス信号Ｐ_Cのパルス周波数
は、被検査缶ａおよび内容物の種類によつて適当
な値が選定され、蓋振動の減衰時間が短い場合は
100KHz、長い場合には1KHz、その中間では
2KHz、5KHz等のパルス周波数を用いて、良品
のデジタル測定値信号Ｓ２がカウンター２９のフ
ルカウントの1/2程度となる様なものとする。カ
ウンター２９は、２進数８ビツトのもので、計数
結果であるクロツクパルス信号Ｐ_Cの計測数を２
進数に測定変換したデジタル測定値信号Ｓ２を次
段のデジタル記憶器１８、比較判別回路装置１２
及び表示回路装置１５へ分岐出力する。デジタル記憶器１８は、１語が８ビツトで128
語の容量を持ち、新しいデジタル測定値信号Ｓ２
が前記カウンター２９から与えられる毎に最も古
い値から順に追出し更新し、最も新しい一連の
128個の値を蓄えている。ここで記憶容量を128語
とした理由は、平均値の計算に於て、概略値とし
ては10個のデータで判断出来、100個のデータで
はかなりの精度が期待できるためである。また実
際の缶詰充填ラインの特性上、100缶程度では状
態が急変することもないので、本実施例では100
に最も近い２進数として、２即ち128を選んだ。記憶デジタル測定値信号Ｓ６の平均値は、平均
値演算器１９で求めるが、すべての値が２進数な
ので、128個の値を加算し、下７桁を切り捨てる
だけで128で除た事になり、統計的な処理により
逐次変化する可変動平均値信号Ｓ７を求めてい
る。一方、当該可変動平均値信号Ｓ７に対してあ
る程度かけ離れた値を、被検査缶ａの良否判別に
係る弁別基準値としての弁別基準値信号Ｓ３を得
るため、別途デジタル偏差値設定器２１に備わる
手動設定ダイヤルスイツチにより、前記平均値信
号Ｓ７の補正用のため偏差値信号Ｓ８を設定す
る。なお、デジタル偏差値設定器２１は３桁の10
進数で設定するものであるが、内部で２進数に自
動変換して出力するよう構成される。前記平均値演算器１９とデジタル偏差値設定器
２１からの出力である可変動平均値信号Ｓ７と偏
差値信号Ｓ８とを、補正演算器２０に入力して四
則演算を実行し、被検査缶ａの良否判別に係る弁
別基準値信号Ｓ３を得ている。前記演算は、被検
査缶ａおよび内容物の種類により決定され、蓋振
動の減衰時間が内圧良缶よりも不良缶の方が長時
間の場合は加算を、またその逆の場合は減算が選
ばれる。実際には、デジタル偏差値設定器２１に
正または負の値を選択しうる符号スイツチを設
け、演算は加算だけで実行している。ところで、弁別基準信号Ｓ３を得るための演算
は、平均値信号Ｓ７に対する割合を乗じる方式で
も良いが、回路構成が複雑化し、トラブルの原因
を招く機会も多くなり、実用的には、加算方式と
精度において大差は見い出せなかつた。以上のようにして補正演算器２０から得られた
弁別基準値信号Ｓ３と前記カウンター２９からの
クロツクパルス信号Ｐ_Cの計数であるデジタル測
定値信号Ｓ２は、デジタル信号値比較器で構成さ
れる比較判別回路装置１２に並行入力されて比較
判別され、弁別基準値信号Ｓ３よりもクロツクパ
ルス信号Ｐ_Cが多い場合、または少ない場合に内
圧不良判定信号Ｓ４を次段の缶排斥指令回路装置
１３に送出している。前記良否判別に係る弁別基準値信号Ｓ３を得る
段階に於て、当該弁別基準信号Ｓ３とデジタル測
定値信号Ｓ２の大小関係の選択は、前述のデジタ
ル偏差値設定器２１の正、負符号を選ぶのと同一
理由であり、同一スイツチで連動して実行され、
実回路ではデジタル加算器と符号反転用の論理否
定回路から組合構成するような方式を採用した。缶排斥指令回路装置１３に於ける缶の移動と缶
の遅延の同期方式は、従来からのシフトレジスタ
ーで構成され、前記比較判別回路装置１２からの
内圧不良判定信号Ｓ４入信すると一定秒刻遅延後
図示しない機械的排斥機構に缶排除操作信号Ｓ５
を送信し内圧不良缶を排出コンベヤ外へ排除す
る。以上述べてきたように第一実施例を構成する各
部の電子回路は、アナログ信号を取扱う部分は主
にアナログ演算増幅集積回路を使用し、またデジ
タル信号を取扱う部分はTTL形デジタル集積回
路およびＣ−MOS形デジタル集積回路により構
成して、タイミング制御回路１７からのタイミン
グパルス信号Ｐ_Tで同期動作している。また各装置全体において、電源スイツチの投入
時に、デジタル回路で構成される各部のフリツプ
フロツプおよび記憶装置は、すべて“Ｏ”にリセ
ツトされる。その為、第一実施例の運転が開始さ
れて、はじめの128缶の測定が終了するまでは、
平均値演算器１９から出力される平均値信号Ｓ７
は正確ではない。このような不都合を解決する
為、第一実施例では、デジタル記憶器１８には、
全記憶域に手動書き込み可能なスイツチ機構を設
け別途用意した検査済の良品１缶の測定値を仮平
均値信号Ｓ７としてスイツチ機構を手動操作し、
デジタル記憶器１８内の128語全部に書き込み、
これを初期値として始動しているが、実ラインで
は、作業開始時には別の理由によつて数100缶が
排斥されるので、特別に初期値の設定を実行しな
くても、128缶の測定が達成されてから正常動作
に移行することができる。以上の構成によれば、例えば被検査缶ａの充填
温度が時間経過によりゆつくり低下し、基準温度
範囲以下にまで低下してしまう様な工程異状、あ
るいは冷却水流量が減少してきて、充填後の冷却
温度が時間とともにゆつくり上昇するような場
合、デジタル測定値信号Ｓ６群の平均値信号Ｓ７
も当該現象に追従していき、これらの諸現象に基
づく事故を見逃すおそれがある。このような弱点を補うため、デジタル測定値信
号Ｓ６群の平均値信号Ｓ７が予め設定される正常
値の範囲を脱した時、警報を発する様に第５図に
示す警報指令回路装置３３を備えている。同図に於いて、平均値演算器１９の出力を分岐
して、デジタル上限値比較器３４及びデジタル下
限値比較器３５に入力する。さらに当該両比較器
３４，３５には、それぞれ上限値設定器３６及び
下限値設定器３７により予め手動設定された上・
下限レベル値信号Ｓ１１，Ｓ１２がそれぞれ入力
され、前記平均値演算器１９から入力される平均
値信号Ｓ７と比較して、平均値信号Ｓ７入力が予
め手動設定される両設定器３６，３７の上限値以
上あるいは下限値以下の場合のみ平均値位常信号
Ｓ１３，Ｓ１４を出力する。デジタル上・下値設定器３６，３７は、ダイヤ
ルスイツチにより10進数の３桁で設定すれば、内
蔵の信号発生器により、８ビツトの２進数を出力
するよう構成される。前記デジタル上・下限値比較器３４，３５から
得られる平均値異常信号Ｓ１３，Ｓ１４は、OR
回路３８を介していずれの平均値異常信号Ｓ１
３，Ｓ１４に対しても１つの警報発令信号Ｓ１５
を発生する。警報発令信号Ｓ１５は、別途設置される電源及
び光電検出器の異状用の検出回路とともに１個の
警報リレーを駆動して、本発明装置Ａ１または充
填工程に何らかの異状がある事をランプまたはブ
ザー等の警報装置で通報するか、あるいは充填工
程制御回路にインターロツクして、工程を停止さ
せる事ができる。今まで述べてきた第一実施例の説明では、被検
査缶ａに発現する諸物理的変化量の対象が異なる
場合には適用できず、本発明Ａが各種の被検査缶
ａに適用され汎用性を有するためには、記諸物理
的変化量の検出に応じた検出回路装置１およびデ
ジタル測定回路装置２を用意すればよく、次にこ
れらを中心とする各実施例を挙げて説明してい
く。第二実施例は蓋ａの固有振動周期が缶内圧力と
相関がある場合に適用され、蓋ａに振動を励起し
た後、振動に基づく検出音を前処理するまでの段
階は、前記第一実施例と同一である。また前処理済みの信号波形をパルス化して、周
期測定を行う方法も、既に前述の従来例特開昭
51−99554号公報に開示されているので、同方式
を適用しても差支えない。しかし、従来のフイルターによるノイズ除去方
式では、前置増幅器の通過帯域内の周波数成分を
有するノイズに対しては無力である。ところで、ノイズ成分は一般に非周期性であ
り、同一波形を連続して繰返す事は殆んどないの
で、信号波形を一担オシログラフに描き出し、目
測によつて互いに隣合う波形を比較し合い、ノイ
ズによつて生ずる波形歪を修正して、信号波の基
本波成分を描き出すことができる。同様の原理に基く波形修正方法としては、次に
挙げる統計学的な自己相関関数法がある。蓋ａの振動を時間の関数ｘ（ｔ）で表わした
時、その自己相関関数Ｒ（τ）は下記の(1)式で定
義され、元の関数ｘ（ｔ）と同一周期を持ち、ｘ
（ｔ）に含まれるノイズ成分はＲ（τ）の振幅の
大小に変換されるので、ノイズによる非周期性の
誤差が除去される。第二実施例に於ては、蓋の振動周期よりも充分
に短周期のサンプリング時間で、検出信号をデジ
タル化し、有限長のデータに対する離散的近似式
(2)を適用した実時間相関計を用いた。次に離散的
近似式(2)を示す。但し△τ：信号サンプリング時間 △ｔ：計算インターバル時間ｎ：１、２、３… ｋ：１、２、３… Ｎ：計算繰返し回数これらの基本原理に基づき第６図を中心に本発
明システムの第二実施例を説明する。本発明装置Ａ２は、前置増幅器３９、実時間相
関計４０、パルス化回路４１、カウンター４２お
よびクロツクパルス発生器４３の順次系統的な組
合構成からなるデジタル測定回路装置４４を第一
実施例の検出回路装置１０と比較判別回路装置１
２の間に介設してなる。検出回路装置１０からの検出電気信号Ｓ１は、
前置増幅器９で波形整形された増幅検出電気信号
Ｓ１０を、実時間相関計４０に入力し、△τ＝５
μＳ毎にサンプリングして４ビツトのデジタル信
号に変換し、データ長256語を取り込み△ｔ＝150
μＳ毎にＮ＝2⁴〜2⁶の繰返し回数で前記(2)関数式
の計算を行い検出電気信号Ｓ１に係る関数値信号
Ｓ１６を出す。ここでＮの値は計算に用いたデータ長、即ちど
れだけの時間の波形を平均したかを意味し、実際
には蓋の振動周期やその減衰の早さ、即ち缶及び
その内容物の種類、あるいは缶が置かれた状態に
よつて選定され、一般にはＮ＝2⁵で充分であり、
蓋振動の10〜20周期分のデータを取つて計算する
ことになる。特に減衰の早い場合、例えばアルミニウム蓋や
カートンケースに納められた缶をケースの外から
検査する場合はＮ＝2⁴を選ぶ。逆に充分に長い減
衰時間を有する場合はＮ＝2⁶を選ぶことによつ
て、精度の向上が実現できる。また第二実施例では、蓋振動の振幅には関係な
く周期のみに着目しているので、前記自己相関関
数計算の結果についても、正、負の符号ビツトの
みを取出してパルス化回路４１に入力し、関数値
信号Ｓ１６の最初の正負反転時にパルス化回路４
１からカウンター開始指令信号Ｐ_Sを発生して、
周期カウンター４２が動作し、クロツクパルス発
生器４３からのクロツクパルス信号Ｐ_Cの計数を
開始する。またカウント開始指令信号Ｐ_Sの発生
後、関数値信号Ｓ１６の一周期後の正負反転時
に、パルス化回路４１からカウント停止指令信号
Ｐ_Pを発して、カウンター４２の動作を停止さ
せ、蓋の固有基本波の周期測定に対応するクロツ
クパルス信号Ｐ_Cが周期カウンター４２で計数さ
れ、デジタル測定値信号Ｓ２が出力される。以上の諸動作のタイミング関係を第７図のタイ
ムチヤートに示す。なお図中Ｓは蓋の振動波形、
Ｔは同期カウンター４２の計数時間である。一般に打撃検査が実施される被検査缶は、直径
５〜10cmの範囲であり、缶種に関係なく蓋振動周
期が0.5〜1.0ｍｓの間に存在し、また前記クロツ
クパルス信号Ｐ_Cの周期を５μＳに選んであるの
で、最大1.28ｍＳの蓋振動周期まで測定がカバー
できる。このように蓋振動周期に大幅な差異が生
じない理由は、小形缶では薄い材料が用いられ、
また大形缶では厚い材料を使用するか、あるいは
補強のための加工が施されることが挙げられる。もし前記の信号サンプリング時間△τおよびク
ロツクパルス信号Ｐ_Cの周期が５μＳで、満足な
測定精度が得られなければ、クロツクパルス信号
Ｐ_Cの周期を2.5μＳあるは10μＳに変えて、前記
第一実施例と同様な方法を講じて問題の解決を計
つている。さらに周期カウンター４２以後の弁別基準値演
算回路装置１４、比較判別回路装置１２および缶
排斥指令回路装置１３等については、第一実施例
と同一のものを使用するので説明は省略する。次に本発明装置の第三実施例について第８図の
ブロツクダイヤグラムを中心に説明する。本発明装置Ａ３は、被検査缶ａの蓋ａ１の凹凸
状況を電磁的に測定する場合であり、被検査缶ａ
の缶内圧力に応じて蓋ａ１に発現される凹凸状況
の変化の度合を電磁コイルの自己インダクタンス
の変化として検出し、前記第一・第二実施例のよ
うな蓋振動による測定には不向きな形状の蓋の場
合に適用される。被検査缶ａの内外圧力差が０の時は、蓋ａ１の
形状が被検査缶ａの外側に向かつて凸型をしてお
り、当該被検査缶ａ内が減圧するに連れてその形
が平坦化していき、ある減圧以上にまでなると、
蓋ａの形状が凹型となり、蓋振動の形態も変化し
て、被検査缶ａ内圧と蓋振動との相関性が保たれ
なくなり、このような場合第三実施例は特に有効
である。即ち本発明装置Ａ３は、被検査缶ａの蓋ａ１に
対向し、等該被検査缶ａとの相対距離を一定に保
ち、さらに被検査缶ａの直径とほぼ同径の電磁コ
イルＬを測定返とするブリツジ回路４５と高周波
発振器４６からなる検出回路装置４７と、検出回
路装置４７で得られた検出電気信号Ｓ１を検波回
路４８で直流電圧信号Ｓ１７に変換した後、当該
直流電圧信号Ｓ１７をデジタル変換してデジタル
測定値信号Ｓ２とするＡ−Ｄコンバータ４９とか
らなるデジタル測定回路装置５０と、当該デジタ
ル測定回路装置５０からは第一実施例同様、表示
回路装置１５、比較判別回路装置１２および弁別
基準値演算回路装置１４にそれぞれ分岐し、これ
らを順次系統的に接続するよう構成される。基本的には以上のように構成され、被検査缶ａ
の缶内圧力に応じて蓋の凹凸状況の差異があり、
蓋ａ１と電磁コイルＬの間で電磁相互誘導作用を
なし、電磁コイルＬの自己インダクタンスが変化
する。このように電磁コイルＬをブリツジ回路４
５の測定辺とし、他辺に接続される可変コンデン
サーＣ_V等で調整して、被検査缶ａ内圧が０の時
にブリツジ回路４５を平衡させれば、当該被検査
缶ａ内圧力に応じてブリツジに不平衡電圧が発生
する。従つて当該不平衡電圧は被検査缶ａ内圧力
に応じた検出電気信号Ｓ１となり、検波回路４８
で直流電圧信号Ｓ１７に変換する。ここまでの方法あるいは装置に関しては従来か
ら公知であり、前記の検波回路４８で変換された
直流電圧信号Ｓ１７による良否判断は、アナログ
電圧のままである固定したアナログ基準電圧と比
較していたが、第三実施例においては、検波され
た直流電圧信号Ｓ１７をＡ−Ｄコンバータ４９で
デジタル変換してデジタル測定値信号Ｓ２とし、
その後、当該デジタル測定値信号Ｓ２は表示回路
装置１５に供給されて表示されるとともに、比較
判別回路装置１２および弁別基準値演算回路装置
１４に供給されて、前記第一実施例と同様の信号
処理が実行される。なおＡ−Ｄコンバータ４９は、最大入力値10V
であり２進８ビツト信号に変換する。従つて入力
直流電圧信号Ｓ１７は、考え得る被検査缶ａの最
大圧力または減圧に対して10V以内となる様に、
前段までの回路設計は考慮されている。次に本発明装置の第四実施例について第９図乃
至第１０図について説明する。本発明装置Ａ４は、蓋ａ１の凹凸状況の度合を
光を媒体として測定する場合であり、被検査缶ａ
の缶内圧力に応じて蓋ａ１に発現される凹凸状況
の度合を光の反射強度の差異として検出し、前記
第三実施例と同様に被検査缶ａの内圧力と蓋振動
との相関性に欠ける場合に有効である。まず測定原理は第９図に示すよう、被検査缶ａ
の蓋ａ１と対向して光源５１と受光器５２からな
り、光源１内にはレンズ系５３を配置して平行光
線が蓋ａ１面に投射されるよう構成する。被検査缶ａ内圧が０で蓋ａ１の形状が殆んど平
面状の時は、第９図ａのように反射光もほぼ平行
光線となるが、被検査缶ａ内圧が減圧するに連れ
て蓋ａ１が凹み、光学的な凹面鏡としての特性を
具現するようになり、第９図ｂに示すように反射
光は集束されて、受光器５２で受ける受光量は第
９図ａの場合よりも増大する。ところが被検査缶
ａ内圧が正圧方向に増加する場合は、第９図ｃに
示すように反射光は拡散されて、受光量は第９図
ａの場合より減少する。実際の装置では光源５１と受光器５２は、被検
査缶ａと同軸心円上に配置される様に工夫した
り、あるいは数組の光源５１と受光器５２を互い
に等間隔に配置し、蓋ａ１の方向性に基づく測定
誤差の軽減を計つている。このような測定原理に基づく第四実施例は第１
０図に示すよう、光源５１群から発射された光が
蓋ａ１面で得られた反射光を受ける受光器５２群
を、被検査缶ａと同軸心円上かつ等間隔放射状に
上架して受光器５２群からの検出電気信号Ｓ１を
同時並行出力する検出回路装置５５と、当該検出
回路装置５５からの検出電気信号Ｓ１群をそれぞ
れ対応入力して増幅処理し増幅検出信号Ｓ１０を
出す前置増幅器５４群と、増幅検出電気信号Ｓ１
０を加算するアナログ式電圧加算器５６と、さら
に当該アナログ式電圧加算器５６からの加算値信
号Ｓ１８を２進８ビツトのデジタル処理を施して
デジタル測定値信号Ｓ２とするＡ−Ｄコンバータ
５７との組合構成からなるデジタル測定回路装置
５８と、第一実施例で述べたと同様の諸回路、諸
装置を後続し、これらを順次系統的に接続するよ
う構成される。前置増幅器５４群では、受光器５２群からの検
出電気信号Ｓ１群が増幅されるとともに、受光器
５２個々の感度差は前置増幅器５４の増幅度を変
えることでバラツキが生じないよう補償してい
る。また前置増幅器５４群の出力は、アナログ式
電圧加算器５６で合成され、加算結果は受光器５
２の数に応じた平均光量を意味する。なお前記光
源５１は白熱電球、受光器５２は通常の光電変換
器が用いられる。以上述べてきた第一乃至第四実施例に於て、カ
ウンター２９，４２あるいはＡ−Ｄコンバータ４
９，５７で得られたデジタル測定値信号Ｓ２は、
マイクロコンピユータ等を行い、処理手順はソフ
トウエアプラグラムによつて実行することも可能
である。さらに前記実施例に限らず、缶内圧力の
大きさに応じて蓋の表面に発現する諸物理現象を
変換できるセンサーがあれば、本発明の検出回路
装置として適用できる。従つて本発明は、被検査
缶の諸特性に応じたセンサーを検出回路装置とし
て使用すれば、各種の缶類に使用できるものであ
る。而して本発明の具体的効果を、以下の実験およ
び実験データを参照にして説明する。実験例１まず、良品缶1000個、直径53mm、内容量250
c.c.、の果汁飲料缶を用意し、本発明の第二実施例
の装置Ａ２を用いて実施した。試料缶全部を20℃
〜40℃の間で各段階の温度に分けて、蓋の振動周
期を測定した結果を第１表に示す。

【表】

【表】第１表において“測定表示”は蓋の振動周期に
相当し、同表示値は５を乗じた積が〔μＳ〕を単
位とする振動周期である。“頻度”は、各々の測
定表示値の出現した回数を示す。なお同表中、缶
温度が高い35℃、40℃に於て、試料総数が少なく
なつているのは、実験中に試料缶を誤つて床に落
した為に缶が変形して、試料から除外したことに
よる。“相当減圧度”は測定表示に対応する平均
的な缶内減圧度であり、試料と同一ロツトの別な
缶20個の缶胴壁に穴をあけ、その穴を通して外部
から真空ポンプで缶内圧力を変化しながら、蓋の
振動周期を測定して得た平均値である。さて第１表の測定結果に於て、各温度での測定
表示値の平均は、同表中〓枠で取囲んだ値の所で
ある。即ち20℃で115、30℃で117、35℃で118、
40℃で123である。ここで良否判別に係る弁別基準値を従来の手段
のように固定した値、例えば第１表に於て測定表
示値130とすると、各温度に於る排斥缶数及び排
斥率は第２表(a)に見る通り、温度の上昇とともに
急激に排斥率が高くなつている。もし仮りに通常の作業で缶温度が30℃であり、
良否判別に係る適正な弁別基準値を前記測定表示
値130として固定する時、何らかの理由で缶温度
が40℃になると、正常な良品を約９％も排斥して
しまう結果となる。同時に本発明装置Ａ４の第四実施例の装置で、
良否判別基準を仮りに測定表示値の平均値に12を
加えて補正した場合の各温度に於ける排斥状況を
第２表(b)に示した。同表(b)によれば大幅な温度変
化に対しても、ほぼ一定の排斥率が得られ、同表
(a)と比較検討するならば、本発明の有用性は明瞭
である。なお第２表(b)の各値と第１表からの読取
値との間に幾分かの差があるのは、測定表示の平
均値が全試料を測定する途中で幾分かの変動があ
ることによる。

【表】実験例２前記実験例１に用いた試料缶を２分して、１つ
のグループを20℃に、他のグループは40℃に缶温
度を調節しておき、初めに20℃の缶500個を測定
し、次に引続き40℃の缶497個の測定を行つた時
の排斥状況の変化を第３表に示した。ここで良否
弁別基準は前記実験例１と同様に平均値に12を加
えて補正したものとし、同じ実験を５回繰返し
た。

【表】第３表を見ると、缶温度が急変するような過渡
的な状態において、排斥率が高くなるが（第３表
中で501〜620のところ参照）、約120缶の測定後に
は測定平均値も安定な状態となり、缶の良否判別
に係る弁別基準値も追従するので、それ以後は正
常な動作状態に回復することがわかる。従つて、
従来のように缶の良否判別に係る弁別基準値を固
定しているような場合には、本実験のような缶温
度の急激な変化に対処することはできない。このように本発明によれば、実験２のように温
度の急変のみならず、蓋のロツトが変わつて、蓋
の板材厚みや硬度が変るなどの原因で蓋の振動周
期、あるいは凹凸状況が変わつた場合にも極めて
有効に対処できる等優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置の総括基本的なブロツク
ダイヤグラム、第２図は本発明システムの第一実
施例のブロツクダイヤグラム、第３図はレベル電
圧発生回路装置の説明図、第４図は第一実施例の
各諸動作を示すタイムチヤート、第５図は警報指
令回路装置の説明図、第６図は本発明装置の第二
実施例の要部のブロツクダイヤグラム、第７図は
第二実施例の各諸動作を示すタイムチヤート、第
８図は本発明装置の第三実施例のブロツクダイヤ
グラム、第９図は本発明の第四実施例の測定原理
図、第１０図は本発明装置の第四実施例の要部ブ
ロツクダイヤグラムである。Ａ，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４……内圧検査装
置、ａ……被検査缶、ａ１……蓋、E₁……包絡
線電圧信号、Ｅ_P……減衰終了レベル電圧信号、
Ｅ_S……減衰開始レベル電圧信号、Ｐ_C……クロツ
クパルス信号、Ｐ_P……カウント停止指令信号、
Ｐ_S……カウント開始指令信号、Ｐ_T……タイミン
グパルス信号、Ｓ１……検出電気信号、Ｓ２……
デジタル測定値信号、Ｓ３……弁別基準値信号、
Ｓ４……内圧不良判定信号、Ｓ５……缶排除操作
信号、Ｓ６……記憶デジタル測定値信号、Ｓ７…
…平均値信号、Ｓ８……偏差値信号、Ｓ９……通
過検知信号、Ｓ１０……増幅検出電気信号、Ｓ１
１……上限レベル値信号、Ｓ１２……下限レベル
値信号、Ｓ１５……警報発令信号、Ｓ１６……関
数値信号、１，１０，４７，５５……検出回路装
置、２，１１，４４，５０，５８……デジタル測
定回路装置、３，１２……比較判別回路装置、
４，１３……缶排斥指令回路装置、５，１４……
弁別基準値演算回路装置、６，１８……デジタル
記憶器、７，１９……平均値演算器、８，２０…
…補正演算器、９，２１……デジタル偏差値設定
器、２５……前置増幅器、２６……整流平滑化回
路、２７……開始レベル電圧比較器、２８……終
了レベル電圧比較器、２９……カウンター、３
０，４３……クロツクパルス発生器、３１……レ
ベル電圧発生回路装置、３２……尖頭値電圧保持
回路、３３……警報指令回路装置、３４……デジ
タル上限値比較器、３５……デジタル下限値比較
器、４２……周期カウンター、４９，５７……Ａ
−Ｄコンバータ。

Claims

【特許請求の範囲】１密封容器の弾性壁に発現する物理量の変化を
検出電気信号に変換する検出回路装置と、検出電
気信号が具象する容器内圧力に相関するアナログ
電気量をデジタル測定値信号に測定変換するデジ
タル測定回路装置と、多数個の測定に係る前記デ
ジタル測定値信号を順次更新可能に一時記憶する
デジタル記憶器と、当該記憶デジタル測定値信号
を読み出して逐次可変動する平均値信号を演算導
出する平均値演算器と、当該平均値信号と別途設
定された偏差値信号との間で四則演算補正する補
正演算器と、予め前記偏差値信号を設定自在なデ
ジタル偏差値設定器とで組合構成して前記デジタ
ル測定値信号群から演算導出した前記平均値信号
に前記一定偏差値信号を算術的に四則演算して相
対的な弁別基準値信号を得る弁別基準値演算回路
装置と、前記デジタル測定値信号と弁別基準値信
号とを比較弁別する比較判別回路装置と、前記平
均値信号の過大上限値レベルおよび過小下限値レ
ベルの超越に対して警報を発鳴する警報指令回路
装置とを有機的に系統接続してなる密封容器の内
圧検査装置。２デジタル測定回路装置は、検出回路装置から
の微弱かつ歪んだ検出電気信号を整形増幅処理す
る前置増幅器と、増幅された検出電気信号に係る
包絡線電圧信号が減衰してゆく過程で別途設定入
力する減衰開始レベル電圧信号に一致した時、カ
ウント開始指令信号を発する開始レベル電圧比較
器と、さらに別途設定入力する減衰終了レベル電
圧信号に一致した時、カウント停止指令信号を発
する終了レベル電圧比較器と、前記カウント開始
指令信号で起動し、クロツクパルス信号を計数開
始して前記カウント停止指令信号で計数を停止す
るカウンターとの組合構成からなる特許請求の範
囲第１項記載の密封容器の内圧検査装置。３開始レベル電圧比較器と終了レベル電圧比較
器とは、包絡線電圧信号の尖頭値を一時的に保持
する尖頭値保持回路と、当該尖頭値保持回路から
の出力電圧を減衰開始レベル電圧信号と減衰終了
レベル電圧信号に分圧する分圧抵抗器群とからな
るレベル電圧発生回路装置の各分圧出力を増幅検
出電気信号と並行入力自在に各別に並列接続して
なる特許請求の範囲第２項記載の密封容器の内圧
検査装置。４デジタル測定回路装置は、微弱かつ歪んだ検
出電気信号を整形増幅する前置増幅器と、当該増
幅検出電気信号が具象する振動の自己相関々数を
解析デジタル演算し関数値信号を出す実時間相関
計と、前記関数値信号の周期をクロツクパルス信
号の計数により測定する周期カウンターを備えて
なる特許請求の範囲第１項記載の密封容器の内圧
検査装置。５比較判別回路装置は、デジタル測定値信号と
弁別基準値信号にそれぞれ正及び負の符号を付
し、互に逆転切換可能に接続された論理否定回路
を前置し、加算結果が正の値に対して内圧不良判
定信号を発信する加算器とからなる特許請求の範
囲第１項、第２項、第３項又は第４項記載の密封
容器の内圧検査装置。６警報指令回路装置は、予め設定可能な上限レ
ベル値信号以上の平均値信号に対し平均値異常信
号を出すデジタル上限値比較器と、予め設定可能
な下限レベル値信号以下の平均値信号に対し平均
値異常信号を出すデジタル下限比較器との論理和
接続からなる特許請求の範囲第１項、第２項、第
３項、第４項又は第５項記載の密封容器の内圧検
査装置。７デジタル記憶器は、全記憶域に手動書き込み
可能なスイツチ機構を備える特許請求の範囲第１
項、第２項、第３項、第４項、第５項又は第６項
記載の密封容器の内圧検査装置。