CN106908203A - 一种西林瓶密封完整性的检漏装置及检漏方法 - Google Patents
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Abstract
一种西林瓶密封完整性的检漏装置及检漏方法，可解决传统西林瓶的检测技术局限性极大的技术问题。包括机箱、光纤耦合器、准直器、光电探测器、计算机，机箱、光纤耦合器和准直器依次连接，光电探测器和计算机分别与机箱连接，所述机箱内部包括激光控制器和采集卡，激光控制器发出的激光经光纤耦合器分成三束光，三束光分别通过三个准直器后穿过待测西林瓶，三条透射后的激光信号由三个光电探测器分别采集，采集得到的数据传输到机箱，由与机箱相连的计算机进行分析计算处理。本发明灵敏度高、精度高、响应快、装置简单、易操作、可广泛地应用于制药领域的包装检漏检测，适应不同工作环境，也可将其运用到食品等行业的检测。
Description
技术领域
本发明涉及一种西林瓶密封完整性检测领域，具体涉及一种西林瓶密封完整性的检漏装置及检漏方法。
背景技术
根据国家对无菌药品包装的规定，包装容器的密封性应当经过验证，避免产品遭受污染。无菌产品的容器密封系统应防止微生物侵入，胶塞与西林瓶的密封部位主要是西林瓶的瓶口内侧和胶塞开口上方的侧面进行匹配密封，压塞不到位或是西林瓶与胶塞尺寸不匹配将导致产品密封性得不到保证，微生物将侵入产品。单光路的西林瓶密封完整性检漏装置需要满足恒温恒湿的工作环境，而且部分西林瓶由于受限于生产工艺，在西林瓶上留有接缝，激光光束穿过接缝时，光谱采集系统无法得到正确的数据。因此无法满足对有接缝西林瓶的检测测及在变温度或变湿度环境下的工作需求，实际应用具有极大的局限性。
发明内容
本发明提出的一种西林瓶密封完整性的检漏装置及检漏方法，可解决传统西林瓶的检测技术受西林瓶结构及环境影响较大，局限性极大的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种西林瓶密封完整性的检漏装置及检漏方法，包括机箱、光纤耦合器、准直器、光电探测器、计算机，机箱、光纤耦合器和准直器依次连接，光电探测器和计算机分别与机箱连接，所述机箱内部包括激光控制器和采集卡，激光控制器发出的激光经光纤耦合器分成三束光，三束光分别通过三个准直器后穿过待测西林瓶，三条透射后的激光信号由三个光电探测器分别采集，采集得到的数据传输到机箱，由与机箱相连的计算机进行分析计算处理。
进一步的，所述采集卡为USB数据采集卡。
一种西林瓶密封完整性的检漏装置的检漏方法，具体步骤如下：
步骤一，打开机箱电源，将由机箱内的激光控制器器发出的激光经光纤耦合器分成三束激光；
步骤二，把西林瓶放到待检位置，调节准直器、西林瓶以及光电探测器的位置；
步骤三，调节激光控制器的温度和电流参数，并由采集卡输出的锯齿波电流调制激光控制器，使激光频率扫描水蒸气的整条吸收谱线；
步骤四，记录三束激光穿过西林瓶后被光电探测器接收并被采集卡所采集到的信号；
步骤五，在计算机上对光电探测器所采集的信号进行处理，根据计算所得的水蒸气浓度值对西林瓶的密封性进行判断。
进一步的，所述步骤三调节激光控制器的温度为16℃，电流参数为200mA，所述激光频率为1000Hz。
进一步的，所述步骤五中计算机5上对光电探测器4所采集的信号，利用基于法布里-伯罗标准具标定的多项式，将光电探测器采集的信号由时域转换为频域。
进一步的，所述步骤五中利用基于法布里-伯罗标准具标定的多项式为，
y＝-0.0418915+0.000275505*x+2.06126e-8*x2-2.45914e-12*x3，y为相对波数值，x即数据采集点数。
进一步的，所述步骤五还包括通过去除基线获得水蒸气的吸收谱线。
进一步的，所述步骤五还包括对该水蒸气吸收线进行Voigt拟合并计算积分面积；基于比尔-朗伯定律，水蒸气的浓度可由下式确定：
其中，A为水蒸气吸收光谱线的积分面积，P为总压，L为光程，S(T)为水蒸气吸收谱线强度，是温度T的函数。
由上述技术方案可知，本发明通过电流调谐半导体激光器快速扫描水蒸气窄带吸收峰(1392nm)，基于比尔-朗伯定律反演水蒸气浓度，从而判断西林瓶是否泄漏。将参考光路与探测光路测得的水蒸气浓度进行比较，如果本发明参考光路所测得的水蒸气浓度高于或等于探测光路所测得的水蒸气浓度，西林瓶被认定为泄漏，反之则认定为密封性较好。该装置设置参考光路，同时探测光路由交叉的两束激光组成，从而可以适应不同工作环境和不同西林瓶种类的在线实时测量。
本发明的有益效果：本发明通过半导体激光吸收光谱技术反演水蒸气浓度从而实现对西林瓶密封完整性进行在线实时检漏，使用三束激光组成采集系统，消除了西林瓶接缝及空气湿度变化对测量结果的影响。这种无干扰的实时在线检测方法灵敏度高、精度高、响应快、装置简单、易操作、可广泛地应用于制药领域的包装检漏检测，适应不同工作环境，也可将其运用到食品等行业的检测。
附图说明
图1是本发明的检漏优化装置结构示意图；
图2是本发明的光电探测器所接收到的原始信号；
图3是本发明的经计算机后处理后的水蒸气吸收谱线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1所示，本实施例所述的西林瓶密封完整性的检漏装置，包括机箱1、光纤耦合器2、准直器3、光电探测器4、计算机5，机箱1、光纤耦合器2和准直器3依次连接，光电探测器4与计算机5分别与机箱1连接，所述机箱1内部包含激光控制器和采集卡等部件，所述采集卡为USB数据采集卡，激光控制器发出的激光经光纤耦合器2分成三束光，三束光分别通过三个准直器3后穿过待测西林瓶，三条透射后的激光信号由三个光电探测器4分别采集，采集得到的数据传输到机箱1，由与机箱1相连的计算机5进行分析计算处理。
本实施例所述的西林瓶密封完整性的检漏装置的检漏方法，包括步骤：
步骤一，打开机箱1电源，将由机箱1内的激光控制器器发出的激光经光纤耦合器2分成三束激光；
步骤二，把西林瓶放到待检位置，调节准直器3、西林瓶以及光电探测器4的位置；
步骤三，调节激光控制器的温度为16℃和电流参数为200mA，并由USB数据采集卡输出的锯齿波电流调制激光控制器，使激光频率(1000Hz)扫描水蒸气的整条吸收谱线；
步骤四，记录三束激光穿过西林瓶后被光电探测器4接收及USB采集卡所采集到的信号；
步骤五，在计算机5上对光电探测器4所采集的信号进行处理，如图2所示；
根据计算所得的水蒸气浓度值对西林瓶的密封性进行判断；具体为利用前期基于法布里-伯罗标准具标定的多项式y＝-0.0418915+0.000275505*x+2.06126e-8*x2-2.45914e-12*x3，y为相对波数值，x即数据采集点数，由此，可将光电探测器采集的信号由时域转换为频域；
通过去除基线获得水蒸气的吸收谱线，如图3所示，对该水蒸气吸收线进行Voigt拟合并计算积分面积；基于比尔-朗伯定律，水蒸气的浓度可由下式确定：
其中，A为水蒸气吸收光谱线的积分面积，P为总压，L为光程，S(T)为水蒸气吸收谱线强度，是温度T的函数。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种西林瓶密封完整性的检漏装置，其特征在于：包括机箱(1)、光纤耦合器(2)、准直器(3)、光电探测器(4)、计算机(5)，机箱(1)、光纤耦合器(2)和准直器(3)依次连接，光电探测器(4)和计算机(5)分别与机箱(1)连接，所述机箱(1)内部包括激光控制器和采集卡，激光控制器发出的激光经光纤耦合器(2)分成三束光，三束光分别通过三个准直器(3)后穿过待测西林瓶，三条透射后的激光信号由三个光电探测器(4)分别采集，采集得到的数据传输到机箱(1)，由与机箱(1)相连的计算机(5)进行分析计算处理。
2.根据权利要求1所述的西林瓶密封完整性的检漏装置，其特征在于：所述采集卡为USB数据采集卡。
3.根据权利要求1或2所述的西林瓶密封完整性的检漏装置的检漏方法，其特征在于：具体步骤如下：
步骤一，打开机箱(1)电源，将由机箱(1)内的激光控制器器发出的激光经光纤耦合器(2)分成三束激光；
步骤二，把西林瓶放到待检位置，调节准直器(3)、西林瓶以及光电探测器(4)的位置；
步骤三，调节激光控制器的温度和电流参数，并由采集卡输出的锯齿波电流调制激光控制器，使激光频率扫描水蒸气的整条吸收谱线；
步骤四，记录三束激光穿过西林瓶后被光电探测器(4)接收并被采集卡所采集到的信号；
步骤五，在计算机(5)上对光电探测器(4)所采集的信号进行处理，根据计算所得的水蒸气浓度值对西林瓶的密封性进行判断。
4.根据权利要求3所述的西林瓶密封完整性的检漏装置的检漏方法，其特征在于：所述步骤三调节激光控制器的温度为16℃，电流参数为200mA，所述激光频率为1000Hz。
5.根据权利要求4所述的西林瓶密封完整性的检漏装置的检漏方法，其特征在于：所述步骤五中计算机(5)上对光电探测器(4)所采集的信号，利用基于法布里-伯罗标准具标定的多项式，将光电探测器采集的信号由时域转换为频域。
6.根据权利要求5所述的西林瓶密封完整性的检漏装置的检漏方法，其特征在于：所述步骤五中利用基于法布里-伯罗标准具标定的多项式为，
y＝-0.0418915+0.000275505*x+2.06126e-8*x2-2.45914e-12*x3，y为相对波数值，x即数据采集点数。
7.根据权利要求5或6所述的西林瓶密封完整性的检漏装置的检漏方法，其特征在于：所述步骤五还包括通过去除基线获得水蒸气的吸收谱线。
8.根据权利要求7所述的西林瓶密封完整性的检漏装置的检漏方法，其特征在于：所述步骤五还包括对该水蒸气吸收线进行Voigt拟合并计算积分面积；基于比尔-朗伯定律，水蒸气的浓度可由下式确定：
其中，A为水蒸气吸收光谱线的积分面积，P为总压，L为光程，S(T)为水蒸气吸收谱线强度，是温度T的函数。
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