申请/专利权人：武汉阿卡瑞思光电自控有限公司

申请日：2018-08-30

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN109001156B

主分类号：G01N21/39

分类号：G01N21/39

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.26#授权;2019.01.08#实质审查的生效;2018.12.14#公开

摘要：本发明公开一种基于TDLAS的密封瓶罐水气检测装置，包括密封瓶罐流水线，在所述密封瓶罐流水线的两侧分别设置有激光发射装置和激光接收装置；所述激光发射装置和激光接收装置均为若干个；若干个所述激光发射装置沿着密封瓶罐流水线长度方向上均匀排布，每一所述激光发射装置均与一个激光接收装置相对应；每一所述激光接收装置均通过信号线连接到微控制器的信号输入端上；在所述密封瓶罐流水线的外部还设有不合格品剔除装置，所述不合格品剔除装置与微控制器的信号输出端进行电性连接。本发明实现了对密封瓶罐内的氧气、水蒸气含量的精确检测，检测的准确度更高，误差率更小。

主权项：1.一种基于TDLAS的密封瓶罐水气检测装置，其特征在于：包括密封瓶罐流水线，在所述密封瓶罐流水线的两侧分别设置有激光发射装置和激光接收装置；所述激光发射装置和激光接收装置均为若干个；若干个所述激光发射装置沿着密封瓶罐流水线长度方向上均匀排布，每一所述激光发射装置均与一个激光接收装置相对应；每一所述激光接收装置均通过信号线连接到微控制器的信号输入端上；在所述密封瓶罐流水线的外部还设有不合格品剔除装置，所述不合格品剔除装置与微控制器的信号输出端进行电性连接；所述密封瓶罐流水线呈U型结构，若干所述激光发射装置均匀的分布在U型密封瓶罐流水线的外侧，若干所述激光接收装置设置在U型密封瓶罐流水线的内侧，所述不合格品剔除装置安装在U型密封瓶罐流水线的内侧；在U型密封瓶罐流水线的两条直线流水线上分别设有产品进检口和产品出检口，在U型密封瓶罐流水线上靠近产品出检口的位置设有不合格产品堆放区，所述不合格品剔除装置设置在U型密封瓶罐流水线的内侧靠近不合格产品堆放区的位置；每一所述激光发射装置的底部均设有高度可调的安装柱；若干个所述激光接收装置均安装在一个高度可调的安装柱上；所述微控制器包括数据处理单元、数据存储单元、数据分析单元和电机驱动单元；所述数据处理单元将激光接收装置传回的数据按照先后顺序，根据计算公式：计算出平均值并将平均值发送给数据分析单元；所述数据存储单元用于存储已抽真空的待灌装密封瓶罐内氧气、水蒸气含量的标准值所述数据分析单元用于将得到的检测数据与标准值做对比，当时，则判定为不合格品；当时，则判定为合格品；所述电机驱动单元用于驱动不合格品剔除装置运行。

全文数据：基于TDLAS的密封瓶罐水气检测装置及其检测方法技术领域[0001]本发明涉及包装检测技术领域，特别涉及一种基于TDLAS的密封瓶罐水气检测装置及其检测方法。背景技术[0002]在食品、医药、化工等行业的生产包装中，在对产品进行密封装瓶罐后，需对密封装瓶罐中氧气、水蒸气的含量进行检测，以确保密封装瓶罐中氧气、水蒸气的含量满足标准要求。[0003]在常规的检测方法中，一般通过气体检测仪进行检测，但是气体检测仪与空气直接接触，而空气中的氧气、水蒸气的含量非常高，这对检测的准确度产生极大的影响。为实现对密封装瓶罐内的氧气、水蒸气含量的精确检测，本公司提出了一种基于TDLAS的密封装瓶罐水气检测装置。[0004]发明内容的[0005]为解决上述技术问题，本发明提供一种基于TDLAS的密封装瓶罐水气检测装置及其检测方法。[0006]本发明所采用的技术方案为：[0007]—种基于TDLAS的密封瓶罐水气检测装置，包括密封瓶罐流水线，在所述密封瓶罐流水线的两侧分别设置有激光发射装置和激光接收装置;所述激光发射装置和激光接收装置均为若干个;若干个所述激光发射装置沿着密封瓶罐流水线长度方向上均匀排布，每一所述激光发射装置均与一个激光接收装置相对应;每一所述激光接收装置均通过信号线连接到微控制器的信号输入端上;在所述密封瓶罐流水线的外部还设有不合格品剔除装置，所述不合格品剔除装置与微控制器的信号输出端进行电性连接。[0008]作为本实施例的优选，所述密封瓶罐流水线呈U型结构，若干所述激光发射装置均匀的分布在U型密封瓶罐流水线的外侧，若干所述激光接收装置设置在U型密封瓶罐流水线的内侧，所述不合格品剔除装置安装在U型密封瓶罐流水线的内侧。[0009]作为本实施例的优选，在U型密封瓶罐流水线的两条直线流水线上分别设有产品进检口和产品出检口，在U型密封瓶罐流水线上靠近产品出检口的位置设有不合格产品堆放区，所述不合格品剔除装置设置在U型密封瓶罐流水线的内侧靠近不合格产品堆放区的位置。[0010]作为本实施例的优选，每一所述激光发射装置的底部均设有高度可调的安装柱；若干个所述激光接收装置均安装在一个高度可调的安装柱上。[0011]作为本实施例的优选，所述微控制器包括数据处理单元、数据存储单元、数据分析单元和电机驱动单元；[0012]所述数据处理单元将激光接收装置传回的数据按照先后顺序，根据计算公式：-计算出平均值并将平均值发送给数据分析单元；[0013]所述数据存储单元用于存储已抽真空的待灌装密封瓶罐内氧气、水蒸气含量的标准值[0014]所述数据分析单元用于将得到的检测数据与标准值做对比，当时，则判定为不合格品；当时，则判定为合格品；[0015]所述电机驱动单元用于驱动不合格品剔除装置运行。[0016]作为本实施例的优选，所述微控制器采用嵌入式控制器，可以为ARKA-2004型控制器、LK14-1290型控制器。[0017]本发明实施例还提供一种密封瓶罐中水气含量的检测方法，包括以下步骤：[0018]S1、将待测密封瓶罐从产品进检口放入到密封瓶罐流水线上，随着密封瓶罐流水线的运行进入检测区域；[0019]S2、待测密封瓶罐依次经过密封瓶罐流水线上设置的若干组检测装置，每经过一组检测装置均并得到一组测量值，检测装置将测得的数据值即时传输给数据处理单元；[0020]S3、数据处理单元将若干组数据处理后，获得待测密封瓶罐内水气含量的平均值，并将平均僧传送给数据分析单元；[0021]S4、数据分析单元将平均值与数据存储单元内的标准值进行对比判定，当时，贝lJ判定为不合格品；当_时，则判定为合格品；[0022]S5、若判定待测密封瓶不合格，不合格品剔除装置将密封瓶推至不合格产品堆放区，进入不合格品区域;若判定待测密封瓶合格，不合格品剔除装置不动作，待测密封瓶继续沿当前流水线从产品出检口进入合格品区域。[0023]与现有技术相比，本发明的有益效果是：[0024]1、本发明所述的基于TDLAS的密封瓶罐水气检测装置，利用激光检测技术，通过在密封瓶罐流水线的两侧分别设置多组激光发射装置和激光接收装置，每组激光发射装置和激光接收装置均可以测得一组密封瓶罐中氧气、水蒸气的含量数据，通过多组测量数据取平均值，得到密封瓶罐中氧气、水蒸气的含量数据，将该平均值含量数据与预设的标准进行对比来确定密封瓶罐中氧气、水蒸气的含量是否合格，这样，数据更加准确，误差率更低。[0025]2、本发明中采用真空瓶在空气中的测量值作为标准对比值，排除了空气中水气对测量数据的影响，同时保证本装置的检测设备及光程不变，避免设备更换造成的测量偏差。附图说明[0026]图1为本发明基于TDLAS的密封瓶罐水气检测装置的结构示意图；[0027]图2为本发明基于TDLAS的密封瓶罐水气检测装置的原理结构框图；[0028]图3为本发明基于TDLAS的密封瓶罐水气检测装置的工作流程图。[0029]图中所示：1、密封瓶罐流水线，2、激光发射装置，3、激光发射装置，4、安装柱，5、不合格品剔除装置，6、微控制器，61、数据处理单元，62、数据存储单元，63、数据分析单元，64、电机驱动单元，7、产品进检口，8、产品出检口，9、不合格产品堆放区。具体实施方式[0030]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0031]参见图1至2所示，本发明实施例提供一种基于TDLAS的密封瓶罐水气检测装置，具体包括密封瓶罐流水线1，在密封瓶罐流水线1的两侧分别设置有激光发射装置2和激光接收装置3。在本实施例中，激光发射装置2和激光接收装置3均为若干个，若干个激光发射装置2沿着密封瓶罐流水线1的长度方向上均匀排布，每一个激光发射装置2的底部均设有高度可调的安装柱4,若干个所述激光接收装置3均安装在一个高度可调的安装柱4上，每一个所述激光发射装置2均与一个激光接收装置3相对应，安装柱4的高度可调节，可以根据待测密封瓶的大小调整高度，将若干个激光接收装置3均安装在一个高度可调的安装柱4上，每个激光接收装置3安装的方向均与其对应的激光发射装置2相对应。在本实施例中，每一个激光发射装置2均有一个激光接收装置3相对应，相对应的激光发射装置2和激光接收装置3形成一组氧气、水蒸气含量检测装置。在本实施例中，一共有5组检测装置每一组检测装置均包括一个激光发射装置2和一个与之对应的激光接收装置3，当然可以根据实际情况进行增加或减少。每一个激光接收装置4均通过信号线连接到微控制器6的信号输入端上。在密封瓶罐流水线1的外部还设有不合格品剔除装置5,在本实施例中，不合格品剔除装置5可以为可移动的机械臂或机械抓手或只智能机器人等等。通过不合格品剔除装置5与微控制器6的信号输出端进行电性连接，实现对不合格品的移除。[0032]参见图1所示，在本实施例中，密封瓶罐流水线1呈U型结构，激光发射装置2均匀的分布在U型密封瓶罐流水线1的外侧，若干激光接收装置2设置在U型密封瓶罐流水线1的内侧，其中，不合格品剔除装置5也安装在U型密封瓶罐流水线1的内侧。在本实施例中，沿着U型密封瓶罐流水线1的外侧设置有五个激光发射装置2,具体的，U型密封瓶罐流水线1的弧形弯头处设置一个激光发射装置2,弧形弯头的两侧直线段流水线各设置有两个激光发射装置2。在U型密封瓶罐流水线1的内侧设有五个激光接收装置3，五个激光接收装置3均安装在同一个可调节高度的安装柱4上，其中，可调节高度的安装柱4设置在U型密封瓶罐流水线1的弧形弯头的内侧。在U型密封瓶罐流水线1的两条直线流水线上分别设有产品进检口7和产品出检口8，在U型密封瓶罐流水线1上靠近产品出检口8的位置设有不合格产品堆放区9,不合格品剔除装置5设置在U型密封瓶罐流水线1的内侧靠近不合格产品堆放区9的位置。当待测密封瓶被判定为合格品时，不合格品剔除装置5不动作，待测密封瓶继续沿当前流水线进入产品出检口8;当待测密封瓶被判定为不合格品时，不合格品剔除装置5将待测密封瓶移至不合格产品堆放区9。[0033]参见图2所示，在本实施例中，微控制器6包括数据处理单元61、数据存储单元62、数据分析单元63和电机驱动单元64;其中，所述数据处理单元61将激光接收装置传回的数据按照先后顺序，根据计算公式：计算出平均值；并将平均值发送给数据分析单元63;所述数据存储单元62用于存储已抽真空的待灌装密封瓶罐内氧气、水蒸气含量的标准值[，所述数据分析单元63用于将得到的检测数据与标准值：做对比，当：时，则判定为不合格品；当时，则判定为合格品;所述电机驱动单元64用于驱动机械臂5运行。在本实施例中，微控制器6采用嵌入式控制器，可以为ACRS-CON-A型控制器。[0034]在本实施例中，每组检测装置按照密封瓶罐流水线运行的先后顺序，分别测得一组密封瓶罐中氧气、水蒸气含量的含量数据a，根据计算公式：〔在本实施例中，η=5计算出平均值，即为密封瓶罐中待测气体的含量值。[0035]在本实施例中，随机抽取多个在本实施例中，选取20个）已抽真空的待灌装密封瓶作为样本，放到U型密封瓶罐流水线1上通过检测装置进行检测，将样本含量求平均值，得到，将作为标准值。[0036]参见图3所示，本发明实施例还提供一种密封瓶罐中水气含量的检测方法，具体包括以下内容：[0037]将待测密封瓶罐从产品进检口7放入到密封瓶罐流水线1上，随着密封瓶罐流水线的运行进入检测区域，依次经过五组检测装置每一组检测装置均包括一个激光发射装置2和一个与之对应的激光接收装置3，并获得测量值，其中，每一个激光接收装置3即时将测得的数据值经过信号线传输给数据处理单元61，数据处理单元61将五组数据处理后的平均值发送给数据分析单元63,数据分析单元63将得到的平均值与数据存储单元62内存储的标准值进行对比判定，当时，则判定为不合格品；当，时，则判定为合格品;若判定待测密封瓶不合格，电机驱动单元64启动不合格品剔除装置5将密封瓶推至不合格产品堆放区9,进入不合格品区域;若判定待测密封瓶合格，不合格品剔除装置5不动作，待测密封瓶继续沿当前流水线从产品出检口8进入合格品区域图中未标示）。[0038]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

权利要求：1.一种基于TDLAS的密封瓶罐水气检测装置，其特征在于:包括密封瓶罐流水线，在所述密封瓶罐流水线的两侧分别设置有激光发射装置和激光接收装置;所述激光发射装置和激光接收装置均为若干个;若干个所述激光发射装置沿着密封瓶罐流水线长度方向上均匀排布，每一所述激光发射装置均与一个激光接收装置相对应;每一所述激光接收装置均通过信号线连接到微控制器的信号输入端上;在所述密封瓶罐流水线的外部还设有不合格品剔除装置，所述不合格品剔除装置与微控制器的信号输出端进行电性连接。2.根据权利要求1所述的基于TDLAS的密封瓶罐水气检测装置，其特征在于:所述密封瓶罐流水线呈U型结构，若干所述激光发射装置均匀的分布在U型密封瓶罐流水线的外侦U，若干所述激光接收装置设置在U型密封瓶罐流水线的内侧，所述不合格品剔除装置安装在U型密封瓶罐流水线的内侧。3.根据权利要求2所述的基于TDLAS的密封瓶罐水气检测装置，其特征在于:在U型密封瓶罐流水线的两条直线流水线上分别设有产品进检口和产品出检口，在U型密封瓶罐流水线上靠近产品出检口的位置设有不合格产品堆放区，所述不合格品剔除装置设置在U型密封瓶罐流水线的内侧靠近不合格产品堆放区的位置。4.根据权利要求1所述的基于TDLAS的密封瓶罐水气检测装置，其特征在于:每一所述激光发射装置的底部均设有高度可调的安装柱;若干个所述激光接收装置均安装在一个高度可调的安装柱上。5.根据权利要求1所述的基于TDLAS的密封瓶罐水气检测装置，其特征在于:所述微控制器包括数据处理单元、数据存储单元、数据分析单元和电机驱动单元；所述数据处理单元将激光接收装置传回的数据按照先后顺序，根据计算公式计算出平均值ά;并将平均值ί发送给数据分析单元；所述数据存储单元用于存储已抽真空的待灌装密封瓶罐内氧气、水蒸气含量的标准值S;所述数据分析单元用于将得到的检测数据ί与标准值ί做对比，当时，则判定为不合格品；当ά时，则判定为合格品；所述电机驱动单元用于驱动不合格品剔除装置运行。6.根据权利要求4所述的基于TDLAS的密封瓶罐水气检测装置，其特征在于:所述微控制器采用嵌入式控制器，可以为ACRS-CON-A型控制器。7.—种密封瓶罐中水气含量的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：51、将待测密封瓶罐从产品进检口放入到密封瓶罐流水线上，随着密封瓶罐流水线的运行进入检测区域；52、待测密封瓶罐依次经过密封瓶罐流水线上设置的若干组检测装置，每经过一组检测装置均并得到一组测量值，检测装置将测得的数据值即时传输给数据处理单元；53、数据处理单元将若干组数据处理后，获得待测密封瓶罐内水气含量的平均值并将平均值ί传送给数据分析单元；54、数据分析单元将平均值α.与数据存储单元内的标准值ξ进行对比判定，当^时，则判定为不合格品；当a^Λ时，则判定为合格品；S5、若判定待测密封瓶不合格，不合格品剔除装置将密封瓶推至不合格产品堆放区，进入不合格品区域;若判定待测密封瓶合格，不合格品剔除装置不动作，待测密封瓶继续沿当前流水线从产品出检口进入合格品区域。

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