CN102607703B - 小型药剂制品的检测设备 - Google Patents

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Abstract

一种小型药剂制品的检测设备，包括：引导装置、加热元件、红外传感器和评估单元，所述引导装置用于分别导运受传送的药片或胶囊，它限定了一个预设的药片通道；所述加热元件设计成一个加热板，安装在引导装置的区域内；所述红外传感器用来检测红外范围内的辐射，设置在加热元件的对面，这样所述药片通道就设为穿过加热元件和红外传感器之间；所述评估单元连接到所述红外传感器上，设为对红外传感器的实际测量值与至少一个预设的标准测量值进行比较。

Description

小型药剂制品的检测设备
技术领域
本发明涉及一种如药片或胶囊的小型药剂制品的检测设备。
背景技术
当向瓶子或其它容器填充药片或胶囊时，需要执行的重要功能是对药片或胶囊进行计数，并筛选出不合格的药片或胶囊。商用系统采取不同的技术运作此功能。
通过对影像进行适当的评估，彩色摄像机可以检测到颜色不正或破损的药片或胶囊。然而，由于药片或胶囊经由摄像机时会产生连续移动，所以需要高度复杂的评估软件。同时为了得到锐聚焦图象，也需要花费相当大的能量以提供足够的照明。
只要药片或胶囊穿过电容式传感器，并不需要直接接触，电容式传感器就可计算药片或胶囊的重量。根据此数据就有可能判断出药片或胶囊是否完好无损。然而，电容式传感器对振动敏感，并且对介入的电场以及药片或胶囊的水分含量也很敏感。
发明内容
本发明的目的是提供一种小型药剂制品的检测设备，要解决的技术问题是使其不仅坚固耐用并且设计简单，可用于不同类型和形式的产品上。
为解决上述技术问题，本发明一种小型药剂制品的检测设备包括：引导装置、加热元件、红外传感器和评估单元，所述引导装置用于分别导运受传送的药片或胶囊，它限定了一个预设的药片通道；
所述加热元件设计成一个加热板，安装在引导装置的区域内；
所述红外传感器用来检测红外范围内的辐射，设置在加热元件的对面，这样所述药片通道就穿过加热元件和红外传感器之间；
所述评估单元连接到所述红外传感器上，设为对红外传感器的实际测量值与至少一个预设的标准测量值进行比较。
使用上述布置可以快速而可靠的分别检测受传送的药片或胶囊的颜色、形状以及完整性。设备对外部影响具有极大的耐受性，可用于不同形状和大小的药片和胶囊。
加热元件优选与引导装置是可分离式或者单独设置，这样就增加了设备的可靠性。
为了优化测量结果，加热元件的温度优选为可调节的。
为了使加热元件温度均匀且容易受热，加热元件优选为由金属制成，进一步优选为由铝制成。
因为光滑的金属通常有一个相对较低的发射值，加热元件优选在朝向药片通道的表面上涂有一层高发射值的非金属涂层。因为非金属的发射值几乎不取决于温度和波长，这就提供了额外的优势。
为了防止可能由于加热元件的高温引起的对药片或胶囊的损害，红外透光片优选由红外透光玻璃制成，可设置在加热元件和药片通道之间。
为了对红外传感器的视野进行精确的调整，并且使设备能够检测不同大小的药片，视野光圈优选设置在加热元件和药片通道之间。
红外传感器优选包括一个可调整视野大小的配套镜头。
红外传感器和视野之间的距离取决于产品的形状，优选为20至50毫米。
相关视野取决于产品的形状和类型，其变动范围在25mm2至1000mm2之间。
由红外传感器测出的实际测量值通常为温度值。这些温度值优选由红外线感应器检测从整个视野区域接收到的红外辐射，因此它们代表了平均温度值。
在优选的实施方式中，红外传感器测出一个连续的温度曲线，可以按照预设的标准与相应的标准温度曲线进行比较。
在优选的实施方式中，引导装置是一个振动槽。引导装置也可以设计成一个非振动或振动斜槽。
本发明与现有技术相比，可对药片或胶囊等小型药剂制品进行可靠而稳定的检测，并在它们进入药瓶或者容器之前迅速的对其进行计数。
附图说明
本发明附加的优势和特点，可参照附图从后面的具体实施方式中获得：
图1是本发明小型药剂制品的检测设备全部组件的示意图；
图2是本发明小型药剂制品的检测设备第一个实施例的前部的示意图；
图3是本发明小型药剂制品的检测设备第二个实施例的侧部的示意图；
图4是本发明小型药剂制品的检测设备测量原理示意图；
图5是本发明表示药片直径和每秒检测出的药片数量之间的关系曲线图；
图6是本发明一个红外传感器实际测量值的可能曲线示意图；
图7是本发明表示在一种不同结构条件下红外传感器的理论预期测量结果示意图；
图8是本发明表示在另一种不同结构条件下红外传感器的理论预期测量结果示意图；
图9是本发明表示在又一种不同结构条件下红外传感器的理论预期测量结果示意图；
图10是本发明表示红外传感器对一个完整的药片和一个破损的药片所记录的实际测量值。
具体实施方式
图1是本发明小型药剂制品(药片或胶囊)的检测设备全部组件的示意图。为简便起见，以下使用词语“药片”代替词语“小型药剂制品”。该设备包括一个引导装置2，用于分别导运受传送的药片4，它限定了一个预设的药片通道A，沿此通道药片4被向前传送。引导装置2可以设计成一个振动槽，如图2所示。在此实施例中，引导装置可以包括V形槽5，例如图2所示，所述V形槽5包含垂壁部分6，以确保药片4准确的导出。另外，引导装置2可以设计为振动或者非振动斜槽，这样产品可通过一个传输装置7如振动槽进行接连不断的供应，如图3所示。
药片的检测设备包括一个加热元件8，所述加热元件8被均匀加热到预设温度。加热元件的温度优选为40-80℃，进一步优选为50-70℃。加热元件8优选由一种具有良好的导热性能的金属组成，如铝，并由电阻丝直接加热。另外，加热元件8也可以通过感应或红外线辐射进行非接触加热。
加热元件8可以被设定到一个适合设备的温度，并且优选为支持以某种方式从引导装置2上分离开，因为这样可使它不受到振动。如此实施例所示，加热元件8设计成一个加热板。重要的一点是，加热元件8应该有尽可能均匀的温度，从而在朝着药片通道A的表面上发出尽可能最均匀的红外辐射。在所有实施例中，加热元件8都设置在引导装置2的区域内。
本发明加热元件8的红外辐射应尽可能强烈。因为金属具有相对较低的发射值ε，所以在加热元件朝着药片通道A的表面上优选涂有一层具有高发射率的非金属涂层。该涂层可由耐热的哑光黑漆构成，并且涂层的发射值ε优选为大于0.9，进一步优选为大于0.95。
加热元件8的对面设有红外传感器(IR传感器)10，用来检测红外线范围内的辐射，其中，药片通道A穿过加热元件8和红外传感器10之间。红外传感器10优选为包括配套镜头12，这使得它可以沿药片通道A来调节二维视野的大小(尤其见图4)。在优选的实施方式中，根据用途需要，红外传感器10和视野14的距离为20-50mm，并且视野14范围根据应用需要在25mm2至1,000mm2之间变动。红外传感器10可装配防尘和压缩空气净化装置(图中未显示)。红外传感器10最好具备仅仅几毫秒的极快反应时间。如有必要，可在红外传感器10和视野14之间的区域环绕一个外罩以阻挡外来辐射。然而实验表明，即使没有额外的外罩保护，设备的功能也几乎不会受到损害。
利用红外传感器10进行测量的背景原理如下：根据温度和材料的组成，每个人会发出不同强度和波长的红外辐射。红外传感器10能够记录视野14在朝着红外传感器10方向的整个区域所发出的红外辐射实际值，并能及时从那组数据中确定任何预设点的平均温度。
从图4可以看出，有无穷多个发射点指向预设的温度T1-Tn，这些发射点在每一刻及时的呈现在视野14中。当一个“冷”药片4(通常在20-22℃)穿过视野14时，加热元件8将有部分被药片4遮挡，这样红外传感器10将会记录一个明显不同的实际测量值。
如图1所示，一个评估单元16用于对红外传感器10的实际测量值和至少一个预设的标准测量值进行比较。这种比较的更多细节将会在下面作进一步讨论。
所述评估单元16也可以设置为通过一个筛选装置18将被分类成“坏的”药片4分拣出来，如图1实施例所示的其作为一个鼓风喷嘴。
由于加热元件8产生相当大的热量，因此优选为红外透光片20拥有尽可能低的导热性，并设置在加热元件8和药片通道A之间。例如，所述红外透光片20可以由红外透光玻璃构成。如图2和3所示，红外透光片20可以是用于药片4的引导装置2的一部分，药片4在红外透光片20上的运动是以直接移动或者在其上直接滑动的方式。
为了对视野14进行精确的调节，视野光圈22优选为设置在加热元件8和药片通道A之间，进一步优选为设置在加热元件8和红外透光片20之间。如有必要，通过调节视野光圈22可以使设备优化以用于各种大小和形状的受检药片成为可能。
参照图1和图4，现在将以简要的形式描述检测测量过程。药片4沿着引导装置2被传送至前或者沿着引导装置2滑落，优选为传送速度v几乎均匀，相邻药片之间的距离b大致相同，且温度几乎是恒温(优选为20-22C范围内)。如有必要，药片4也穿过可被视野光圈22限定的视野14。当药片4经过视野14时，冷药片4在加热元件8的局部投射了一层阴影。这时由红外传感器10检测，并利用评估单元16将红外传感器10的实际测量结果与已知标准测量值进行比较。如果在实际测量值和标准测量值之间有明显差异，就会触发一个误差信号，从而激活筛选装置18。
图5显示了实施例中各种大小的药片以一定的速度v，如0.17米/秒传送时所检测到的药片通过量。由此可见，当药片的直径增大时，每秒所检测的药片4数量也随之减少。
图6显示了实施例中红外传感器10的实际测量值的信号曲线。首先，红外传感器10测出了沿着稳定水平区域24移动的一个信号，对应于加热元件8的恒定参考温度TW。当药片4进入视野14区域时，红外传感器10检测到红外辐射的信号强度降低，对应于药片4对加热元件8的遮挡增加(区域26)。只要药片4完全在视野14范围内，红外感应器10的信号就会达到一个最小值或者较低水平区域28。只要药片4开始再次离开视野14时，红外感应器10接收的信号就开始增加(区域30)。于是当红外感应器10的实际测量值再次达到一个稳定水平区域32时，对应于加热元件8的温度保持恒定。
红外传感器10的实际测量值可被记录，并可采用多种方法进行评估。通常，仅在药片4完全位于视野14内的期间(区域28)执行评估。一旦药片4到达视野14内，就会引起预设的温度变化，这种温度变化可被用作一个触发信号c，触发信号c可能伴随着一个预设时间的延迟。这种触发信号也可以被用来提供一种计数功能，且与预设的时间延迟一起去激活筛选功能。
如前所述，测量结果是视野14的整个表面之上的平均温度值。例如根据图6所示的这类图，就有可能使用X轴(时间t)区域28内的最小信号水平，或者整体在部分或整个区域28的信号之下作为一个判断标准。当实际测量值在可预设的特定公差值T1，T2之外时，相应的片剂4就被筛选出来。参考信号的标准测量值可以通过对一个好的药片4或者一系列好的药片4进行运行测试而产生。相应的标准测量值也可以通过使用软件获得。
所述测量是相对测量，这就意味着任何温度偏差对测量没有影响。因此测量也就有可能抵消红外传感器10上少量尘埃的影响。此外，例如当连续操作期间药片4或引导装置2的温度发生变化时，通过重新调节加热元件8的温度，可使药片4和加热元件8之间的温差保持恒定。
为了确保不同颜色、不同形状以及破损的药片可以被可靠地检测出来，视野14的表面积与药片4的表面积之比应当小于3∶1，但是视野14应当始终至少和药片4本身一样大。
图7-9表示不同条件下红外传感器10的几个理论测量曲线图。从图的右侧可以看出，图7和图8中视野14的表面积约为药片4表面积的2.5倍。实线显示了预计是完整的药片4通过红外传感器10的实际测量值的理论曲线，而虚线显示了理论上预计是半粒药片4的实际值。图8也是如此，药片4穿过仅仅是视野14的最低部，因此温度测量曲线最小值的长度就会减小。图9显示了视野14与药片4的大小相等的情况。在这里我们可以看出，尽管曲线也包含了相对尖锐的最小值，但是一个完整的药片和半粒药片之间的信号高度差异比前两个图要大。
图10显示了一个实际测得的温度曲线，其中首次最小值表明是一个完整的药片4，其中的第二次最小值表明是一个破损的半粒药片4。对于信号水平和最小值水平的长度来说，其偏差是明显的。
在引导装置2为振动槽的实施例中(图2)，药片4沿药片通道A的速度可以设置为保持相对稳定，这就使得检测更加容易，然而在图3所示的实施例中，当药片穿过斜槽时，药片4沿药片通道A的速度也会稍微增加。如图2所示的实施例中，振动槽的振动反过来会引起药片4的抖动，这就可能转而导致一定的测量误差。在图3所示的实施例中，非振动斜槽可以避免这种情况。然而，以上描述的所有变量对本发明的测量结果几乎没有任何影响，这就要归功于坚固耐用的设计，并且当为“好的”药片设立公差界限值时，也可以将这些变量考虑进去。
通过使用本发明的设备，大多数破损的药片、颜色不正的药片以及形状错误的药片都能够被检测到。它也适用于药片计数。在存在多轨引导装置2的实施例中，应该给引导装置2的每个轨道提供一个单独的红外传感器10。
这样就有可能对药片4进行可靠而稳定的检测，并在它们进入相关的瓶子或者容器之前迅速的对其进行计数。

Claims (16)

1.一种小型药剂制品的检测设备，包括引导装置（2）、加热元件（8）、红外传感器（10）和评估单元（16），其特征在于：
所述引导装置（2）用于分别导运受传送的药片（4）或胶囊，它限定了一个预设的药片通道（A）；
所述加热元件（8）设计成一个加热板，安装在引导装置（2）的区域内；
所述红外传感器（10）用来检测红外范围内的辐射，设置在加热元件（8）的对面，这样所述药片通道（A）就穿过加热元件（8）和红外传感器（10）之间；
所述评估单元（16）连接到所述红外传感器（10）上，设为对红外传感器（10）的实际测量值与至少一个预设的标准测量值进行比较。
2.根据权利要求1所述的小型药剂制品的检测设备，其特征在于其中加热元件（8）与引导装置（2）设置为可分离式。
3.根据权利要求1所述的小型药剂制品的检测设备，其特征在于其中加热元件（8）的温度是可调节的。
4.根据权利要求1所述的小型药剂制品的检测设备，其特征在于其中加热元件由金属制成。
5.根据权利要求4所述的小型药剂制品的检测设备，其特征在于其中加热元件由铝制成。
6.根据权利要求1所述的小型药剂制品的检测设备，其特征在于其中加热元件（8）在朝着药片通道（A）的表面上涂有一层具有高发射率的非金属涂层。
7.根据权利要求1所述的小型药剂制品的检测设备，其特征在于其中红外透光片（20）设置在加热元件（8）和药片通道（A）之间。
8.根据权利要求7所述的小型药剂制品的检测设备，其特征在于其中红外透光片（20）由红外透光玻璃制成。
9.根据权利要求1所述的小型药剂制品的检测设备，其特征在于其中视野光圈（22）设置在加热元件（8）和药片通道（A）之间。
10.根据权利要求1所述的小型药剂制品的检测设备，其特征在于其中红外传感器（10）包括配套镜头（12），所述配套镜头（12）用来调整红外传感器（10）的视野（14）的大小。
11.根据权利要求1所述的小型药剂制品的检测设备，其特征在于其中红外传感器（10）和红外传感器（10）所设定的视野（14）之间的距离为20至50毫米。
12.根据权利要求1所述的小型药剂制品的检测设备，其特征在于其中红外传感器（10）所设定的视野（14）的大小在25mm2到1000mm2之间。
13.根据权利要求1所述的小型药剂制品的检测设备，其特征在于其中红外传感器（10）的实际测量值是温度测量值。
14.根据权利要求13所述的小型药剂制品的检测设备，其特征在于其中红外传感器（10）的实际测量值形成一个温度曲线。
15.根据权利要求1所述的小型药剂制品的检测设备，其特征在于其中引导装置（2）是振动槽。
16.根据权利要求1所述的小型药剂制品的检测设备，其特征在于其中引导装置（2）是一个斜槽。
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