CN104614043B - 一种用于检测密封罐内液位的检测系统及生产线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于检测密封易拉罐内液位的检测系统及生产线的技术方案，该方案包括X射线发射模块，X射线接收模块，系统处理模块，系统显示模块，系统剔除模块，光电定位模块，系统操作模块，所述X射线发射模块、X射线接收模块、系统处理模块、系统显示模块、系统剔除模块、光电定位模块及系统操作模块之间为电连接。使用本发明能够实现对密封灌装易拉罐内液位的非接触在线检测，检测速度快而且准确，能够满足易拉罐的高速大规模生产。

Description

一种用于检测密封罐内液位的检测系统及生产线

技术领域

本发明涉及的是液位检测技术领域，尤其是一种用于检测密封易拉罐内液位的检测系统及生产线。

背景技术

易拉罐饮料生产线生产速度较快，传输速度高，生产企业担心有灌装不足的易拉罐流入市场，引起消费者的投诉，给企业的形象造成不良的影响，因此，需要对易拉罐内的液位进行检测，且一般采用抽检的方式进行检测，但因密封的易拉罐液位不可见，检测困难，导致人们不能及时发现灌装不足的问题，经常会出现灌装不足的易拉罐流入市场后才会被发现的现象，这就会造成企业大量的损失，因此有必要进行在线的检测。现有技术中采用的非接触在线检测方式是称重和成像，但是称重检测的速度较慢，无法满足高速生产线，且在进入称重面时容易使罐子倾倒，成像检测方法虽然可靠，但是成本极高。这就是现有技术所存在的不足之处。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种用于检测密封易拉罐内液位的检测系统及生产线的技术方案，使用本发明能够实现对密封灌装易拉罐内液位的非接触在线检测，检测速度快而且准确，能够满足易拉罐的高速大规模生产。

本方案是通过如下技术措施来实现的：一种用于检测密封易拉罐内液位的检测系统，包括

X射线发射模块，用于向被检测的易拉罐发送X射线；

X射线接收模块，用于接收从被检测的易拉罐透过的X射线；

系统处理模块，对X射线接收模块接收到的X射线信号进行分析处理并将信号反馈到系统显示模块中，同时还控制系统剔除模块的动作；

系统显示模块，用于显示所述系统处理模块处理后的数据，

系统剔除模块，接收系统处理模块发送的指令并将液位不符合标准的易拉罐剔除；

光电定位模块，对运动中的易拉罐进行定位；

系统操作模块，实现对上述各个模块之间的数据交互；

所述X射线发射模块、X射线接收模块、系统处理模块、系统显示模块、系统剔除模块、光电定位模块及系统操作模块之间为电连接。

本发明的进一步改进还有，所述X射线发射模块内设置有高压电源和X射线发射管，通过在X射线发射管的钨丝和靶面端加高压，在高压的作用下产生高速运动的电子，使其单向击中靶面，使靶面产生软X射线。

本发明的进一步改进还有，所述软X射线的发射角为20°，X射线发射模块的发射端与X射线接收模块的接收端之间的距离小于100mm。

本发明的进一步改进还有，所述X射线接收模块内设置有高压电源和光电倍增管，光电倍增管将接收到的X射线发射模块发射的X射线并能够将接收到的X射线转换产生脉冲信号，通过对单位时间内光电倍增管产生的脉冲数来判断液位是否存在。

本发明的进一步改进还有，所述X射线发射模块和X射线接收模块相匹配的固定在移动架上，所述系统处理模块、系统显示模块和系统操作模块相匹配的固定在固定架上，所述移动架上设置有第一锥齿轮，该第一锥齿轮上设置有与固定架上的丝杠相匹配的螺母，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮相啮合，所述第二锥齿轮上设置有手柄轴。

本发明的进一步改进还有，所述固定架上设置有与所述移动架相匹配的导向机构，所述导向机构为导向轴，该导向轴的两端分别固定在固定架上。

本发明的进一步改进还有，所述移动架的下部设置有锁紧机构，所述锁紧机构包括锁紧环和锁紧螺栓，锁紧螺栓上连接有可调紧定手柄。

本发明的进一步改进还有，所述手柄轴上套装有计数器。

一种利用所述的检测系统检测密封易拉罐内液位的生产线，包括用于运输密封易拉罐的输送装置，所述X射线发射模块和X射线接收模块相匹配的设置在被检测的易拉罐的两侧，所述X射线的发射高度与待检测易拉罐达标液位的高度对应，所述光电定位模块、X射线发射模块及系统剔除模块沿着输送装置的输送方向依次设置。

本发明的进一步改进还有，运动的易拉罐触发所述光电定位模块，光电定位模块记录易拉罐的位置信息，当易拉罐运动到液位检测系统的检测区域时，X射线发射模块向易拉罐发射软X射线，X射线接收模块接收穿透易拉罐射线的脉冲信号，并反馈到系统处理模块，系统处理模块把检测数据反馈到系统显示模块并通过系统操作模块进行数据参数交互，当液位低于正常液位0.7mm-1.5mm之间，启动系统剔除模块将该生产线上不符合液位标准易拉罐剔除出来，液位符合标准的易拉罐会按照原运动方向向前运动。

本发明实现了对密封的易拉罐内液位的非接触在线检测，通过X射线发射模块向被检测的易拉罐发射X射线，X射线接收模块接收从被检测的易拉罐透过的X射线，系统处理模块对X射线接收模块接收到的X射线信号进行分析处理并将信号反馈到系统显示模块中，同时还控制系统剔除模块的动作，将液位不符合标准的易拉罐剔除，实现了对灌装易拉罐生产线上的每一个易拉罐都进行非接触非破坏性的非接触在线检测，保证了企业生产的灌装质量，避免了企业损失和不良影响。与现有技术相比，这种非接触在线检测易拉罐液位的方式不仅检测速度快，检测结果准确，而且器其检测成本明显低于成像，检测过程中不需要人工进行操作，完全实现了自动化检测，而且检测的结果会通过系统显示模块清楚的显示出来，能够满足易拉罐的高速大规模生产。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

图1为本发明的工作原理图。

图2为本发明的立体图1。

图3为本发明的立体图2。

图4为图2的主视图。

图5为图2的俯视图。

图6为图2的左视图。

图7为本发明移动架的结构示意图。

图8为图7的俯视图。

图9为图7的A-A的剖视结构示意图。

图10为图7的B-B的剖视结构示意图。

图11为图9的Ⅱ部放大图。

图12为图10的Ⅰ部放大图。

图中，1为箱体，2为双孔夹块，3为六角头螺栓，4为弹簧垫圈，5为平垫圈，6为气管，7为上移动板，8为控制箱部件，9为气源处理部件，10为三角形支架，11为六角头螺栓，12为平垫圈，13为高压电源，14为发射端部件，15为平垫圈，16为弹簧垫圈，17为六角螺母，18为固定环，19为接收端部件，20为气源固定板，21为沉头螺钉，22为平垫圈，23为六角头螺栓，24为弹簧垫圈，25为四孔夹板，26为气管，27为气管，28为六角头螺栓，29为弹簧垫圈，30为平垫圈，31为下固定板，32为连接板，34为六角螺母，35为六角头螺栓，36为支柱，37为平垫圈，38为六角头螺栓，39为下移动板，40为方管塞头，42为平垫圈，43为弹簧垫圈，44为六角头螺栓，45为六角头螺栓，46为双孔夹块，47为手柄，48为六角头螺栓，49为弹簧垫圈，50为平垫圈，51为可调紧定手柄，52为平垫圈，53为锁紧螺栓固定板，54为锁紧环，55为导向轴，56为滑动膜，57为滑动膜套，58为第二锥齿轮，59为丝杠，60为第一锥齿轮，61为法兰轴承，62为垫圈，63为轴用弹性挡圈，64为六角头螺栓，65为平垫圈，66为弹簧垫圈，67为紧定螺钉，68为平键，69为轴用弹性挡圈，70为垫圈，71为六角头螺栓，72为法兰轴承，73为菱形轴座，74为轴环，75为手柄轴，76为计数器，77为为套筒，78为端面轴承，79为系统剔除模块，80为X射线发射模块，81为输送带，83为X射线接收模块，84为光电定位模块，85为系统处理模块，86为系统显示模块，87为系统操作模块，88为水平支臂，89为竖直支臂，90为水平支臂安装板，91为上固定板。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。

一种用于检测密封易拉罐内液位的检测系统，包括

X射线发射模块80，用于向被检测的易拉罐发送X射线；

X射线接收模块83，用于接收从被检测的易拉罐透过的X射线；

系统处理模块85，对X射线接收模块83接收到的X射线信号进行分析处理并将信号反馈到系统显示模块86中，同时还控制系统剔除模块79的动作；

系统显示模块86，用于显示所述系统处理模块85处理后的数据，处理的易拉罐的个数以及不合格并剔除的易拉罐的个数；

系统剔除模块79，接收系统处理模块85的发送指令并将液位不符合标准的易拉罐剔除；

光电定位模块84，对运动中的易拉罐进行定位；

系统操作模块87，实现对上述各个模块之间的数据交互；

所述X射线发射模块80、X射线接收模块83、系统处理模块85、系统显示模块86、系统剔除模块79、光电定位模块84及系统操作模块87之间为电连接。

X射线发射模块80包括箱体1，箱体1内安装有发射端部件14：高压电源1和X射线发射管，通过平垫圈15、弹簧垫圈16、六角螺母17和固定环18将高压电源13和X射线发射管固定在箱体1的内壁上，发射端部件由专门的厂家生产，质量可以保证，发射管的具体参数为：管电压50kV，管电流0-1mA，最大功率50W，灯丝特性50kV/1mA≈1.7A，灯丝电压≈2.0V，X光辐射角20°。本发明中， X射线发射模块产生X射线的方法与现有技术有明显的不同，本发明采用高压激发X射线发射管内的灯丝，使灯丝上有电流通过，其实质是自由电子的定向移动，使得灯丝中的电子、原子核等微粒的平均速度加快，能量增加。从微观的角度上分析，电子从基态跳到激发态，或从能量较少的激发态跳迁到能量较多的激发态，由电能转化成内能，从而使得灯丝的温度升高。当温度高到一定程度，一般在1000摄氏度左右，就能发光，最初产生的是红外线，当温度高继续升高到一定值时，就能发出X射线。这种产生X射线的方式，只在设备运行时有X射线产生，当设备不工作时，没有X射线产生，因此不会对人体造成伤害。

所述X射线接收模块83包括箱体1，箱体1内安装有接收端部件19：高压电源和光电倍增管，箱体1通过六角头螺栓3、弹簧垫圈4和平垫圈5固定在水平支臂88上。

本发明中，产生X射线的粒子,不采用放射源，通过在钨丝和靶面端加高压，产生的软X射线粒子的方向性很强，发射角为20°，X射线发射模块80的发射端与X射线接收模块83的接收端之间的距离小于100mm，因此可以将辐射面控制在一个直径不到36mm的圆形区域，这个区域完全在检测装置的有效保护范围内，而且产生的软X射线离子满足五类射线的标准，并且属于能量最低的那种，不会对人体产生伤害。

本发明中，X射线接收模块83采用采用高压电源和光电倍增管的方式进行接收，光电倍增管接收X射线产生的粒子时会产生荧光，经过光电效应后会产生电信号，如果接收的粒子越多，光电倍增管产生的脉冲信号就越多，粒子越少，产生的脉冲信号就越少，因而通过对单位时间的脉冲数的判断就可以知道液位是否存在。

所述X射线发射模块80、X射线接收模块83、系统处理模块85、系统显示模块86和系统操作模块87相匹配的固定在支架上。所述支架包括移动架和固定架，所述移动架上设置有第一锥齿轮60，该第一锥齿轮60上设置有与固定架上的丝杠59相匹配的螺母，所述第一锥齿轮60与第二锥齿轮58相啮合，所述第二锥齿轮58上设置有手柄轴75。手柄轴75带动第二锥齿轮58做旋转运动，相应的驱动第一锥齿轮60做旋转运动，从而使螺母带动第一锥齿轮60沿着丝杠59做上下运动，也可以在第一锥齿轮60内设置与丝杠相匹配的螺纹。

本发明中，所述固定架包括竖直支臂89，所述竖直支臂89的底部固定有三角形支架10，一方面具备对各个模块的承重功能，另一方面使整个检测装置更加稳固，三角形支架10的下部还设置有万向轮，能够方便的在检测现场进行移动；竖直支臂89上设置有上固定板91和下固定板31，并分别通过平垫圈42、弹簧垫圈43、六角头螺栓45和双孔夹块46进行固定。本发明中，系统剔除模块79采用的是气压缸，在所述竖直支臂89上固定有为所述气压缸提供压缩空气的起源处理部件，该气源处理部件通过气源固定板20、沉头螺钉21、平垫圈22和六角头螺栓23进行固定，并且在气源处理部件9上连接有气管26和气管27。

所述固定架上设置有与所述移动架相匹配的导向机构，所述导向机构包括两根导向轴55，所述导向轴55的两端分别固定在上固定板91和下固定板31上，具体的为，导向轴55两端通过六角头螺栓28、弹簧垫圈29、平垫圈30固定在上固定板91和下固定板31上。

所述移动架包括上移动板7、下移动板39和水平支臂88，X射线发射模块80与X射线接收模块83相匹配的固定在水平支臂88上，具体的为，通过双孔夹块2、六角头螺栓3、弹簧垫圈4和平垫圈5进行固定。所述两根导向轴55上套接有两个滑动膜套57，滑动膜套57内设置有滑动膜56，所述上移动板7卡接在所述两个滑动两个滑动膜套57的上端，所述下移动板39卡接在所述两个滑动膜套57的上端，所述上移动板7与下移动板39上设置有与所述竖直支臂89相匹配的移动孔，所述上移动板7和下移动板39的相同侧固定有水平支臂安装板90，用于安装水平支臂88，具体的，通过平垫圈42、弹簧垫圈43和六角头螺栓44进行固定，所述上移动板7和下移动板39的另一侧固定有连接板32，具体的，通过六角头螺栓64、平垫圈65和弹簧垫圈66进行固定，这样，上移动板7、下移动板39、水平支臂安装板90和水平支臂88构成一个整体并且能够沿着导向轴55做上下移动。

本发明中，所述丝杠59位于两根导向轴55之间且依次穿过所述上固定板91、上移动板7、下移动板39和下固定板31，所述丝杠59与上固定板91、下固定板31之间为可转动的连接，所述丝杠59与上移动板7、下移动板39之间为间隙配合；所述第一锥齿轮60的内表面与丝杠59的外表面之间为螺纹配合连接，所述第一锥齿轮60的外部通过通过法兰轴承61、垫圈62和轴用弹性挡圈69与上移动板7连接；所述第二锥齿轮58通过平键68和紧定螺钉67固定在手柄轴75上，该手柄轴75穿过所述连接板32并且在手柄轴75的端部固定有手柄47，所述手柄轴75与所述连接板32为间隙配合。操作手柄47转动，手柄47带动手柄轴75做旋转运动，手柄轴75带动第二锥齿轮58做旋转运动，第二锥齿轮58与第一锥齿轮60相啮合并带动第一锥齿轮60做旋转运动，因第一锥齿轮60的内表面与丝杠59为螺纹连接且丝杠59与上固定板91、下固定板31之间为可转动的连接，所以第一锥齿轮60在转动的同时也会沿着丝杠59做上下移动，因第一锥齿轮60的外部通过轴承与上移动板7固定连接，所以在第一锥齿轮60上下移动的同时也会带动上移动板7做上下移动，最终使上移动板7、下移动板39、连接板32及水平支臂安装板90构成的整体沿着导向轴55做上下运动，实现了水平支臂88的上下移动。

所述手柄轴75的外部通过法兰轴承72与菱形轴座73连接，该菱形轴座73通过支柱36、平垫圈37和六角头螺栓38固定在连接板32上，菱形轴座73通过轴环74和轴用弹性挡圈69进行轴向定位。菱形轴座73起到对手柄轴75限位的作用，防止了手柄轴75在转动时产生晃动。

所述手柄轴75上套装有计数器76，该计数器76位于连接板32与菱形轴座73之间，该计数器76通过垫圈和六角螺栓进行固定，手柄47的转动圈数可以在计数器76上清楚的显示出来。

在丝杠59上所述下移动板39的下部设置锁紧机构，该锁紧机构包括锁紧环54和锁紧螺栓，锁紧螺栓上连接有可调紧定手柄51，实现了对整个移动机构的轴向锁紧。

利用所述检测系统检测密封易拉罐内液位的生产线，包括用于运输密封易拉罐的输送装置，具体的采用的是输送带81，所述X射线发射模块80和X射线接收模块83相匹配的设置在被检测的易拉罐的两侧，所述X射线的发射高度与待检测易拉罐达标液位的高度对应，所述光电定位模块84、X射线发射模块80及系统剔除模块79沿着输送装置的输送方向依次设置。运动的易拉罐触发所述光电定位模块84，光电定位模块84记录易拉罐的位置信息，当易拉罐运动到液位检测系统的检测区域时，X射线发射模块80向易拉罐发射软X射线，X射线接收模块83接收穿透易拉罐射线的脉冲信号，并反馈到系统处理模块85，系统处理模块85把检测数据反馈到系统显示模块86并通过系统操作模块87进行数据参数交互，当液位低于正常液位0.7mm-1.5mm之间，启动系统剔除模块79将该生产线上不符合液位标准易拉罐剔除出来，液位符合标准的易拉罐会按照原运动方向向前运动。

经过生产现场的验证，检测速度可以达到每分钟1200罐；使用高精密的仪器对装置进行辐射的测量，在非发射的方向上完全没有辐射，在靠近发射端两侧进行测量时，只有进入测量桥才有辐射，离开测量桥5mm后辐射变为0（指和自然界本身存在的辐射值一样），因此能完全保证人的安全；检测精度为静态时低于正常液面0.7mm就可检测出，在生产时生产线的晃动和泡沫会稍微影响精度，能保证1.5mm的精度。

上述虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种用于检测密封易拉罐内液位的检测系统，其特征是：包括

X射线发射模块，用于向被检测的易拉罐发送X射线；

X射线接收模块，用于接收从被检测的易拉罐透过的X射线；

系统处理模块，对X射线接收模块接收到的X射线信号进行分析处理并将信号反馈到系统显示模块中，同时还控制系统剔除模块的动作；

系统显示模块，用于显示所述系统处理模块处理后的数据，

系统剔除模块，接收系统处理模块发送的指令并将液位不符合标准的易拉罐剔除；

光电定位模块，对运动中的易拉罐进行定位；

系统操作模块，实现对上述各个模块之间的数据交互；

所述X射线发射模块、X射线接收模块、系统处理模块、系统显示模块、系统剔除模块、光电定位模块及系统操作模块之间为电连接；

所述X射线发射模块和X射线接收模块相匹配的固定在移动架上，所述系统处理模块、系统显示模块和系统操作模块相匹配的固定在固定架上，所述移动架上设置有第一锥齿轮，该第一锥齿轮上设置有与固定架上的丝杠相匹配的螺母，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮相啮合，所述第二锥齿轮上设置有手柄轴；

所述固定架包括竖直支臂（89），所述竖直支臂（89）的底部固定有三角形支架（10），竖直支臂（89）上设置有上固定板（91）和下固定板（31）；

所述移动架包括上移动板（7）、下移动板（39）和水平支臂（88），X射线发射模块（80）与X射线接收模块（83）相匹配的固定在水平支臂（88）上；

所述丝杠（59）位于两根导向轴（55）之间且依次穿过所述上固定板（91）、上移动板（7）、下移动板（39）和下固定板（31），所述丝杠（59）与上固定板（91）、下固定板（31）之间为可转动的连接，所述丝杠（59）与上移动板（7）、下移动板（39）之间为间隙配合。

2.根据权利要求1所述的用于检测密封易拉罐内液位的检测系统，其特征是：所述X射线发射模块内设置有高压电源和X射线发射管，通过在X射线发射管的钨丝和靶面端加高压，在高压的作用下产生高速运动的电子，使其单向击中靶面，使靶面产生软X射线。

3.根据权利要求2所述的用于检测密封易拉罐内液位的检测系统，其特征是：所述软X射线的发射角为20°，X射线发射模块的发射端与X射线接收模块的接收端之间的距离小于100mm。

4.根据权利要求1-3任一所述的用于检测密封易拉罐内液位的检测系统，其特征是：所述X射线接收模块内设置有高压电源和光电倍增管，光电倍增管将接收到的X射线发射模块发射的X射线并能够将接收到的X射线转换产生脉冲信号，通过对单位时间内光电倍增管产生的脉冲数来判断液位是否存在。

5.根据权利要求1所述的用于检测密封易拉罐内液位的检测系统，其特征是：所述固定架上设置有与所述移动架相匹配的导向机构，所述导向机构为导向轴，该导向轴的两端分别固定在固定架上。

6.根据权利要求1所述的用于检测密封易拉罐内液位的检测系统，其特征是：所述移动架的下部设置有锁紧机构，所述锁紧机构包括锁紧环和锁紧螺栓，锁紧螺栓上连接有可调紧定手柄。

7.根据权利要1所述的用于检测密封易拉罐内液位的检测系统，其特征是：所述手柄轴上套装有计数器。

8.一种利用权利要求1-7任一所述的检测系统检测密封易拉罐内液位的生产线，其特征是：包括用于运输密封易拉罐的输送装置，所述X射线发射模块和X射线接收模块相匹配的设置在被检测的易拉罐的两侧，所述X射线的发射高度与待检测易拉罐达标液位的高度对应，所述光电定位模块、X射线发射模块及系统剔除模块沿着输送装置的输送方向依次设置。

9.根据权利要求8所述的检测密封易拉罐内液位的生产线，其特征是：运动的易拉罐触发所述光电定位模块，光电定位模块记录易拉罐的位置信息，当易拉罐运动到液位检测系统的检测区域时，X射线发射模块向易拉罐发射软X射线，X射线接收模块接收穿透易拉罐射线的脉冲信号，并反馈到系统处理模块，系统处理模块把检测数据反馈到系统显示模块并通过系统操作模块进行数据参数交互，当液位低于正常液位0.7mm-1.5mm之间，启动系统剔除模块将该生产线上不符合液位标准易拉罐剔除出来，液位符合标准的易拉罐会按照原运动方向向前运动。