CN106469986A - 一种医用塑料包装漏液检测的高压电源及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种医用塑料包装漏液检测的高压电源及其检测方法，其检测电源包括顺次连接的正弦波信号产生电路、功率放大电路、高频变压器、高压放电回路和漏液报警检测电路，外部直流电压信号通过所述正弦波信号产生电路的输入端接入，待检测塑料包装置于所述高压放电回路的高压放电间隙中，所述漏液报警检测电路对外输出漏液报警信号。本发明利用高压放电的方法对塑料包装是否漏液进行检测，当塑料包装处于不同程度的漏液状态时导致高压放电回路处于不同程度的短路，由于高压输出具有电压源的特性，高压输出电压相对恒定，高压输出电流变化明显，有利于漏液报警检测电路准确发出漏液报警信号，从而可以提高漏液检测的可靠性。

Description

一种医用塑料包装漏液检测的高压电源及其检测方法

技术领域

本发明涉及智能电气检测技术领域，尤其涉及一种医用塑料包装漏液检测的高压电源及其检测方法。

背景技术

医用输液制品如葡萄糖溶液、氯化钠溶液、甘露醇溶液等，越来越多地使用塑料瓶或塑料袋进行储存。这些输液制品在制造、运输或储存过程中，其塑料外包装可能遭到破损而导致药液渗漏，从而进一步导致药品品质的破坏和用药者的生命安全。因此，对输液制品进行生产线在线检测或离线检测是非常必要的。

现有技术中，采用高压放电的漏液检测方法，对于输液制品的塑料外包装的密封性能进行检测。其检测原理是：检漏装置的机械传动机构将封装好的待检测的输液制品，源源不断地传送到与高压放电电源的高压电极和接地电极之间；如果塑料瓶外包装有渗漏现象，高压放电电流会产生异常；当检测到高压放电电流的异常时，发出漏液报警信号；自动控制单元接收到漏液报警信号后，其执行机构将漏液的输液制品从生产线上剔除。高压放电漏液检测方法，可以实现输液制品的在线高速无损漏液检测，目前在一些检漏装置上被广泛采用。

现有技术的一种用于塑料液体容器漏液检测的高频高压电源，电源主电路采用的是交流-直流-交流的结构形式。工频220V市电经过可控整流滤波后，得到一个从0～310V的可调直流电压Ud；单相全控I GBT逆变桥将Ud变换成一个和IGBT逆变桥的开关频率fs相等的交变的对称的方波电压u1；u1加在由谐振电容、谐振电感以及高频升压变压器的低压侧线圈组成的串联谐振电路上，调整逆变电路的开关频率fs使其与谐振电路的固有谐振频率fr相等，这时电路产生串联谐振；高频升压变压器的高压侧线圈输出电压为u2，高压侧线圈的两端分别与高压电极和接地电极连接，待检测的塑料容器间歇地通过高压电极和接地电极的放电间隙中。该专利中涉及到的电源控制方法的优点是由于高压输出电压u2具有电流源的特性，当检测塑料容器漏液严重时高压发生严重短路时不会损坏高压电源。该电源控制方法的缺点是：(1)因为当塑料容器处于不同程度的漏液状态时导致高压处于不同程度的短路时，由于高压输出具有电流源的特性，高压电压降低，高压电流变化不明显，不利于漏液报警检测电路发出漏液报警信号，从而影响漏液检测的可靠性；(2)高压输出电压波形不是正弦波，给漏液报警检测电路信号处理带来的困难。除了上述塑料容器高压放电电源专利技术外，在已有的其它专利技术中，没有检索到关于输液制品塑料外包装漏液检测的高压电源的详细描述。

鉴于现有输液制品塑料外包装漏液检测的高压电源的技术缺陷，发明一种能够提高漏液检测可靠性的漏液检测电源显得非常必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种医用塑料包装漏液检测的高压电源及其检测方法，其高压输出的正弦波交流电压的幅值和频率可以灵活调整，以满足实际检测中不同的输液制品漏液检测的需要。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

依据本发明的一个方面，提供了一种医用塑料包装漏液检测的高压电源，包括顺次连接的正弦波信号产生电路、功率放大电路、高频变压器、高压放电回路和漏液报警检测电路，外部直流电压信号通过所述正弦波信号产生电路的输入端接入，待检测塑料包装置于所述高压放电回路的高压放电间隙中，所述漏液报警检测电路对外输出漏液报警信号。

所述正弦波信号产生电路用于产生正弦波信号；所述功率放大电路用于对所述正弦波信号进行放大处理；所述高频变压器用于根据经过放大处理后的正弦波信号产生正弦波交流高压信号；所述漏液报警检测电路用于通过所述正弦波交流高压信号检测位于高压放电间隙中的待检测塑料包装，采集电路中的高压放电电流，并转化为取样电压信号输出至所述漏液报警检测电路；所述漏液报警检测电路用于将所述输出取样电压信号进行检波处理后，与预设漏液报警阈值信号比较，输出漏液报警信号。

本发明的有益效果是：本发明的一种医用塑料包装漏液检测的高压电源，利用高压放电的方法对塑料包装是否漏液进行检测，当塑料包装处于不同程度的漏液状态时导致高压放电回路处于不同程度的短路，由于高压输出具有电压源的特性，高压输出电压相对恒定，高压输出电流变化明显，有利于漏液报警检测电路准确发出漏液报警信号，从而可以提高漏液检测的可靠性。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步：所述正弦波信号产生电路包括正弦波信号发生器和反向比例放大电路，所述正弦波信号发生器和反向比例放大电路连接。所述正弦波信号发生器用于根据外部直流电压信号产生正弦波信号；所述反向比例放大电路用于对所述正弦波信号进行初步放大处理，并输出至所述功率放大电路。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述所述正弦波信号发生器可以根据外部的直流电压信号生成特定频率的正弦波信号，通过调整外部的直流电压信号的电压大小，即可比较方便地调整正弦波信号的频率；通过所述反向比例放大电路可以将对正弦信号进行初步方法，并且改变所述反向比例放大电路的放大系数，可以比较方便的调整放大倍数，从而改变正弦信号的幅值。

进一步：所述功率放大电路包括前置功率放大电路和后级功率放大电路，所述前置功率放大电路与所述和后级功率放大电路连接；所述前置功率放大电路用于对所述正弦波信号产生电路输出的正弦波信号进行电压放大处理；所述后级功率放大电路用于对经过电压放大处理后的正弦波信号进行电流放大处理，并输出至所述高压变频器。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述前置功率放大电路和后级功率放大电路依次对所述正弦波信号产生电路输出的正弦波信号进行电压放大处理和电流放大处理，使得经过放大处理后的正弦波信号具有较强的负载驱动能力。

进一步：还包括耦合电容，所述耦合电容连接在所述功率放大电路与所述高频变压器之间，用于将所述功率放大电路输出的正弦波信号进行阻抗匹配处理，并输出至所述高压变频器。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述耦合电容可以使得直功率放大电路输出与所述高频变压器进行阻抗匹配，提高所述高频变压器的输出功率。

进一步：所述高压放电回路包括高压电极、接地电极、电流取样电路，所述高压放电间隙和电流取样电路均设置在所述高压电极和接地电极之间，所述高压放电间隙的一个电极与所述高压电极电连接，所述电流取样电路连接在所述接地电极与所述高压放电间隙的另一个电极之间，用于采集流过所述高压放电间隙的高压放电电流信号，并转化为取样电压信号输出至所述漏液报警检测电路。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述高压电极与接地电极之间的高压电位差进行放电，并将待测塑料包装置于二者之间，可以根据所述电流取样电路检测的放电电流的大小得出取样电压的大小，从而便于后续准确的检测塑料包装的漏液程度，检测结果精确。

进一步：所述漏液报警检测电路包括电压跟随器、高通滤波电路、峰值检波电路和电压比较器，所述电压跟随器与所述电流取样电路连接，所述电压跟随器、高通滤波电路、峰值检波电路和电压比较器顺次串联。

所述电压跟随器用于用于对所述取样电压信号进行电气隔离处理；所述高通滤波电路用于将经过电气隔离后的所述取样电压信号进行过滤，去除其中的低频谐波分量；所述峰值检波电路用于对经过滤波后的所述取样电压信号进行检波处理，得到其峰值包络信号；所述电压比较器用于将所述取样电压信号的峰值包络信号与预设漏液报警信号进行比较，得到输出漏液报警信号并输出。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述电压跟随器将所述取样电压信号进行电气隔离处理，减小电气干扰，所述高通滤波电路可以去除所述取样电压信号中的低频谐波成分，减小其干扰，所述峰值检波电路对所述取样电压进行检波，得到其峰值包络信号，所述电压比较器根据其峰值包络信号与预设漏液报警信号就可以准确判断塑料包装的漏液程度。

进一步：还包括光耦电路，所述光耦电路与所述电压比较器连接，用于将所述高频变压器与外部电路进行电气隔离处理，并将漏液报警信号输出至外部的自动控制装置。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述光耦电路将所述高压电源电路与外部电路进行电气隔离处理，提高输出信号的稳定性和电路的安全性。

依据本发明的另一个方面，提供了一种医用塑料包装漏液检测的高压电源的检测方法，包括如下步骤：

步骤1：生成正弦波信号，并进行放大处理；

步骤2：根据放大处理后的正弦波信号产生正弦波交流高压信号；

步骤3：将待检测塑料带置于高压放电间隙中，并采集电路中的高压放电电流并转化为取样电压信号；

步骤4：将所述取样电压信号进行检波处理后，与预设漏液报警阈值信号比较，生成漏液报警信号并对外输出。

本发明的一种医用塑料包装漏液检测的高压电源的检测方法，利用高压放电的方法对塑料包装是否漏液进行检测，当塑料包装处于不同程度的漏液状态时导致高压放电回路处于不同程度的短路，有利于漏液报警检测电路准确发出漏液报警信号，从而可以提高漏液检测的可靠性。

进一步：所述步骤1中，产生正弦波信号后，放大处理包括先经过初步放大处理后，再依次经过电压放大处理和电流放大处理。

上述进一步方案的有益效果是：通过上述方式可以使得经过放大处理后的正弦波信号具有较强的负载驱动能力。

进一步：所述步骤2中，在产生正弦波交流高压信号之前，经过放大处理后的正弦波信号还经过阻抗匹配处理。

上述进一步方案的有益效果是：通过阻抗匹配处理，可以提高高频变压器的信号输出功率。

进一步：所述步骤4中，所述取样电压信号经过检波处理之前，还依次经过电气隔离处理和滤波处理。

上述进一步方案的有益效果是：通过电气隔离处理，可以有效减小电气干扰，通过滤波处理可以去除所述取样电压信号中的低频谐波成分，减小其干扰，提高检测结果的准确性。

进一步：所述步骤4中，生成漏液报警信号后还经过电器隔离处理，再输出至外部的自动控制装置。

上述进一步方案的有益效果是：通过对所述漏液报警信号进行隔离处理，可以提高输出信号的稳定性和电路的安全性，同时提高整个电源检测的可靠性。

附图说明

图1为本发明的一种医用塑料包装漏液检测的高压电源结构示意图；

图2为本发明的一种医用塑料包装漏液检测的高压电源的检测方法流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例一、一种医用塑料包装漏液检测的高压电源，下面将结合图1对本实施例的一种一种医用塑料包装漏液检测的高压电源进行详细地介绍。

如图1所示，一种医用塑料包装漏液检测的高压电源，包括顺次连接的正弦波信号产生电路、功率放大电路、高频变压器、高压放电回路和漏液报警检测电路，外部直流电压信号通过所述正弦波信号产生电路的输入端接入，待检测塑料包装置于所述高压放电回路的高压放电间隙中，所述漏液报警检测电路对外输出漏液报警信号。

所述正弦波信号产生电路用于产生正弦波信号；所述功率放大电路用于对所述正弦波信号进行放大处理；所述高频变压器用于根据经过放大处理后的正弦波信号产生正弦波交流高压信号；所述漏液报警检测电路用于通过所述正弦波交流高压信号检测位于高压放电间隙中的待检测塑料包装，采集电路中的高压放电电流，并转化为取样电压信号输出至所述漏液报警检测电路；所述漏液报警检测电路用于将所述输出取样电压信号进行检波处理后，与预设漏液报警阈值信号比较，输出漏液报警信号。

本实施例中，所述正弦波信号产生电路包括正弦波信号发生器和反向比例放大电路，所述正弦波信号发生器和反向比例放大电路连接。所述正弦波信号发生器用于根据外部直流电压信号产生正弦波信号；所述反向比例放大电路用于对所述正弦波信号进行初步放大处理，并输出至所述功率放大电路。

通过所述所述正弦波信号发生器可以根据外部的直流电压信号生成特定频率的正弦波信号，通过调整外部的直流电压信号的电压大小，即可比较方便地调整正弦波信号的频率；通过所述反向比例放大电路可以将对正弦信号进行初步方法，并且改变所述反向比例放大电路的放大系数，可以比较方便的调整放大倍数，从而改变正弦信号的幅值。

具体地，本实施例中，外部直流电压信号u_f作用于正弦波信号发生器，正弦波信号发生器产生一个频率可变的正弦波信号u₂；调整频率调整电压信号u_f的大小，可以实现正弦波信号u₂的频率在50Hz-5kHz之间变化。正弦波信号u₂经过反向比例放大电路放大后，得到一个幅值可调的正弦波信号u₃；调整反向比例放大电路的反馈系数k_f1的大小，可以实现调整正弦波信号u₃的幅值从0-15V之间可调。可见，正弦波信号产生电路产生一个频率和幅值都可变的正弦波电压信号u₃，其频率可以通过调整直流电压信号u_f来实现，其幅值可以调整反向比例放大电路的反馈系数k_f1来实现。

本实施例中，所述功率放大电路包括前置功率放大电路和后级功率放大电路，所述前置功率放大电路与所述和后级功率放大电路连接；所述前置功率放大电路用于对所述正弦波信号产生电路输出的正弦波信号进行电压放大处理；所述后级功率放大电路用于对经过电压放大处理后的正弦波信号进行电流放大处理，并输出至所述高压变频器。

通过所述前置功率放大电路和后级功率放大电路依次对所述正弦波信号产生电路输出的正弦波信号进行电压放大处理和电流放大处理，使得经过放大处理后的正弦波信号具有较强的负载驱动能力。

具体地，前置功率放大电路采用集成厚膜功率放大电路，集成厚膜功率放大电路3由集成厚膜功率放大模块及其外围电路组成，其外围电路包括电压反馈电路，设定电压反馈电路的电压反馈系数为k_f2。调整电压反馈系数k_f2的大小，可以实现对集成厚膜放大电路的电压放大倍数(u₄/u₃)的调整目的，电压放大倍数(u₄/u₃)最大值为3。后级放大电路采用推挽功率放大电路，其由两个功率放大对管及其外围电路组成，其电压放大倍数(u₅/u₄)为1，其电流放大倍数最大为10。功率放大电路的输出正弦波电压信号u₅幅值最大为45V，最大输出电流为2A，其电压放大倍数(u₄/u₃)可以通过调整其电路中的电压反馈放大系数k_f2来实现；后级功率放大电路由推挽功率放大电路组成，其电压放大倍数(u₅/u₄)为1，电流放大倍数较大，使得功率放大电路输出具有较强的负载驱动能力。

优选地，还包括耦合电容，所述耦合电容连接在所述功率放大电路与所述高频变压器之间，用于将所述功率放大电路输出的正弦波信号进行阻抗匹配处理，并输出至所述高压变频器。通过所述耦合电容可以使得直功率放大电路输出与所述高频变压器进行阻抗匹配，提高所述高频变压器的输出功率。

在实际中，耦合电容为高频电容，其串联在正弦波信号功率放大电路的输出电路上，与高频变压器的低压线圈串联。高频变压器的低压侧线圈和高压侧线圈分开绕制在一个使用非晶材料制作的开环的一字形的铁芯上，其高压侧线圈对低压侧线圈匝数比约为150∶1，低压线圈匝数为1000匝左右，高压侧线圈匝数为15万匝左右。在正常工作时将绕制好的高频变压器的线圈绕组放置在变压器油中，便于散热和电气绝缘。耦合电容的电容量C_r需要根据高频变压器低压线圈和耦合电容的串联回路向高频变压器的高压侧看去的等效电路的电路参数进行调整，增大或减小正弦波信号发生器的频率调整电压信号u_f，让其输出正弦波电压信号u₂的频率为500Hz左右时，选择一个合适电容量的耦合电容C_r，使高频变压器高压侧高压输出正弦波电压信号u₇幅值最大，实际选取C_r为3uF。实际工作时，正弦波电压信号u₇幅值还需要根据高压放电漏液检测需要进行调整，调整的方法是调整正弦波信号产生电路中的反向比例放大电路的反馈系数k_f1，从而调整正弦波电压u₇幅值使其满足不同输液制品塑料包装漏液检测的需要。

本实施例中，所述高压放电回路包括高压电极、接地电极、电流取样电路，所述高压放电间隙和电流取样电路均设置在所述高压电极和接地电极之间，所述高压放电间隙的一个电极与所述高压电极电连接，所述电流取样电路连接在所述接地电极与所述高压放电间隙的另一个电极之间，用于采集流过所述高压放电间隙的高压放电电流信号，并转化为取样电压信号输出至所述漏液报警检测电路。

通过所述高压电极与接地电极之间的高压电位差进行放电，并将待测塑料包装置于二者之间，可以根据所述电流取样电路检测的放电电流的大小得出取样电压的大小，从而便于后续准确的检测塑料包装的漏液程度，检测结果精确。

需要指出的是，本实施例中，所述高压放电间隙包括正极高压放电针和负极接地电极，所述正极高压放电针和负极接地电极分别与所述高频变压器的高压侧线圈的两端电连接。将待检测的塑料包装置于所述正极高压放电针和负极接地电极之间。

在实际中，高压放电回路作为高频变压器的高压侧线圈的负载回路，它由高压电极、高压放电间隙、电流取样电路和接地电极串联组成。u₇作为高压放电回路的供电电源，加在高压电极和接地电极之间。高压放电间隙为一个两侧安置有高压放电针和低压放电针的空间间隙，当塑料包装进入高压放电间隙中时，其一侧与高压电极连接的高压放电针接触，另一侧与电流取样电路连接的低压放电针接触。电流取样电路由一个阻值较小的精密电阻R串联于高压电极至接地电极之间的放电电流的回路上，采集通过高压放电间隙的高压放电电流信号i₇，得到一个取样电压信号u₈，其中，u₈＝i7*R。取样电阻R阻值选择必须适当，若R阻值太大，将增大高压放电回路的回路阻抗，减小放电电流，而且会造成取样电压u₈幅值太大，可能会损毁电压跟随器内部电路，从而造成无法得到漏液报警信号；若R阻值太小，取样电压u₈幅值太小，不能保证检测精度要求。实际选取R阻值为100Ω。接地电极与大地接地极应该可靠连接，以保证正常工作时高压放电回路和漏液报警信号产生电路对地带上危险的高压。

本实施例中，所述漏液报警检测电路包括电压跟随器、高通滤波电路、峰值检波电路和电压比较器，所述电压跟随器与所述电流取样电路连接，所述电压跟随器、高通滤波电路、峰值检波电路和电压比较器顺次串联。

所述电压跟随器用于用于对所述取样电压信号进行电气隔离处理；所述高通滤波电路用于将经过电气隔离后的所述取样电压信号进行过滤，去除其中的低频谐波分量；所述峰值检波电路用于对经过滤波后的所述取样电压信号进行检波处理，得到其峰值包络信号；所述电压比较器用于将所述取样电压信号的峰值包络信号与预设漏液报警信号进行比较，得到输出漏液报警信号并输出。

通过所述电压跟随器将所述取样电压信号进行电气隔离处理，减小电气干扰，所述高通滤波电路可以去除所述取样电压信号中的低频谐波成分，减小其干扰，所述峰值检波电路对所述取样电压进行检波，得到其峰值包络信号，所述电压比较器根据其峰值包络信号与预设漏液报警信号就可以准确判断塑料包装的漏液程度。

在实际中，所述电压跟随器是由一个运算放大器构成，电流取样电路10输出电压信号u₈从运算放大器的同相端输入，运算放大器的反相端与输出端连接在一起，运算放大器的输出端输出电压信号u₉，且u₉与u₈的电压值相等。高通滤波器电路是一个由同相比例放大的运算放大器及其外围电路组成的阻容二阶高通滤波器，其输入和输出信号分别为电压信号u₉和电压信号u₁₀；滤波器的截止频率选择约为2.0kHz，可以将高压放电的取样电压信号u₈中占主要的基波分量(500Hz)和三次谐波分量(1500Hz)滤除；滤波器的电压放大系数为2。峰值检波电路由一个高频二极管与一个电阻并联后再与一个电容串联组成，电压信号u₁₀从二极管的正极输入，在电容两端获得的输出电压信号u₁₁为电压信号u₁₀的峰值信号形成的包络线。电压比较器由一个运算放大器及其外围电路组成，峰值检波电路输出电压信号u₁₁从运算放大器的同相端输入，预设漏液报警阈值信号u_s从放大器的反相端输入，输出端输出电压信号u₁₂。

优选地，还包括光耦电路，所述光耦电路与所述电压比较器连接，用于将所述高频变压器与外部电路进行电气隔离处理，并将漏液报警信号输出至外部的自动控制装置。

通过所述光耦电路将所述高频变压器与外部电路进行电气隔离处理，提高输出信号的稳定性和电路的安全性。当放电间隙中置入漏液的塑料包装时，电压比较器输出高电平，可以驱动光耦工作，光耦输出电压信号u₁₃为高电平，发出漏液报警信号。当放电间隙中空置或置入完好的塑料包装时，电压比较器输出电压信号u₁₃为低电平，光耦截止，不发出漏液报警信号。

在实际中，光耦电路由一个光电耦合器与其外围电路组成，电压比较器的输出信号从光电耦合器的输入侧的发光二极管的正极输入，发光二极管的负极接地；光耦电路的输出侧采用射极输出形式，集电极外接一个与报警信号产生电路的供电电源±VCC3电气隔离的﹢24V直流电源。

高压电源正常工作时，在高压放电回路的高压电极和接地电极之间，加有一个相对稳定的正弦波交流电压信号u₇，串联于高压电极和接地电极之间的电阻R，采集通过高压放电间隙的高压放电电流信号i₇，得到一个取样电压信号u₈，其中，u₈＝i₇*R。取样电压信号u₈通过电压跟随器隔离后得到相同大小的电压信号u₉；电压信号u₉通过高通滤波电路滤去其低频谐波分量后得到电压信号u₁₀；电压信号u₁₀通过峰值检波电路后得到其峰值包络信号u₁₁；峰值包络信号u₁₁与漏液报警阈值设置信号u_s比较，得到电压信号u₁₂；电压信号u₁₂通过光耦电路耦合后得到漏液报警信号u₁₃。

高压放电间隙处于不同情况下，高压放电电流信号i₇的波形特点各不相同：(1)当放电间隙处于空置状态时，放电间隙仅仅通过微弱的漏电流，此时高压放电电流信号i₇为一个幅值很小正弦波信号，其频率与高压电压信号u₇的频率f_s相同但相位超前于高压电压信号u₇ 90°；(2)当高压放电间隙中置入完好的塑料包装时，高压电极对输液制品的塑料包装产生微弱的放电，高压放电电流信号i₇仍然为一个较规则的正弦波信号，其频率仍与高压电压信号u₇的频率f_s相同，但其幅值与高压放电电极空置情况下相比明显增大，在高压放电电流信号i₇的正弦波波形的幅值附近区域产生少量宽度很窄的尖峰脉冲；(3)当高压放电间隙中置入漏液的塑料包装时，高压电极对输液制品的塑料包装产生较强烈的放电，高压放电电流信号i₇变成一个较不规则的正弦波信号，其频率仍与高压电压信号u₇的频率f_s相同，但其幅值与高压放电电极置入完好塑料包装情况下相比略有增加，高压放电电流信号i₇的正弦波波形的幅值附近区域产生了连续的宽度较宽的尖峰脉冲。

高压放电间隙处于不同情况下，高通滤波电路的输出电压信号u₁₀特点各不相同。设置高通滤波器的截止频率频率f_c远大于高压电压信号u₇的频率f_s：(1)在放电间隙空置的情况下，电压信号u₉为单一频率的正弦波信号，其频率为f_s远小于f_c，因此电压信号u₉通过高通滤波电路后得到的电压信号u₁₀近似等于零；(2)在放电间隙置入完好的塑料包装的情况下，高通滤波电路将电压信号u₉中主要的频率为f_s的正弦波信号滤除，输出电压信号u₁₀的波形为不连续的宽度很窄幅度很小的尖峰脉冲信号组成；(3)在放电间隙置入漏液的塑料包装的情况下，高通滤波电路将电压信号u₉中主要的频率为f_s的正弦波信号滤除，输出信号u₁₀的波形为不连续的宽度较宽幅度较大的尖峰脉冲信号组成。

对应地，峰值检波电路的输出电压u₁₁波形差异很大。本实施例中，峰值检波电路由一个高频二极管与一个电阻和电容并联后再串联组成，电压信号u₁₀从二极管的正极输入，在电容两端获得的输出电压信号u₁₁为电压信号u₁₀的峰值信号形成的包络线。(1)在放电间隙空置的情况下，电压信号u₁₀通过峰值检波电路后输出电压信号u₁₁近似等于零。(2)在放电间隙置入完好的塑料包装的情况下，电压信号u₁₀通过峰值检波电路后输出电压信号u11为幅值很小的连续的锯齿波；(3)在放电间隙置入漏液的塑料包装情况下，电压信号u₁₀通过峰值检波电路后输出电压信号u₁₁为幅值很大的连续的锯齿波。

当然，电压比较器的输出电压u₁₂波形可以明显区分漏液的情况。峰值检波电路的输出电压信号u₁₁从电压比较器的运算放大器的同相端输入，预设漏液报警阈值信号u_s从电压比较器的运算放大器的反相端输入。设定预设漏液报警阈值信号u_s的大小，以达到可靠地区分塑料包装是否漏液。当放电间隙中置入漏液的塑料包装的情况下，电压比较器输出电压信号u₁₂应该为高电平；当放电间隙中空置或置入完好的塑料包装的情况下，电压比较器应该无输出信号，或者输出电压信号u₁₂应该为低电平。

因此，预设漏液报警阈值信号u_s不能设定太小，否则可能产生误报警情况，即可能将完好的塑料包装当成漏液的塑料包装，电压比较器输出信号大于零；预设漏液报警阈值信号u_s也不能设定太大，否则有可能将漏液的塑料包装当成完好的输液制品，电压比较器输出信号都为0，从而产生遗漏报警情况。

实际工作时，当高压放电间隙中空置时，电压信号u₈和u₉幅值都很小，高通滤波器电路输出的电压信号u₁₀幅值很小；当高压放电间隙中置入完好塑料包装时，电压信号u₈和u₉主要包含基波分量即500Hz的信号，其信号幅值都较大；当高压放电间隙中置入漏液的塑料包装时，电压信号u₈和u₉主要包含基波分量和三次谐波分量即500Hz和1500Hz的信号，还包含大量的高于三次谐波频率的高频信号，这些谐波分量是由于高压放电间隙产生较强烈的放电产生的。在高压放电间隙中置入漏液塑料包装这种情况下，高通滤波电路输出的电压信号u₁₀信号强度最强，峰值检波电路输出的电压信号u10信号强度最强，合理选择电压比较器的预设漏液报警阈值信号u_s，就可以做到只有在这种情况下电压比较器输出高电平，其它两种情况输出低电平，这样通过光耦电路，就可以正确可靠地输出漏液报警信号。

实施例二、一种医用塑料包装漏液检测的高压电源的检测方法，下面将结合图2对本实施例的一种一种医用塑料包装漏液检测的高压电源的检测方法进行详细地介绍。

如图2所示，一种医用塑料包装漏液检测的高压电源的检测方法，包括如下步骤：

步骤1：生成正弦波信号，并进行放大处理；

步骤2：根据放大处理后的正弦波信号产生正弦波交流高压信号；

步骤3：将待检测塑料带置于高压放电间隙中，并采集电路中的高压放电电流并转化为取样电压信号；

步骤4：将所述取样电压信号进行检波处理后，与预设漏液报警阈值信号比较，生成漏液报警信号并对外输出。

本实施例中，所述步骤1中，产生正弦波信号后，放大处理包括先经过初步放大处理后，再依次经过电压放大处理和电流放大处理。通过上述方式可以使得经过放大处理后的正弦波信号具有较强的负载驱动能力。

优选地，所述步骤2中，在产生正弦波交流高压信号之前，经过放大处理后的正弦波信号还经过阻抗匹配处理。通过阻抗匹配处理，可以提高高频变压器的信号输出功率。

本实施例中，所述步骤4中，所述取样电压信号经过检波处理之前，还依次经过电气隔离处理和滤波处理。通过电气隔离处理，可以有效减小电气干扰，通过滤波处理可以去除所述取样电压信号中的低频谐波成分，减小其干扰，提高检测结果的准确性。

优选地，所述步骤4中，生成漏液报警信号后还经过电器隔离处理，再输出至外部的自动控制装置。通过对所述漏液报警信号进行隔离处理，可以提高输出信号的稳定性和电路的安全性，同时提高整个电源检测的可靠性。

本发明的一种医用塑料包装漏液检测的高压电源及其检测方法，利用高压放电的方法对塑料包装是否漏液进行检测，当塑料包装处于不同程度的漏液状态时导致高压放电回路处于不同程度的短路，由于高压输出具有电压源的特性，高压输出电压相对恒定，高压输出电流变化明显，有利于漏液报警检测电路准确发出漏液报警信号，从而可以提高漏液检测的可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种医用塑料包装漏液检测的高压电源，其特征在于：包括顺次连接的正弦波信号产生电路、功率放大电路、高频变压器、高压放电回路和漏液报警检测电路，外部直流电压信号通过所述正弦波信号产生电路的输入端接入，待检测塑料包装置于所述高压放电回路的高压放电间隙中，所述漏液报警检测电路对外输出漏液报警信号；

所述正弦波信号产生电路用于产生正弦波信号；

所述功率放大电路用于对所述正弦波信号进行放大处理；

所述高频变压器用于根据经过放大处理后的正弦波信号产生正弦波交流高压信号；

所述漏液报警检测电路用于通过所述正弦波交流高压信号检测位于高压放电间隙中的待检测塑料包装，采集电路中的高压放电电流，并转化为取样电压信号输出至所述漏液报警检测电路；

所述漏液报警检测电路用于将所述输出取样电压信号进行检波处理后，与预设漏液报警阈值信号比较，输出漏液报警信号。

2.根据权利要求1所述一种医用塑料包装漏液检测的高压电源，其特征在于：所述正弦波信号产生电路包括正弦波信号发生器和反向比例放大电路，所述正弦波信号发生器和反向比例放大电路连接；

所述正弦波信号发生器用于根据外部直流电压信号产生正弦波信号；

所述反向比例放大电路用于对所述正弦波信号进行初步放大处理，并输出至所述功率放大电路。

3.根据权利要求1所述一种医用塑料包装漏液检测的高压电源，其特征在于：所述功率放大电路包括前置功率放大电路和后级功率放大电路，所述前置功率放大电路与所述和后级功率放大电路连接；

所述前置功率放大电路用于对所述正弦波信号产生电路输出的正弦波信号进行电压放大处理；

所述后级功率放大电路用于对经过电压放大处理后的正弦波信号进行电流放大处理，并输出至所述高压变频器。

4.根据权利要求3所述一种医用塑料包装漏液检测的高压电源，其特征在于：还包括耦合电容，所述耦合电容连接在所述功率放大电路与所述高频变压器之间，用于将所述功率放大电路输出的正弦波信号进行阻抗匹配处理，并输出至所述高压变频器。

5.根据权利要求1所述一种医用塑料包装漏液检测的高压电源，其特征在于：所述高压放电回路包括高压电极、接地电极、电流取样电路，所述高压放电间隙和电流取样电路均设置在所述高压电极和接地电极之间，所述高压放电间隙的一个电极与所述高压电极电连接，所述电流取样电路连接在所述接地电极与所述高压放电间隙的另一个电极之间，用于采集流过所述高压放电间隙的高压放电电流信号，并转化为取样电压信号输出至所述漏液报警检测电路。

6.根据权利要求5所述一种医用塑料包装漏液检测的高压电源，其特征在于：所述漏液报警检测电路包括电压跟随器、高通滤波电路、峰值检波电路和电压比较器，所述电压跟随器与所述电流取样电路连接，所述电压跟随器、高通滤波电路、峰值检波电路和电压比较器顺次串联；

所述电压跟随器用于用于对所述取样电压信号进行电气隔离处理；

所述高通滤波电路用于将经过电气隔离后的所述取样电压信号进行过滤，去除其中的低频谐波分量；

所述峰值检波电路用于对经过滤波后的所述取样电压信号进行检波处理，得到其峰值包络信号；

所述电压比较器用于将所述取样电压信号的峰值包络信号与预设漏液报警信号进行比较，得到输出漏液报警信号并输出。

7.根据权利要求6所述一种医用塑料包装漏液检测的高压电源，其特征在于：还包括光耦电路，所述光耦电路与所述电压比较器连接，用于将所述高频变压器与外部电路进行电气隔离处理，并将漏液报警信号输出至外部的自动控制装置。

8.一种医用塑料包装漏液检测的高压电源的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：生成正弦波信号，并进行放大处理；

步骤2：根据放大处理后的正弦波信号产生正弦波交流高压信号；

步骤3：将待检测塑料带置于高压放电间隙中，并采集电路中的高压放电电流并转化为取样电压信号；

步骤4：将所述取样电压信号进行检波处理后，与预设漏液报警阈值信号比较，生成漏液报警信号并对外输出。

9.根据权利要求8所述一种医用塑料包装漏液检测的高压电源的检测方法，其特征在于：所述步骤1中，产生正弦波信号后，放大处理包括先经过初步放大处理后，再依次经过电压放大处理和电流放大处理。

10.根据权利要求8所述一种医用塑料包装漏液检测的高压电源的检测方法，其特征在于：所述步骤2中，在产生正弦波交流高压信号之前，经过放大处理后的正弦波信号还经过阻抗匹配处理。

11.根据权利要求8所述一种医用塑料包装漏液检测的高压电源的检测方法，其特征在于：所述步骤4中，所述取样电压信号经过检波处理之前，还依次经过电气隔离处理和滤波处理。

12.根据权利要求8至11任一项所述一种医用塑料包装漏液检测的高压电源的检测方法，其特征在于：所述步骤4中，生成漏液报警信号后还经过电器隔离处理，再输出至外部的自动控制装置。