DE2411231A1 - Vorrichtung zum feststellen von fehlern an zigarettenfiltern - Google Patents

Description

Priorität: 8. März 1973, V.St.A., Nr. 339

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Feststellen von Fehlern an Zigarettenfiltern und insbesondere auf eine photoelektrische Detektorvorrichtung zum Feststellen vom Fehlern, wie Körnern, Flecken und/oder anderen Dunkelflächen am Ende von Zigarettenfiltern und zum Erzeugen von elektrischen Signalen bei jeder Fehlerfeststellung.

Bei der Herstellung von bestimmten Zigarettenarten wird in eine Kammer gekörnter Kohlenstoff eingebracht, die zwischen zwei zylindrischen Stopfen aus Filtermaterial am Filtermundstückende der Zigarette ausgebildet ist. Dabei kann es gelegentlich vorkommen, daß ein oder mehrere Kohlenstoffkörner zu der Stirnfläche des Filtermundstückes der Zigax-ette gelangen. Außerdem findet man manchmal dunkle Kohlenstoff lecken an der Oberfläche des Endes. Die Kohlenstoffkörner sowie die dunklen Kohlenstofflecken werden als

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"Fehler" am Filtermundstück der Zigarette angesehen. Andere Arten von Fehlern sind fehlende Filterstopfen, Lufträume zwischen dem Filterstopfen und dem Papier des Filtermundstücks, vras zu einem "Kurzschlußweg" für den Rauch um den Zellulosefilter herum führen kann, nicht richtig zusammengeklebtes Filtermundstückpapier, so daß eine Lasche bzw. ein Ansatz von Filterpapier an der Verbindungsnaht verbleibt, Filtermundstücke mit Extrafilterpapierstücken, die an dem Mundstück schlecht befestigt sind, sowie stark mißgebildete Filterstopfen. In jedem dieser Fälle muß die einen Fehler aufweisende Zigarette aussortiert und aus der Packstraße entfernt werden. Es ist sehr schwierig, photoelektrische Abtasteinrichtungen zur Feststellung dieser Fehler, beispielsweise sichtbarer Kohlenstoffkörner oder Flecken an der Oberfläche des Zigarettenmundstückes, zu verwenden, da die von den kleinen Kohlenstoffkörnern verursachten Lichtänderungen extrem klein sind, eine bestimmte Geschwindigkeit für das Feststellen gefordert wird und sich das von dem zu überprüfenden Filtermundstück reflektierte Licht ändert. So bedeckt beispielsweise die schwarze Punktfläche eines Kohlenstoffkorns etwa l/loo der gesamten Mundstückoberfläche. Der photoelektrische Sensor muß deshalb einen Teil in hundert Teilen ausmessen bzw. feststellen können, veto eine solche Stelle von dem Sensor gesehen werden soll. Auch wenn eine Vielzahl von Sensoren bzw. Fühlern verwendet wird, um das von einem einzigen Sensor abgedeckte Sichtfeld zu reduzieren, verhindern die Erfordernisse bezüglich der Meß- bzw. Feststellgeschwindigkeit und der beschränkte Platz für die Sensoranzahl die Wirksamkeit des Meßvorgangs stark.

Zusätzlich dazu, daß der photoelektrische Sensor ein kleines Sichtfeld haben muß, um das Vorhandensein d&s relativ kleinen Kohlenstoffkorns feststellen zu können, muß die Detektorvorrichtung in der Lage sein, die vielen Variablen, beispielsweise Farbe und Textur des Filtermundstückmaterials,

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zu berücksichtigen, welche die von den normalen Filtermundstücken reflektierte Lichtmenge beeinflussen können, liegen der kleinen Auflösung der Kohlenstoffteilchenfläche auf die Querschnittsfläche des Filtermundstücks können diese Variablen zu einer ungenauen Arbeitsweise der Detektorvorrichtung führen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher das Verhältnis von Kohlenstoffteilchenfläche zu Filtermundstückfläche, gesehen von einem Sensor, vergrößert ist und die Signale von dem Sensor elektronisch vergrößert werden, um eine erhöhte Auflösung zwischen den normalen Filtermundstücksignalen und den Signalen von fehlerhaften Filtermundstücken zu erzeugen, wobei die Feststellung von Fehlern geringer Größe im wesentlichen genauso leicht erfolgen soll, wie die Feststellung von größeren Fehlern, viele Variable, wie beispielsweise Färb- und Oberflächentexturänderungen des Filtermundstücks, welche eine fehlerhafte Anzeige der Vorrichtung herbeiführen könnten, automatisch kompensiert werden und hohe Abtastgeschwindigkeiten auch bei der Feststellung von sehr kleinen Kohlenstoffkörnern an der Oberfläche von Zigarettenfilterniundstücken möglich sind.

Diese Aufgabe wird bei der Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art durch Lichtquellen zum Aufstrahlen von Licht auf den zu untersuchenden Zigarettenfilter und durch photoelektrische Sensoren gelöst, die für das einzelne Abtasten eines Filtermundstücks positioniert sind und das von dem Filtermundstück reflektierte Licht empfangen. Die Sensoren sind derart in eine Schaltung geschaltet, daß Änderungen des reflektierten Lichtes, das von den Sensoren empfangen wird, entsprechende elektrische Signale erzeugen, die der Verstärker- und Filterschaltung zugeführt werden. Eine Bezugs- und-

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Komparatorschaltung vergleicht das momentane Detektorsignal für jeden photoelektrischen Sensor mit schwimmenden bzw. schwebenden bzw. sich anpassenden Bezugssignalen, die von vorhergehenden Signalen von jedem Sensor abgeleitet werden. Die sich anpassenden Bezugssignale werden von den höchsten, sich wiederholenden Signalpegeln von vorher untersuchten normalen Filtermundstücken abgeleitet. Die momentan festgestellten Signale werden mit den jeweiligen schwimmenden bzw. sich anpassenden Bezugssignalen derart verglichen, daß eine Dunkelfläche an einem Filtermundstück einen Sensorausgang herbeiführt, der größer ist als der Bezugspegel, so daß das Vorhandensein eines fehlerhaften Filtermundstückes, d. h. von Kohlenstoffkörnchen an der Filteroberfläche, angezeigt wird. Die sich anpassende Bezugsgröße kompensiert automatisch Änderungen in der Farbe und Textur des Filtermundstückmaterials, wobei diese Änderungen sonst die Feststellung eines Fehlers herbeiführen könnten, wenn eine festgelegte Bezugsgröße verwendet würde.

Die Bezugs- und Komparatorschaltung umfaßt die parallele Kombination eines Widerstands und einer Diode, die mit dem Ausgang der Verstärker- und FiIterschaltung und einer Seite eines Kondensators in Reihe geschaltet sind. Die andere Seite des Kondensators ist in Reihe mit einem Ausgangswiderstand geschaltet. In Betrieb führt der photoelektrische Sensor dem Verstärker und der Filterschaltung ein Wechselstrom-Ausgangssignal zu, das sich aus der Bewegung der Filtermundstücke an den Sensoren vorbei ergibt. Der positive Anteil des Wechselstromsignals wird dazu verwendet, den Kondensator über die Diode zu laden. Der Kondensator lädt bis zu einem Wert, der dem maximalen, sich wiederholenden, positiven Ausgangspegel aus dem Verstärker und der Filterschaltung für vorher geprüfte normale Zigaretten verringert um den Durchlaßspannungsabfall an der Diode entspricht. Diese Ladung am Kondensator wird die sich anpassende Bezugsspannung für die Detektorschaltung.

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Damit Strom durch den Ausgangswiderstand geht, muß das von dem untersuchten Zigarettenfiltermundstuck erzeugte positive Signal größer sein als die Bezugsspannung am Kondensator plus dem Durchgangsspannungsabfall über der Diode. Wenn eine dunkle Stelle oder ein Kohlenstoffkorn das Sichtfeld des Sensors kreuzt, ist die Verstärkerausgangsspannung auf-einem Spannungspegel, der größer ist als die Summe der Bezugs- und Diodenspannungen, so daß die Diode in Vorwärtsrichtung betrieben wird und Strom in der Schaltung und durch den Ausgangswiderstand fließt. Der Widerstand, der parallel zur Diode geschaltet ist, gestattet ein langsames Entladen des Bezugskondensators, so daß er abnehmenden Bezugspegeländerungen folgen kann. Auf diese Weise kompensiei"t die sich anpassende Bezugsgröße automatisch Änderungen der Farbe und Textur des F iIt ermundstückraat erials.

Die schwimmende bzw. sich anpassende Bezugsgröße gemäß der Erfindung erzeugt eine vergrößerte Auflösung zwischen den Kohlenstoffkörpern und der Querschnittsfläche des Filtermundstückes. Sie kompensiert außerdem automatisch die vielen Variablen, die eine Fehleranzeige an der Vorrichtung hervorrufen würden, wenn eine fixe Bezugsgröße verwendet würde. Diese variablen sind Farbänderungen im Mundstückpapier, Texturänderungen an der Oberfläche des Mundstückpapiers, Änderungen des Filterwergs, Änderungen der Oberflächeneigenschaften des von der Schärfe der Schneideinrichtung beeinflußten Filtermundstücks und dergleichen; eine elektronische Drift infolge Bauteilalterung, Temperatur und Netzspannungsänderungen, Beleuchtungsänderungen infolge Spannungsänderungen und Alterung, Änderungen des Rundungsgrades der betrachteten Zigaretten und andere langfristige Änderungen, die Änderungen der von den Sensoren oder anderen elektrischen Bauelementen erzeugten Signale herbeiführen können.

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Größere Kohlenstoffteilchen bedecken einen größeren Teil des Sichtfeldes des Photosensors als relativ kleinere Teilchen, so daß Lichtänderungen, erzielt werden, deren ¥ert größer ist, als die Werte , die von kleineren Teilchen hervorgerufen werden. Wenn jedoch die kleineren Teilchen durch das Sichtfeld des Photosensors hindurchgehen, erzeugen sie Lichtänderungen, die insgesamt höher frequente Bestandteile enthalten als die Frequenzbestandteile, die in Lichtänderungen enthalten sind, welche von größeren Teilchen verursacht werden. Es ist deshalb gewöhnlich schwieriger, kleinere Teilchen wegen des relativ kleineren Wertes der von ihnen erzeugten Lichtänderungen festzustellen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsforra der Erfindung ist die Verstärker- und Filterschaltung so ausgelegt, daß sie für Signale mit höherer Frequenz empfindlicher sind als für Signale mit niedrigerer Frequenz. Insbesondere ist die Verstärkerund Filterschaltung so ausgelegt, daß der Wert der Verstärkung größer ist für die höheren Eingangssignalfrequenzen als für die niedrigeren Eingangssignalfrequenzen. Dies beruht insgesamt darauf, daß die niedrigeren Eingangssignalfrequenzen in einem größeren Ausmaß von den Filterschaltungen blockiert werden als die höheren Eingangssignalfrequenzen. Auf diese Weise werden die Eingangssignale mit höherer Frequenz, die ■von den kleineren Teilchen erzeugt werden, um einen größeren Faktor verstärkt als die Signale mit niedrigerer Frequenz, die von den größeren Kohlenstoffteilchen erzeugt werden.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch in einer Seitenansicht die Detektorvorrichtung mit der die Lampe und den photoelektrischen Sensor umfassenden Anordnung für den Betrieb in der Fläche eines Filtermundstücks.

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Fig. 2 zeigt schematisch eine Vorderansicht der in Fig. 1 gezeigten Lampenanordnung.

Fig. 3 zeigt perspektivisch die Abtastsensoren, die für die Untersuchung der Filtermundstücke positioniert sind, welche in das Sichtfeld der Sensoren kommen.

Fig. 4tA, kB und 4C zeigen die Einsatzweise der photoelektrischen Mehrfachsensoren zur Erhöhung des Verhältnisses von Kohlenstoffkornfläche zu Filtermundstückfläche.

Fig. 5 zeigt einen Plan der Detektorschaltung.

Fig. 6a und 6B zeigen die am Eingang zur Bezugs- und Komparatorschaltung bzw. am .Ausgang der Bezugs- und Komparatorschaltung erzeugten Signale.

Fig. 7 zeigt den Bezugsschaltungsteil der in Fig. 5 gezeigten D et.ekt or schaltung.

Fig. 8A bis SD sind Spannungs-Zeit-Kurven von Wellenformsignalen, die an verschiedenen Punkten der in Fig. 7 gezeigten Schaltung erzeugt werden.

Fig. 9A und 9B zeigen in Diagrammen die Frequenzgangkennlinien der Detektorschaltung bzw. die Kurven für das Ansprechen der Schaltung auf festgestellte Teilchen variierender Größe.

Fig. Io zeigt den Kohlenstoffdetektor im Blockschaltbild in einer Dreikanal-Ausführung mit drei im wesentlichen identischen Detektorschaltungen.

Fig. 11 zeigt eine Ausgangsschaltung für den Empfang der Ausgangssignale aus jedem der drei Detektorschaltungen.

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In den Figuren 1 und 2 ist die Lage der photoelektrischen Sensoren Io und der Lichtquellen 12 in bezug auf die Zigaretten l4 und ihre Filtermundstücke 16 gezeigt. Die in der Detektorschaltung verwendeten photoelektrischen Sensoren Io sind Siliciumphototransistoren, die hauptsächlich wegen ihrer Mikrosekunden-Ansprechzeit verwendet werden. Jeder Sensor loa, lob, loc erzeugt eine Änderung im Ausgangsstrom, der durch ihn hindurchgeht, in direkter Beziehung zur Größe der vom Sensor Io empfangenen Lichtintensität. Anstelle der Siliciumphototransistoren können auch andere geeignete photoelektrische Sensoreinrichtungen verwendet werden.

Jede der Lichtquellen 12 ist eine herkömmliche iixühlampe. Es können auch andere Lampen, wie Neon-Entladungslampen, verwendet werden. Die Lampen 12 umfassen Lampen 12a und 12d für das Mundstückpapier, eine Lampe 12b für das Ende und eine Hintergrundlampe 12c.

Die Lampen 12a und 12d für das Mundstückpapier sind in einer Lage im wesentlichen über dem Filtermundstück 16 und auf jeder Seite davon angeordnet. Diese Lage ermöglicht es den Lampen 12a und 12d, das Mundstückpapier 17 zu beleuchten, ohne daß Licht auf eine Hintergrundwand 21a oder die Stirnfläche 18 des Filtermundstückes 16 fällt.

Die Hintergrundlampe 12c ist in einer Lage im wesentlichen vertikal unterhalb und horizontal versetzt von dem Filtermundstück 16 angeordnet. Die Lampe 12c ist innerhalb der teilweisen Umschließung fixiert, die von einem Hintergrundgehäuse 21 gebildet wird. Die Hintergrundwand 21a des Gehäuses 21 ist mit einer weißen Farbe beschichtet, welche einen Lichthintergrund im Weg des Sichtfeldes 2o des Sensors erzeugt, wenn die Zigarette 11 aus dem Sichtfeld 2o herausgegangen ist. Das Sichtfeld 2o ist durch die Form der Öffnung bzw. Blende in dem Gehäuse des Sensors Io begrenzt. Die Lampe 12c kann weder den oberen Teil des Mundstückpapiers 17, noch die Stirnfläche 18 des Filtermundstückes beleuchten.

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Die Lampe 12b für das Ende ist in einer Lage gegenüber von und vertikal versetzt zu der Filtermundstückoberflache 18 so angeordnet, daß die Lichtstrahlen aus der Lampe 12b von der Oberfläche 18 auf die Sensoren Io reflektiert werden. Die Lampe 12b kann weder den oberen Teil des Mundstückpapiers IJ _t noch den Hintergrund 21a beleuchten.

Wenn in Betrieb die Sensoren Io eine einzige Zigarette 14 abtasten, empfangen sie reflektiertes Licht von drei Flächen, nämlich erstens von der Stirnfläche 18 des Filtermundstückes, zweitens von der Oberseite des Mundstückpapiers 17, welches das Filtermundstück 16 umschließt, und drittens von der Hintergrundwand 21a, wenn die Zigarette Ik aus dem Sichtfeld 2o des Sensors herausgegangen ist. Bei der in den Figuren 1 und gezeigten Beleuchtungsanordnung befindet sich das von jeder dieser drei Flächen reflektierte Licht in einem geeigneten Maß im Gleichgewicht, wodurch die Sensoren Io einen im wesentlichen konstanten Lichteingang empfangen, der nur durch ungewöhnliche Störungen unterbrochen wird, beispielsweise durch Kohlenstoffteilchen und dergleichen. Jede der vier Lichtquellen 12a, 12b, 12c und 12d hat individuell einstellbare Lichtintensitäten. Infolge der Lage einer jeden Lampe hat eine Änderung der Intensität irgendeiner Lampe eine vernachlässigbare Wirkung auf das von jeder der anderen drei Lampen beleuchtete Feld.

Bei der vorstehenden Anordnung kann die Beleuchtung der abzutastenden Filtermundstücke 16 erreicht werden, wobei Lichtänderungen von normalen Zigaretten auf ein Minimum reduziert sind, so daß die Anordnung für nicht übliche Lichtänderungen, wie sie von Kohlenstoffteilchen und dergleichen hervorgerufen werden, empfindlicher reagiert.

Jeder photoelektrische Sensor Io ist auf stationäre Weise angrenzend an die Bewegungsbahn der Zigaretten 14 angebracht, daß das Sensorsichtfeld 2o auf die Mundstückfläche 18

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trifft. Wie in den Figuren 1, 2 und 3 gezeigt ist, ist jeder photoelektrische Sensor Io in einem schrägen Winkel relativ zur Längsachse des Filtermundstücks 16 angeordnet, so daß das Sensorsichtfeld 2o auf das Filtermundstück an dessen Oberfläche 18 trifft. Die Verwendung der Lichthintergrundwand 21a und die Positionierung der Sensoren Io in einem schrägen Winkel wirken so, daß ein Fühlen bzw. Erfassen der kleinen nicht beleuchteten Fläche zwischen der Zigarette Ik und der Fläche, auf der sie transportiert wird, vermieden wird. Dieser Schatten würde sonst von den Sensoren bei Fehlen der schrägen Positionierung der Sensoren Io und der Lichthintergrundwand 21a als Dunkelfläche angesehen werden.

Wie aus .Fig. 3 zu ersehen ist, sind in eine Kammer 25 Kohlenstoffköraer 23 in der üblichen Weise gepackt, die zwischen zwei zylindrischen Stopfen 27 und 28 aus Filtermundstückmaterial gebildet wird, so daß die Körner 23 und die Filterstopfen 27 und 29 das Filtermundstück l6 bilden. Die Zigaretten Ik werden auf einem Fördermedium 2k in der durch den Pfeil 26 angezeigten Richtung bewegt. Da die Filtermundstücke 16 einzeln die photoelektrischen Sensoren Io passieren, werden die Mundstückoberflächen l8 von den Sensoren Io auf Vorhandensein von Kohlenstoffkörnern, beispielsweise des mit 28 bezeichneten Korns, geprüft.

Im vorstehenden ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in Zusammenhang mit der Feststellung von schwarzen Kohlenstoffkörnern und Flecken beschrieben. Die Vorrichtung ist jedoch auch für die Feststellung irgendwelcher anderer dunkler Stellen im Sensorsichtfeld verwendbar. Solche andere dunklen Flächen zeigen Fehlerstellen an, beispielsweise fehlende Filterstopfen und Lufträume zwischen einem Filterstopfen und dem zugehörigen Filtermundstückpapier. Diese Flächen können einen "Kurzschlußzustand" schaffen, in welchem Rauch um den Zellulosefilter herum entweicht. Andere Fehler, welche als dunkle Flächenbereiche feststellbar sind, können bei einem

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Filtermundstückpapier vorhanden sein, das nicht korrekt zusammengeklebt ist, wodurch an der Klebenaht eine Papierlasche verbleibt, ein Filtermundstück, welches Extrafiltermundstückpapierstücke hat, die schlecht an dem Mundstück befestigt sind, sowie sehr stark mißgeformte Filterstopfen.

In den Figuren ^A, kB und kC ist in einer Stirnansicht die Stirnfläche 18 des Filtermundstücks gezeigt, wobei sich im Vordergrund Kohlenstoffkörner 28 befinden. Die tatsächliche Größe der schwarzen Stelle oder der Fläche des Kohlenstoffkorns beträgt etwa l/loo der Mundstückoberfläche. Wenn deshalb ein Sensor Io verwendet würde, der die ganze Mundstückfläche l8 in seinem Sichtfeld abdeckt, müßte dieser Sensor einen Teil in hundert Teilen feststellen können, damit er die Körner sehen würde. In diesem Zusammenhang ist festzustellen, daß die minimal feststellbare Korngröße l/2oo der Querschnittsfläche des Mundstücks 18 betragen kann. Wie in Fig. kB gezeigt ist, kann das Sichtfeld eines einzigen Sensors Io auf den schmalen rechteckigen Bereich oder Spalt 3<> eingestellt werden, wodurch die Auflösung des Kornflächen-Filterflächen-Verhältnisses vergrößert ist. In diesem Fall bildet das gleiche Korn 28 etwa l/2o der von dem Sensor gesehenen Fläche.

Gemäß der Erfindung werden drei Abtastsensoren loa, lob und loc verwendet, von denen jeder ein Sichtfeld hat, das in Fig. ^C mit 32a, 32b bzw. 32c bezeichnet ist. Durch Verwendung drei solcher Sensoren loa, lob und loc nimmt das Kohlenstoffkorn 28 eine Fläche ein, welche etwa 1/6 des Sensorsichtfeldes zu einem gegebenen Zeitpunkt bildet. Jeder Sensor loa, lob und loc tastet I/3 der Fläche 30 zu einer festgelegten Zeit ab. Auf diese Weise erhöht die Verwendung von Mehrfachsensoren das Kornflächen-Filtermundstück-Flächenverhältnis, wie es von jedem Sensor gesehen wird, erheblich.

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In Fig. 5 ist im einzelnen die Detektorschaltung gemäß der Erfindung zur Erzeugung elektrischer Signale für jede Zigarette gezeigt, die durch den Meßbereich hindurchgeht. Die Detektorschaltung umfaßt drei Abschnitte, nämlich einen Sensoreingangsabcchnitt 34, einen Verstärker- und Filterabschnitt 36 und einen Bezugs- und Komparatorabschnitt 38. Der Sensoreingangsabschnitt Jk umfaßt den Siliciumphototransistor Io und einen Vorverstärker 43· Der Strom durch den Phototransistor Io ändert sich abhängig von der Lichtintensität im Sichtfeld des Phototransistors Io. Dieser Strom wird durch den Vorverstärker 43 verstärkt und dem Verstärker 4o zugeführt, der eine entsprechende Spannung an seinem Ausgang erzeugt. Da der Strom durch den Phototransistor Io sich mit der Größe der Lichtintensität ändert, ändert sich die Spannung am Ausgang des Vorverstärkers 43 in direkter Beziehung zu diesem Strom. Diese Anordnung liefert einen negativen Spannungsausgang für dunkle Flächen in dem Sichtfeld des Phototransistors Io. Die Wechselspannungen am Phototransistor Io und am Vorverstärker 43 sind über einen Koppelkondensator 44 mit einem Eingangswiderstand 42 verbunden, der in den Verstärkerabschnitt 36 führt. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist in jedem Sensorsichtfeld 2o ein weißer Hintergrund 21a vorgesehen, so daß die Zigarette 14, die abgetastet wird, und ihr weißer Hintergrund derart beleuchtet sind, daß ein Kohlenstoffkorn an der Filtermundstückfläche l8 die dunkelste, von dem Sensor Io gesehene Fläche ist.

Die Wechselstromsignale, die erzeugt werden, wenn die Filtermundstücke 16 sich vor dem fühlenden Phototransistor Io bewegen, werden verstärkt und umgekehrt, so daß man ein positives Ausgangssignal für dunkle Flächen in den Verstärkerschaltungen 4o und 4l erhält, deren Ausgang der Bezugs- und Komparatorschaltung 38 zugeführt wird. Hier wird der positive Anteil des Wechselstromsignals von dem Signal durch eine Diode 46 getrennt, die in Reihe zu dem Ausgang des Verstärkers 4l

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geschaltet ist. Die Anodenklemme 47 der Diode 46 ist mit der Verstärkerschaltung 4l, die Kathodenkleinme 49 mit einem Bezugskondensator 48 verbunden» Die positiven Impulse, die durch die Diode 46 hindurchgehen, wirken so, daß der Bezugskondensator 43 auf einen Spannungswert geladen wird, der gleich dem maximalen, sich wiederho!enden positiven Ausgangspegel aus dem Verstärker 4l verringert um den Durchgangsspannungsabfall an der Diode 46 ist. Der Wert dieser Gleichstromladung am Kondensator 48 wird eine schwimmende bzw. sich anpassende Bezugsgröße für die Detektorschaltung.

Die Diode 46 ist parallel zu einem Nebenwiderstand 5o geschaltet. Der Kondensator 48 ist in Reihe mit einem Ausgangswiderstand 52 geschaltet. Wenn der Bezugskondensator 48 sich auf seinen maximalen bzw. seinen Bezugswert auflädt, geht insgesamt kein Strom durch die Diode 46 oder den. Kondensator 48. Die Spannung am Ausgangswiderstand 52 geht nach null oder auf das Erd- bzw. Massenpotential. Nachdem der Bezugskondensator auf seinen Maximalwert aufgeladen ist, welcher dem maximalen positiven Ausgangspegel (maximum repeating positive output level) aus dem Verstärker 4l entspricht, werden alle positiven Signale aus dem Verstärker 4l mit der Bezugsspannung am Kondensator 48 verglichen. Wenn die positiven Signale aus dem Verstärker 36 geringer sind als die Bezugsspannung plus dem Spannungsabfall an der Diode 46 oder diesem Wert gleich sind, bleibt die Diode 46 in dem Sperr-Vorspannangszustand, so daß kein Strom durch den Ausgangswiderstand 52 fließt. Wenn jedoch der Verstärkerausgang größer ist als die Summe der Bezugs- und Diodenspannungen, wird die D.iode 46 in den in Durchlaßrichtung vorgespannten Zustand gebracht, so daß Strom in die Ausgangsschaltung fließen kann, wodurch eine Spannung an dem Ausgangswiderstand 52 auftritt. Die Spannung am Widerstand ist gleich der Differenz zwischen dem Verstärkerausgang und der Bezugsspannung plus der Durchlaßspannung an der Diode 46. Dieser in Durchlaß- bzw. Vorwärtsrichtung vorgespannte Zustand

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liegt vor, wenn ein dunkler Punkt in das Sensorsichtfeld gelangt. Demzufolge dient jede parallel am Ausgangsvriderstand 52 auftretende Spannung für die Anzeige des Vorhandenseins einer Dunkelfläche.

Der Nebenwiderstand ^o sorgt für ein langsames Entladen des Bezugskondensators 48, so daß dieser Kondensator fallenden Pegeländerungen folgen kann, die durch Änderungen in der Farbe und Textur des Filtermundstückmaterials hervorgerufen werden, welche durch das Sensorsiehtfeld hindurchgehen.

In Fig. 6a ist eine Spannungs-Zeit-Kurve der am Ausgang des Verstärkers 4l erzeugten Signale gezeigt. Die positiven Spitzen, die von normalen Zigaretten erzeugt werden, sind mit 54 bezeichnet. Der untere oder negative Teil 56 der Signale ergibt sich aus dem Licht, das von dem Hintergrund 21a reflektiert wird, welcher durch die Hintergrundlampe 12c bei Fehlen eines Filtermundstücks l6 im Phototransistorsichtfeld beleuchtet wird. Aus dem Diagramm sieht man, daß die relativ dunkle Fläche, welche dem Phototransistor Io bei Vorhandensein eines Filtermundstücks i6 im Phototransistorsichtfeld präsentiert wird, ein positives Ausgangssignal aus dem Phototransistor erzeugt. Die positiven Spitzen 54, die von normalen Zigaretten erzeugt werden, schaffen eine■schwimmende bzw. sich anpassende Bezugslage 58, die auf einem Spannungspegel liegt, der der höchste, sich wiederholende Signalpegel von den normalen Filtermundstücken ist. Diese sich wiederholenden Signale ^h. werden in den Verstärkern 4o und 4l verstärkt und erzeugen einen sich anpassenden Bezugspegel 58 an dein Bezugskondensator 48.

Wenn an. der Oberfläche eines Filtermundstücks l6 ein Kohlenstoffkorn lokalisiert wird, erzeugt eine solche relativ dunkle Fläche im Sensorsichtfeld ein Spitzensignal 60 am Phototransistor Io, das, wenn es durch den Vorverstärker 43

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und die Verstärker 4o und 4l verstärkt wird, eine größere Amplitude hat als der sich anpassende Bezugspegel 58, wodurch eine Anzeige für das Vorhandensein einer fehlerhaften Zigarette erzeugt wird.

In Fig. 6b ist eine Spannungs-Zeit-Kurve des Ausgangssignals aus der Bezugs- und Komparatorschaltung 38 gezeigt, die mit 62 bezeichnet ist und der sich anpassenden Bezugsspannung 58 in Fig. 6a entspricht, mit der Ausnahme, daß das sich anpassende Bezugssignal 62 auf Nullpotential oder Massenpotential liegt. Das Fehlersignal 60, das in Fig. 6a gezeigt ist, erzeugt nach dem Durchgang durch die Bezugs- und Komparatorschaltung 38 ^ein Fehlersignal 64 parallel zum Ausgangswiderstand 62. Dieses Fehlersignal 64 wird für die Anzeige der Feststellung einer fehlerhaften Zigarette benutzt, damit diese aus dem Förderweg 24 entfernt werden kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bildet somit eine genaue und schnelle Detektorexnrichtung für kleine Kohlenstoffkörner an der Oberfläche von Filtermundstücken von Zigaretten. Die Messung bzw. die Feststellung von Fehlerstellen kann mit einer Abtastgeschwindigkeit von 3600 Zigaretten pro Minute durchgeführt werden. Durch die Benutzung dieser Detektorvorrichtung werden die Probleme gelöst, die auftreten, wenn ein kleiner dunkler Punkt gegen eine relativ viel größere Abtastfläche festgestellt werden muß. Diese Probleme sind hauptsächlich die extrem kleinen Lichtänderungen, die von kleinen Kohlenstoffkörnern hervorgerufen werden, die Detektorgeschwindigkeit und die Veränderbarkeit der Farbe und der Textur· von Filtermundstücken, an denen das Kohlenstoffkorn festgestellt werden soll.

Die sich anpassende Bezugsgröße, die in der Detektorschaltung abgeleitet wird, ermöglicht eine erhöhte Auflösung zwischen den Kohlenstoffteilchen und der Querschnittsfläche

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des Filtermundstückes und kompensiert automatisch die vielen aufgeführten Variablen, die sonst zu fehlerhaften oder ungenauen Messungen bei Vorrichtungen führen, die eine festgelegte Bezugsgröße verwenden. Zusätzlich wird der sich anpassende Bezugspegel 62, wie in Fig. 6B gezeigt ist, auf das Massenoder Nullpotential eingestellt, so daß ein Fehlersignal um eine Größe verstärkt werden kann, die einen vernünftigen Auflösungsgrad zwischen dem Signal des normalen Filtermundstücks und dem Fehlersignal gibt.

In Fig. 7 und in den Figuren 8A bis 8D ist die Art und Weise gezeigt, in der das sich anpassende Bezugssignal am Widerstand 52 automatisch auf das Massenpotential bzw. null Volt für Signale von normalen Zigaretten reduziert wird. Fig. 7 zeigt eine vereinfachte Form der Bezugsschaltung 38, während die Figuren 8a bis 8D zugeordnete Wellenformen an verschiedenen Stellen 1, 2, 3 und 4 in der Schaltung 38 zigen.

Wie aus den Figuren 8a bis 8D zu ersehen ist, ist die Eingangsspannung V - . parallel zu den Punkten 1 und 4 der Schaltung 38 ein Wechselspanmmgs-Rechteckswellensignal, das eine pulsierende Gleichstromwellenform V_g . nach dem Durchgang durch die Diode 46 erhält. Jedesmal, wenn V„ 1 positiv wird, lädt sich der Kondensator 48 langsam mehr und mehr auf, so daß die Spannung V stufenförmig zunimmt, bis sie gleich

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dem Maximalwert von V„ · wird. Wenn V · = V plus V . , da V zunimmt, muß V ■ abnehmen. Wenn demzufolge V schließlich gleich V ·(max) wird, ist die Spannung para'llel zum Widerstand 52 (V . ) auf null Volt oder auf Massenpotential reduziert worden. Wenn jetzt ein Eingangssignal 66 vorhanden ist, welches momentan den normalen positiven Wert des Eingangssignals überschreitet, wie dies der Fall ist, wenn ein Kohlenstoffteilchen am Sensor vorbeigeht, erscheint am Widerstand 52 (Vo_-^) ^das große Signal 66.

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Der in Fig. 5 gezeigte Verstärker- und Filterabschnitt 36 ist so ausgelegt, daß er gegen höher frequente Signale empfindlicher ist als gegen niederfrequente Signale, so daß die Gesamtgröße der Verstärkung für den Abschnitt 36 für höhere Frequenzen größer ist als für niedrigere Eingangssignalfrequenzen. Dies wird insgesamt durch den Verstärker 4o erreicht, der einen Kondensator 7o enthält, welcher mit einer Filterschaltung am Ausgang des Verstärkers 4o verbunden ist, wodurch relativ höher frequente Signale in die Leitung 72 auf den Pegel von Masse bzw. Erde abgeleitet oder gedämpft werden. Der Kondensator 44 ist speziell ein Koppelkondensator, der alle Frequenzen von etwa 3° Hz aufwärts durchläßt. Der Widerstand 42 wird dazu verwendet, die Impedanz am Eingang des Verstärkers 4oa für die Berücksichtigung des Rauschens abzusenken. Der Widerstand 4ob von 1 k-Q. und der Widerstand 4oc von 12 k-ίλ bilden einen Verstärker mit einem fixen Verstärkungsgrad von 12. Der Kondensator 7o von o,ol 11F dämpft das Ansprechen auf hohe Frequenzen des Verstärkers, beginnend bei einigen hundert Hz.

In gleicher Weise hat der Verstärker 4l eine Dämpfungs- oder Ablenkfilterschaltung für niedrige Frequenzen, die von einem Kondensator 73 und einem Widerstand 74 gebildet wird, die zwischen den Emitter des Ausgangsverstärkertransistors 76 und die Massenleitung 72 geschaltet sind. Der Filterkondensator ist so ausgelegt, daß die relativ niederfrequenten Signale, die am Eingang zum Transistor 76 erscheinen, abgelenkt bzw. gedämpft werden. Insbesondere der Verstärker 4l hat einen Kondensator 75 von 47 uF, über den der Ausgang aus dem Abschnitt 4o über einen Strombegrenzungswiderstand 77 von lkü mit dem Eingang des gemeinsamen Emitter-Transistorverstärkers 76 verbunden ist. Dieser Kondensator 75 läßt alle Frequenzen über etwa 30 Hz durch. Der Widerstand 79 hat 39o kü, der Widerstand 8l 47kXl. Diese Widerstände dienen dazu, den Transistorverstärker 76 vorzuspannen. Der Widerstand 83 von

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6,8 kil ist ein Transistorverstärker-Belastungswiderstand. Der Widerstand 7^ ist ein temperaturabhängiger Vorwiderstand des Emitters und dient dazu, bei sich ändernden Temperaturen die Stabilität des Verstärkers zu erreichen. Der Kondensator 73 von 8 uF wird als Bypass für den Emitterwiderstand 7^ so verwendet, daß durch die Abschnitte ko und 4l 'hindurchgegangene niedrige Frequenzen beginnend bei mehreren hundert Hz gedämpft werden.

Die genauen Lagen der Dämpfstellen für die hohe und niedrige Frequenz bei den Schaltungen ho und 4l werden durch die Geschwindigkeit bestimmt, mit welcher die Zigaretten an den Detektor vorbeigeführt werden. Der Frequenzgang der Verstärker muß derart bemessen sein, daß alle gewünschten Hochgeschwindigkeitssignale festgestellt werden. Danach muß die Hochfrequenzeignung verkleinert werden, damit die Rauschempfindlichkeit so gering wie möglich wird. Bei einer Produktionsgeschwindigkeit der Maschine von 2ooo Zigaretten pro Minute sollte das Ansprechen auf Spitzenfrequenzen bzw. der Spitzenfrequenzgang bei etwa 2oo Hz liegen, wobei dieser Wert sich direkt abhängig von anderen Maschinengeschwindigkeiten ändert. Die Gesamtauslegung der Filterschaltungen in dem Verstärker- und Filterabschnitt 36 ist derart getroffen, daß die von den kleineren Kohlenstoffteilchen erzeugten Eingangssignale höherer Frequenz um einen größeren Faktor verstärkt werden als die von den größeren Kohlenstoffteilchen erzeugten Signale niedriger Frequenz.

In Fig. 9A ist ein Kurve des Frequenzganges bzw. des Frequenzansprechvermögens des Verstärker- und Filterabschnittes 36 gezeigt. Auf der Ordinate ist in Prozent der relative Ausgangssignalpegel für einen konstanten EingangssignaIpegel, auf der Abszisse die EingangsSignalfrequenz zum Verstärkerund Filterabschnitt 36 aufgetragen. Der Ordinatenmaßstab ist linear, der Abszissenmaßstab logarithmisch. Wenn man annimmt,

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daß der brauchbare Eingangssignalfrequenzbereich etwa zwischen 5o und 3oo Hz liegt, was durch die Linien 82 und 84 gezeigt ist, nimmt der relative Ausgangssignalpegel für ein konstantes Eingangssignal in direkter Beziehung mit der zunehmenden Eingangssignalfrequenz zu. Dieser relative Ausgangssignalpegel ist durch 86 gekennzeichnet. Der variable Frequenzgang tritt im Gegensatz zu einem geraden Frequenzgang als Ergebnis der anhand des Verstärker- und Filterabschnittes jG beschriebenen Filterschaltungen auf.

In Fig. 9B sind Frequenzgangkurven für die Detektorvorrichtung für verschiedene Größen von Kohlenstoffteilchen dargestellt. Auf der Ordinate ist der relative Detektorausgang, auf der Abszisse die zunehmende Kohlenstoffteilchengröße aufgetragen. Die ausgezogene Linie 88 veranschaulicht die Schaltungsleistung infolge der Änderung in der Frequenz der Lichtveränderungen im Photosensorsichtfeld. Wenn kleinere Teilchen durch das Photosensorsichtfeld hindurchgehen, wie dies durch den Punkt 9o auf der Linie 88 gezeigt ist, erzeugen die kleineren Teilchen Lichtänderungen, welche im allgemeinen höherfrequente Komponenten enthalten als die Frequenzkomponenten, die in Lichtänderungen enthalten "sind, die von größeren Teilchen hervorgerufen werden, wie dies an der Stelle 92 auf der Linie 88 gezeigt ist. Die relativen Größen der Kohlenstoffteilchen an den Stellen 9o und 92 sind bezüglich des Photosensorsichtfeldes durch die Pfeile bei 94 und 96 veranschaulicht. Da der Verstärker- und Filterabschnitt 36 auf die relativ höhere Eingangsfrequenz, wie dies in Fig. 9A gezeigt ist, empfindlicher reagiert, hat die Vorrichtung einen relativ größeren Ausgang infolge der höheren Frequenzen der kleineren Teilchen, wie dies durch die Linie 88 gezeigt ist. Andererseits ist die ausgezogene Linie 98 eine Kurve der Schaltungsleistung infolge der Größe der Lichtveränderungen am Photosensor. Die Kurve 98 zeigt deutlich, daß die Leistung der Schaltung in direkter Beziehung zur Größe der Lichtänderungen zunimmt und

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daß die Größe der Lichtänderungen auf die Kohlenstoffteilchengröße bezogen ist. Beispielsweise ist die Schaltungsleistung oder der Detektorausgang größer für die größeren Teilchen, was an der Stelle loo auf der Kurve 9δ gezeigt ist, als für die kleineren Teilchen, die an der Stelle Io2 der Kurve 98 gekennzeichnet sind.

Die Gesamtleistung der Schaltung ergibt sich, aufgrund von zwei Faktoren, nämlich sowohl der Größe der Lichtänderungen, wie dies durch die Kurve 98 gezeigt ist, als auch durch die Frequenz der Lichtänderungen, wie dies auf der Kurve 88 gezeigt ist. Deshalb ist die Gesamtleistungskennlinie eine funktion der Summe der beiden Kurven 88 und 98, welche durch die gestrichelte Linie Io4 dargestellt ist. Die Kurve Io4 zeigt, daß der durch die Kurve 88 gekennzeichnete Frequenzgang der Verstärker- und Filterschaltung 36 die Änderung in der Größe mit der Kohlenstoffteilchengröße kompensiert, so daß eine im wesentlichen konstante Leistungscharakteristik für verschieden große Kohlenstoffteilchen erhalten wird.

Fig. Io zeigt in einem Blockdiagramm den ganzen elektronischen Teil eines Kohlenstoffdetelctors mit Ausnahme der Gleichstromzuführung. Es sind drei unabhängige Sensor-, Verstärker- und Detektorschaltungen lloA, lloB und lloC vorhanden, wie sie anhand der Detektorschaltung von Fig. 5 beschrieben wurden. Diese drei im wesentlichen identischen Schaltungen HoA, HoB und HoC sind durch eine Ausgangsschaltung 112 miteinanderverbunden. Das einzige Beleuchtungssystem ist allen drei Kanälen gemeinsam. Einzelheiten der Ausgangsschaltung 112 sind in Fig. 11 gezeigt.

Die Ausgänge aus den drei Bezugskondensatoren 48 werden auf Eingangsleitungen 114a, 114B bzw. ll4C einem einzigen gemeinsamen Widerstand 52 von 47 k-Q. zugeführt. Die Ausgänge der drei Sensorkanäle erscheinen gleichzeitig am

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Widerstand 52. Dies ist deshalb sinnvoll, da alle drei Kanäle ihr jeweiliges Massenpotential-Bezugssignal an diesem Gemeinsamen Widerstand erzeugen. Ein Fehlerimpuls aus irgendeinem Kanal erscheint also am Widerstand 52. Der Widerstand 52 ist ein Potentiometer, so daß die Größe des Signals am Widerstand 52 am Eingang zu einem IC-Verstärker 116 geändert werden kann. Ein o,5 pF Koppelkondensator 118 und ein Widerstand 12o von llo k-Π- ist parallel zum Verstärkereingang zur" Berücksichtigung des Rauschens geschaltet. Der Widerstand 122 von 1 Ιε-ίΧ und der Widerstand 124 von 12k-Q. legen den Verstärlcungsgrad des Verstärkers Il6 auf einen Wert von 12 fest. Der Kondensator von o, öl tiF und der Kondensator* 128 von 15o pF sowie der mit dem Widerstand I32 von Io k-ft. in Reihe geschaltete Kondensator* I30 von o,l pF werden dazu verwendet, den Betrieb des Verstärkers llo zu stabilisieren. Ein Widerstand 13'i von Io IcO. wird als Lastwiderstand für den Verstärker Ho benutzt.

Ein monostabiler Multivibrator· I36 empfängt von dem Verstärker II6 die Fehlerimpulse variierender Größe und Dauer und liefert auf der Ausgangsleitung 138 einen Impuls von konsistenter Grösse und Dauer. Wenn eine Eingangsspannung eines speziellen minimalen. Pegels den monostabilen Multivibrator I36 triggern soll, triggert ein am Widerstand 52 erscheinendes Rauschen von niedrigem Pegel den monostabilen Multivibrator 136 nicht. Durch Einstellen des Potentiometers oder Widerstandes 52 können Fehlersignale von größerer oder kleinerer Stärke für die Triggeruitg des monostabilen Multivibrators ge\iählt werden. Dementsprechend kann eine minimale Größe für den festzustellenden Filtermundstückfehler gewählt werden.

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Claims (1)

1. PATENTANS PHUCHE

   1. Vorrichtung zum Feststellen von Fehlern an Zigarettenfiltern, insbesondere zum photoelektrischen Feststellen von Körnern, Flecken und/oder anderen Dunkelflächen am Ende von Zigarettenfiltern und zum Erzeugen von elektrischen Signalen bei jeder Feststellung, gekennzeichnet durch wenigstens eine Lichtquelle (12) zum Beleuchten des zu untersuchenden Zigarettenfilters (16), durch wenigstens einen Photosensor (lo), der für das einzelne Abtasten des Filtermundstücks (l6) in einem insbesondere vertikalen schrägen Winkel relativ zur Längsachse des Zigarettenfliters (l6) so angeordnet ist, daß sein Sichtfeld (2o) auf· das Ende (18) des Filtermundstücks (l6) längs Linien gerichtet ist, die relativ zur Längsachse schräg verlaufen, durch Einrichtungen (12c, 21a) zur Erzeugung eines im wesentlichen weißen Hintergrundes (21a) im Sichtfeld (2o) des Sensors (lo), wenn sich ein Filtermundstück (l6) nicht im Sichtfeld (2o) befindet, um die Lichtveränderungen im Sichtfeld (2o) des Sensors (lo) auf ein Minimum zu reduzieren, wenn Zigaretten (14) durch die Prüffläche hindurchgehen, wobei die Anwesenheit eines Kohlenstoffkornes (28) die dunkelste, von dem Photosensor (lo) gesehene Dunkelfläche bildet, und durch mit dem Photosensor (lo) verbundene Schaltungen (34, 36, 38) zur Erzeugung eines Signals für die von dem Photosensor (lo) empfangene Lichtmenge, wobei die dunkle Fläche (28) von Kohlenstoffkörnern beim Abtasten durch den Photosensor (lo) ein Fehlersignal erzeugt, das sich von den Signalen unterscheidet, welche erzeugt werden, wenn normale Filter-spitzen (16) ohne Kohlenstoffkörner (28) an ihrer Stirnfläche (l8) abgefühlt werden.

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   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Photosensor (lo) aus einer Vielzahl von ortsfesten Sensoren (loa, lob, loc) besteht, die für das Abtasten getrennter Flächen der Stirnfläche (18) des Filtermundstücks (l6) angeordnet sind.

   3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Photosensoren (loa, lob; loc) aus Silicxumphotοtransistoren bestehen.

   k. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Offnungen der Photosensoren nahe an und gegenüber der Stirnflache (l8) der Filtermundstücke (l6) angeordnet sind, Trenn die Filtermundstücke (16) relativ zu den Photosensoren bewegt werden.

   5· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (12) wenigstens eine Lichtquelle (12b) aufweist, die so angeordnet ist, daß ihre Lichtstrahlen von dem Endteil (l8) des Filtermundstücks (16) reflektiert werden, ehe sie den Photosensor (lo) erreichen.

   6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (12) weiterhin wenigstens eine Lampe (12a, 12d) aufweist, die so angeordnet ist, daß das das Filtermundstück (l6) umgebende Filterpapier (17) beleuchtet wird.

   7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampe (12a, 12d) für die Beleuchtung des Filterspitzenpapiers auf der Zigarettenfxltersexte der Ebene angeordnet ist, die durch die Stirnfläche (18) des Filtermundstücks (16) hindurchgeht und diese einschließt, so daß das Filtermundstückpapier (17) beleuchtet wird, nicht jedoch die Stirnfläche (l8).

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   2ΑΊ1231

   8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Schaffung eines im wesentlichen weißen Hintergrundes aus einem Schirm (21a) und einer Lampe (I2d) bestehen, die so angeordnet ist, daß der Schirm (21a) davon beleuchtet ist.

   9· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungen, denen von den Photosensoren (loa, lob, loc) elektrische Signale zugeführt werden, die sich abhängig von der Lichtintensität in ihrem Sichtfeld (2o) ändern, eine Eingangsdiode (46) und einen Nebenwiderstand (5o) aufweisen, die in einer Reihenschaltung mit einem Bezugskondensator (48) verbunden sind, der ausgehend von den höchsten, sich wiederholenden Signalpegeln, die von den normalen, vorher abgetasteten Filtermundstücken (16) erzeugt werden, ein sich anpassendes Bezugssignal erzeugt, wobei die Schaltungen eine Einrichtung (38) zum Vergleichen des Momentansignals von dem Sensor (lo) mit dem sich anpassenden Bezugssignal umfaßt, wodurch die vom Sensor (lo) abgetastete Dunkelfläche ein Mornentansignal am Sensor erzeugt, das sich von dem sich anpassenden Bezugssignal so unterscheidet, daß das Voirhandensein von Kohlenstofflcörnern (28) und/oder anderen Dunkelflächen angezeigt wird.

   Io. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zu dem Bezugskondensator (48) ein Ausgangswiderstand (52) geschaltet ist.

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   - 25 - 2 4 Ί1231

   11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandswert des Nebenwiderstandes (5o) parallel zur Diode (46) eine Größe hat, die ein langsames Entladen des Bezugskondensators (48) gestattet, so daß der Kondensator (48) abnehmenden Pegelängerungen bei normalen Filtermundstücken (16) folgt.

   12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der photoelektrische Sensor (lo) für die Verbindung mit der Diode (46) und dem Nebenwiderstand (5o) über eine Verstärkerschaltung (34, 36) geschaltet ist, wobei der Ausgang dieser Verstärkerschaltung (34, 36) mit der Anodenklemme (47) der Diode (46) und mit der einen Seite des Nebenwiderstandes (5o) und die Kathodenklemme (49) der" Diode (46) mit der anderen Seite des Widerstandes (5o) und mit dem Bezugskondensator (48) verbunden ist.

   13· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (38) ^so ausgelegt ist, daß ihr sich anpassender Bezugspegel auf Massenpotential eingestellt ist, so daß die von den normalen Filtermundstücken (l6) erzeugten Signale nicht verstärkt werden, während die von den fehlerhaften Mundstücken (16) erzeugten Signale verstärkt werden.

   l4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Schaltungen vorgesehene Verstärker- und Filterabschnitt (36) an den Ausgang der Photosensoren (lo) angeschlossen ist und so ausgelegt ist, daß er auf höher frequente Signale, die von kleineren Kohlenstoffkörnern erzeugt werden, eher anspricht als auf Signale von relativ niedrigerer Frequenz, die von größeren Kohlenstoffkörnern erzeugt

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   werden, wodurch die Gesamtgröße der Verstärkung für den Verstärker- und Filterabschnitt (36) für Eingangssignale höherer Frequenzen größer ist als für Eingangssignale niedrigerer Frequenzen.

   15· Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Verstärkereinrichtungen (4o, 4l) des Verstärkerabschnittes (36) kapazitive Filter verbunden sind, die sowohl den hohen Frequenzgang als auch den. niedrigen Frequenzgang der Verstärkereinrichtungen (4o_t kl) ausfiltern, so daß der brauchbare Frequenzbereich der Schaltung zwischen den hohen und niedrigen Frequenzen liegt und sowohl auf die kleineren als auch auf die größeren Kohlenstoffkörner anspricht, wenn sie von den Photosensoren (lo) abgetastet werden.

   l6. Vorrichtung nach Anspruch I5, dadurch gekennzeichnet, daß der brauchbare Frequenzbereich zivischen einer niedrigen Frequenz von etwa 5o Hz und einer hohen Frequenz von etwa 3o° Hz liegt.

   17« Vorrichtung- nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkereinrichtungen (4o, 4l) und der kapazitive Filter ein maximales Frequenzansprechvermögen in der Nähe der hohen Frequenzseite des brauchbaren Frequenzbereichs haben.

   18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der Photosensoren (loa, lob, loc) für das Abtasten verschiedener Bereiche an einem Filtermundstück (l6) vorgesehen ist, wobei elektrische Signale erzeugt werden, die abhängig von dem Betrag der Lichtintensität im Sichtfeld (2o)

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   der Photosensoren variieren, und daß eine Vielzahl von Detektorschaltungen (HoA, lloB, HoC) jeweils einzeln mit einem Ausgang der Photosensoren (loa, lob, loc) verbunden ist, jede der Detektorschaltungen eine Eingangsdiode (46) und einen Nebenwiderstand (5o) aufweist, der in Reihe mit einem Bezugskondensator (48) geschaltet ist, wodurch der Kondensator (48) ein sich anpassendes Bezugssignal erzeugt, welches ,sich kontinuierlich entsprechend dem höchsten, sich wiederholenden SignalpegeJ- variiert, der von dem vorher abgetasteten normalen FiIterinundstück (l6) erzeugt wird, und jeder Detektorschaltung (HoA, lloB, HoC) für den Vergleich des von dem Sensor (lo) abgeleiteten MomentansignaIs mit dem sich anpassenden Bezugssignal eine Einrichtung (52) zugeordnet ist, wodurch die vom Fühler (lo) abgetastete Dunkelfläche ein momentanes Sensorsignal erzeugt, das von dem sich anpassenden Bezugssignal differiert, so daß das Vorhandensein von Kohlenstoffköx-nern und/oder anderen Dunkelstellen angezeigt wird, und daß eine Ausgangsschaltung (112) vorgesehen ist, die mit den Ausgängen der Detektorschaltungen (lloA, lioB, lloC) verbunden ist und ein Ausgangsfehlersignal erzeugt, wenn eine der Detektorschaltungen ein Kohlenstoffkorn und/ oder andere Dunkelstellen feststellt.

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