用于检查透明圆柱形容器的设备和方法与流程

1.本发明涉及一种用于检查包含透明或半透明粘性物或凝胶产品的透明圆柱形容器的、特别是用于医疗应用的设备和方法。


背景技术：

2.如已知的，在医疗领域中，必要的是对装有医疗物质的透明容器进行分析以便检测容器本身内是否存在任何杂质。在阳性结果的情况下，容器显然必须被丢弃，因为对于医疗物质来说包含任何类型的污染物是不可接受的。
3.在本领域中使用的系统是光学类型的并且利用扫描每个容器以便识别任何污染物的摄像机。然而，已知的系统具有一些缺点。
4.事实上，已知的光学系统虽然能够识别污染物/杂质的存在，但是不能可靠地区分所述污染物的位置相对于容器是在容器内部或外部。显然，在这种情况下，只有当污染物在内部时，即与包含于其中的医疗物质接触时，才必须丢弃容器。
5.显然，出于安全原因，已知系统被校准为“保守的”：以此方式，获得高的正面拒绝。为了至少部分地消除这个缺点，容器的检查时间被延长，但是以此方式，如果一方面减少了错误拒绝，另一方面检查时间和成本以一种不可接受的方式增加。
6.应记住，检查时间是不可忽略的成本因素，因为有待检查的批次可以包括数万个容器。
7.因此，已知的解决方案不允许同时获得低的正面拒绝和减少的检查时间。


技术实现要素：

8.因此感到需要解决参考现有技术所提及的缺点和限制。
9.通过根据权利要求1的一种用于检查包含透明或半透明粘性物或凝胶产品的透明圆柱形容器的、特别是用于医疗应用的设备，以及通过根据权利要求9所述的一种用于检查包含透明或半透明粘性或凝胶产品的透明圆柱形容器的、特别是用于医疗应用的方法，满足了这种需求。
附图说明
10.从其优选和非限制性实施例的以下描述中，本发明的进一步特征和优点将变得更加明显，其中：
11.图1表示了根据本发明的实施例的用于检查包含透明或半透明的粘性物或凝胶产品的透明圆柱形容器的设备的示意性俯视图；
12.图2-图6示出了根据本发明的检查设备在连续检查步骤中从上方观察的示意性图示，以及所述检查设备的操作原理的示意性图示，如以下更好地描述的。
13.在下文中描述的实施例共有的元件或元件的部分将用相同的附图标记表示。
displacement)δs
med
，并且将其与区别值进行比较，区别值等于规则的角度间隔δθ与圆柱形容器8的内半径ri的乘积，
30.如果点pi的中值位移δs
med
大于区别值，则将由点pi识别的杂质分类为在容器8外部，反之亦然。
31.优选地，控制单元32可操作地连接到照明装置24，以便能够控制照明装置接通，从而使其与圆柱形容器8的角旋转相协调。
32.根据可能的实施例，支撑和/或夹持装置设置有旋转编码器以测量圆柱形容器8的旋转。优选地，所述旋转编码器可操作地连接至控制单元32以测量所述点pi中的每一个点的中值位移δs
med
。
33.根据优选实施例(图5-图6)，控制单元32被编程为将摄像机12的焦平面放置在与摄像机12相对的圆柱形容器8的侧壁20上，即，在照明装置24的侧部上，由于在圆柱形容器8内部存在具有不同于空气的折射率的折射率的任何透明产品，以此方式来利用透镜效应或放大效应m。
34.特别地，透镜效应等于m＝f/(f-s)，
35.其中f＝n
l
/2(n
l-1)2，其中n
l
是包含在圆柱形容器(8)中的粘性产品的折射率，
36.其中
‘
s’等于圆柱形容器8的外半径re，
37.并且其中，摄像机12被放置在与该照明装置24相对的、与圆柱形容器8的圆柱形轴对称轴线x-x相距距离
‘
f’处。
38.优选地，控制单元32被编程为仅测量在圆柱形容器8的与摄像机12相对并且面向照明装置24的侧部上的点pi所固有的轨迹(图6)。
39.线性摄像机扫描容器8的延伸的角度间隔取决于有待应用的容器本身的延伸方向上的分辨率。例如作为示例，角度间隔的值可以等于0.044度，通过将容器的360
°
旋转角除以8192个编码器脉冲(360
°
/8192)来获得。
40.因此，通过示例，规则的角度间隔是0.05六十进制(sexagesimal)度数的角度间隔。
41.现在将描述根据本发明的检查设备的操作。
42.具体地，本发明所基于的原理开始于以下假设：附接至侧壁20的外表面22的污染物(如果旋转的话)将行进比附接至侧壁的内表面23、或在任何情况下以悬浮方式布置在圆柱形容器8内的污染物所行进的距离更大的距离。
43.具体地，重要的是确定允许容器8内部包含的污染物与附接至容器8本身的外表面22的污染物区分开的某个标准。
44.圆柱形容器8以竖直位置被放置在摄像机12的前方并且被制成围绕竖直旋转轴线y-y以恒定的角速度旋转，该竖直旋转轴线平行于并且与圆柱形轴对称轴线x-x重合。同时，圆柱形容器8由放置在摄像机12(图1)的相对侧的照明装置24(例如扁平led照明器)背后照明。
45.在容器旋转期间，相机以恒定的角度间隔δθ捕获图像。
46.以下是该系统的一些几何结构(在图2中示意性地示出)：
47.ri：圆柱形容器8的内表面23的半径；
48.re：圆柱形容器8的外表面22的半径；
49.δsi＝ri*δθ是由放置在圆柱形容器8的外表面22上的物体以角度变化δθ行进的空间；
50.δse＝re*δθ是放置在圆柱形容器8的内表面23上的物体以角度变化δθ行进的空间。
51.为了将内部物体与圆柱形容器8的一个外部物体区分开来，以足够来在每个固定的角度变化下评估该物体(即，杂质)行进的空间。
52.在相同的角变化δθ下，在设定ri＜re时，我们将具有δse＞δsi。
53.包含在圆柱形容器8内的物体将具有旋转半径(距旋转轴线的距离)，在物体完全对准的情况下，在该物体与圆柱形容器8的内表面23接触时，该旋转半径在从0到ri的范围内。
54.圆柱形容器8的外表面22上的物体将具有等于re的旋转半径(距旋转轴线的距离)。
55.由于角位移δθ，圆柱形容器8内部的物体将经受位移：
56.δsi≤ri*δθ。
57.相反，圆柱形容器8的外表面22上的物体将经受等于以下各项的位移：
58.δse＝re*δθ。
59.在与内表面23接触的物体必须区别于与外表面22接触的物体的最坏情况下，这两个位移之间的差等于δs
e-δsi＝(r
e-ri)*δθ的变化，其中在角位移相同的情况下，因此等于r
e-ri，因此等于圆柱形容器8的侧壁20的厚度。
60.通过使用连接至旋转容器的马达的旋转编码器，摄像机12将每δθ度依次捕获(n)个图像。
61.因此仍然要评估已经受位移的污染物的位移δs。为此，已经实现了跟踪算法，该跟踪算法处理同一对象在不同时刻的位置关联，从而跟踪其移动轨迹。
62.移动污染物的轨迹将包含后者在不同图像中的位置。
63.已经设置了p(n的子集)，在时刻：t1、t2、
……
、t
p
从相机可看见物体的所捕捉的图像：1，2、
……
、p。
64.我们将因此具有：
65.δs1：物体在从图像1过渡到图像2的位移；
66.δs2：物体在从图像2过渡到图像3的位移；
67.δs
p-1
：物体在从图像p-1过渡到图像p的位移。
68.此时，我们将计算每个移动物体的所有δs
1..p-1
的中值δs
med
。
69.通过构造已知，给定角位移δθ，圆柱形容器8内部的物体将不能够经受大于δsi＝ri*δθ的位移。
70.因此，将具有在不同时刻的位移量大于δsi＝ri*δθ的中值δs
med
的轨迹的任何污染物将被标记为“外部污染物”。
71.其中，如果：
72.δs
med
＞δsi＝ri*δθ，则污染物在圆柱形容器8的外部。
73.图3中示出了限制示例，其中，内部污染物与圆柱形容器8的侧壁20的内表面23精确地接触。
74.图4中展示了针对内部污染物(i)和外部污染物(e)计算的可能轨迹，其中i1、i2、i3、......、i
p
是内部污染物在不同时刻的位置，而e1、e2、e3、......、和p是外部污染物在不同时刻的位置。
75.因此将得出：
76.δs
imed
≤δsi＝ri*δθ
77.δs
emed
＝δse＝re*δθ
78.δs
imed
与δs
emed
之间的差值等于δs
e-δsi＝(r
e-ri)*δθ。
79.显然，该差值特别小，因为圆柱形容器的厚度非常薄。因此，为了解决该差异，可以使用高分辨率、高帧速率的照相机12。
80.可替代地，可以放大此差值，以便使用具有较低分辨率和较低帧速率的摄像机12。
81.具体地(图5)为了放大差值δs
e-δsi＝(r
e-ri)*δθ，利用了由于所包含的乘积引起的放大率。因此利用了放大效应：
82.m＝f/(f-s)
83.透镜(即充当透镜的圆柱形容器8)的焦距f等于：
84.f＝n
l
2/(n
l-1)2，其中n
l
是包含在圆柱形容器8中的粘性产品的折射率。
85.所获得的放大倍率等于约2的因子。
86.因此，由于存在具有与空气的折射率不同的折射率的任何透明产品，摄像机12的焦平面被放置在与摄像机12本身相对的侧部的表面上，其方式为利用透镜效应。
87.因此，在摄像机12的相对侧部34上存在轨迹并且在相对于摄像机的前侧部38上存在轨迹：在摄像机12的相对侧部上的轨迹34受益于上述放大效应(透镜)(图6)。
88.随之发生的放大允许使用该系统来避免源自对具有较高分辨率并且因此以较低帧速率的摄像机12的需求的障碍，这不能满足跟踪和跟随每种可见污染物所必需的捕获速度要求。
89.因此，仅考虑了与腔室相对的容器的侧部所固有的轨迹(图6)。
90.如从以上描述可见，根据本发明的检查设备和方法允许克服现有技术的缺点。
91.特别地，本发明允许检测存在于容器内部的污染物(对于测试的目的而言是不可接受的)，将其与存在于容器外部的污染物(被认为是可接受的)区分开。
92.这意味着由于检测到污物、纤维及其他不与药物产品接触(因为它们被布置在容器外部)而导致的错误拒绝的急剧降低。
[0093]“旋转和停止”方法不能起作用，因为液体(是粘性的或凝胶状的(gel))在容器停止之后将不会继续旋转。因此，包含的颗粒在容器停止后不会相对于容器本身运动。因此，容器外部的污染物与粘性液体/凝胶内部的污染物一样静止。因此，具有连续旋转和旋转图像采集的外观方法使得所包含的污染物是可检测的。
[0094]
因为该过程能够区分污染物的外部或内部的位置，所以它允许用外观方法来分析具有透明或半透明粘性液体或凝胶液体的容器，从而显著减少由于外部污物引起的错误拒绝。
[0095]
本领域技术人员可对上述检测设备和方法进行若干改变和调整，以满足特定和偶然的需要，这些改变和调整均落入所附权利要求限定的保护范围内。