CN105675235A - 一种容器泄漏检测装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种容器泄漏检测装置和方法。公开的容器泄漏检测装置中，进气装置与保压腔体相连接，所述保压腔体通过保压管道与密封装置连接，所述密封装置与测量腔体通过测量管道连接，所述测量腔体上设置有出气装置，所述保压管道上设置有保压阀门，所述密封装置上安装被测容器；所述保压腔体上设置保压气压传感器；所述测量腔体上设置测量气压传感器；所述保压气压传感器和测量气压传感器均向控制器发送压力数据；所述控制器用于接收保压气压传感器、测量气压传感器的压力数据，并根据在预定时间段内测量气压传感器的压力数据的变化情况判断被测容器是否泄漏。不需要破坏容器，检测精度较高、速度较快，可取代人工方式，避免泄漏容器流入市场。

Description

一种容器泄漏检测装置和方法
技术领域
本发明涉及到自动化检测技术领域，尤其涉及一种容器泄漏检测装置和方法。
背景技术
在日常生活和工业生产中，需要各式各样的包装容器。由于生产工艺、包装材料等等各方面的因素，生产或回收的容器可能存在裂纹等破损情况，造成泄漏，造成不良后果，尤其是在食品生产行业，一旦包装容器出现泄漏，轻则导致食品变质，引起消费者肠胃等身体不适，重则导致中毒，危及人的生命安全。
目前，为减小泄漏容器流入市场的概率，各类型容器的生产厂家或回收厂家在生产线上大部分采用人工目测或者抽检。众所周知，人工检测方式速度慢、精度低、漏检率高。抽检的方法主要有水浴法等，检测成本较高，大部分属于破坏性检测，不能满足检测的精度需求。
因此，如何能够在生产线上非破坏性的自动检测容器泄漏的缺陷，以提高对容器检测的精度成为本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种容器泄漏检测装置和方法，能够实现在生产线上非破坏性的自动检测容器泄漏的缺陷，以提高对容器检测的精度。
本发明提供的容器泄漏检测装置，进气装置与保压腔体相连接，所述保压腔体通过保压管道与密封装置连接，所述密封装置与测量腔体通过测量管道连接，所述测量腔体上设置有出气装置，所述保压管道上设置有保压阀门，所述密封装置上安装被测容器；
所述保压腔体上设置保压气压传感器；所述测量腔体上设置测量气压传感器；所述保压气压传感器和测量气压传感器均向控制器发送压力数据；所述控制器用于接收保压气压传感器、测量气压传感器的压力数据，并根据在预定时间段内测量气压传感器的压力数据的变化情况判断被测容器是否泄漏。
优选地，所述进气装置包括气源、进气管道和进气阀门，所述气源通过进气管道与保压腔体相连，所述进气管道上设置有进气阀门。
优选地，所述出气装置包括出气管道和出气阀门，所述测量腔体与外界通过出气管道连接，所述出气管道上设置有出气阀门。
优选地，所述密封装置为密封头，所述密封头上有密封橡胶，所述密封橡胶紧压被测容器的容器口。
优选地，所述控制器根据在预定时间段内测量气压传感器的压力数据的变化情况判断被测容器是否泄漏，具体为计算相邻两个时间点的测量气压传感器的压力值的一阶差分值，若一阶差分值的最大值和均值均大于设定值，则被测容器泄漏，反之被测容器则为合格容器。
优选地，所述密封装置上设置有驱动装置，所述驱动装置可驱动密封装置压紧或离开被测容器。
优选地，所述所保压阀门、进气阀门和出气阀门均与控制器连接，所述控制器向保压阀门、进气阀门和出气阀门的发送控制信号。
优选地，所述密封装置为多个，密封装置之间通过管道相连接。
本发明还提供了一种容器泄漏检测方法，包括以下步骤：
步骤1：打开进气装置，关闭保压阀门，控制器获取保压腔体内保压气压传感器气压数据，当保压气压传感器气压值等于设定值时，关闭进气装置；
步骤2：密封装置上安装被测容器，关闭出气装置；
步骤3：打开保压阀门，控制器获取保压腔体内保压气压传感器和测量腔体内测量气压传感器气压数据，当上述两个传感器值相等时，关闭保压阀门；
步骤4：控制器获取所述测量气压传感器气压数据，根据在预定时间段内测量气压传感器的压力数据的变化情况判断被测容器是否泄漏。
优选地，所述控制器根据在预定时间段内测量气压传感器的压力数据的变化情况判断被测容器是否泄漏，具体为计算相邻两个时间点的测量气压传感器的压力值的一阶差分值，若一阶差分值的最大值和均值均大于设定值，则被测容器泄漏，反之被测容器则为合格容器。
本发明提供容器泄漏检测装置不需要破坏容器就可以实现容器是否泄漏的自动检测，检测精度较高、速度较快、适用性较强，可以取代现有人工检测方式，以保证把泄漏的产品分拣出来，避免泄漏容器流入市场。
同样，本发明提供的容器泄漏检测方法也具有相应的技术效果。
附图说明
图1为本发明提供的一种容器泄漏检测装置的原理示意图；
图2分别为泄漏容器和合格容器的两组测量气压传感器压力数据图；
图3本发明提供的一种容器泄漏检测方法的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
参见图1和图2，图1为本发明提供的一种容器泄漏检测装置的原理示意图，图2分别为泄漏容器和合格容器的两组测量气压传感器压力数据图。
本发明提供的一种容器泄漏检测装置，进气装置1与保压腔体3相连接，保压腔体3为一个较大体积的容器，通过保压管道5与密封装置13连接，所述密封装置13与测量腔体8通过测量管道7连接，所述测量腔体8上设置有出气装置2，所述保压管道5上设置有保压阀门6，所述密封装置13上安装被测容器14；
所述保压腔体3上设置保压气压传感器4；所述测量腔体8上设置测量气压传感器9；所述保压气压传感器4和测量气压传感器9均向控制器发送压力数据；所述控制器用于接收保压气压传感器4、测量气压传感器9的压力数据，并根据在预定时间段内测量气压传感器9的压力数据的变化情况判断被测容器14是否泄漏。
所述进气装置1主要为检测装置提供稳定的压缩空气，出气装置2打开时可使检测装置和大气之间相连通，保压阀门6控制保压腔体3和被测容器14之间的气路通断。当进气装置1和出气装置2关闭，保压阀门6打开时，保压腔体3与被测容器14、测量腔体8形成一个密闭环境。检测装置有两个气压传感器，保压气压传感器4测量保压腔体3内的气压，测量气压传感器9测量被测容器8中的气压，并将压力数据发送给控制器。
当进气装置1开启，关闭保压阀门6，压缩空气进入保压腔体3，当保压腔体3中的保压气压传感器4的值等于设定值时，关闭进气装置1。关闭出气装置2，打开保压阀门6，使保压腔体3内的压缩空气进入被测容器14和测量腔体8，当保压腔体3中的保压气压传感器4的值与测量腔体8中的测量气压传感器9的值相等时，保压腔体3与被测容器14、测量腔体8腔体之间达到气压平衡，这时关闭保压阀门6。控制器获得保压气压传感器4和测量气压传感器9发送的压力数据，根据在预定时间段内测量气压传感器9的压力数据的变化情况判断被测容器14是否泄漏。
上述实施方式不需要破坏容器就可以实现容器是否泄漏的自动检测，检测精度较高、速度较快、适用性较强，可以取代现有人工检测方式，以保证把泄漏的产品分拣出来，避免泄漏容器流入市场。
以上对本发明的结构及工作原理进行了说明，下面进一步对控制器如何判断被测容器是否泄漏的情况进行说明。
在t时间内采样测量腔体8中的测量气压传感器9的压力序列值，并将压力数据发送给控制器。控制器根据相邻两个时间点的测量气压传感器的压力值的计算其一阶差分值Y(t)，即设测量气压传感器9的采集的压力序列值为X(t)，若在相邻两个时间点采集分别为k和k+1，则其一阶差分值为：
Y(k)=X(k+1)–X(k)（1）
计算一阶差分结果的最大值Ymax和均值Yave，若均大于设定值，则认为该容器存在泄漏，反之被测容器则为合格容器。即
Ymax>KmaxandYave>Kave（2）
其中，Kmax为一阶差分值的最大值的设定值，Kave一阶差分值的均值的设定值。
如图2，图2（a）为泄漏容器测量气压传感器压力数据图，图2（b）为合格容器测量气压传感器压力数据图。
通过在t时间内采样测量气压传感器9中的压力序列值，并计算相邻两个时间点的测量气压传感器9的压力值的一阶差分值，若一阶差分值的最大值和均值均大于设定值，则被测容器泄漏，反之被测容器则为合格容器，进一步提高了容器泄漏的检测精度。
进一步的，所述进气装置1包括气源101、进气管道102和进气阀门103，所述气源101通过进气管道102与保压腔体3相连，所述进气管道101上设置有进气阀门102。进气阀门102可以打开或者关闭气源101和保压腔体3之间的气路。
在更进一步的方案中，所述出气装置2包括出气管道202和出气阀门203，所述测量腔体8与外界通过出气管道202连接，所述出气管道202上设置有出气阀门203，出气阀门203可以打开或者关闭被测容器14、测量腔体8和大气之间的气路。
当进气装置1和出气装置2关闭，保压阀门6打开时，保压腔体3与被测容器14、测量腔体8形成一个密闭环境。为了增加容器泄漏检测装置的密封性，本发明中的密封装置13为密封头131，所述密封头131上有密封橡胶132，所述密封橡胶132紧压被测容器14的容器口。
为了增加容器泄漏检测装置的自动化程度，提高容器检测的速度，所述密封装置13上设置有驱动装置，所述驱动装置可驱动密封装置压紧或离开被测容器。与自动生产线配合使用可实现对多个容器的连续检测，可大大缩短检测周期实现快速检测，因此极适应在自动生产线上应用，同时对适用的可测范围也非常广阔。
在另一种实施方式中，所述密封装置13为多个，密封装置13之间通过管道相连接，即可实现间歇式的一次检测多个，也可以达到较快的检测速度，满足生产线上包装容器的泄漏与否的在线检测需求。
此外本发明还可以做进一步的改进，所述所保压阀门6、进气阀门103和出气阀门203均与控制器连接，所述控制器向保压阀门6、进气阀门103和出气阀门的203发送控制信号以控制阀门打开和关闭，实现对容器泄漏检测装置的自动控制，进一步提高检测速度和自动化程度。
优选地，密封装置13上设置有驱动装置的也与控制器连接，控制器向驱动装置发送控制信号。
本发明还提供了一种容器泄漏检测方法，包括以下步骤：
步骤1：打开进气装置，关闭保压阀门，控制器获取保压腔体内保压气压传感器气压数据，当保压气压传感器气压值等于设定值时，关闭进气装置；
步骤2：密封装置上安装被测容器，关闭出气装置；
步骤3：打开保压阀门，控制器获取保压腔体内保压气压传感器和测量腔体内测量气压传感器气压数据，当上述两个传感器值相等时，关闭保压阀门；
步骤4：控制器获取所述测量气压传感器气压数据，根据在预定时间段内测量气压传感器的压力数据的变化情况判断被测容器是否泄漏。
上述检测方法不需要破坏容器就可以实现容器是否泄漏的自动检测，检测精度较高、速度较快、适用性较强，可以取代现有人工检测方式，以保证把泄漏的产品分拣出来，避免泄漏容器流入市场。
进一步的，在t时间内采样测量腔体中的测量气压传感器的压力序列值，并将压力数据发送给控制器。控制器根据相邻两个时间点的测量气压传感器的压力值的计算其一阶差分值Y(t)，即设测量气压传感器的采集的压力序列值为X(t)，若在相邻两个时间点采集分别为k和k+1，则其一阶差分值为：
Y(k)=X(k+1)–X(k)（1）
计算一阶差分结果的最大值Ymax和均值Yave，若均大于设定值，则认为该容器存在泄漏，反之被测容器则为合格容器。即
Ymax>KmaxandYave>Kave（2）
其中，Kmax为一阶差分值的最大值的设定值，Kave一阶差分值的均值的设定值。
如图2，图2（a）为泄漏容器测量气压传感器压力数据图，图2（b）为合格容器测量气压传感器压力数据图。
通过在t时间内采样测量气压传感器9中的压力序列值，并计算相邻两个时间点的测量气压传感器9的压力值的一阶差分值，若一阶差分值的最大值和均值均大于设定值，则被测容器泄漏，反之被测容器则为合格容器，进一步提高了容器泄漏的检测精度。
以上对本发明所提供的一种容器泄漏检测装置和方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种容器泄漏检测装置，其特征在于，进气装置与保压腔体相连接，所述保压腔体通过保压管道与密封装置连接，所述密封装置与测量腔体通过测量管道连接，所述测量腔体上设置有出气装置，所述保压管道上设置有保压阀门，所述密封装置上安装被测容器；
所述保压腔体上设置保压气压传感器；所述测量腔体上设置测量气压传感器；所述保压气压传感器和测量气压传感器均向控制器发送压力数据；所述控制器用于接收保压气压传感器、测量气压传感器的压力数据，并根据在预定时间段内测量气压传感器的压力数据的变化情况判断被测容器是否泄漏。
2.根据权利要求1所述的容器泄漏检测装置，其特征在于，所述进气装置包括气源、进气管道和进气阀门，所述气源通过进气管道与保压腔体相连，所述进气管道上设置有进气阀门。
3.根据权利要求2所述的容器泄漏检测装置，其特征在于，所述出气装置包括出气管道和出气阀门，所述测量腔体与外界通过出气管道连接，所述出气管道上设置有出气阀门。
4.根据权利要求1至3任一项所述的容器泄漏检测装置，其特征在于，所述密封装置为密封头，所述密封头上有密封橡胶，所述密封橡胶紧压被测容器的容器口。
5.根据权利要求4所述的容器泄漏检测装置，其特征在于，所述控制器根据在预定时间段内测量气压传感器的压力数据的变化情况判断被测容器是否泄漏，具体为计算相邻两个时间点的测量气压传感器的压力值的一阶差分值，若一阶差分值的最大值和均值均大于设定值，则被测容器泄漏，反之被测容器则为合格容器。
6.根据权利要求5所述的容器泄漏检测装置，其特征在于，所述密封装置上设置有驱动装置，所述驱动装置可驱动密封装置压紧或离开被测容器。
7.根据权利要求6所述的容器泄漏检测装置，其特征在于，所述所保压阀门、进气阀门和出气阀门均与控制器连接，所述控制器向保压阀门、进气阀门和出气阀门的发送控制信号。
8.根据权利要求1所述的容器泄漏检测装置，其特征在于，所述密封装置为多个，密封装置之间通过管道相连接。
9.一种容器泄漏检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：打开进气装置，关闭保压阀门，控制器获取保压腔体内保压气压传感器气压数据，当保压气压传感器气压值等于设定值时，关闭进气装置；
步骤2：密封装置上安装被测容器，关闭出气装置；
步骤3：打开保压阀门，控制器获取保压腔体内保压气压传感器和测量腔体内测量气压传感器气压数据，当上述两个传感器值相等时，关闭保压阀门；
步骤4：控制器获取所述测量气压传感器气压数据，根据在预定时间段内测量气压传感器的压力数据的变化情况判断被测容器是否泄漏。
10.根据权利要求9所述的容器泄漏检测方法，其特征在于，所述控制器根据在预定时间段内测量气压传感器的压力数据的变化情况判断被测容器是否泄漏，具体为计算相邻两个时间点的测量气压传感器的压力值的一阶差分值，若一阶差分值的最大值和均值均大于设定值，则被测容器泄漏，反之被测容器则为合格容器。
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