СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЕМКОСТИ СТЕКЛЯННЫХ СОСУДОВ
METHOD OF DETERMINING CAPACITY OF GLASS VESSELS

Настоящее изобретение относится к технической области контроля размеров сосудов, как правило, из стекла, и, в частности, оно предназначено для измерения емкости таких сосудов.
Емкость или вместимость сосуда является минимальным объемом содержащейся в нем жидкости, если он заполнен до уровня края или до определенной высоты под поверхностью ободка сосуда. Положения регламентных и административных документов предписывают точное определение емкости сосудов. Реальная емкость сосудов должна соответствовать емкости, указанной на сосуде, которая, например, выгравирована на сосуде или указана на этикетке, наклеенной на сосуд.
Некоторые отклонения способа изготовления сосудов могут привести к изменениям их емкости. При постоянном объеме стекла, если объем выдувной формы увеличивается по мере износа, емкость сосуда уменьшается. Точно так же, изменения формы (высоты, овальности корпуса и т.д.) могут влиять на емкость сосудов. Для измерения объемных характеристик выдувных форм в патенте FR 2 717 574 предложены способ и устройство для калибрования полости выдувной формы.
Для измерения емкости сосудов известна, например, машина, выпускаемая компанией AGR international, Inc. (http://www.agrintl.com/products/view/10/Fili-Height-Tester), основанная на принципе взвешивания. Эта машина содержит плиту для взвешивания, на которую своим дном опирается пустой сосуд в статическом равновесии за счет силы тяжести, действующей на горизонтальную плоскость опоры. Затем этот сосуд заполняют жидкостью известной плотности до номинального уровня, определяемого относительно плоскости опоры, ограниченной плитой взвешивания. Заполнение сосуда до номинального уровня производят, заполняя емкость сверх номинального уровня и удаляя избыточный объем при помощи пипетки, опирающейся на поверхность ободка сосуда таким образом, чтобы отверстие пипетки находилось на номинальном уровне относительно плоскости опоры. Путем взвешивания при известной температуре эта машина осуществляет измерение количества жидкости, реально содержащегося внутри сосуда и соответствующего действительной емкости сосуда.
Недостаток этой машины связан с временем, необходимым для осуществления этого измерения. Кроме того, недостатком этой машины является невозможность осуществления других размерных измерений, если не считать веса пустого сосуда. Таким образом, эта машина лишь дополняет автоматические приборы размерного контроля оптического или контактного типа, которые не позволяют измерять емкость сосудов.
Из документа US 2014/211980 известны также способ и рентгеновский прибор для измерения объема жидкости, частично заполняющей бутылку, в частности, посредством отслеживания поверхности жидкости внутри бутылки. Хотя этот способ позволяет измерять объем жидкости внутри бутылки, эта технология не позволяет измерить реальную емкость бутылки, с одной стороны, и в стандартных условиях измерения, с другой стороны.
В патентной заявке US 2010/303287 описан рентгеновский прибор, выполненный с возможностью определять, содержит ли объект жидкость. Такое решение позволяет измерять объем жидкости, содержащейся внутри бутылки, но технология, раскрытая в этом документе, имеет те же недостатки, что и решение, представленное в документе US 2014/211980.
Настоящее изобретение призвано устранить недостатки известных технических решений и предложить новый способ для точного и быстрого определения емкости стеклянных сосудов.
Изобретение призвано также предложить способ для определения емкости сосудов, а также для производства других размерных измерений сосуда, чтобы ограничить продолжительность цикла измерения сосудов.
Для решения этих задач способ в соответствии с изобретением содержит следующие этапы:
а) при помощи прибора компьютерной рентгеновской томографии получают несколько рентгеновских изображений сосуда под разными углами проекции;
b) рентгеновские изображения передают в вычислительное устройство;
с) при помощи вычислительного устройства анализируют рентгеновские изображения.
Согласно изобретению, в рамках способа получают рентгеновские изображения для пустого сосуда, чтобы отобразить на рентгеновских изображениях только материал сосуда;
- определяют плоскость опоры сосуда;
- анализируют рентгеновские изображения, чтобы:
i) построить цифровую модель сосуда на основании рентгеновских изображений;
ii) определить внутреннюю поверхность цифровой модели сосуда;
iii) расположить плоскость уровня заполнения на цифровой модели сосуда параллельно плоскости опоры и на расстоянии от вершины цифровой модели сосуда;
iv) путем вычисления измерить внутренний объем цифровой модели сосуда, ограниченный внутренней поверхностью цифровой модели и плоскостью уровня заполнения, и это измерение является емкостью заполнения сосуда.
Заявленный способ обеспечивает соблюдение стандартных условий измерения емкости сосуда без заполнения указанного сосуда жидкостью.
Кроме того, заявленный способ может иметь также в комбинации по меньшей мере один и/или другой из следующих дополнительных признаков:
Для определения объема цифровой модели сосуда:
а) на основании нескольких рентгеновских изображений сосуда определяют полный набор слоев заданной толщины, при этом каждая точка каждого слоя содержит измерение плотности;
b) в каждом слое определяют замкнутый внутренний контур сосуда в качестве границы зоны плотности, равной плотности воздуха;
c) для каждого слоя определяют внутренний объем, соответствующий произведению толщины слоя на площадь замкнутого контура;
d) объем сосуда определяют как соответствующий по меньшей мере сумме внутренних объемов по меньшей мере одного ряда примыкающих друг к другу слоев.
Согласно этому варианту осуществления, в рамках способа:
а) получают рентгеновские изображения, когда сосуд опирается своим дном на механическую плоскость поры и между каждым получением рентгеновского изображения производит поворот вокруг оси вращения, ортогональной к механической плоскости опоры;
b) определяют примыкающие друг к другу слои, каждый из которых ограничен общими плоскостями, параллельными плоскости механической опоры;
c) определяют внутренний объем сосуда, суммируя внутренние объемы всех слоев, заключенных между механической плоскостью опоры и плоскостью уровня заполнения.
Предпочтительно, в рамках способа внутренний объем сосуда определяют, суммируя все полные слои, заключенные между механической плоскостью опоры и плоскостью уровня заполнения, и добавляя к ним:
- если уровень заполнения не проходит через плоскость слоя, - объем верхнего крайнего слоя, находящегося между плоскостью уровня заполнения и общей плоскостью между указанным верхним крайним слоем и соседним полным слоем;
- если плоскость механической опоры не проходит через плоскость слоя, - внутренний объем нижнего крайнего слоя, находящегося между механической плоскостью опоры и общей плоскостью между указанным нижним крайним слоем и соседним полным слоем, при этом указанный внутренний объем ограничен внутренней поверхностью дна сосуда.
Согласно другому варианту осуществления, для определения внутреннего объема цифровой модели сосуда:
a) строят трехмерную цифровую модель сосуда;
b) внутреннюю поверхность трехмерной цифровой модели сосуда определяют как внутреннюю поверхность сосуда;
c) располагают плоскость уровня заполнения, замыкая внутреннюю поверхность трехмерной цифровой модели сосуда;
d) путем вычисления измеряют объем, ограниченный внутренней поверхностью трехмерной цифровой модели сосуда и плоскостью уровня заполнения, и этот объем соответствует емкости заполнения сосуда.
Согласно этому варианту:
а) располагают трехмерную цифровую модель сосуда с опорой его дна на виртуальную плоскость опоры виртуального пространства, которую предположительно считают горизонтальной;
b) располагают плоскость уровня заполнения параллельно виртуальной плоскости опоры, замыкая внутреннюю поверхность трехмерной цифровой модели, на расстоянии от вершины трехмерной цифровой модели сосуда.
Согласно первому варианту осуществления, трехмерную цифровую модель сосуда располагают на виртуальной плоскости опоры таким образом, чтобы при моделировании силы тяжести трехмерная цифровая модель сосуда, виртуально заполненного до плоскости уровня заполнения жидкостью определенной плотности, оказалась в положении стоя в статическом равновесии на трех точках своего дна в контакте с виртуальной плоскостью опоры.
Согласно другому варианту осуществления, трехмерную цифровую модель сосуда располагают на виртуальной плоскости опоры таким образом, чтобы при моделировании силы тяжести трехмерная цифровая модель сосуда оказалась в положении стоя в статическом равновесии на трех точках своего дна в контакте с виртуальной плоскостью опоры.
Согласно еще одному варианту осуществления, поскольку во время получения рентгеновских снимков сосуд установлен на механической плоскости опоры, считается, что трехмерная цифровая модель сосуда расположена на виртуальной плоскости опоры, которая является не чем иным, как (виртуальное) отображение известной механической плоскости опоры. Иначе говоря, в этом упрощенном варианте осуществления виртуальная плоскость опоры является отображением механической плоскости опоры в виртуальном пространстве. Таким образом, получают экономию за счет исключения этапа моделирования силы тяжести.
Предпочтительно вершину трехмерной цифровой модели сосуда определяют как:
а) точку, принадлежащую к трехмерной цифровой модели, наиболее удаленную от виртуальной плоскости опоры;
b) или точку пересечения плоскости поверхности ободка трехмерной цифровой модели с осью симметрии указанной модели, при этом ось симметрии является по существу ортогональной к виртуальной плоскости опоры, и плоскость поверхности ободка определяют, как:
i. плоскость, проходящую через три точки поверхности ободка;
ii. или среднюю плоскость поверхности ободка;
iii. или плоскость, находящуюся в статическом равновесии на поверхности ободка.
Поскольку для измерения номинальной емкости сосуда плоскость уровня заполнения располагают на номинальном расстоянии от вершины трехмерной цифровой модели, то, чтобы измерить емкость на уровне края сосуда, плоскость уровня заполнения располагают на нулевом расстоянии от вершины трехмерной цифровой модели.
Согласно другому предпочтительному отличительному признаку изобретения, в рамках способа строят цифровую модель сосуда на основании рентгеновских изображений, чтобы определить по меньшей мере одну размерную характеристику указанной цифровой модели сосуда, отличную от его емкости.
Например, в рамках способа в качестве размерных характеристик цифровой модели сосуда определяют толщину стенки сосуда, наружный диаметр корпуса сосуда, внутренний диаметр горлышка сосуда, вертикальность корпуса или горлышка сосуда, плоскостность поверхности ободка сосуда.
Различные другие признаки будут более очевидны из нижеследующего описания со ссылками на прилагаемые чертежи, которые иллюстрируют в качестве не ограничительных примеров варианты осуществления изобретения.
Фиг. 1 - измерение емкости сосуда.
Фиг. 2А - схематичный вид прибора компьютерной томографии, позволяющего осуществлять заявленный способ измерения и содержащего датчик, чувствительный к рентгеновским лучам, размером, превышающим размер исследуемого сосуда.
Фиг. 2B - схематичный вид прибора компьютерной томографии, позволяющего осуществлять заявленный способ измерения и содержащего датчик, чувствительный к рентгеновским лучам, размером, меньшим размера исследуемого сосуда.
Фиг. 3 - пример трехмерной цифровой модели сосуда, полученной при помощи прибора томографии.
Фиг. 4А - пример цифровой модели сосуда, полученной путем сложения слоев.
Фиг. 4В и 4С иллюстрируют учет внутреннего объема нижнего крайнего слоя сосуда в зависимости от положения крайнего слоя.
Фиг. 4D иллюстрирует учет объема слоя сосуда, проходящего через внутреннюю сферу сосуда.
Объектом изобретения является способ определения емкости стеклянных сосудов 1, таких как стеклянные бутылки, банки или флаконы. Как показано на фиг. 1, сосуд 1 представляет собой полый объект, классически содержащий дно 2, от которого отходит вверх корпус 3, продолженный горлышком 4, заканчивающимся ободком 5, ограничивающим отверстие или устье, позволяющее заполнять или опорожнять сосуд. Емкость или вместимость сосуда 1 является объемом содержащейся в нем жидкости, ограниченным внутренней поверхностью Sf его стенки, когда сосуд опирается своим дном, находясь в статическом равновесии за счет силы тяжести, на горизонтальную плоскость, называемую механической плоскостью Рр опоры.
Емкость на уровне края сосуда 1 соответствует объему жидкости, заполняющей сосуд до так называемой плоскости Pb ободка, проходящей через ободок 5 сосуда. Номинальная емкость Cn сосуда соответствует объему жидкости, заполняющей сосуд до плоскости Pn уровня заполнения, находящейся на определенной высоте Hn от плоскости Pb ободка.
Заявленный способ предназначен для определения емкости сосудов 1 при помощи технологии компьютерной томографии, известной под английским названием Computed Tomography (C.T.). Эта технология недеструктивного контроля посредством компьютерной томографии подробно описана, например, в статье: “Computed tomography for dimensional metrology” J.P. Kruth and all. CIRP Annals - Manufacturing Technology 60 (2011) 821-842.
Согласно изобретению, емкость сосудов 1 определяют, когда сосуды 1 являются пустыми, то есть сосуды заполнены не жидкостью, а окружающим воздухом.
Как показано, в частности, на фиг. 2А, 2В, прибор 10 компьютерной томографии классически содержит в камере, непроницаемой для рентгеновских лучей, по меньшей мере один генератор 11 рентгеновских лучей, выходящих из его источника излучения, и по меньшей мере один линейный или матричный датчик 12, чувствительный к рентгеновским лучам. Прибор 10 содержит также опору 13, выполняющую роль механической плоскости Рр опоры для сосуда и выполненную с возможностью позиционирования облучаемого рентгеновскими лучами сосуда 1 между источником 11 и датчиком 12. За счет поглощения и рассеяния материал пустого сосуда 1 ослабляет проходящие через него рентгеновские лучи в зависимости от атомной массы и от толщины просвечиваемого материала. Поскольку сосуд является пустым, то рентгеновские лучи ослабляет только материал сосуда. Чувствительный к рентгеновским лучам датчик 12, расположенный противоположно трубке относительно сосуда, принимает ослабленные рентгеновские лучи и выдает изображение ослабления, обеспечиваемого материалом, то есть рентгеновское изображение I стенки сосуда 1.
Прибор 10 содержит также систему 15 для создания относительного движения между сосудом и парой источник 11 - датчик 12. Классически эта система обеспечивает перемещение, на известную величину, сосуда 1 относительно пары источник 11 - датчик 12, которая остается неподвижной. Предпочтительно эта система 15 перемещения обеспечивает вращение сосуда вокруг его неподвижной оси вращения, которая предпочтительно, но не обязательно совпадает с вертикальной осью симметрии сосуда.
Прибор 10 содержит также блок 16 управления источником 11, датчиком 12 и системой 15 перемещения, обеспечивающий работу прибора и получение рентгеновских изображений. Так, блок 16 управления обеспечивает известное относительное перемещение сосуда 1 относительно источника 11 и датчика 12 таким образом, чтобы получать проекции сосуда под разными углами. Во время этого перемещения блок 16 управления обеспечивает получение нескольких рентгеновских изображений. Таким образом, сосуд 1 перемещается между каждой съемкой рентгеновского изображения таким образом, чтобы каждое рентгеновское изображение являлось проекцией сосуда в разных направлениях. Полученные рентгеновские изображения пустого сосуда поступают в вычислительное устройство 17 для анализа и обработки.
Следует отметить, что в примере, представленном на фиг. 2А, датчик 12 имеет высоту поля, превышающую размер сосуда 1. Системой 15 перемещения управляют таким образом, чтобы обеспечивать вращение сосуда вокруг его оси, как правило, на один оборот, и блок 16 обеспечивает получение различных проекций сосуда за 360° поворот.
В примере выполнения, представленном на фиг. 2В, датчик 12 имеет высоту поля, меньшую размера сосуда 1. Согласно этому примеру, система 15 перемещения выполнена с возможностью обеспечения также относительного вертикального поступательного перемещения между сосудом 1 и источником 11 и/или датчиком 12 с целью анализа всего сосуда 1 посредством сканирования.
Например, система 15 перемещения обеспечивает вращение сосуда 1 вокруг его оси и вертикальное поступательное перемещение сосуда 1 относительно пары источник 11-датчик 12, которая остается неподвижной. В случае, когда датчик 12 является линейным датчиком горизонтального поля, блок 16 управляет системой перемещения для позиционирования сосуда таким образом, чтобы расположить верхний конец сосуда в поле датчика 12. Затем блок 16 задает вращение сосуда на один оборот и обеспечивает получение проекций сосуда на датчике во время этого оборота. Система 15 перемещения перемещает поступательно вниз сосуд с инкрементальным шагом перед вращением сосуда вокруг его оси и съемкой проекций сосуда. Этапы перемещения и съемки повторяют вплоть до позиционирования нижнего конца сосуда в поле датчика 12.
В случае, когда датчик 12 является линейным датчиком горизонтального поля, блок 16 может в альтернативном варианте управлять системой перемещения, чтобы придавать сосуду спиралевидное движение, сочетающее в себе в непрерывном режиме вращение вокруг оси и поступательное движение вдоль указанной оси, что обеспечивает получение множества рентгеновских изображений или проекций сосуда.
Описанный выше известный прибор компьютерной томографии выпускает компания RX SOLUTIONS под коммерческим названием EasyTom.
Такой прибор 10 компьютерной томографии позволяет осуществлять способ определения емкости стеклянных сосудов 1.
Этот способ содержит несколько этапов, на первом из которых при помощи этого прибора 10 компьютерной рентгеновской томографии получают несколько рентгеновских изображений I сосуда 1 под разными углами проекции. Этот этап осуществляют, когда сосуд 1 является пустым. На следующем этапе эти рентгеновские изображения передают в вычислительное устройство 17. Затем вычислительное устройство анализирует рентгеновские изображения, чтобы определить вместимость сосуда 1.
На этом этапе анализа:
- строят цифровую модель сосуда 1 на основании рентгеновских изображений пустого сосуда 1;
- определяют внутреннюю поверхность Sf цифровой модели сосуда;
- располагают плоскость Pn уровня заполнения на цифровой модели сосуда параллельно плоскости опоры и на расстоянии Hn от вершины цифровой модели сосуда;
- путем вычисления определяют внутренний объем цифровой модели сосуда, ограниченный внутренней поверхностью Sf и плоскостью уровня заполнения, учитывая, что это определение соответствует емкости Cn заполнения сосуда.
Поскольку рентгеновские изображения получают, когда сосуд 1 является пустым, на рентгеновских изображениях виден только материал сосуда, контрастирующий по отношению к воздуху, ослабляющее действие которого является ничтожным по сравнению с ослабляющим действием стекла сосуда. После этого можно легко и точно определить внутреннюю поверхность Sf в цифровой модели М сосуда. Следовательно, на основании определения внутренней поверхности Sf пустого сосуда определяют точный объем.
В нижеследующем описании представлены два варианта осуществления для построения цифровой модели М. Согласно первому варианту осуществления, показанному на фиг. 3, цифровая модель М, построенная для определения внутренней поверхности Sf, является трехмерной, и плоскость Pn уровня заполнения является параллельной относительно плоскости опоры, которая является виртуальной плоскостью опоры или контрольной плоскостью Pr. Следует отметить, что эта виртуальная плоскость опоры может соответствовать изображению (виртуальное пространство) механической плоскости опоры, на которую сосуд опирается во время получения рентгеновских снимков. Согласно второму варианту, показанному на фиг. 4А-4D, цифровую модель М для определения внутренней поверхности Sf строят путем сложения слоев сосуда, и плоскость Pn уровня заполнения является параллельной относительно плоскости опоры, которая соответствует механической плоскости опоры.
Согласно первому варианту осуществления, показанному на фиг. 3, в рамках заявленного способа строят трехмерную цифровую модель М сосуда на основании рентгеновских изображений, чтобы определить вместимость сосуда.
Можно напомнить, что анализ рентгеновских изображений пустого сосуда 1 позволяет воспроизвести трехмерную цифровую модель сосуда в виде набора «вокселей», то есть единичных объемов, значением которых является поглощение ими рентгеновских лучей, что дает функцию объемного распределения, очень похожего на распределение плотности.
С точки зрения математики, графики и структуры данных реализация трехмерной цифровой модели является методом отображения и манипулирования трехмерными объектами в памяти компьютера. Эту трехмерную цифровую модель анализируют, производя разбивку на области разной плотности, чтобы измерить размеры (длину, площадь, толщину, объем). После разбивки трехмерная цифровая модель может оставаться объемной или может быть преобразована в поверхностную модель, то есть в модель, в которой смоделированы поверхности, разделяющие однородные объемы.
При поверхностном моделировании объем определяют по его огибающей, по его граничным поверхностям, что позволяет применить понятия внутреннее пространство/наружное пространство, и замкнутые поверхности образуют объемы, к которым можно применить, например, понятие массы, поскольку используют массу на единицу объема материала. Поверхности можно моделировать разными способами, такими как многоугольное моделирование, моделирование по кривым или по параметрическим поверхностям (цилиндры, конусы, сферы, сплайны,…) или посредством подразделения поверхностей. При помощи получения решетки многогранников, например, треугольников, поверхности объектов можно отобразить в виде наборов плоских граней, примыкающих друг к другу своими ребрами.
При объемном моделировании отображение основано на наборах идентичных элементарных объемов, называемых вокселами.
Для выполнения измерений длины существует несколько подходов.
Согласно первому, объемному методу, можно рассмотреть объемную модель по прямым или по пучку прямых и определить вокселы по границе материал/воздух.
Согласно второму, поверхностному методу, можно вычислить сегмент, концами которого являются пересечения прямой с поверхностью поверхностной модели. Алгоритмы позволяют решить топологические задачи. Точка является единой. Наконец, согласно смешанному методу, объемную модель преобразуют в поверхностную модель, затем применяют второй метод.
После построения этой трехмерной цифровой модели М сосуда на основании рентгеновских изображений в рамках способа определяют внутреннюю поверхность Sf трехмерной цифровой модели как поверхность, соответствующую внутренней поверхности сосуда.
Затем в рамках способа плоскость Pn уровня заполнения располагают таким образом, чтобы замкнуть внутреннюю поверхность трехмерной цифровой модели сосуда. Таким образом, получают замкнутую поверхность, полностью окружающую или огибающую объем заполнения сосуда.
Затем в рамках способа путем вычисления измеряют внутренний объем, ограниченный этой внутренней поверхностью, то есть внутренней поверхностью трехмерной цифровой модели и плоскостью уровня заполнения. Действительно, внутренний объем, ограниченный этой замкнутой поверхностью, соответствует внутреннему объему заполнения сосуда до уровня заполнения.
Согласно предпочтительному признаку изобретения, в рамках способа трехмерную цифровую модель М сосуда располагают с опорой ее дном на контрольную поверхность Pr виртуального пространства, которая предположительно считается горизонтальной. Поскольку эта контрольная плоскость моделирует опору сосуда на механическую плоскость опоры, эта контрольная плоскость Pr в дальнейшем тексте описания для этого варианта осуществления изобретения будет называться также виртуальной плоскостью опоры.
Согласно другому варианту, виртуальная плоскость опоры является отображением механической плоскости опоры в виртуальном пространстве.
После этого плоскость Pn уровня заполнения располагают параллельно контрольной плоскости или виртуальной плоскости Pr опоры на расстоянии Hn от вершины трехмерной цифровой модели сосуда.
Согласно предпочтительному варианту, в рамках способа трехмерную цифровую модель М сосуда располагают на контрольной плоскости или виртуальной плоскости Pr опоры таким образом, чтобы при моделировании силы тяжести трехмерная модель сосуда оказалась в положении стоя в статическом равновесии на трех точках ее дна в контакте с контрольной плоскостью или виртуальной плоскостью Pr опоры. Этот метод учитывает значение плотности материала сосуда.
Согласно еще одному предпочтительному варианту, в рамках способа трехмерную цифровую модель М сосуда располагают на контрольной плоскости или виртуальной плоскости Pr опоры таким образом, чтобы при моделировании силы тяжести трехмерная модель сосуда, виртуально заполненного до плоскости уровня заполнения жидкостью определенной плотности, оказалась в положении стоя в статическом равновесии на трех точках ее дна в контакте с контрольной плоскостью или виртуальной плоскостью Pr опоры. Этот метод моделирования позволяет максимально приблизиться к реальности сосуда, заполненного жидкостью и опирающегося на плоскость опоры, определяя плоскость уровня заполнения.
В случае, когда плоскость Pn уровня заполнения расположена на расстоянии Hn от вершины трехмерной цифровой модели М сосуда, вершину трехмерной цифровой модели М сосуда определяют как точку, принадлежащую к трехмерной цифровой модели, наиболее удаленную от контрольной плоскости или виртуальной плоскости Pr опоры, или как точку пересечения плоскости Pb поверхности ободка трехмерной цифровой модели с осью симметрии указанной модели. В этом последнем случае ось симметрии является по существу ортогональной к контрольной плоскости или виртуальной плоскости Pr опоры, и плоскость Pb поверхности ободка определяют как плоскость, проходящую через три точки поверхности ободка, или как среднюю плоскость поверхности ободка или плоскость, находящуюся в статическом равновесии на поверхности ободка. Разумеется, заявленный способ можно применять для сосуда, не имеющего оси симметрии.
Из представленного выше описания вытекает, что для измерения емкости на уровне края сосуда в рамках способа плоскость Pn уровня заполнения располагают на нулевом расстоянии Hn от вершины трехмерной цифровой модели.
Согласно варианту способа, для измерения емкости на уровне края сосуда в рамках способа считается, что плоскость Pn уровня заполнения совпадает с плоскостью Pb поверхности ободка.
Точно так же, для измерения номинальной емкости Cn сосуда в рамках способа плоскость Pn уровня заполнения располагают на номинальном расстоянии Hn от вершины трехмерной цифровой модели.
Согласно второму варианту, показанному на фиг. 4А, в рамках заявленного способа строят цифровую модель М сосуда на основании рентгеновских изображений пустого сосуда для определения объема цифровой модели сосуда.
Для определения объема цифровой модели сосуда в рамках способа на основании нескольких рентгеновских изображений сосуда определяют полный набор слоев Ti заданной толщины, учитывая, что каждая точка каждого слоя содержит одно измерение плотности. Затем в рамках способа в каждом слое Ti внутреннюю поверхность Sf сосуда определяют как границу зоны плотности, равной плотности воздуха (которая является практически нулевой). В рамках способа определяют внутренний объем Vi для каждого слоя Ti, причем этот внутренний объем Vi соответствует произведению толщины слоя на площадь замкнутого контура сосуда. Наконец, в рамках способа учитывают ряд примыкающих друг к другу слоев и вычисляют сумму объемов этих примыкающих друг к другу слоев для определения объема сосуда.
Согласно предпочтительному признаку изобретения, в рамках способа рентгеновские изображения сосуда получают, когда сосуд опирается своим дном на механическую плоскость Рр опоры, и между каждой съемкой рентгеновского изображения осуществляет поворот вокруг оси вращения, ортогональной к механической плоскости опоры. Способ состоит в определении примыкающих друг к другу слоев, каждый из которых ограничен общими плоскостями, параллельными относительно механической плоскости Рр опоры. Объем сосуда определяют, суммируя объемы всех слоев, заключенных между механической плоскостью опоры и плоскостью уровня заполнения.
Предпочтительно в рамках способа внутренний объем определяют, складывая все полные слои, заключенные между механической плоскостью опоры и плоскостью уровня заполнения, и добавляя к ним внутренние объемы крайних слоев, находящихся на уровне плоскости Pn уровня заполнения и механической плоскости Рр опоры.
Таким образом, если плоскость Pn уровня заполнения не проходит через плоскость слоя, к внутреннему объему сосуда добавляют внутренний объем Vis верхнего крайнего слоя, находящегося между плоскостью Pn уровня заполнения и общей плоскостью между указанным верхним слоем и полным соседним слоем.
Точно так же, как показано на фиг. 4В и 4С, если механическая плоскость Рр опоры не проходит через плоскость слоя, к объему добавляют внутренний объем Vif нижнего крайнего слоя, находящегося между механической плоскостью Рр опоры и общей плоскостью Pt, отделяющей указанный нижний крайний слой от полного соседнего слоя. В этом случае внутренний объем Vif нижнего крайнего слоя ограничен внутренней поверхностью Sf дна сосуда.
На фиг. 4D представлена ситуация углубленного дна бутылки, то есть сильно вогнутого в центре в виде того, что называют «внутренней сферой». В этом случае считается, что внутренний объем Vif слоя, находящегося на уровне внутренней сферы, определяют с учетом этой внутренней сферы, и, следовательно, внутренняя поверхность Sf дна бутылки ограничивает внутренний объем Vi слоя.
Измерение объема заполнения, полученное в рамках способа, можно также изменить путем добавления или удаления объема, соответствующего форме мениска, которую могла бы иметь заполняющая жидкость, вязкость которой известна. Для этого можно учитывать форму внутренней поверхности сосуда.
Преимуществом заявленного способа является возможность комбинировать его с другими трехмерными измерениями, производимыми при помощи одного и того же прибора 10 компьютерной рентгеновской томографии. Способ позволяет измерять вместимость сосудов любой формы и не является чувствительным к цвету стекла.
Следует отметить, что способ предназначен для применения в области стеклодувной промышленности для контроля изготовления бутылок. Следовательно, нет никакого практического смысла в заполнении сосудов. Наоборот, при измерении пустых сосудов определение внутренней поверхности является более точным за счет усиления контраста между ослабляющим действием стекла и ослабляющим действием воздуха, которое практически является нулевым, и в конечном счете рентгеновские изображения отображают только ослабление, связанное со стеклом.
Так, цифровую модель пустого сосуда строят на основании рентгеновских изображений, чтобы определить по меньшей мере одну размерную характеристику указанной цифровой модели сосуда, отличную от его емкости. В качестве размерных характеристик цифровой модели сосуда в рамках способа определяют толщину стенки сосуда, наружный диаметр корпуса сосуда, внутренний диаметр горлышка сосуда, вертикальность корпуса или горлышка сосуда, плоскостность поверхности ободка сосуда. Таким образом, заявленный способ позволяет определять емкость сосуда, а также другие размерные характеристики сосуда.
Изобретение не ограничивается описанными и представленными на фигурах примерами, и в них можно вносить изменения, не выходя за рамки изобретения.