DE2411231C3 - Vorrichtung zum Feststellen von Fehlern an Zigarettenfiltern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des A 1. Ferner bezieilt sich die Erfindung auf eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Λ 9. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des A 16.

Es ist eine Prüf- und Kontrollvorrichtung für die Stirnenden von Zigaretten oder von Zigarettenblocks bekannt (DE-AS 15 32 268). bei der der Gesamteindruck eines Blocks oder do lindes einer Zigaretie von einem Photosensor aufgenommen wird. Die Lücken zu ischen den einzelnen Zigaretten einer L.age oder eines Blocks werden durch mindestens eine Schablone abgedeckt, deren mittlerer Reflexionsfaktor dem der fehlerlosen Zigarettenenden entspricht. Die bekannte Vorrichtung weist eine vergleichende Meßeinrichtung auf, bei der die summierten Signale zweier gleicher Mengen von Meßeinrichtungen miteinander verglichen werden. Im Zusammenhang mit der bekannten Vorrichtung ist auch ein Verstärker bekannt, bei dem der von einem Zigarettenende aufgenommene Lichteindmck verstärkt und als Impuls weitergegeben wird. Hierbei wird die zu prüfende Zigarette an der Meßeinrichtung vorbeigeführt und verursacht hinter dem Verstärker ein wellenartiges Signal, dessen Amplitude von der aufgenommenen Lichtintensität abhängt.

Liegt bei einer Zigarette, die von der bekannten Vorrichtung überprüft werden soll, ein Fehler bestimmter Größe und bestimmten Farbkontrastes vor, dann verursacht dieser Fehler eine Signaländerung beim Ausgang eines Photosensors. Da der Photosensor den von einer Zigarette bzw. von einem Block von Zigaretten ausgehenden Gesamteindruck gleichzeitig überprüft, muß ein Fehler bereits eine erhebliche Größe und somit einen erheblichen Farbkontrast aufweisen, damit der vom Photosensor aufgenommene, integrierte Gesamtwert sich gegenüber einem Sollwert um eine noch erkennbare Meßschwelle abhebt.

Bei der bekannten Vorrichtung werden ferner jeweils gleiche Anzahlen von Meßwerten an zu prüfenden Zigaretten gleichzeitig erfaßt und miteinander verglichen. Tritt hierbei bei den miteinander zu vergleichenden Meßwerten jeweils der gleiche Fehler auf, dann wird die gesamte Partie als fehlerlos eingestuft und weitergegeben. Tritt beispielsweise ein ständig wiederkehrender Fehler bei der Herstellung der Zigaretten auf, beispielsweise das Fehlen des Filters, dann braucht lediglich in jedem der beiden miteinander verglichenen Meßkreise zufällig die gleiche Anzahl fehlerhafter Zigaretten vorzuliegen, die jeweils den gleichen Fehler aufweisen, um zu bewirken, daß die gesamte Partie als fehlerfrei weitergegeben wird.

Bei einer Ausgestaltung der bekannten Meßvorrichtung wird jedes zu bestimmende Zigarettenende am Photosensor mit einer bestimmten Geschwindigkeit vorbeigeführt. Dabei muß die Geschwindigkeit so gewählt werden, daß die vom Durchlaufen eines Fehlers vor dem Photosensor verursachte Signalstörung eine derart hohe Amplitude aufweist, daß trotz frequenzabhängiger dämpfender Eigenschaften des Verstärkers

ίο diese Störung hinter dem Verstärker noch erkannt werden kann.

LJm die Signalstörungen, die von einem Fehler verursacht werden, bei der bekannten Vorrichtung besser erkennbar zu machen, ist es erforderlich, die Lücken zwischen den einzelnen Zigaretten einer Lage oder eines Blocks mit einer Schablone abzudecken, deren mittlerer Reflektionsfaktor dem der fehlerlosen Zigaretten entspricht, um zu verhindern, daß die Zwischenräume zwischen den Zigaretten Störsigiiale verursachen, die wesentlich höher sind als die von tatsächlichen Fehlern verursachten Störsignale, f's ist somit erforderlich, jeweils bei Wechsel einer zu kontrollierenden Zigarettensorte eine hierzu passende neue Schablone jedem Block zuzuordnen, wobei insbesondere darauf zu achten ist. daß die Schablone frei von Tabakkrümeln und dergleichen Verunreinigungen ist, da derartige Verunreinigungen wegen des Schattens, den sie bei schräger Beleuchtung werfen, ihrerseits wieder in der Meßvorrichtung ein Störsignal auslösen.

das zum Aussondern einer an sich fehlerfreien Zigarettenpartie führt.

Die bekannte Vorrichtung weist demnach eine nur verhältnismäßig geringe Meßempfindlichkeit auf. ist aber dennoch in hohem Maße der Gefahr um Fchlmcssiingen ausgesetzt, die sowohl zum Aussondern fehlerfreier Zigaretten als auch /um Weiterleiten fehlerbehafteter Zigaretten führen können.

Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, die bekannte Vorrichtung derart weiterzubilden, daß sie bei erhöhter Meßempfindlichkeit zu Meßergebnissen mit größerer Zuverlässigkeit führt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Sichtfeld des den Zigarettenfilter ein/ein abtastenden, schräg zur Längsachse des Filters angeordneten Photosensors einen im wesentlichen weißen Hintergrund aufweist.

Beim Abtasten wird nicht die Gesamtheit des Prüffeldes gleichzeitig aufgenommen, sondern das Prüffeld wird in einer bestimmten Reihenfolge abgesucht. Das Blickfeld des Photosensors umfaßt demnach jeweils nur einen Ausschnitt der zu überprüfenden Oberfläche; eine Fehlerstelle im Blickfeld des Photosensors nimmt demnach einen größeren Flächenanteil dieses Blickfeldes ein, als dies der Fall wäre, wenn der Photosensor das gesamte Zigarettenende als Blickfeld umfassen würde. Dies bedeutet nicht mir, daß ein außerordentlich kleiner Fehler ausreicht, um die Meßwelle der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu überschreiten, sondern dies bedeutet insbesondere, daß

(μ) die Meßwelle der Vorrichtung angehoben werden kann, so daß die Vorrichtung nicht mehr auf geringfügige Farbunterschiede anspricht. Es ist somit nicht mehr erforderlich, daß jede Art von Zigaretlcnfilicr von einer farblich genau auf den Filter abgestimmten Schablone

(i.-s umgeoen werden muß, sondern es genügt ein Hintergrund einheitlicher, neutraler Färbung, gegenüber dem sich die einzelnen Zigarettenfilter durchaus abheben dürfen, solange der Unterschied der von Hintergrund

und Zigarellenfiltcr reflektierten Lichtintensität unterhalb der Meßsehwelle liegt.

Da sich der neutral gefärbte Hintergrund nicht mehr wie eine Schablone in unmittelbarer Nachbarschaft der Zigarette befinden muß. kann er so angeordnet werden, daß er sich auch so weit außerhalb des Beobachtungsbereiches des Photosensors befindet, daß eine gegebenenfalls auftretende Verschmutzung als solche nicht mehr aufgenommen wird und somit auch nicht zu einer lehlmessung führen kann.

[■!ine weitere erfindungsgcmäße Lösung der obengenannten Aufgabe besteht darn, daß der Photosensor mit einer Komparatorschallung verbunden ist, die das vom Photosensor ausgehende elektrische Mon-.entsignal mit einem Bezugssignal vergleicht, das auf den vorausgegangenen Signalpcgcln gebildet ist.

Es wird also nicht, wie bei der bekannten Vorrichtung, jeweils eine bestimmte Anzahl noch ungeprüfter Zigaretten mit der gleichen Anzahl ebenfalls ungeprüfter Zigaretten verglichen, sondern es wird ein Meßwert aus Zigaretten gebildet, die bereits als fehlerfrei geprüft und erkannt wurden.

Die Erfindung weist aber auch gegenüber dem Vergleich mit einem feststehenden Sollwert, beispielsweise einer einzelnen, vorher geprüften Mustcrzigarctte. den Vorteil auf, daß bei Ändern der zu prüfenden Zigarettensorte nicht auch in zeitraubender WcUc eigens eine Musterzigarette geprüft und angebracht werden muß: die erfindungsgcmäße Vorrichtung vergleicht im übrigen nicht jede Zigarette mit einem starren Muster, sondern überwacht vielmehr, daß die Produktion einheitlich ist. ist dabei aber in der Lage, sich flexibel der Produktion anzupassen.

Wird mit der Komparatorschaltung ein Photosensor verbunden, der nicht das gesamte F^:ilterende auf einmal erfaßt, sondern der das Filierende abtastet, dann ergibt sich in besonders vorteilhafter Weise aus dem Abtasten eines Zigarettenfilters ein mittlerer Vcrglcichswert, demgegenüber der einzelne Meßwert um die obengenannte Mcßschwelle verschieden sein muß, um ein Siörsignal zu ergeben. L^:s kann also bei erfindungsgemäßem schrägem Betrachten des Zigaretienfihers der Inlcnsitäisunterschied. der vom Photosensor beim Abtasten des Kantenbereichs des Zigarettenfilters vorliegt, durchaus verschieden sein vom Mittelwert, den die Komparalorschaltung als Sollwert liefert, solange dieser Unterschied nicht die Mcßschwelle übersteigt.

Eine weitere erfindungsgcmäße Lösung der obengenannten Aufgabe besteht darin, daß die Verstärkerschaltung an den Ausgang der Photosensoren angeschlossen ist und auf höherfrequente Signale eher anspricht als auf Signale von relativ niedriger Frequenz und daß die Gesam'größe der Verstärkung bei der Verstärkerschaltung für Eingangssignale höherer Frequenz größer ist als für Eingangssignale niedrigerer Frequenz.

Werden Zigarettenfilter in kontinuierlicher Folge und mit gleichbleibender Geschwindigkeit an einem Photosensor vorbeigeführt, dann ergibt sich auch bei Verwendung einer abdeckenden Schablone ein zu- und abnehmender Meßwert verhältnismäßig geringer Amplitude und niederer Frequenz. Weist einer der Zigarettenfilter einen Einzelfehler auf, beispielsweise eine Vertiefung, dann ist dieser Fehler nicht während des gleichmäßigen Vorbeiführens des Zigarettenfilters <·> ständig in gleicher Intensität sichtbar, sondern je nach dem Winkei. den er zu Lichtquelle und Photosensor einnimmt, nimmt sein Wert zu und ab. Der Einzelfehler erzeugt somit im Photosensor ein Signal kürzerer Dauer und somit höherer Frequenz, als dies das Vorbeiführen fehlerfreier Zigareltenfilter verursacht. Durch die erfindungsgcmäße, frequenzabhängige Meßwert verstärkung, bei der ein Meßwert höherer Frequenz in höherem Grade verstärkt wird als ein Meßwert niederer Frequenz, ergibt eine kaum sichtbare Fehlerstelle, die im Photosensor ein Signal gleicher Amplitude wie das Vorbeiführen der fehlerfreien Zigarettenfilter ergibt, nach der erfindungsgemäßen Verstärkung einen Meßimpuls deutlich höherer Amplitude als der von den fehlerfreien Filtermundstücken ausgelöste Meßinipuls, so daß hinter dem erfindungsgemäßen Verstärker bequem zwischen Fehlersignal und fehlerfreiem Signal unterschieden werden kann. Dies wirkt sich insbesondere dann aus, wenn das Filtermundstück nicht in seiner Gesamtheit vom Photosensor aufgenommen, sondern abgetastet wird, da der Übergang des Blickfeldes des Photosensors vom neutralen Hintergrund zum Zigarettenfilter und umgekehrt eine Signalschwankung deutlich niedrigerer Frequenz verursacht als das Durcheilen des Blickfeldes durch einen besonders kleinen Fehler, der demnach eine besonders hohe Frequenz verursacht, und der demnach mit großer Sicherheit hinter dem erfindungsgemäßen Verstärker festgestellt werden kann.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch in einer Seitenansicht die Detektor-Vorrichtung mit der die Lampe und den photoclcktrischen Sensor umfassenden Anordnung für den Betrieb in der Fläche eines Filtermundstücks.

Fig. 2 schematisch eine Vorderansicht der in I ig. 1 gezeigten Lampenanordnung.

F" i g. 3 perspektivisch die Abtastsensoren, die für die Untersuchung der Filtermundstücke positioniert sind, welche in das Sichtfeld der Sensoren kommen.

F i g. 4A. 4B und 4C die Einsatzweise der photoelcktrischcn Mehrfachsensoren zur Erhöhung des Verhältnisses von Kohlenstoffkornfläche zu Filtermundstück fläche.

F i g. 5 einen Plan der Detektorschaltung.
F i g. 6A und 6B die am Eingang zur Bezugs- und Komparatorschaltung bzw. am Ausgang der Bez.ugs- und Komparatorschaltung erzeugten Signale.

Fig. 7 den Bezugsschaltungsteil der in Fig. 5 gezeigten Detektorschaltung.

F i g. 8A bis 8D Spannungs-Zeit-Kurvcn von Wellenformsignalen, die an verschiedenen Punkten der in F i g. 7 gezeigten Schaltung erzeugt werden.

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

Fig. 10 den Kohlenstoffdetektor im Blockschaltbilc in einer Dreikanal-Ausführung mit drei im wesentlicher identischen Detektorschaltungen.

F i g. 11 eine Ausgangsschaltung für den Empfang dei Ausgangssignale aus jedem der drei Detektorschaltun gen.

In den Fi g. 1 und 2 ist die !.age der photoelektrischei Sensoren 10 und der Lichtquellen 12 in bezug auf dif Zigaretten 14 und ihre Filtermundstücke 16 gezeigt. Di( in der Detektorschaltung verwendeten photoelektri sehen Sensoren 10 sind Siliciumphototransistoren, di< hauptsächlich wegen ihrer Mikrosekunden-Ansprech zeit verwendet werden. Jeder Sensor 10a, 10b, 1Oi

erzeugt eine Änderung im Ausgangsstrom, der durch ihn hindurchgeht, in direkter Beziehung zur Größe der vom Sensor 10 empfangenen Lichtintensität. Anstelle der Siliciumphototransistorcn können auch andere geeignete photoelektrische Sensoreinrichtungen ver- j wendet werden.

jede der Lichtquellen 12 ist eine herkömmliche Glühlampe. Es können auch andere Lampen, wie Neon-Endladungslampen, verwendet werden. Die Lampen 12 umfassen Lampen 12a und YId für das Mundstückpapier, eine Lampe I2f> für das Ende und eine Hintergrundlampe 12c.

Die Lampen 12a und Md 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 12c/, das Mundstückpapier 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 20 des Sensors erzeugt, wenn die Zigarette 11 aus dem Sichtfeld 20 herausgegangen ist. Das Sichtfeld 20 ist durch die Form der öffnung bzw. Blende in dem Gehäuse des Sensors 10 begrenzt. Die Lampe 12c kann weder den oberen Teil des Mundstückpapiers 17 noch die Stirnfläche 18 des Filtermundstückes beleuchten.

Die Lampe 126 für das Ende ist in einer Lage gegenüber von und vertikal versetzt zu der Filtermund- 3s Stückoberfläche 18 so angeordnet, daß die Lichtstrahlen aus der Lampe 12ft von der Oberfläche 18 auf die Sensoren 10 reflektiert werden. Die Lampe 12f> kann weder den oberen Teil des Mundstückpapiers 17 noch den Hintergrund 21a beleuchten.

Wenn in Betrieb die Sensoren 10 eine einzige Zigarette 14 abtasten, empfangen sie reflektiertes Licht von drei Rächen, 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 14 aus dem Sichtfeld 20 des Sensors herausgegangen ist Bei der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Beleuchtungsanordnung befindet sich das von jeder dieser drei Flächen reflektierte Licht in einem geeigneten Maß im Gleichgewicht, wodurch die Sensoren 10 einen im wesentlichen konstanten Lichteingang empfangen, der nur durch ungewöhnliche Störungen unterbrochen wird, beispielsweise durch Kohlenstoffteilchen und dergleichen. Jede der vier Lichtquellen 12a, 126, 12c und YId 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 10 ist auf stationäre Weise angrenzend an die Bewegungsbahn der Zigaretten 14 angebracht, so daß das Sensorsichtfeld 20 auf die Mundstückfläche 18 trifft. Wie in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigt ist, ist jeder photoelektrische Sensor 10 in einem schrägen Winkel relativ zur Längsachse des Filtermundstücks 16 angeordnet, so daß das Sensorsichtfeld 20 auf das Filtermundstück an dessen Oberfläche 18 trifft. Die Verwendung der Lichthintergrundwand 21a und die Positionierung der Sensoren 10 in einem schrägen Winkel wirken so, daß ein Fühlen bzw. Erfassen der kleinen nicht beleuchteten Fläche zwischen der Zigarette 14 und der Fläche, auf der sie transportiert wird, vermieden wird. Dieser Schatten würde sonst von den Sensoren bei Fehlen der schrägen Positionierung der Sensoren 10 und der Lichthintergrundwand 21a als Dunkelfläche angesehen werden.

Wie aus F i g. 3 zu ersehen ist, sind in eine Kammer 25 Kohlenstoffkörner 23 in der üblichen Weise gepackt die zwischen zwei zylindrischen Stopfen 27 und 29 aus Filtermundstückmaterial gebildet wird, so daß die Körner 23 und die Filterstopfen 27 und 29 das Filtermundstück 16 bilden. Die Zigaretten 14 werden auf einem Fördermedium 24 in der durch den Pfeil 26 angezeigten Richtung bewegt Da die Filtermundstücke 16 einzeln die photoelektrischen Sensoren 10 passieren, werden die Mundstückoberflächen 18 von den Sensoren 10 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 Rächen zeigen Fehlerstellen an, beispielsweise fehlende Filterstopfen und Lufträume zwischen einem Filterstopfen und dem zugehörigen Filtermundstückpapier. Diese Rächen können einen »Kurzschlußzustand« schaffen, in welchem Rauch um den Zellulosefilter herum entweicht. Andere Fehler, welche als dunkle Flächenbereiche feststellbar sind, können bei einem Filtermundstückpapier vorhanden sein, das nicht korrekt zusammengeklebt ist wodurch an der Klebnaht eine Papierlasche verbleibt ein Filtermundstück, welches Extrafiltermundstückpapierstucke hat die schlecht an dem Mundstück befestigt sind, sowie sehr stark mißgeformte Filterstopfen.

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 urtd Filterschaltung zugeführt werden. Eine Bezugs- und 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 herbeifuhrt, 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 Jextur des Filtermundstückmaterials, wobei diese Änderungen sonst die Feststellung eines Fehlers, herbeiführen könnten, wenn eine festgestellte Bezugsgröße verwendet würde.

Die Bezugs- und Komparatorschaliung umfaßt die parallele Kombination eines Widerstands und einer Diode, die mit dem Ausgang der Verstärker- und Filterschaltung 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 Wcchsclstromsignals 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 Dektektorschaltung.

Damit Strom durch den Ausgangswiderstand geht, muß das von dem untersuchten Zigaretlenfiltermundstück erzeugte positive Signal größer sein als die Be^ugsspannung am Kondensator plus dem Durchgangsspannungsabfall über der Diode. Wenn eine dunkle Stelle oder ein Kohlenstoffkern 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 iii 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 kompensiert die sich anpassende Bezugsgröße automatisch Änderungen der Farbe und Textur des Filtermundstückmaterials.

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 Ände rungen, die Änderungen der von den Sensoren oder anderen elektrischen Bauelementen erzeugten Signale herbeiführen können.

Größere Kohlenstoffteilchen bedecken einen größeren Teil des Sichtfeldes des Photosensors als relativ kleinere Teilchen, so daß Lichtänderungen erzielt werden, deren Wert 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 Ausführungsform der Erfindung ist die Verstärker- und Filterschaltung so

ίο ausgelegt, daß sie für Signale mit höherer Frequenz empfindlicher sind als für Signale mit niedrigerer Frequenz. Insbesondere ist die Verstärker- und Filterschaltung so ausgelegt, daß der Wert der Verstärkung größer ist für die höheren Eingangssignalfrequenzen als für die niedrigeren Eingangssignalfrequcnzcn. 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.

In den F i g. 4A, 4B und 4C 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 Vioo der Mundstückoberfläche. Wenn deshalb ein Sensor 10 verwendet würde, der die ganze Mundstückfläche 18 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 V200 der Querschnittsfläche des Mundstücks 18 betragen kann. Wie in F i g. 4B gezeigt ist, kann das Sichtfeld eines einzigen Sensors 10 auf den schmalen rechteckigen Bereich oder Spalt 30 eingestellt werden, wodurch die Auflösung des Kornflächen-Filterflächen-Verhältnisses vergrößert ist. In diesem Fall bildet das gleiche Korn 28 etwa V20 der von dem Sensor gesehenen Fläche.

Gemäß der Erfindung werden drei Abtastsensoren 10a, 106 und 10c verwendet, von denen jeder ein Sichtfeld hat, das in Fig.4C mit 32a, 326 bzw. 32c bezeichnet ist. Durch Verwendung drei solcher Sensoren 10a. lOb, 10c nimmt das Kohlenstoffkorn 28 eine Fläche ein, welche etwa V₆ des Sensorsichtfeldes zu einem gegebenen Zeitpunkt bildet. Jeder Sensor 10a, tob und 10c tastet V₃ der Fläche 30 zu einer fesgelegten Zeit ab. Auf diese Weise erhöht die Verwendung von Mehrfachsensoren das Kornflächen-Filtermundstück-Flächenverhältnis, wie es von jedem Sensor gesehen wird, erheblich.

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 um faßt drei Abschnitte, nämlich einen Sensoreingangsabschnitt 34, einen Verstärker- und Filterabschnitt 36 und einen Bezugs- und Komparatorabschnitt 38. Der Sensoreingangsabschnitt 34 umfaßt den Siliciumphototransistor 10 und einen Vorverstärker 43. Der Strom durch den Phototransistor 10 ändert sich abhängig von der Lichtintensität im Sichtfeld des Phototransistors 10. Dieser Strom wird durch den Vorverstärker 43 verstärkt und dem Verstärker 40 zugeführt, der eine entsprechende Spannung an seinem Ausgang erzeugt

Da der Strom durch den Phototransistor 10 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 10. Die Wechselspannungen am Phototransistor 10 und am Vorverstärker 43 sind über einen Koppelkondensator 44 mit einem Eingangswiderstand 42 verbunden, der in den Verstärkerabschnitt 36 führt. Wie in F i g. 2 gezeigt ist, ist in jedem Sensorsichtfeld 20 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 18 die dunkelste, von dem Sensor iO gesehene Fläche ist

Die Wechselstromsignale, die erzeugt werden, wenn die Filtermundstücke 16 sich vor dem fühlenden Phototransistor 10 bewegen, werden verstärkt und umgekehrt, so daß man ein positives Ausgangssignal für dunkle Rächen in den Verstärkerschaltungen 40 und 41 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 41 geschaltet ist. Die Anodenklemme 47 der Diode 46 ist mit der Verstärkerschaltung 41, die Kathodenklemme 49 mit einem Bezugskondensator 48 verbunden. Die positiven Impulse, die durch die Diode 46 hindurchgehen, wirken so, daß der Bezugskondensator 48 auf einen Spannungswert geladen wird, der gleich dem maximalen, sich wiederholenden positiven Ausgangspegel aus dem Verstärker 41, 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 50 geschaltet. Der Kondensator 48 ist in Reihe mit einem Ausgangswiderstand 52 geschaltet Wenn der Bezugskondensator 48 sich auf seinem 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. Massenpotentional. Nachdem der Bezugskondensator auf seinen Maximalwert aufgeladen ist, welcher dem maximalen positiven Ausgangspegel (maximum repeating positive output level) aus dem Verstärker 41 entspricht, werden alle positiven Signale aus dem Verstärker 41 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-Vorspannungszustand, so daß kein Strom durch den Alisgangswiderstand 52 fließt Wenn jedoch der Verstärkerausgang größer ist als die Summe der Bezugs- und Diodenspannungen, wird die Diode 46 in den in Durchlaßrichtung vorgespannten Zustand gebracht, so daß Strom in die Ausgangsschaltung fließen kann, wodurch eine Spannung an dem Aus^angswiderstand 52 auftritt Die Spannung am Widerstand 52 ist gleich der Differenz zwischen dem Verstärkerausgang und der Bezugsspannung plus der Durchlaßspannung an der Diode 46. Dieser in Durchlaß- bzw. Vorwärtsrichtung vorgespannte Zustand liegt vor, wenn ein dunkler Punkt in das Sensorsichtfeld gelangt Demzufolge dient jede parallel am Ausgangswiderstand 52 auftretende Spannung für die Anzeige des Vorhandenseins einer Dunkelfläche.

Der Nebenwiderstand 50 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 Sensorsichtfeld hindurchgehen.

In Fig.6A ist eine Spannungs-Zeit-Kurve der am

ίο Ausgang des Verstärkers 41 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

<5 durch die Hintergrundlampe 12c bei Fehlen eines Filtermundstücks 16 im Phototransisiorsichtfeid beleuchtet wird. Aus dem Diagramm sieht man, daß die relativ dunkle Fläche, welche dem Phototransistor 10 bei Vorhandensein eines Filtermundstücks 16 im Phototransistorsichtfeld präsentiert wird, ein positives Ausgangssignal aus dem Phototransistor 10 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 54 werden in den Verstärkern 40 und 41 verstärkt und erzeugen einen sich anpassenden Bezugspegel 58 an dem Bezugskondensator 48.

Wenn an der Oberfläche eines Filtermundstücks 16 ein Kohlenstoffkorn lokalisiert wird, erzeugt eine solche relativ dunkle Fläche im Sensorsichtfeld ein Spitzensignal 60 am Phototransistor 10, das, wenn es durch den Vorverstärker 43 und die Verstärker 40 und 41 verstärkt sind, eine größere Amplitude hat als der sich anpassende Bezugspegel 58, wodurch eine Anzeige für das Vorhandensein einer fehlerhaften Zigarette erzeugt wird.

In Fig. 63 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 F i g. 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 Detektoreinrichtung 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 fesgestellt 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 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 ?uf das Massen- oder 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 Fig.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. F i g. 7 zeigt eine vereinfachte Form der Bezugsschaltung 38, während die Fig. 8A bis 8D zugeordnete Wellenformen an verschiedenen Steifen 1, 2,3 und 4 in der Schaltung 38 zeigen.

Wie aus den F i g. 8A bis 8D zu ersehen ist ist die Eingangsspannung Vm parallel zu den Punkten 1 und 4 der Schaltung 38 ein Wechselspannungs-Rechteckswellensignal, das eine pulsierende Gleichstromwellenform V₂-< nach dem Durchgang durch die Diode 46 erhält. Jedesmal, wenn V2.4 positiv wird, lädt sich der Kondensator 48 langsam mehr und mehr auf, so daß die Spannung V2-J stufenförmig zunimmt bis sie gleich dem Maximalwert von V2-4 wird. Wenn V2.« = V2.3 plus V3-4, da V2-3 zunimmt muß V3-4 abnehmen. Wenn demzufolge V₂.3 schließlich gleich V₂-* (max.) wird, ist die Spannung parallel zum Widerstand 52(V₃₄) 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 (V₃.,) das große Signal 66.

Der in Fig.5 gezeigte Verstärker- und Filterabschnitt 36 ist so ausgelegt daß er gegen höher frequente Signaie 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 40 erreicht der einen Kondensator 70 enthält, welcher mit einer Filterschaltung am Ausgang des Verstärkers 40 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 30 Hz aufwärts durchläßt. Der Widerstand 42 wird dazu verwendet die Impedanz am Eingang des Verstärkers 40a für die Berücksichtigung des Rauschens abzusenken. Der Widerstand 406 von 1 kfl und der Widerstand 40c von 12 kfl bilden einen Verstärker mit einem fixen Verstärkungsgrad von 12. Der Kondensator 70 von 0,01 \iF dämpft das Ansprechen auf hohe Frequenzen des Verstärkers, beginnend bei einigen hundert Hz.

In gleicher Weise hat der Verstärker 41 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 73 ist so ausgelegt daß die relativ niederfrequenten Signale, die am Eingang zum Transistor 76 erscheirien, abgelenki bzw. gedämpft werden. Insbesondere der Verstärker 41 hat einen Kondensator 75 von 47 μΡ, über den dei Ausgang aus dem Abschnitt 40 über einen Strombe grenzungswidersJand 77 von 1 kfl mit dem Eingang de gemeinsamen Emitter-Transistorverstärkers 76 verbunden ist. Dieser Kondensator 75 IaBt alle Frequenzer über etwa 30 Hz durch. Der Widerstand 79 hat 390 kß der Widerstand 81 47 kß. Diese Widerstände diener dazu, den Transistorverstärker 76 vorzuspannen. Dei Widerstand 83 von 6,8 kSl ist ein Transistorverstärker-Belastungswiderstand. Der Widerstand 74 ist ein lemperaturabhängiger Vorwiderstand des Emitters und dient dazu, bei sich ändernden Temperaturen die Stabilität des Verstärkers zu erreichen. Der Kondensator 73 von 8 μΡ wird als Bypass für den Emitterwiderstand 74 so verwendet daß durch die Abschnitte 40 und 41 hindurchgegangene niedrige Frequenzen, beginnend bei mehreren hundert Hz, gedämpft werden.

Die genauen Lagen der Dämpfstellen für die hohe und niedrige Frequenz bei den Schaltungen 40 und 41 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 2000 Zigaretten pro Minute sollte das Ansprechen auf Spitzenfrequenzen bzw. der Spitzenfrequenzgang bei etwa 200Hz liegen, wobei dieser Wert sich direkt abhängig von anderen Maschinengeschwindigkeiten ändert Die Gesamtauslegung der Filterschaltungen in dem Verstärker- und Filterabschnitt 36 ist derart gestroffen, 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 eine Kurve des Frequenzganges bzw. des Frequenzansprechvermögens des Verstärker- und Filterabschnittes 36 gezeigt. Auf der Ordinate ist in Prozent der relative Ausgangssignalpegel für einen konstanten Eingangssignalpegel, auf der Abszisse die Eingangssignalfrequenz zum Verstärker- und Filterabschnitt 36 aufgetragen. Der Ordinatenmaßstab ist linear, der Abszissenmaßstab logarithmisch. Wenn man annimmt daß der brauchbare Eingangssignalfrequenzbereich etwa zwischen 50 und 300 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 Verstarker- und Filterabschnittes 36 beschriebenen Filterschaltungen auf.

In Fig.9B sind Frequenzgangskurven für 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 Schaltungsleitung infolge der Änderung in der Frequenz der Lichtveränderungen im Photosensorsichtfeld. Wenn kleine Teilchen durch das Photosensorsichtfeld hindurchgehen.

wie dies durch den Punkt 90 auf der Linie 88 gezeigt ist erzeugen die kleineren Teilchen Lichtänderungen, weiche im allgemeinen höherfrequente Komponenten enthalten als die Frequenzkomponenten, die in Lichtänderungen enthalten sind, die von größeren Teilchen hervorgerufen werden, wie cües an der Stelle 92 auf der Linie 88 gezeigt ist Die relativen Größen der Kohlenstoffteilchen an den Stellen 90 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 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 100 auf der Kurve 98 gezeigt ist, als für die kleineren Teilchen, die an der Stelle 102 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 104 dargestellt ist. Die Kurve 104 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 Leistungscharakterisiik für verschieden große Kohlenstoffteilchen erhalten wird.

Fig. 10 zeigt in einem Blockdiagramm den ganzen elektronischen Teil eines Kohlenstoffdetektors mit Ausnahme der Gleichstromzuführung. Es sind drei unabhängige Sensor-, Verstärker- und Detektorschaltungen 1104,1103 und HOC vorhanden, wie sie anhand der Detektorschaltung von F i g. 5 beschrieben wurden. Diese drei im wesentlichen identischen Schaltungen 1104, HOB und HOC sind durch eine Ausgangsschaltung 112 miteinander verbunden. 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 114Λ, 114B bzw. 114C einem einzigen gemeinsamen Widerstand 52 von 47 kß zugeführt. Die Ausgänge der drei Sensorkanäle erscheinen gleichzeitig am 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 0$-μΡ-Koppelkondensator 118 und ein Widerstand 120 von UO kß ist parallel zum Verstärkereingang zur Berücksichtigung des Rauschens geschaltet. Der Widerstand 122 von 1 kß und der Widerstand 124 von 12 kß legen den Verstärkungsgrad des Verstärkers 116 auf einen Wert von 12 fest. Der Kondensator 126 von 0,01 μΡ und der Kondensator 128 von 15OpF sowie der mit dem Widerstand 132 von 10 kß in Reihe geschaltete Kondensator 130 von 0,1 μΡ werden dazu verwendet den Betrieb des Verstärkers 116 zu stabilisieren. Ein Widerstand 134 von 10 kß wird als Lastwiderstand für den Verstärker 116 benutzt.

Ein monostabiler Multivibrator 136 empfängt von dem Verstärker 116 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 Tionostabilen Multivibrator 136 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 fü■· die Triggerung des monostabilen Multivibrators gewählt werden. Dementsprechend kann eine minimale Größe für den festzustellenden Filtermundstückfehler gewählt werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (20)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum photoelektrischen Überprüfen von Fehlern und Verschmutzung an den Enden von Zigarettenfiltermundstücken mit wenigstens einer Lichtquelle zum Beleuchten des zu überprüfenden Filters sowie zumindest einem Photosensor, der auf eine durch vorhandene Fehler verursachte Intensitälsschwächung der zurückgeworfenen Lichtstrahlen reagiert, dadurch gekennzeichnet, daß das Sichtfeld (20) des den Zigarettenfilter (16) einzeln abtastenden, schräg zur Längsachse des Filters angeordneten Photosensors (10) einen im wesentlichen weißen Hindergrund (2Ia^aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Photosensor (10) aus einer Vielzahl von ortsfesten Sensoren (10a, 106, 1Oc^ zum Abtasten getrennter Flächenabschnitte der Filtermundstücke (16) besteht.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (10, 10a, 106, lOrJSiliciumphotoiransistoren sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeöffnung des Photosensors (10; 10a, 106, 1Oc^ nahe den Stirnflächen (18) der Filtermundstücke (16) angeordnet ist, während sich diese relativ /um Photosensor bewegen.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Photosensor (10; I0.J, 106, lOcj den Stirnflächen (18) der Filtermundstücke (16) gegenüber im von diesen reflektierten Strahlengang der Lichtquelle (12) angeordnet ist, die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung (I26,)aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (12) zusätzlich wenigstens eine Lampe (12.7, I2i(jzum Beleuchten des die Filtermundstücke (16) umgebenden Filterpapiers (17) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampe (12.7, I2d) auf der gleichen Seite der Ebene wie die Zigareltenfiller angeordnet ist, in der die Stirnflächen (18) der Filtermundstücke (16) liegen.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen weiße Hintergrund aus einem Schirm (21a,J und einer diesen beleuchteten Lampe (12c/,) besteht.

9. Vorrichtung zum photoelektrischen Überprüfen von Fehlern und Verschmutzung an den Enden an Zigarettenfiltermundstücken mit wenigstens einer Lichtquelle zum Beleuchten des zu überprüfenden Filters sowie zumindest einem Photosensor, der auf eine durch vorhandene Fehler verursachte Intensitätsschwächung der zurückgeworfenen Lichtstrahlen durch entsprechende Schwankungen des Signalpegels des von ihm ausgehenden elektrischen Momentsignals reagiert, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Photosensor (10) mit einer Komparalorschaltung verbunden ist, die das vom Photosensor ausgehende elektrische Momentsignal mit einem Uezugssignal vergleicht, das aus den ''5 vorausgegangenen Signalpegeln gebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugssignal aus den höchsten vorangegangenen Signalpegeln gebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Komparatorschaltung eine Eingangsdiode (46) und einen Nebenwiderstand (50) aulweist, die in einer Reihenschaltung mit einen? Bezugskondensator (48) verbunden sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zu dem Bezugskondensator (48) ein Ausgangswiderstand (52) geschaltet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandswert des Nebenwiderstandes (50) parallel zur Eingangsdiode (46) die zum langsamen Entladen des Bezugskondensators (48) erforderliche Höhe aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis

13, dadurch gekennzeichnet, daß der Photosensor (10; 10a, 106, 10..9 mit der Diode (46) und dem Nebenwiderstand (50) über eine Verstärkerschaltung (34,36) geschaltet ist, wobei der Ausgang dieser Verstärkerschaltung mit der Anodenklemme (47) der Diode (46) und mit der einen Seite des Nebenwiderstandes (50) und die Kathodenklemme (49) der Diode (46) mit der anderen Seite des Nebenwiderstandes (50) sowie mit dem Bezugskondensator (48) verbunden ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis

14, dadurch gekennzeichnet, daß die Komparatorschaltung (38) so ausgelegt ist, daß ihr sich anpassender Bezugspegel auf Massenpotential eingestellt ist, so daß die von den normalen Filtermundstücken (16) erzeugten Signale nicht verstärkt werden, während die von den fehlerhaften Mundstücken (16) erzeugten Signale verstärkt werden.

16. Vorrichtung zum photoelektrischen Überprüfen von Fehlern und Verschmutzung an den Enden von Zigarettenfiltermundstücken mit wenigstens einer Lichtquelle zum Beleuchten des zu überprüfenden Filters, mit zumindest einem Photosensor, der auf eine durch vorhandene Fehler verursachte Intensitatsschwächung der zurückgeworfenen Lichtstrahlen reagiert und entsprechende Signale abgibt, sowie mit einer Verstärkerschaltung zum Verstärken und Weiterleiten der abgegebenen Signale, insbesondere nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkerschaltung (36) an den Ausgang der Photosensoren (10) angeschlossen ist und auf höhere frequenie Signale eher anspricht als auf Signale von relativ niedriger Frequenz und daß die Gesamtgröße der Verstärkung bei der Verstärkerschaltung (36) für Eingangssignale höherer Frequenz größer ist als für Eingangssignale niedrigerer Frequenz.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß mit Verstärkereinrichtungen (40, 41) der Verstärkerschaltung (36) kapazitive Filter verbunden sind, die sowohl den hohen Frequenzgang als auch den niedrigen Frequenzgang der Verstärkereinrichtungen ausfiltern und zwischen der hohen und der niedrigen Frequenz einen brauchbaren Frequenzbereich bilden.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der brauchbare Frequenzbereich zwischen einer niedrigen Frenquenz von etwa 50 II/ und einer hohen Frequenz von etwa 300 Hz liegt.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 und

18, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkereinrichtung (40 41) und der kapazitive Filter ein maximales Frequenzsprechvermögen in der Nähe der hohen Frequenzseite des brauch Daren Frequenzbereichs haben.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis

19, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorsehen mehrerer Photosensoren (10a, !06, \0c) deren Ausgang jeweils einzeln mit einer zugehörigen Kompannorschaltung (1104. 110Ä 11OQ verbunden ist, die jeweils eine Eingangsdiode (46) und einen Nebenwiderstand (50) aufweisen, der mit einem Bezugskondensator (48) in Reihe geschaltet ist.