本發(fā)明屬于工業(yè)自動化檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及玻璃、陶瓷容器的密封性自動檢測方法。

背景技術(shù)：

玻璃、陶瓷容器因為其承壓大、外觀好、手感佳等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于飲料、酒類、食品、日化、農(nóng)化等行業(yè)，可包裝液劑、粉劑、顆粒、懸浮劑等各種物料。由于大部分的玻璃容器采用的吹注工藝的各個環(huán)節(jié)中存在一定程度的不可控性，因此實際玻璃容器的生產(chǎn)線上存在了很多由于裂紋、砂眼等缺陷的次品，且次品率較高。目前玻璃容器生產(chǎn)線上或者以玻璃、陶瓷容器為載體的產(chǎn)品生產(chǎn)線上的密封性品質(zhì)主要依靠后段人工進行目檢。人工檢測對于微小的泄露檢測有盲區(qū)、檢測率低、速度慢以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計匯總困難等問題。目前市面上存在利用在瓶內(nèi)進行高壓充氣后測定壓力的方式來檢測密封性的自動檢測設(shè)備，但是這種設(shè)備只能檢測大的缺陷，對于微小裂紋和砂眼基本沒有任何作用。而對于微小裂紋和砂眼目前市面上不存在任何檢測設(shè)備。目前高壓放電方法有應(yīng)用在水針西林瓶、液體安瓿瓶、液體填充預(yù)注射器和卡式瓶的完整性測試，是在待測容器表面外加高壓電，根據(jù)泄漏容器和合格容器產(chǎn)生的電壓差異判斷是否泄漏及泄漏程度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決玻璃、陶瓷容器上的微小裂紋、砂眼等缺陷導(dǎo)致的容器密封性不良的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種玻璃、陶瓷容器密封性檢測裝置，其特征在于：包括待檢玻璃、陶瓷容器、密封塞、放電尖端、高壓發(fā)生器、數(shù)字電流計、聲吶傳感器、計算機，高壓發(fā)生器、聲納傳感器、數(shù)字電流計由計算機控制連接，密封塞用于將待檢玻璃、陶瓷容器瓶口密封，放電尖端上部的正極通過導(dǎo)線與高壓電源連接，所述的放電尖端穿過密封塞伸入待檢玻璃、陶瓷容器內(nèi)部，所述的待檢玻璃、陶瓷容器外部設(shè)置一外罩，待檢玻璃、陶瓷容器與外罩之間形成密封空間，所述的待檢玻璃、陶瓷容器內(nèi)部為尖端放電空間。

本發(fā)明所述的放電尖端靠近待檢測玻璃、陶瓷容器內(nèi)壁。

本發(fā)明所述的放電尖端采用放射狀尖端。

一種玻璃陶瓷容器密封性檢測方法，其特征在于：由以下步驟組成：

(1)將外罩接地，連接到高壓發(fā)生器負極，將正極連接到高壓發(fā)生器正極，確保初始狀態(tài)高壓發(fā)生器處于關(guān)閉狀態(tài)；

(2)將正極和尖端插入待檢測容器內(nèi)，確保密封塞和瓶口緊密壓合；

(3)開啟高壓發(fā)生器，上升電壓值，電壓穩(wěn)定后保持5～10秒觀測高壓電源的電流數(shù)值；

(4)關(guān)閉高壓電源，取出容器內(nèi)正極；

(5)當(dāng)收到開始采集信號，獲取數(shù)字電流計和聲吶傳感器信號，直至收到結(jié)束信號；

(6)電流信號進行濾波處理，獲得測試電流值；聲音信號經(jīng)過fft變換后濾波，采集特定波段的空氣擊穿聲音的強度和頻率值；

(7)將上述三個數(shù)字量組成三維數(shù)組，作為該待檢測容器的特征值采用分類器進行分類，其中分類器的訓(xùn)練可以通過制作樣品可以獲得無缺陷品的特征值樣本和各種缺陷形態(tài)樣品的特征值樣本。

本發(fā)明的工作原理在于：本發(fā)明待檢測容器內(nèi)部、待檢測容器與外罩之間形成絕緣的兩個空間，當(dāng)有高壓施加在空間時，在玻璃、陶瓷容器的內(nèi)外壁上形成大量的感應(yīng)電荷，如果內(nèi)外空間存在可連接的空隙，則通過該空隙容易被擊穿，形成漏電流，從而實現(xiàn)密封性不良的檢測。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明不同于對安培瓶等泄露的檢測，設(shè)計了以玻璃、陶瓷容器內(nèi)外絕緣分離的放電環(huán)境；本發(fā)明利用高壓放電原理，利用容器本身的絕緣性作為分界，對擊穿放電等現(xiàn)象進行探測后，實現(xiàn)對裂縫、砂眼等微小泄露的檢測；本發(fā)明提出了通過高壓電源的漏電流大小和聲音來區(qū)分容器是否有密封缺陷的方法。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種玻璃、陶瓷容器密封性檢測裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明放射狀電極尖端結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

一種玻璃、陶瓷容器密封性檢測裝置，其特征在于：包括待檢玻璃、陶瓷容器5、密封塞3、放電尖端4、高壓發(fā)生器7、數(shù)字電流計、聲吶傳感器、計算機，高壓發(fā)生器7、聲納傳感器、數(shù)字電流計由計算機控制連接，密封塞用于將待檢玻璃、陶瓷容器5瓶口密封，放電尖端4上部的正極1通過導(dǎo)線與高壓電源連接，所述的放電尖端4穿過密封塞3伸入待檢玻璃、陶瓷容器5內(nèi)部，所述的待檢玻璃、陶瓷容器5外部設(shè)置一外罩2，待檢玻璃、陶瓷容器5與外罩2之間形成密封空間，所述的待檢玻璃、陶瓷容器5內(nèi)部為尖端放電空間。

本發(fā)明所述的放電尖端4靠近待檢測玻璃、陶瓷容器5內(nèi)壁。

本發(fā)明所述的放電尖端4采用放射狀尖端。

本發(fā)明一種玻璃、陶瓷容器密封性檢測方法，由以下步驟組成：

(1)將外罩2接地，連接到高壓發(fā)生器7負極，將正極1連接到高壓發(fā)生器正極，確保初始狀態(tài)高壓發(fā)生器處于關(guān)閉狀態(tài)；

(2)將正極1和尖端4插入待檢測容器內(nèi)，確保密封塞3和瓶口緊密壓合；

(3)開啟高壓發(fā)生器，上升電壓值，電壓穩(wěn)定后保持5～10秒觀測高壓電源的電流數(shù)值；

(4)關(guān)閉高壓電源，取出容器內(nèi)正極；

(5)當(dāng)收到開始采集信號，獲取數(shù)字電流計和聲吶傳感器信號，直至收到結(jié)束信號；

(6)電流信號進行濾波處理，獲得測試電流值；聲音信號經(jīng)過fft變換后濾波，采集特定波段的空氣擊穿聲音的強度和頻率值；

(7)將上述三個數(shù)字量組成三維數(shù)組，作為該待檢測容器的特征值采用分類器進行分類，其中分類器的訓(xùn)練可以通過制作樣品可以獲得無缺陷品的特征值樣本和各種缺陷形態(tài)樣品的特征值樣本。

在特征空間里，在一定頻率范圍內(nèi)，聲音強度越高、電流值越大，則分類器越趨向于分類為該容器存在泄漏缺陷。

本發(fā)明的工作原理在于：本發(fā)明待檢測容器內(nèi)部、待檢測容器與外罩之間形成絕緣的兩個空間，當(dāng)有高壓施加在空間時，在玻璃、陶瓷容器的內(nèi)外壁上形成大量的感應(yīng)電荷，如果內(nèi)外空間存在可連接的空隙，則通過該空隙容易被擊穿，形成漏電流，從而實現(xiàn)密封性不良的檢測。

對于如圖1所示的系統(tǒng)，由于尖端電極帶有高壓電，外罩接地，所以在正負極之間形成“尖板放電”。

(1)正極越尖，越有利于形成尖端放電。

johndavidjackson在其著作《經(jīng)典電動力學(xué)》(classicalelectrodynamics)中經(jīng)過推導(dǎo)證明，對于一個錐角為β的尖端附近的電荷密度σ，有：

σ∝r^-1+v

其中r為表面上的點離尖端的距離，υ為與β有關(guān)的常數(shù)。當(dāng)β很小時候，υ→0，所以有：

σ∝r^-1

所以尖端點σ→+∞。

將尖端朝下作為原點放置，豎軸為z軸。取兩層等勢面，面積分別為s和s+ds。等勢面之間無電荷，所以由高斯公式有：

d(e·s)＝0

即：

令ρ代表曲率半徑，則原點曲率半徑為ρ0。由于ρ0很小，通過整理和近似，可得某點a的電場強度ea、尖端點電場強度e0近似滿足如下公式：

兩邊積分可得：

由于lnea有限，所以e0→∞。

由流注機理可知，電場強度增加更有助于形成電子崩以至于發(fā)展流注產(chǎn)生擊穿。所以尖端附近電場最大，而且尖端曲率半徑越小則電場越強，更有利于擊穿。

(2)玻璃、陶瓷容器上存在導(dǎo)通空氣通道時更容易擊穿。

當(dāng)玻璃容器上存在破洞、裂紋等缺陷，等同于存在一個孔道使容器內(nèi)外空氣相導(dǎo)通。當(dāng)電極與外罩電壓恒定時，若擊穿無破洞玻璃一般需要電壓顯著高于擊穿空氣的電壓，如透明石英20℃的擊穿電壓為4.3×10⁷v/m，而均勻電場下?lián)舸┛諝庑枰?.0×10⁶v/m，二者差別明顯。所以可以通過在電極和外罩間加適當(dāng)?shù)碾妷?，觀察是否存在擊穿放電現(xiàn)象來判別玻璃容器上是否存在破洞、裂紋等缺陷。

(3)電極尖端距離缺陷越近，越容易產(chǎn)生擊穿。

由于電極與外罩形狀迥異，形成兩極之間極不均勻場，其極性效應(yīng)也很明顯。由下圖可知，尖板放電擊穿電壓與距離近似為正比關(guān)系，即距離越遠擊穿電壓越高。

所以，為了實現(xiàn)當(dāng)玻璃、陶瓷容器上存在任意位置的貫穿性破裂，均能夠穩(wěn)定形成擊穿，需要注意以下幾點：

(1)電極和外罩之間保持適當(dāng)?shù)母唠妷海@個電壓能夠保障空氣被擊穿，而又不至于導(dǎo)致玻璃或陶瓷擊穿；

(2)電壓需要保持足夠的時間，以使空氣擊穿放電能夠產(chǎn)生并被檢測系統(tǒng)探測到；

(3)電極距離破損點盡量靠近。設(shè)總擊穿距離d＝d1+d2+d3，其中d1為電極到玻璃或陶瓷內(nèi)壁破裂處的距離，d2為玻璃或陶瓷厚度，d3為玻璃或陶瓷外壁到外罩的距離。由于外罩為沿玻璃或陶瓷形狀封閉設(shè)置，所以d2和d3基本不變，并且不易改變。但由上圖可知，d越小，所需要的擊穿電壓越低，也就越容易形成擊穿。所以需要盡可能減少d1。由于破損位置事先不可知，所以需要電極盡量靠近玻璃或陶瓷內(nèi)壁各處。但是由先前推導(dǎo)公式可知，曲率半徑越小電荷密度越高。所以為了同時達到靠近玻璃或陶瓷內(nèi)壁和盡量小的曲率半徑兩個目的，尖端采用放射狀結(jié)構(gòu)。