專(zhuān)利名稱(chēng)：一種在線檢測(cè)密閉容器真空度的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及ー種在線檢測(cè)密閉容器真空度的方法和裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著人民生活水平提高和出行、旅游不斷増加，人們的消費(fèi)觀念不斷發(fā)生變化，罐頭食品以其方便、衛(wèi)生、易儲(chǔ)存的特點(diǎn)，深得人們的喜愛(ài)。由于玻璃罐和金屬罐具有較好的密封性、較強(qiáng)的耐壓性和較高的回收利用價(jià)值，使其成為了真空包裝液體食品、飲料、的主要容器。玻璃罐罐身由玻璃澆制,罐蓋大多為馬ロ鐵沖壓制成,產(chǎn)品完成灌裝后，馬ロ鐵罐常采用抽真空法將容器及內(nèi)容物置于密閉容積中，用真空泵對(duì)密閉容積進(jìn)行抽真空，容積內(nèi)空氣密度減小，封ロ后獲得真空?；虿捎谜羝麌娚浞?，用一定溫度、一定壓カ的蒸汽噴射瓶ロ，封ロ后蒸汽冷凝形成一定的真空。玻璃瓶罐常用熱カ排氣法，封口前加熱容器及內(nèi)容物，使瓶?jī)?nèi)空氣密度減小，趁熱封ロ，冷卻后獲得真空，使罐體內(nèi)部成為ー個(gè)商業(yè)無(wú)菌的密封空間以保證罐頭食品飲料的質(zhì)量和出廠時(shí)的獨(dú)特風(fēng)味。然而，由于真空泵抽氣速率下降、氣路嚴(yán)重漏氣或抽氣管道填塞、真空裝置儀表失靈、玻璃瓶蓋內(nèi)密封橡膠圈破損、卷邊不完全或罐ロ碎裂等情況導(dǎo)致產(chǎn)品密封不嚴(yán)，將會(huì)使外部空氣進(jìn)入罐體，罐體漲包，產(chǎn)品變質(zhì)。問(wèn)題產(chǎn)品一旦流入市場(chǎng)，將會(huì)嚴(yán)重?fù)p害消費(fèi)者的身體健康，也會(huì)對(duì)生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生很大的負(fù)面影響。因此，產(chǎn)品出廠之前，需要通過(guò)檢測(cè)產(chǎn)品的真空度獲知產(chǎn)品的密封性。在沒(méi)有專(zhuān)用檢測(cè)設(shè)備之前，生產(chǎn)廠家一般都是利用工人人眼觀察是否“胖聽(tīng)”，并通過(guò)小錘敲擊聽(tīng)回聲的方法判斷產(chǎn)品真空度是否達(dá)到合格品的要求。顯然這種方法隨意性比較強(qiáng)，而且剛出廠吋“胖聽(tīng)”產(chǎn)品不會(huì)發(fā)胖，要過(guò)一段時(shí)間之后產(chǎn)品才會(huì)“胖聽(tīng)”，誤檢漏檢率都非常高。后來(lái)使用隨機(jī)抽樣的方法，將真空表插入產(chǎn)品內(nèi)部測(cè)量真空度對(duì)部分產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，但是這種方法會(huì)破壞產(chǎn)品的密封性，只能用于同一批次產(chǎn)品的抽樣檢測(cè)。隨著新技木，新方法的灌裝技術(shù)不斷完善，生產(chǎn)線速度越來(lái)越快，使用傳統(tǒng)方法進(jìn)行檢測(cè)，不僅檢測(cè)質(zhì)量和可靠性大打折扣，而且用エ成本的増加也成為了企業(yè)的新的負(fù)擔(dān)，降低了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)性。一些罐頭生產(chǎn)廠家為保證產(chǎn)品質(zhì)量，從國(guó)外引進(jìn)在線檢測(cè)設(shè)備和裝置。例如美國(guó)taptone公司生產(chǎn)的漏氣檢測(cè)儀，使用高能電磁脈沖敲擊罐蓋或罐底，采集回聲使用專(zhuān)用算法由計(jì)算機(jī)進(jìn)行判斷。但這種方法要求罐頭填充物不能沾粘在檢測(cè)面上，且罐內(nèi)頂隙需保證在一定范圍內(nèi)才能正常工作，否則無(wú)法準(zhǔn)確檢測(cè)。國(guó)內(nèi)罐頭產(chǎn)品同一批次的填充高度一般差別較大，且生產(chǎn)線振動(dòng)比較劇烈，特別在檢測(cè)八寶粥等粘稠度較大的產(chǎn)品時(shí)，檢測(cè)面或多或少會(huì)沾粘一些填充液體，故難以達(dá)到以上檢測(cè)要求，再加上車(chē)間溫度、噪音等環(huán)境影響較大，所以檢測(cè)可靠性不高，在國(guó)內(nèi)無(wú)法推廣使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是避免現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種檢測(cè)可靠性高的在線檢測(cè)密閉容器真空度的方法和裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案是在線檢測(cè)密閉容器真空度的裝置，包括位置觸發(fā)傳感器、編碼器、溫度傳感器、氣壓傳感器、微控制単元和剔除器，位置觸發(fā)傳感器、溫度傳感器、氣壓傳感器、剔除器設(shè)置在灌裝生產(chǎn)流水線上，并與微控制單元連接，在灌裝生產(chǎn)流水線的上方、沿容器蓋的中間和兩側(cè)位置設(shè)置位置傳感器，位置傳感器與微控制単元和編碼器連接。在線檢測(cè)密閉容器真空度的方法，包括以下步驟
(一)將待測(cè)產(chǎn)品容器通過(guò)輸送帶移動(dòng)，依次通過(guò)位置觸發(fā)傳感器并通過(guò)編碼器對(duì)產(chǎn)品容器進(jìn)行精確定位；
(ニ)產(chǎn)品容器蓋前端到達(dá)位置傳感器下方吋，開(kāi)始配合編碼器進(jìn)行連續(xù)不間斷采樣，位置傳感器采集容器蓋被檢測(cè)部位與位置傳感器距離，直至容器蓋后端通過(guò)位置傳感器為止;
(三)溫度傳感器測(cè)量實(shí)時(shí)工作環(huán)境溫度，氣壓傳感器采集實(shí)時(shí)氣壓值；
(四)微控制単元將采樣值擬合出容器蓋的撓度曲線，并綜合采樣獲得的實(shí)時(shí)溫度和實(shí)時(shí)氣壓參數(shù)，進(jìn)行溫度和壓カ補(bǔ)償；
(五)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的軟件程序，計(jì)算被測(cè)容器的真空度，判斷容器封蓋是否合格，并將采樣波形和判斷結(jié)果發(fā)送至上位機(jī)進(jìn)行顯示；
(六)如果容器封蓋不合格，配合編碼器控制剔除器動(dòng)作，在指定位置處剔除不合格容器。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明能夠適用于高速自動(dòng)化包裝生產(chǎn)設(shè)備上，通過(guò)測(cè)量容器封蓋撓度形變，不停機(jī)在線檢測(cè)真空包裝食品飲料的真空度，并實(shí)現(xiàn)不停機(jī)在線剔除。本發(fā)明提高了生產(chǎn)效率，杜絕了由于人為疲勞等因素產(chǎn)生的漏檢錯(cuò)檢的情況，減輕了勞動(dòng)者的工作強(qiáng)度；對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)定，從根本上提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，可檢測(cè)不含氣飲料、罐頭或液體食品的容器(包括馬ロ鐵罐、玻璃罐等)灌裝真空度。


圖I為本發(fā)明所用裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明的功能結(jié)構(gòu)框 圖3為本發(fā)明的エ藝流程 圖4本發(fā)明所完成的撓度曲線示意 圖5本發(fā)明檢測(cè)的不合格產(chǎn)品的示意圖。
具體實(shí)施例方式從圖I所示本發(fā)明所用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖和圖2的功能結(jié)構(gòu)示意框圖可以看出，本發(fā)明由位置傳感器2、位置觸發(fā)傳感器I、編碼器7、溫度傳感器、氣壓傳感器、剔除傳感器
5、剔除器8、微控制単元6等部分組成，位置觸發(fā)傳感器I、溫度傳感器、氣壓傳感器、剔除傳感器5、剔除器8設(shè)置在灌裝生產(chǎn)流水線4上，并通過(guò)線路與微控制単元6連接。在灌裝生產(chǎn)流水線4上方設(shè)置高度位置可調(diào)的位置傳感器2，位置傳感器2有效距離最大為5mm，精度為8um，響應(yīng)時(shí)間為1ms，采集時(shí)間控制在3ms內(nèi)，并附帶溫度傳感器，可使其實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償，將由溫度變化帶來(lái)的檢測(cè)誤差控制在最低。位置傳感器2設(shè)置在容器蓋的中心區(qū)域和兩端，采集產(chǎn)品被檢測(cè)面各部位與位置傳感器2的距離，通過(guò)調(diào)整檢測(cè)裝置的高度，使測(cè)量信號(hào)在我可檢測(cè)范圍以?xún)?nèi)，位置傳感器2與微控制単元6和編碼器7連接，微控制単元6進(jìn)行撓度計(jì)算。結(jié)合圖3所示本發(fā)明的エ藝流程圖，詳細(xì)說(shuō)明在線檢測(cè)密閉容器真空度的方法，該方法包括以下步驟
步驟(一)將待測(cè)產(chǎn)品容器3通過(guò)輸送帶移動(dòng)，依次通過(guò)位置觸發(fā)傳感器1，并通過(guò)編碼，7對(duì)產(chǎn)品容器3進(jìn)行精確定位。步驟(ニ):產(chǎn)品容器蓋前端到達(dá)位置傳感器2下方吋，開(kāi)始配合編碼器7進(jìn)行連續(xù)不間斷采樣，位置傳感器2采集容器蓋被檢測(cè)部位與位置傳感器2之間距離，直至容器蓋后端通過(guò)位置傳感器2為止。步驟(三)采集完成后，溫度傳感器測(cè)量實(shí)時(shí)工作環(huán)境溫度，以減小溫度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響；氣壓傳感器采集實(shí)時(shí)氣壓值，以預(yù)防不正常氣壓值對(duì)產(chǎn)品壓差的產(chǎn)生較大誤差。 步驟(四):微控制単元6通過(guò)位置傳感器采樣值擬合出容器蓋上表面的撓度曲線，并綜合采樣獲得的實(shí)時(shí)溫度和實(shí)時(shí)氣壓這兩個(gè)參數(shù)，進(jìn)行溫度和壓カ補(bǔ)償。步驟(五)補(bǔ)償完畢后根據(jù)系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的軟件程序，依據(jù)設(shè)計(jì)好的判斷規(guī)則，對(duì)容器進(jìn)行比對(duì)判斷，計(jì)算得出被測(cè)容器的真空度，以此確定容器封蓋是否合格，并將采樣波形和判斷結(jié)果網(wǎng)絡(luò)傳輸發(fā)送至上位機(jī)進(jìn)行界面顯示。步驟(六):如果容器封蓋不合格，配合編碼器7控制剔除傳感器5和剔除器8動(dòng)作，在指定位置處剔除不合格容器。圖4為本發(fā)明所完成的撓度曲線示意圖，設(shè)位置傳感器2采集得到的封蓋兩端的最大峰值分別為a, b,中間部分最小值為c,則撓度y為
y = [a +b) - 2c
通過(guò)距離采樣獲知產(chǎn)品撓度以獲知產(chǎn)品端蓋的外形變化，進(jìn)而獲知其密封性，判斷容器的真空度。圖中為真空罐蓋的實(shí)例，是合格品，其特征為罐蓋9整體向產(chǎn)品內(nèi)部凹陷，其撓度值為正值，罐體內(nèi)部空間真空度為正。圖5本發(fā)明檢測(cè)的不合格產(chǎn)品的示意圖，為充氣罐蓋(胖聽(tīng))，其特征為罐蓋9整體向產(chǎn)品外部突出，其撓度值為負(fù)值。另外還有平蓋和缺蓋情況，平蓋真空度或內(nèi)外壓差為零，其撓度近乎于零，缺蓋采樣值均超出最大量程。通過(guò)對(duì)撓度和撓度曲線的判斷以確定罐頭產(chǎn)品的真空度。為減小軌道振動(dòng)帶來(lái)的誤差，可分別提取容器蓋兩端的若干測(cè)量值モA ...an , ^
h…ん和罐蓋中心區(qū)域的若干測(cè)量值q …ら，然后通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)公式計(jì)算得到兩端和中心的平均值
I s ￡3 —-,ょ,
IMb = ;
I *
C = k^Ci ;通過(guò)撓度公式-.y = {a+b)-2c ,得到撓度y，并通過(guò)撓度y、環(huán)境溫度和實(shí)時(shí)氣壓計(jì)算得出此產(chǎn)品內(nèi)部真空度，并與剔除閾值進(jìn)行比較，超出剔除閾值范圍的產(chǎn)品在指定位置有單片機(jī)控制剔除裝置將其推離生產(chǎn)線，予以剔除。具體判斷標(biāo)準(zhǔn)閾值的設(shè)定，是通過(guò)連續(xù)無(wú)差別試驗(yàn)完成的，人工挑選一定數(shù)量的樣本，認(rèn)為是合格品。檢測(cè)統(tǒng)計(jì)合格品的撓 度值分布區(qū)間，以確定撓度剔除閾值限，當(dāng)產(chǎn)品更換罐體時(shí)需要重新標(biāo)定。
權(quán)利要求
1.ー種在線檢測(cè)密閉容器真空度的裝置，包括位置觸發(fā)傳感器(I)、編碼器(7)、溫度傳感器、氣壓傳感器、微控制単元(6)和剔除器(8)，位置觸發(fā)傳感器(I)、溫度傳感器、氣壓傳感器、剔除器(8)設(shè)置在灌裝生產(chǎn)流水線(4)上，并與微控制單元(6)連接，其特征是在灌裝生產(chǎn)流水線(4)的上方、沿容器蓋的中間和兩側(cè)位置設(shè)置位置傳感器(2)，位置傳感器(2)與微控制単元(6)和編碼器(7)連接。
2.ー種在線檢測(cè)密閉容器真空度的方法，其特征是包括以下步驟 (一)將待測(cè)產(chǎn)品容器(3 )通過(guò)輸送帶移動(dòng)，依次通過(guò)位置觸發(fā)傳感器(I)，并通過(guò)編碼器(7 )對(duì)產(chǎn)品容器(3 )進(jìn)行精確定位； (ニ)產(chǎn)品容器蓋前端到達(dá)位置傳感器(2)下方時(shí)，開(kāi)始配合編碼器(7)進(jìn)行連續(xù)不間斷采樣，位置傳感器(2 )采集容器蓋被檢測(cè)部位與位置傳感器(2 )距離，直至容器蓋后端通過(guò)位置傳感器(2)為止； (三)溫度傳感器測(cè)量實(shí)時(shí)工作環(huán)境溫度，氣壓傳感器采集實(shí)時(shí)氣壓值； (四)微控制単元(6)將采樣值擬合出容器蓋的撓度曲線，并綜合采樣獲得的實(shí)時(shí)溫度和實(shí)時(shí)氣壓參數(shù)，進(jìn)行溫度和壓カ補(bǔ)償； (五)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的軟件程序，計(jì)算被測(cè)容器(3)的真空度，判斷容器封蓋是否合格，并將采樣波形和判斷結(jié)果發(fā)送至上位機(jī)進(jìn)行顯示； (六)如果容器封蓋不合格，配合編碼器(7)控制剔除器(8)動(dòng)作，在指定位置處剔除不合格容器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在線檢測(cè)密閉容器真空度的方法，其特征是所述真空度通過(guò)撓度計(jì)算，撓度y為y = {a+h)~2c ,其中，采集得到的封蓋兩端的最大峰值分別為a，b，中間部分最小值為C。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在線檢測(cè)密閉容器真空度的裝置，其特征是所述位置傳感器(2)與溫度傳感器連接在一起。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種在線檢測(cè)密閉容器真空度的方法和裝置，在灌裝生產(chǎn)流水線的上方、沿容器蓋的中間和兩側(cè)位置設(shè)置位置傳感器，位置傳感器與微控制單元和編碼器連接，通過(guò)測(cè)量容器封蓋撓度形變，不停機(jī)在線檢測(cè)密閉容器真空度，并實(shí)現(xiàn)不停機(jī)在線剔除，檢測(cè)可靠性高，提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)G01L21/00GK102661830SQ201110413099
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2011年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月10日
發(fā)明者國(guó)磊, 姚余連, 張樹(shù)君, 李恒文, 陳煥青 申請(qǐng)人:山東明佳包裝檢測(cè)科技有限公司