專利名稱：一種用于工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)品質(zhì)量實時監(jiān)控的光學(xué)圖像檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一、所屬領(lǐng)域本實用新型屬于光學(xué)及圖像領(lǐng)域，涉及一種光學(xué)圖像檢測系統(tǒng)，尤其涉及一種用于藥品、食品以及煙草工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)品質(zhì)量實時監(jiān)控的光學(xué)圖像檢測裝置。
目前醫(yī)藥、食品等行業(yè)解決這個問題的主要方法是用人工檢測，或配有自動光電式檢測裝置，但目前不論人工或現(xiàn)有的光電式檢測設(shè)備，都存在著明顯的弊端，人工檢測受到人為因素的影響，不能實現(xiàn)快速準(zhǔn)確的檢測要求，而目前的光電式測量其精度較低，只能檢測出產(chǎn)品的部分缺陷，遠(yuǎn)遠(yuǎn)杜絕不了客戶在這方面的投訴，這個問題已成為困擾藥品、食品等生產(chǎn)廠家的一個難以解決的問題。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)解決方案如下一種光學(xué)圖像檢測裝置，包括，一采樣部分，一數(shù)據(jù)處理與控制部分和次品剔除部分，次品剔除部分由數(shù)據(jù)處理與控制部分的一剔除單元12和剔除執(zhí)行機(jī)構(gòu)；其特征在于所述采樣部分包括一用于放置被檢測物3的導(dǎo)藥板2、一組用于為被檢測物3提供照明的光源1、一用于將被測物成像在圖像光電轉(zhuǎn)換器件上的光學(xué)成像鏡頭6，以及用于將光學(xué)成像鏡頭所成的被檢測物體的像轉(zhuǎn)換成電信號的圖像光電轉(zhuǎn)換器件7，如CCD(電耦合器件)及CMOS光電轉(zhuǎn)換器等、一為固定設(shè)置圖像光電轉(zhuǎn)換器件的支架5、一用于防外界光干擾的罩殼4；所述數(shù)據(jù)處理與控制部分包括圖像采集系統(tǒng)9、數(shù)據(jù)處理及控制單元10、和圖像顯示部分11；光源1位于泡罩包裝機(jī)上的導(dǎo)藥板2下方或上方，被檢測物3位于導(dǎo)藥板2之上，圖像光電轉(zhuǎn)換器件7位于被檢測物之上，圖像光電轉(zhuǎn)換器件通過支架5固定在導(dǎo)藥板2上，圖像光電轉(zhuǎn)換器件7的光軸與被檢測物3垂直設(shè)置，光學(xué)成像鏡頭6通過機(jī)械連接方式安裝在圖像光電轉(zhuǎn)換器件7下面，并位于被檢測物3的上方，罩殼4安裝在泡罩包裝機(jī)上的其它部件上，并將被檢測物3、安裝支架5、圖像光電轉(zhuǎn)換器件7和光學(xué)成像鏡頭6罩住，當(dāng)使用不可見光源時，也可不需要該罩殼；在圖像光電轉(zhuǎn)換器件7上連接有圖像采集系統(tǒng)9，圖像采集系統(tǒng)9和數(shù)據(jù)處理及控制單元10連接，數(shù)據(jù)處理及控制單元10上設(shè)置有一剔除單元12并與圖像顯示部分11相連通。
本實用新型的其他一些特點是，所述的罩殼4(其作用是罩殼將檢測現(xiàn)場其他光源的干擾等消除)，其制作材料可以金屬或非金屬。
所述光源1其作用是使被檢測物能夠清晰成象在圖像光電轉(zhuǎn)換器件上，可以是各種可見光或不可見光，可以是面陣光源、線陣光源、點光源或環(huán)形光源。
所述圖像光電轉(zhuǎn)換器件7可以是CCD攝像機(jī)、CMOS攝像機(jī)以及各種光電式成像器件，從成像的維數(shù)上，可以是面陣的也可以是線陣的，從成像的色彩上，可以是彩色的或是黑白的。
所述光源1采用了一個背投式光源結(jié)構(gòu)或正投式光源結(jié)構(gòu)；當(dāng)采用背投式光源結(jié)構(gòu)時，需要在產(chǎn)品導(dǎo)板(如泡罩包裝機(jī)導(dǎo)藥板)2上開一個大于被測物面積的透光孔；當(dāng)采用正投式光源結(jié)構(gòu)時，可在被檢測物3位置下方的導(dǎo)藥板2上作防反光處理。
所述圖像光電轉(zhuǎn)換器件7的個數(shù)可采用一個，也可以采用2個或多個同時使用，圖像光電轉(zhuǎn)換器7上每個都配有一個光學(xué)成像鏡頭6。
所述圖像顯示部分11是CRT顯示器或液晶顯示器或等離子體顯示器或各種顯示成像的器件，所述數(shù)據(jù)處理及控制單元10是PC機(jī)或工控機(jī)或嵌入式計算機(jī)以及各種可用于數(shù)據(jù)計算和控制的系統(tǒng)，所述圖像采集系統(tǒng)包括各式圖像采集卡。
所述的圖像光電轉(zhuǎn)換器件7的光軸與被檢測物3可以平行設(shè)置，平行設(shè)置時在罩殼4內(nèi)還設(shè)置了一個平面反射鏡8。
所述的光源1可以設(shè)置在罩殼4外也可以設(shè)置在罩殼4內(nèi)部。
所述導(dǎo)藥板2上作防反光處理可以是在導(dǎo)藥板上貼上不反光的膜或涂上一層不反光材料。
本實用新型的光學(xué)圖像檢測裝置，可以可靠檢測出缺片和缺膠囊，檢測出半粒膠囊及缺損率在5％以上的殘損藥片?？捎糜谏a(chǎn)藥品的平板式或輥筒式生產(chǎn)線上，也可用于其它食品包裝機(jī)上，可用于泡罩包裝機(jī)上的在線質(zhì)量控制檢測、食品包裝機(jī)上的在線質(zhì)量控制檢測和印刷產(chǎn)品的在線質(zhì)量控制檢測。
一種藥品、食品光學(xué)圖像檢測裝置，包括顯示部分、數(shù)據(jù)處理及控制單元、圖像光電轉(zhuǎn)換器件、光學(xué)成像鏡頭、圖像采集系統(tǒng)、光源、罩殼及剔除單元。
顯示部分包括CRT顯示器、液晶顯示器、等離子體顯示器等各種顯示成像的器件。數(shù)據(jù)處理及控制單元包括PC機(jī)、工控機(jī)、嵌入式計算機(jī)以及各種可用于數(shù)據(jù)計算和控制的系統(tǒng)。圖像采集系統(tǒng)包括各式圖像采集卡。圖像光電轉(zhuǎn)換器件包括CCD攝像機(jī)、CMOS攝像機(jī)以及各種光電式轉(zhuǎn)換器件，從成像的維數(shù)上，可以是面陣的也可以是線陣的，從成像的色彩上，可以是彩色的或是黑白的。光學(xué)成像鏡頭可以是各種類型的鏡頭。光源包括各種可見光或不可見光，可以是面陣光源、線陣光源、點光源或環(huán)形光源。罩殼包括各種材料的罩殼。
參見

圖1～4，圖1為當(dāng)光軸與被檢測物垂直、采用背投式光源結(jié)構(gòu)時的示意圖，為本實用新型的第一個實施例。在圖1中光源1位于泡罩包裝機(jī)上的導(dǎo)藥板2下方，光源采用面陣光源。被檢測物3位于導(dǎo)藥板之上，泡罩包裝機(jī)導(dǎo)藥板2上開一個大于被測藥品面積的透光孔；圖像光電轉(zhuǎn)換器件7位于被檢測物之上，圖像光電轉(zhuǎn)換器件通過支架5固定在導(dǎo)藥板上，圖像光電轉(zhuǎn)換器件的光軸與被檢測物垂直，在圖像光電轉(zhuǎn)換器件下面通過螺絲或其它方式安裝一個鏡頭6，鏡頭位于被檢測物上方，罩殼4安裝在泡罩包裝機(jī)上的其它部件上，但罩殼把被檢測物、安裝支架、圖像光電轉(zhuǎn)換器件和鏡頭罩在里面。圖像采集系統(tǒng)9和數(shù)據(jù)處理及控制單元10連接，數(shù)據(jù)處理及控制單元10上設(shè)置有一剔除單元12并與圖像顯示部分11相連通。
圖像采集系統(tǒng)9、數(shù)據(jù)處理及控制單元10、圖像顯示部分11、剔除單元12均可采用成熟的計算機(jī)、電子、機(jī)械等技術(shù)處理完成。
圖2為當(dāng)光軸與被檢測物垂直、采用正投式光源結(jié)構(gòu)時的示意圖，為本實用新型的第二個實施例。在圖2中被檢測物3位于導(dǎo)藥板之上，圖像光電轉(zhuǎn)換器件7位于被檢測物之上，在被檢測物3位置下方的導(dǎo)藥板2上作防反光處理。即在導(dǎo)藥板2上貼上不反光的膜。圖像光電轉(zhuǎn)換器件通過支架5固定在導(dǎo)藥板上，圖像光電轉(zhuǎn)換器件的光軸與被檢測物垂直，在圖像光電轉(zhuǎn)換器件下面通過螺絲或其它方式安裝一個鏡頭6，鏡頭位于被檢測物上方，光源1位于被檢測物之上，光源1可安裝在罩殼4內(nèi)的四面和內(nèi)上部，光源采用面陣光源或線陣光源，罩殼4安裝在泡罩包裝機(jī)上的其它部件上，罩殼采用非金屬的材料，但罩殼把光源、被檢測物、安裝支架、圖像光電轉(zhuǎn)換器件和鏡頭罩在里面，圖像采集系統(tǒng)9和數(shù)據(jù)處理及控制單元10連接，數(shù)據(jù)處理及控制單元10上設(shè)置有一剔除單元12并與圖像顯示部分11相連通。
圖像采集系統(tǒng)9、數(shù)據(jù)處理及控制單元10、圖像顯示部分11、剔除單元12均可采用成熟的計算機(jī)的技術(shù)處理完成。
圖3為當(dāng)光軸與被檢測物水平、采用背投式光源結(jié)構(gòu)時的示意圖，為本實用新型的第三個實施例。在圖3中光源1位于泡罩包裝機(jī)上的導(dǎo)藥板2下方，被檢測物3位于導(dǎo)藥板之上，光源采用點光源，圖像光電轉(zhuǎn)換器件7位于被檢測物之上，圖像光電轉(zhuǎn)換器件通過支架5固定在導(dǎo)藥板上，圖像光電轉(zhuǎn)換器件的光軸與被檢測物水平，在圖像光電轉(zhuǎn)換器件下面通過螺絲或其它方式安裝一個鏡頭6，鏡頭位于被檢測物上方，罩殼4安裝在泡罩包裝機(jī)上的其它部件上，罩殼采用金屬材料，罩殼4內(nèi)還設(shè)置了一個平面反射鏡8，但罩殼把被檢測物、安裝支架、圖像光電轉(zhuǎn)換器件和鏡頭罩在里面。圖像采集系統(tǒng)9和數(shù)據(jù)處理及控制單元10連接，數(shù)據(jù)處理及控制單元10上設(shè)置有一剔除單元12并與圖像顯示部分11相連通。
圖像采集系統(tǒng)9、數(shù)據(jù)處理及控制單元10、圖像顯示部分11、剔除單元12均可采用成熟的計算機(jī)的技術(shù)處理完成。
圖4為當(dāng)光軸與被檢測物水平、采用正投式光源結(jié)構(gòu)時的示意圖，為本實用新型的第四個實施例。在圖4中被檢測物3位于導(dǎo)藥板之上，圖像光電轉(zhuǎn)換器件7位于被檢測物之上，在被檢測物3位置下方的導(dǎo)藥板2上作防反光處理。即在導(dǎo)藥板2涂上一層不反光材料。圖像光電轉(zhuǎn)換器件通過支架5固定在導(dǎo)藥板上，圖像光電轉(zhuǎn)換器件的光軸與被檢測物水平，在圖像光電轉(zhuǎn)換器件下面通過螺絲或其它方式安裝一個鏡頭6，鏡頭位于被檢測物上方，光源1位于被檢測物之上，光源1可安裝在罩殼4內(nèi)的四面和內(nèi)上部，光源采用普通光源，罩殼4安裝在泡罩包裝機(jī)上的其它部件上，但罩殼把光源、被檢測物、安裝支架、圖像光電轉(zhuǎn)換器件和鏡頭罩在里面。罩殼4內(nèi)還設(shè)置了一個平面反射鏡8。圖像采集系統(tǒng)9和數(shù)據(jù)處理及控制單元10連接，數(shù)據(jù)處理及控制單元10上設(shè)置有一剔除單元12并與圖像顯示部分11相連通。
圖像采集系統(tǒng)9、數(shù)據(jù)處理及控制單元10、圖像顯示部分11、剔除單元12均可采用成熟的計算機(jī)的技術(shù)處理完成。
下面對本實用新型工作原理作一描述當(dāng)泡罩包裝機(jī)上的藥品通過圖像光電轉(zhuǎn)換器件時，由光學(xué)鏡頭對被測物成像后由圖像光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為電信號后通過圖像采集卡進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，形成數(shù)字圖象存放于系統(tǒng)內(nèi)存中，再由計算機(jī)或數(shù)字處理系統(tǒng)對該數(shù)字圖象進(jìn)行處理，通過模視識別、輪廓計算和比較，得到處理結(jié)果，并根據(jù)該結(jié)果決定執(zhí)行機(jī)構(gòu)對該產(chǎn)品實行剔除或者不剔除。
本實用新型應(yīng)用于泡罩包裝機(jī)或食品包裝機(jī)上具有以下功能和優(yōu)點1.可靠檢測出缺片、缺膠囊的藥品以及不合格的食品。
2.由于采用了專門的光源照明結(jié)構(gòu)，因而大大地提高了圖象的信噪比，減少了圖象處理的時間，提高了測量精度；該裝置能夠可靠檢測出半粒膠囊及缺損率在5％以上的殘損藥片或份量損失在5％以上的不合格食品。
3.檢測速度可達(dá)到每分鐘50米。
4.適用于鋁塑和鋁鋁藥品包裝。
5.自動剔除缺陷產(chǎn)品并具備統(tǒng)計和報警功能。
6.次品剔除移位顯示功能。
7.具備雙重檢測及二次加熱剔除功能。
8.在顯示器上快速設(shè)置和更換產(chǎn)品。
9.不需更換檢測模具。
本實用新型的光學(xué)圖像檢測裝置，可用于生產(chǎn)藥品的平板式或輥筒式生產(chǎn)線上，也可用于其它食品包裝機(jī)上，可用于泡罩包裝機(jī)上的在線質(zhì)量控制檢測、食品包裝機(jī)上的在線質(zhì)量控制檢測和印刷產(chǎn)品的在線質(zhì)量控制檢測。
權(quán)利要求1.一種光學(xué)圖像檢測裝置，包括，一采樣部分，一數(shù)據(jù)處理與控制部分和次品剔除部分，次品剔除部分由數(shù)據(jù)處理與控制部分的一剔除單元[12]和剔除執(zhí)行機(jī)構(gòu)；其特征在于所述采樣部分包括一用于放置被檢測物[3]的導(dǎo)藥板[2]、一組用于為被檢測物[3]提供照明的光源[1]、一用于檢測的圖像光電轉(zhuǎn)換器件[7]和一光學(xué)成像鏡頭[6]、一為固定設(shè)置圖像光電轉(zhuǎn)換器件的支架[5]、一用于防外界光干擾的罩殼[4]；所述數(shù)據(jù)處理與控制部分包括圖像采集系統(tǒng)[9]、數(shù)據(jù)處理及控制單元[10]、和圖像顯示部分[11]；光源[1]位于泡罩包裝機(jī)上的導(dǎo)藥板[2]下方或上方，被檢測物[3]位于導(dǎo)藥板[2]之上，圖像光電轉(zhuǎn)換器件[7]位于被檢測物之上，圖像光電轉(zhuǎn)換器件通過支架[5]固定在導(dǎo)藥板[2]上，圖像光電轉(zhuǎn)換器件[7]的光軸與被檢測物[3]垂直設(shè)置，光學(xué)成像鏡頭[6]通過機(jī)械連接方式安裝在圖像光電轉(zhuǎn)換器件[7]下面，并位于被檢測物[3]的上方，罩殼[4]安裝在泡罩包裝機(jī)上的其它部件上，并將被檢測物[3]、安裝支架[5]、圖像光電轉(zhuǎn)換器件[7]和光學(xué)成像鏡頭[6]罩住，當(dāng)使用不可見光源時，也可不需要該罩殼；在圖像光電轉(zhuǎn)換器件[7]上連接有圖像采集系統(tǒng)[9]，圖像采集系統(tǒng)[9]和數(shù)據(jù)處理及控制單元[10]連接，數(shù)據(jù)處理及控制單元[10]上設(shè)置有一剔除單元[12]并與圖像顯示部分[11]相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)圖像檢測裝置，其特征在于所述的罩殼可以是金屬材料或非金屬的材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)圖像檢測裝置，其特征在于所述光源[1]可以是各種可見光或不可見光，可以是面陣光源、線陣光源、點光源或環(huán)形光源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)圖像檢測裝置，其特征在于該圖像光電轉(zhuǎn)換器件[7]可以是CCD攝像機(jī)、CMOS攝像機(jī)以及各種光電式成像器件，從成像的維數(shù)上，可以是面陣的也可以是線陣的，從成像的色彩上，可以是彩色的或是黑白的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)圖像檢測裝置，其特征在于所述光源[1]采用了一個背投式光源結(jié)構(gòu)或正投式光源結(jié)構(gòu)；當(dāng)采用背投式光源結(jié)構(gòu)時，需要在泡罩包裝機(jī)導(dǎo)藥板[2]上開一個大于被測藥品面積的透光孔；當(dāng)采用正投式光源結(jié)構(gòu)時，可在被檢測物[3]位置下方的導(dǎo)藥板[2]上作防反光處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)圖像檢測裝置，其特征在于所述圖像光電轉(zhuǎn)換器[7]的個數(shù)可采用一個，也可以采用2個或多個同時使用，圖像光電轉(zhuǎn)換器[7]上每個都配備一個光學(xué)成像鏡頭[6]，光學(xué)成像鏡頭可以是各種類型的鏡頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)圖像檢測裝置，其特征在于所述圖像顯示部分[11]是CRT顯示器或液晶顯示器或等離子體顯示器或各種顯示成像的器件；所述數(shù)據(jù)處理及控制單元[10]是PC機(jī)或工控機(jī)或嵌入式計算機(jī)以及各種可用于數(shù)據(jù)計算和控制的系統(tǒng)，所述圖像采集系統(tǒng)[9]包括各式圖像采集卡。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)圖像檢測裝置，其特征在于所述的圖像光電轉(zhuǎn)換器件[7]的光軸與被檢測物[3]可以平行設(shè)置，平行設(shè)置時在罩殼[4]內(nèi)還設(shè)置了一個平面反射鏡[8]。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)圖像檢測裝置，其特征在于所述的光源[1]可以設(shè)置在罩殼[4]外部也可以設(shè)置在罩殼[4]內(nèi)部。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)圖像檢測裝置，其特征在于所述導(dǎo)藥板[2]上作防反光處理可以是在導(dǎo)藥板上貼上不反光的膜或涂上一層不反光材料。
專利摘要本實用新型公開了一種光學(xué)圖像檢測裝置，包括顯示部分、數(shù)據(jù)處理及控制單元、圖像光電轉(zhuǎn)換器件、光學(xué)成像鏡頭、圖像采集系統(tǒng)、光源、罩殼及剔除單元。被檢測物位于導(dǎo)藥板之上，光源位于導(dǎo)藥板下方或上方，圖像光電轉(zhuǎn)換器件的光軸與被檢測物垂直設(shè)置或平行，光學(xué)成像鏡頭與圖像光電轉(zhuǎn)換器件連接，罩殼安裝在泡罩包裝機(jī)上的其它部件上，并將被檢測物、安裝支架、圖像光電轉(zhuǎn)換器件和光學(xué)成像鏡頭罩住，當(dāng)使用不可見光源時，也可不需要該罩殼；本實用新型可以檢測出缺片和缺膠囊，檢測出半粒膠囊及缺損率在5％以上的殘損藥片或份量損失在5％以上的不合格食品?？捎糜谂菡职b機(jī)、食品包裝機(jī)上的在線質(zhì)量控制檢測和印刷產(chǎn)品的在線質(zhì)量控制檢測。
文檔編號G01N21/88GK2596352SQ0226200
公開日2003年12月31日 申請日期2002年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月29日
發(fā)明者程向明 申請人:西安交通大學(xué)