[發(fā)明專利]在線檢測(cè)啤酒灌裝量的裝置及方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010172122.0
• 申請(qǐng)日: 2010-05-14
• 公開（公告）號(hào): CN101823679A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬思樂;陳曉軍;陳國(guó)章;黃彬;付偉;李璐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): B67C3/20
• 分類號(hào): B67C3/20
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在線檢測(cè)啤酒灌裝量的裝置及方法。

背景技術(shù)

在現(xiàn)在的啤酒生產(chǎn)線上，對(duì)灌裝量的檢測(cè)是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。灌裝量都有著嚴(yán)格的要求，灌裝量不合格的產(chǎn)品如果流入市場(chǎng)，就會(huì)損害生產(chǎn)廠家的形象，侵害消費(fèi)者的利益，這是一定要避免的。

目前國(guó)內(nèi)多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)在灌裝量的二次檢測(cè)上是由人工來完成的，工人工作單調(diào)，容易造成視覺疲勞，檢測(cè)的速度和精度難以滿足36000瓶/小時(shí)、72000瓶/小時(shí)高速生產(chǎn)線的要求。國(guó)內(nèi)灌裝量在線檢測(cè)設(shè)備市場(chǎng)基本上被德國(guó)和美國(guó)企業(yè)所壟斷，價(jià)格昂貴。研制擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的啤酒灌裝量在線檢測(cè)設(shè)備具有重要意義，不僅可滿足國(guó)內(nèi)啤酒生產(chǎn)企業(yè)對(duì)該設(shè)備的急需，提高其在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)能力，而且可有效抑制國(guó)外同類產(chǎn)品的的價(jià)格。作為具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的灌裝量在線檢測(cè)設(shè)備，還有出口創(chuàng)匯的可能性。

國(guó)外較早的開展了灌裝量在線檢測(cè)系統(tǒng)的研究。他們應(yīng)用伽瑪射線、X射線、機(jī)器視覺、紅外線吸收、超聲波等各種現(xiàn)代化實(shí)用技術(shù)，已經(jīng)開發(fā)應(yīng)用了灌裝量在線檢測(cè)設(shè)備。其主要的設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)像德國(guó)KRONES、德國(guó)HEUFT、德國(guó)MIHO和美國(guó)filtec主要采用X射線技術(shù)檢測(cè)灌裝量。而國(guó)內(nèi)少數(shù)相關(guān)研究單位主要采用機(jī)器視覺進(jìn)行瓶?jī)?nèi)灌裝量的檢測(cè)，啤酒灌裝量在線檢測(cè)設(shè)備多數(shù)僅停留在研制階段。

伽瑪射線、X射線是對(duì)人體有害的，這就限制了它們的應(yīng)用；機(jī)器視覺檢測(cè)方案成本昂貴，圖像處理技術(shù)很少單獨(dú)用于灌裝量檢測(cè)，而多用于驗(yàn)瓶機(jī)設(shè)備檢測(cè)，并且要求檢測(cè)容器必須帶有一定的透光性；紅外線檢測(cè)和超聲波檢測(cè)技術(shù)的檢測(cè)精度都相對(duì)不高。另外，啤酒灌裝封蓋后在第二次檢測(cè)時(shí)還存在泡沫，當(dāng)泡沫轉(zhuǎn)換成啤酒后，會(huì)使液位有所上升，以上技術(shù)方案比較難以對(duì)泡沫的影響做出很精確的補(bǔ)償處理。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，現(xiàn)采用以下技術(shù)方案：

一種在線檢測(cè)啤酒灌裝量的裝置，它包括依次連接的高頻信號(hào)源模塊、高頻電場(chǎng)模塊、高頻信號(hào)處理模塊和智能處理模塊；其中，所述高頻電場(chǎng)模塊與待檢測(cè)啤酒瓶相對(duì)應(yīng)。

所述高頻信號(hào)處理模塊包括依次連接的諧振放大電路、集成放大電路、峰值檢波電路和電壓轉(zhuǎn)換電路，所述電壓轉(zhuǎn)換電路還與智能處理模塊相連。

所述智能處理模塊包括微處理器，所述微處理器分別與A/D轉(zhuǎn)換模塊、泡沫補(bǔ)償模塊、人機(jī)交互模塊、剔除處理模塊和報(bào)警處理模塊連接。

所述高頻信號(hào)源模塊為高頻信號(hào)發(fā)射電路，其利用12V電源供電。

所述高頻電場(chǎng)模塊由相對(duì)應(yīng)的發(fā)射極板和接收極板組成，所述發(fā)射極板和接收極板位于待檢測(cè)啤酒瓶的瓶頸兩側(cè)2-3cm處，兩極板的距離為7-8cm，兩級(jí)板的材料是1mm厚度的銅板，尺寸為長(zhǎng)3-5cm,寬2-3cm。

一種在線檢測(cè)啤酒灌裝量的方法，該檢測(cè)方法包括以下步驟：

step1：首先高頻信號(hào)發(fā)射電路將產(chǎn)生的電壓信號(hào)傳送給發(fā)射極板；

step2：接收到電壓信號(hào)的發(fā)射極板與其相對(duì)應(yīng)的接收極板組成了一個(gè)高頻電場(chǎng)；

step3：當(dāng)有待檢測(cè)容器進(jìn)入該高頻電場(chǎng)時(shí)，接收極板將接收到高頻小信號(hào)；

step4：高頻小信號(hào)由接收極板送入高頻信號(hào)處理電路；

step5：高頻信號(hào)處理電路對(duì)高頻小信號(hào)進(jìn)行調(diào)諧放大、集成放大、峰值檢波和電壓轉(zhuǎn)換后，輸出直流電壓信號(hào)；

step6：微處理器控制A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)直流電壓信號(hào)進(jìn)行采樣，之后對(duì)處理后的數(shù)值進(jìn)行泡沫補(bǔ)償；

step7：將補(bǔ)償后的數(shù)值與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，如果誤差在設(shè)定的范圍內(nèi)，則該瓶啤酒灌裝量合格，瓶子進(jìn)入生產(chǎn)線的下一個(gè)環(huán)節(jié)；當(dāng)誤差在設(shè)定范圍之外時(shí)，啟動(dòng)剔除處理模塊對(duì)不合格瓶子進(jìn)行剔除。

在所述step1中，高頻信號(hào)發(fā)射電路利用晶體振蕩電路，產(chǎn)生頻率和幅值穩(wěn)定的正弦電壓信號(hào)。

在所述step6中，所述泡沫補(bǔ)償是對(duì)泡沫消失后的電壓值進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償方法是，采用線性回歸分析和最小二乘估計(jì)建立泡沫消失后的電壓值與含有泡沫時(shí)的電壓值之間的關(guān)系表達(dá)式，利用該表達(dá)式求出泡沫消失后的電壓值的估計(jì)值，該估計(jì)值即是補(bǔ)償之后的電壓值，所述表達(dá)式為：

??

其中，，，，是泡沫消失后電壓值的估計(jì)值，是泡沫消失前的電壓值，為泡沫消失前的第個(gè)樣本觀察值，為泡沫消失后的第個(gè)樣本觀察值，為泡沫消失前的個(gè)樣本觀察值的均值，為泡沫消失后的個(gè)樣本觀察值的均值，為泡沫消失前和泡沫消失后的個(gè)樣本觀察值的乘積和。