РЕНТГЕНОДЕФЕКТОСКОПИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЗАКАТОЧНОГО ШВА И СОДЕРЖИМОГО КОНСЕРВНЫХ БАНОК

Полезная модель относится к области радиационной дефектоскопии, а более конкретно к конструкциям устройств для обнаружения локальных дефектов в закаточных швах консервных банок, и может быть использована в рыбной, мясной, молочной, плодоовощной и других областях пищевой промышленности и сельского хозяйства, в том числе для контроля содержимого консервных банок и качества консервной продукции различного назначения.
Известно устройство для осуществления способа разрушающего контроля качества закаточного шва консервных банок, например в составе малогабаритной циркульной пилы, с помощью, которой вырезают фрагмент закаточного шва, и прибора (приспособления), например лупы или профильпроектора, для последующего визуального анализа и оценки качества профиля шва вырезанного и извлеченного фрагмента (см. ГОСТ 5981-88. Банки металлические для консервов. Технические условия. Приложение 3 «Контроль качества поперечного шва»).
Недостатком указанного аналога является безвозвратная потеря большого количества банок и готовой консервной продукции, а также весьма низкая достоверность результатов контроля по причине неточности измерений и субъективности визуальной оценки, а кроме того, описанное устройство не позволяет заранее предотвращать сбои в работе закаточной машины.
Наиболее близким техническим решением по своему назначению к заявляемому, принятым в качестве ближайшего аналога-прототипа полезной модели, является устройство для дефектоскопии трубопроводов
(см. патент РФ №55141 на полезную модель, кл. G01N 23/18, опубл. 2006.07.27), включающее излучатель с источником питания и системой обслуживания и блок детектирования диагностирующего излучения, снабженный многоканальным регистратором с вычислительным устройством, при этом излучатель размещен внутри трубопровода, а блок детектирования - с его наружной стороны.
Недостатком прототипа является невозможность его использования для полноценного и качественного просвечивания закаточного шва консервных банок, в том числе по причине невозможности обеспечения надежности съемки шва по всей его высоте из-за того, что поверхность крышки банки находится в непосредственной близости от закаточного шва.
Кроме того, недостатком прототипа является также ограниченная возможность его непосредственного использования для контроля содержимого консервных банок и качества консервной продукции, в том числе консистентности продукта, вида и размера кусочков, уложенных в банки, ввиду его (устройства) относительной сложности и неудобства в обращении.
Предлагаемая полезная модель направлена на устранение недостатков ближайшего аналога-прототипа, включая расширение его функциональных возможностей в отношении контроля качества закаточного шва и содержимого консервных банок, повышение надежности и качества съемки, а также - удобства пользования устройством при его эксплуатации.
При этом решена задача создания мобильной (переносной) многоцелевой рентгенодефектоскопической установки, позволяющей реализовать на практике бесконтактный способ неразрушающего контроля (эксперсс-контроля) качества двойного закаточного шва консервной банки с одновременным определением ее содержимого и диагностированием консервной продукции, уложенной в банку.
Это достигается тем, что предлагаемая рентгенодефектоскопическая установка для контроля качества закаточного шва и содержимого
консервных банок, включающая, по крайней мере один, источник рентгеновского излучения и детектор для регистрации теневого изображения, заключенные в камеру радиационной защиты, в отличие от ближайшего аналога-прототипа, снабжена устройством позиционирования консервной банки, размещенным между источником и детектором и выполненным, например по типу механического захвата, с возможностью перемещения и фиксации корпуса банки относительно линии прохождения излучения и ее последующего вращения вокруг своей оси.
Кроме того, поставленная цель достигается тем, что установка дополнительно снабжена компьютеризированным устройством, например персональным компьютером с программным обеспечением, а детектор выполнен в виде рентгенотелевизионной камеры, включающей последовательно установленные и взаимосвязанные между собой рентгенооптический преобразователь и передающую телевизионную камеру, при этом выход последней соединен с входом вышеупомянутого компьютеризированного устройства, причем поскольку устройство позиционирования осуществляет вращение банки вокруг своей оси, то на мониторе персонального компьютера получают изображение всего шва в реальном масштабе времени, что гарантирует надежность контроля и в значительной степени повышает удобство пользования устройством при его эксплуатации.
В большинстве всех возможных вариантов конструкций установки источник рентгеновского излучения выполнен в виде единого модуля и включает взаимосвязанные между собой излучатель, например типа рентгеновской трубки, с источником питания и пульт управления его работой, а камера радиационной защиты от неиспользуемого рентгеновского излучения выполнена в виде герметичного кожуха из материала на основе свинца.
На практике одним из наиболее оптимальных вариантов выполнения полезной модели является конструкция, при которой выход
компьютеризированного устройства, например персонального компьютера, соединен с входом устройства управления закаточной машиной, а компьютеризированное устройство дополнительно снабжено соединенным с ним печатающим устройством, например принтером. В этом случае алгоритм программного обеспечения персонального компьютера выполняет автоматическое сравнение полученных значений и параметров теневого изображения с заданными, в результате которого осуществляет «интеллектуальную» отбраковку некачественных швов и выдачу соответствующих команд на управление и подстройку закаточной машины, что дает возможность прогнозировать тенденцию ухудшения параметров какого-либо элемента шва вследствие самопроизвольного изменения настроек закаточной машины и предотвращать выпуск бракованной продукции с одновременным сокращением времени контроля закаточных швов. Печатающее устройство необходимо, например, для ведения обязательного протокола событий.
Возможен упрощенный вариант, при котором детектор выполнен в виде рентгенографической пленки.
В условиях серийного производства изготовление заявленной конструкции устройства осуществляют с использованием известных материалов и оборудования, при этом устройство позиционирования может быть снабжено механизмом для удерживания банки, выполненным в виде магнита и/или вакуумной «присоски».
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых на фиг.1 изображена структурная схема установки с «функционально» обозначенными основными узлами и элементами установки; на фиг.2 - рентгеновский снимок (теневое изображение) содержимого консервной банки с рыбной продукцией, выполненный в направлении, перпендикулярном торцевой поперечной крышке банки.
Примером конкретного выполнения одного из оптимальных вариантов заявляемой полезной модели является промышленная
рентгенодефектоскопическая установка, предназначенная для неразрушающего экспресс-контроля качества закаточного шва и содержимого консервных банок при производстве рыбных, мясных и других консервов, действующий макет (опытный образец) которой впервые разработанный и изготовленный ФГУП «Гипрорыбфлот» и ЗАО «ЭЛТЕХ-Мед» (Технопарк СПбГЭТУ), получил коммерческое наименование «ПРДУ-01».
Установка содержит источник рентгеновского излучения - 1 (см. фиг.1) в составе излучателя - 2 с источником питания (на чертеже не показан) и пультом управления его работой - 3; устройство позиционирования - 4 с направляющими - 5 и магнитом (на чертеже не показан) для удерживания консервной банки - 6 (например, жестяной или из ламистера); детектор для регистрации теневого изображения - 7 (см. фиг.2), представляющий собой рентгенотелевизионную камеру - 8, состоящую из рентгенооптического преобразователя - 9 и передающей телевизионной камеры - 10, соединенной с персональным компьютером - 11 (с монитором и программным обеспечением) и принтером - 12.
Все вышеупомянутые основные узлы (приборы и устройства) и другие (не показанные и не обозначенные на чертеже) необходимые для функционирования установки отдельные комплектующие соединены между собой электрически согласно электросхеме установки (на чертежах не показано) и смонтированы внутри переносной герметичной камеры - 13 радиационной защиты в виде кожуха из листового свинцового материала.
Устройство позиционирования - 4 позволяет осуществлять перемещение, поворот и фиксацию банки - 6 относительно линии - 14 прохождения излучения с ее вращением вокруг своей оси - 15.
Эксплуатацию установки вышеописанной конструкции типа «ПРДУ-01» в процессе контроля качества закаточного шва консервных банок осуществляют следующим образом.
Рентгеновское излучение, генерируемое источником 1, проходит, например по линии 14, сквозь участок шва консервной банки 6, расположенной с помощью устройства позиционирования 4 на определенном расстоянии от источника 1, и неравномерно ослабляется элементами шва, в результате чего за швом формируется его «теневое» изображение, которое, в свою очередь, регистрируется рентгенотелевизионной камерой 8 и в виде цифрового сигнала передается на соответствующий вход персонального компьютера 11, при этом с помощью устройства позиционирования 4 осуществляют вращение банки 6 вокруг своей оси 15, в результате чего на экране монитора компьютера 11 получают изображение всего шва в реальном масштабе времени. Затем с помощью программного обеспечения персонального компьютера 11 производят сравнительную оценку полученных основных параметров шва с заранее заданными эталонными значениями последних, в результате чего осуществляют «интеллектуальную» отбраковку некачественных швов, выдачу соответствующих команд на управление и подстройку закаточной машины (на чертежах не показана), а также ведение протокола событий и вывод информации на экран монитора и печатающее устройство в виде принтера 12.
Контроль содержимого консервных банок с помощью предлагаемой установки типа «ПРДУ-01» осуществляют путем выполнения последовательности действий, аналогичной вышеописанной, но при этом консервную банку 6 с помощью устройства позиционирования 4 перемещают, поворачивают и фиксируют таким образом, чтобы линия 14 прохождения излучения была бы направлена, преимущественно перпендикулярно плоскости торцевой поперечной крышки банки 6 или перпендикулярно ее боковой поверхности.