CN107487751B - 一种检测灌装过程中啤酒瓶内压力变化的电子钢瓶 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种检测灌装过程中啤酒瓶内压力变化的电子钢瓶，该电子钢瓶包括瓶体、通信充电底座和上位机；瓶体由底部开口的瓶身和密封设置的瓶底固定连接而成；瓶底内设置第一电路板，第一电路板上设置单片机、存储器、开关、压力温度检测系统、若干通信充电触点和电池槽，压力温度检测系统输入端穿出瓶底深入到瓶身内；瓶底卡设固定通信充电底座，与开关对应，通信充电底座上设置有第一凹槽；通信充电底座内设置有第二电路板，第二电路板上设置有若干弹簧针和USB接口；单片机分别电连接存储器、压力温度检测系统、通信充电触点和电池槽，上位机通过USB接口连接单片机、存储器和电池槽。

Description

一种检测灌装过程中啤酒瓶内压力变化的电子钢瓶

技术领域

本发明涉及一种电子钢瓶，特别是关于一种检测灌装过程中啤酒瓶内压力变化的电子钢瓶。

背景技术

氧是加速啤酒老化变质的关键因素，因此降低啤酒中的总氧含量是包装车间最重要的质量目标之一。灌酒机是啤酒增氧的主要环节，目前绝大多数灌酒机采用抽真空的方式去除空啤酒瓶中的氧，因此抽真空效果直接影响灌装啤酒的增氧量，抽真空的效果越好，啤酒瓶内残余的氧含量就越低，则灌装后啤酒中的氧含量也越低。

近年来，随着技术革新，灌酒机已经从一次抽真空发展到二次抽真空、三次抽真空，抽真空效果大大提高，成品酒的氧含量也大大降低。但是，评价抽真空的手段仍然是通过检测啤酒瓶瓶颈的空气或总氧含量，属于间接评价。由于影响啤酒瓶瓶颈的空气或总氧的因素很多，仅仅通过间接检测很难准确评价啤酒瓶的抽真空、备压和泄压效果，进而很难准确判断啤酒瓶瓶颈总氧升高的主要原因。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够准确判断啤酒灌装过程中啤酒瓶抽真空、备压和泄压效果的检测灌装过程中啤酒瓶内压力变化的电子钢瓶。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种检测灌装过程中啤酒瓶内压力变化的电子钢瓶，其特征在于，该电子钢瓶包括瓶体、通信充电底座和上位机；所述瓶体由底部开口的瓶身和密封设置的瓶底固定连接而成；所述瓶底内设置有第一电路板，所述第一电路板上设置有单片机、存储器、开关、压力温度检测系统、若干通信充电触点和电池槽，所述压力温度检测系统的输入端穿出所述瓶底深入到所述瓶身内，所述压力温度检测系统通过所述开关控制其开启或关闭,所述开关和若干通信充电触点均伸出所述瓶底底部；所述瓶底卡设固定所述通信充电底座，与所述开关对应，所述通信充电底座上设置有第一凹槽；所述通信充电底座内设置有第二电路板，所述第二电路板上设置有若干与所述通信充电触点位置一一对应的弹簧针和USB接口，且若干所述弹簧针均伸出所述通信充电底座顶部；所述单片机分别电连接所述存储器、压力温度检测系统、通信充电触点和电池槽，所述上位机通过所述USB接口连接所述单片机、存储器和电池槽，所述上位机用于根据所述压力温度检测系统获取的压力变化信号和温度变化信号的上升和下降情况判断啤酒灌装过程中所述瓶身的抽真空、备压和泄压效果。

进一步地，所述压力温度检测系统包括压力传感器、温度传感器、信号放大器和模数转换器；所述压力传感器和所述温度传感器均穿出所述瓶底深入到所述瓶身内，所述压力传感器用于实时检测所述瓶身内的压力变化信号；所述温度传感器用于实时检测所述瓶身内的温度变化信号；所述信号放大器用于将压力变化信号和温度变化信号进行放大后发送至所述模数转换器；所述模数转换器用于将放大后的压力变化信号和温度变化信号转换为模拟压力变化信号和模拟温度变化信号发送至所述单片机，所述单片机将模拟压力变化信号和模拟温度变化信号进行修正处理后得到实际压力变化信号和实际温度变化信号并发送至所述存储器进行存储。

进一步地，所述第一电路板上设置有第一LED灯，所述第二电路板上设置有第二LED灯，所述第一LED灯电连接所述单片机，所述第二LED灯通过所述USB接口连接所述上位机。

进一步地，所述上位机包括参数设置模块、电源充电模块、效果判断模块、数据显示模块和数据存储模块；所述参数设置模块用于设置所述压力温度检测系统在啤酒灌装过程中的采样时间以及在采样时间内所述第一LED灯的闪烁频率变化并发送至所述单片机、效果判断模块和数据存储模块；所述电源充电模块通过所述USB接口为所述电池槽内的电池进行充电，以及控制所述第二LED灯在所述电池槽内的电池充电未完成和充电完成时显示不同颜色；所述效果判断模块用于根据预设的采样时间以及所述存储器存储的实际压力变化信号和实际温度变化信号的上升和下降情况判断啤酒灌装过程中所述瓶身的抽真空、备压和泄压效果并发送至所述数据显示模块和数据存储模块；所述数据显示模块用于显示所述存储器存储的实际压力变化信号和实际温度变化信号以及判断的所述瓶身的抽真空、备压和泄压效果；所述数据存储模块用于存储预设数据以及效果判断过程中的相关数据。

进一步地，所述瓶底底部向内凹设第二凹槽，所述开关和每一通信充电触点均伸出所述第二凹槽，所述通信充电底座顶部向外延伸设置与所述第二凹槽相对应的凸起结构，每一所述弹簧针均伸出所述凸起结构。

进一步地，所述瓶体采用不锈钢材料，且所述瓶身的高度、瓶身直径、瓶口内外直径、瓶口端面弧度和容积均与现有普通啤酒瓶相同。

进一步地，所述瓶体采用330ml、500ml、600ml、750ml、1000ml、1800ml或2000ml容量。

进一步地，所述压力传感器采用绝压传感器。

进一步地，所述单片机采用型号为STM32F052F6的单片机。

进一步地，所述存储器采用片外FLASH。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明的瓶体由瓶身和瓶底固定连接而成，密封设置的瓶底内的第一电路板上设置有单片机、存储器、开关、压力温度检测系统、通信充电触点和电池槽，通过存储器存储压力温度检测系统检测的压力变化和温度变化，确保啤酒灌装过程中瓶身内部压力变化和温度变化检测的真实性和连续性，通信充电底座内的第二电路板上设置有弹簧针和USB接口，通过USB接口连接上位机使上位机对存储器存储的数据进行判断分析，进而能够获取准确地抽真空、备压和泄压效果判断结果。2、本发明采用与现有啤酒瓶的外形尺寸和容积完全相同的不锈钢材质瓶身，相同的外形尺寸能够确保瓶身和灌酒机的酒阀完全密封，相同的容积，无论是备压还是抽真空都能够确保与现有啤酒瓶内的压力变化完全一致，采用不锈钢材质，具有足够的耐正压和负压的强度，确保灌装过程中瓶身的外形尺寸不发生变化。3、本发明采用设置在瓶底的通信充电触点和设置在通信充电底座的弹簧针，实现了通信和充电功能的同时也确保了密封性，使瓶身内部的压力不受外界影响。4、本发明采用设置在瓶底底部的开关，并与通信充电底座的第一凹槽完美嵌合，实现开关功能的同时还起到瓶体和通信充电底座定位连接的作用。5、本发明采用凹入瓶底的设计以及通信充电底座顶部的凸起设计，能够确保通信充电触点和弹簧针在线工作时不受外部机械损伤，可以广泛应用于饮料灌装与封罐一体化机械设备技术领域中。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明瓶底的结构示意图；

图3是本发明通信充电底座的结构示意图；

图4是本发明上位机的结构连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。

如图1～3所示，本发明提供的检测灌装过程中啤酒瓶内压力变化的电子钢瓶包括瓶体1、通信充电底座2、第一电路板3、第二电路板4、压力温度检测系统5、单片机、存储器、开关6、通信充电触点7、弹簧针8、USB接口、第一LED灯、第二LED灯9和上位机，其中，瓶体1包括瓶身11和瓶底12。

瓶身11采用与普通啤酒瓶大小形状相同且底部开口的结构，瓶底12采用与瓶身11底部直径相同的密封柱状结构，瓶身11底部固定连接瓶底12构成瓶体1，瓶底12内固定设置第一电路板3，第一电路板3上设置单片机、存储器、压力温度检测系统5、开关6、若干通信充电触点7、第一LED灯和电池槽，压力温度检测系统5的输入端穿出瓶底12深入到瓶身11内，开关6、若干通信充电触点7均伸出瓶底12底部，第一LED灯伸出瓶底12一侧，压力温度检测系统5用于实时检测瓶身11内的压力变化和温度变化，开关6用于控制压力温度检测系统5的开启或关闭。瓶底12底部卡设固定通信充电底座2，与开关6对应，通信充电底座2上设置有第一凹槽，用于对瓶体1进行定位，通信充电底座2内设置第二电路板4，第二电路板4上设置若干弹簧针8、USB接口和第二LED灯9，每一弹簧针8和第二LED灯9均伸出通信充电底座2顶部，且每一弹簧针8的位置均与每一通信充电触点7的位置一一对应。

单片机分别电连接存储器、压力温度检测系统5、每一通信充电触点7、第一LED灯和电池槽，上位机通过USB接口连接单片机、存储器、电池槽和第二LED灯9，上位机用于根据压力温度检测系统获取的压力变化信号和温度变化信号的上升和下降情况判断啤酒灌装过程中瓶身11的抽真空、备压和泄压效果，以及通过USB接口为电池槽内的电池进行充电，电池通过电池槽为瓶体1进行充电。

在一个优选的实施例中，压力温度检测系统5包括压力传感器51、温度传感器52、信号放大器和模数转换器。压力传感器51和温度传感器52均穿出瓶底12深入到瓶身11内，压力传感器51用于实时检测瓶身11内的压力变化信号，温度传感器52用于实时检测瓶身11内的温度变化信号，信号放大器用于将压力变化信号和温度变化信号进行放大后发送至模数转换器，模数转换器用于将放大后的压力变化信号和温度变化信号转换为模拟压力变化信号和模拟温度变化信号发送至单片机，单片机将模拟压力变化信号和模拟温度变化信号进行修正处理后得到实际压力变化信号和实际温度变化信号发送至所述存储器进行存储。

如图4所示，上位机包括参数设置模块101、电源充电模块、效果判断模块102、数据显示模块103和数据存储模块104。

参数设置模块101用于设置压力温度检测系统5在啤酒灌装过程中的采样时间以及在采样时间内第一LED灯的闪烁频率变化并发送至单片机、效果判断模块102和数据存储模块104。

电源充电模块用于通过USB接口为电池槽内的电池进行充电，以及控制第二LED灯9在电池槽内的电池充电未完成和充电完成时显示不同颜色。

效果判断模块102用于根据预设的采样时间以及存储器存储的实际压力变化信号和实际温度变化信号的上升和下降情况判断啤酒灌装过程中瓶身11的抽真空、备压和泄压效果并发送至数据存储模块104。

数据显示模块103用于显示存储器存储的实际压力变化信号和实际温度变化信号。

数据存储模块104用于存储预设数据以及效果判断过程中的相关数据。

在一个优选的实施例中，瓶体1可以采用不锈钢材料，且瓶身11的高度、瓶身直径、瓶口内外直径、瓶口端面弧度和容积等均与现有普通啤酒瓶相同，用于确保检测的瓶身11压力变化能够真实反映普通啤酒瓶内的压力变化。

在一个优选的实施例中，瓶体1可以采用330ml、500ml、600ml、750ml、1000ml、1800ml或2000ml等容量。

在一个优选的实施例中，瓶底12上还开设有用于供压力温度检测系统5、开关6和每一通信充电触点7穿过的若干通孔。

在一个优选的实施例中，瓶底12底部向内凹设第二凹槽，开关6和每一通信充电触点7均伸出第二凹槽，通信充电底座2顶部向外延伸设置与第二凹槽相对应的凸起结构，每一弹簧针8均伸出凸起结构，通过第二凹槽和相对应的凸起结构确保通信充电触点7和弹簧针8在线工作时不受外部机械损伤。

在一个优选的实施例中，单片机可以采用型号为STM32F052F6的单片机，该单片机处理器内置12位ADC，精度可达10位，能够满足模拟信号的转换需求。

在一个优选的实施例中，存储器可以采用片外FLASH。

在一个优选的实施例中，压力传感器51可以采用绝压传感器。

在一个优选的实施例中，开关6可以采用旋钮开关。

在一个优选的实施例中，第二LED灯9可以采用两单色LED灯或采用一双色集成LED灯。

下面通过具体实施例详细说明本发明检测灌装过程中啤酒瓶内压力变化的电子钢瓶的使用方法：

1)将瓶体1卡设固定通信充电底座2，并将USB接口连接上位机，通过电源充电模块为电池槽内的电池进行充电，并控制第二LED灯9亮红灯，电池充电完成时电源充电模块控制第二LED灯9亮绿灯，充电的同时通过参数设定模块101预先设置压力温度检测系统5在啤酒灌装过程中的采样时间为一分钟，设置第一LED灯在采样时间内由快速闪烁变为慢速闪烁，并发送相应指令给单片机控制压力温度检系统5和第一LED灯进行工作。

2)电池充电完成后，将瓶体1与通信充电底座2分离，打开开关6启动压力温度检系统5，将瓶体1放入啤酒灌装生产线中随普通啤酒瓶一起进入灌装机和压盖机进行灌装和压盖。

3)在抽真空阶段中，通过灌装机对瓶体1进行N次抽真空(次数视实际情况进行设定)，当压力温度检测系统5检测到第一次压力值时开始计时，第一LED灯快速闪烁，通过存储器存储抽真空阶段中压力温度检测系统5检测的瓶身11内的压力变化和温度变化。

4)在封盖阶段中，通过封盖机对瓶体1进行封盖，通过压力温度检测系统5进行采样，并通过存储器存储封盖阶段中瓶身11内的实际压力变化信号和实际温度变化信号，灌装过程结束后，当第一LED灯由快速闪烁变为慢速闪烁时才可以进行下一次采样或读取采样数据。

5)关闭开关6使得压力温度检测系统5停止工作，将瓶体1卡设固定通信充电底座2，通过USB接口连接上位机，效果判断模块102通过存储器存储的实际压力变化信号和实际温度变化信号的上升和下降情况判断啤酒灌装过程中瓶身11的抽真空、备压和泄压效果，进而判断灌装机的灌酒阀是否出现问题。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种检测灌装过程中啤酒瓶内压力变化的电子钢瓶，其特征在于，该电子钢瓶包括瓶体、通信充电底座和上位机；

所述瓶体由底部开口的瓶身和密封设置的瓶底固定连接而成；所述瓶底内设置有第一电路板，所述第一电路板上设置有单片机、存储器、开关、压力温度检测系统、若干通信充电触点和电池槽，所述压力温度检测系统的输入端穿出所述瓶底深入到所述瓶身内，所述压力温度检测系统通过所述开关控制其开启或关闭,所述开关和若干通信充电触点均伸出所述瓶底底部；所述瓶底卡设固定所述通信充电底座，与所述开关对应，所述通信充电底座上设置有第一凹槽；所述通信充电底座内设置有第二电路板，所述第二电路板上设置有若干与所述通信充电触点位置一一对应的弹簧针和USB接口，且若干所述弹簧针均伸出所述通信充电底座顶部；

所述单片机分别电连接所述存储器、压力温度检测系统、通信充电触点和电池槽，所述上位机通过所述USB接口连接所述单片机、存储器和电池槽，所述上位机用于根据所述压力温度检测系统获取的压力变化信号和温度变化信号的上升和下降情况判断啤酒灌装过程中所述瓶身的抽真空、备压和泄压效果。

2.如权利要求1所述的一种检测灌装过程中啤酒瓶内压力变化的电子钢瓶，其特征在于，所述压力温度检测系统包括压力传感器、温度传感器、信号放大器和模数转换器；

所述压力传感器和所述温度传感器均穿出所述瓶底深入到所述瓶身内，所述压力传感器用于实时检测所述瓶身内的压力变化信号；所述温度传感器用于实时检测所述瓶身内的温度变化信号；所述信号放大器用于将压力变化信号和温度变化信号进行放大后发送至所述模数转换器；所述模数转换器用于将放大后的压力变化信号和温度变化信号转换为模拟压力变化信号和模拟温度变化信号发送至所述单片机，所述单片机将模拟压力变化信号和模拟温度变化信号进行修正处理后得到实际压力变化信号和实际温度变化信号并发送至所述存储器进行存储。

3.如权利要求2所述的一种检测灌装过程中啤酒瓶内压力变化的电子钢瓶，其特征在于，所述第一电路板上设置有第一LED灯，所述第二电路板上设置有第二LED灯，所述第一LED灯电连接所述单片机，所述第二LED灯通过所述USB接口连接所述上位机。

4.如权利要求3所述的一种检测灌装过程中啤酒瓶内压力变化的电子钢瓶，其特征在于，所述上位机包括参数设置模块、电源充电模块、效果判断模块、数据显示模块和数据存储模块；

所述参数设置模块用于设置所述压力温度检测系统在啤酒灌装过程中的采样时间以及在采样时间内所述第一LED灯的闪烁频率并发送至所述单片机、效果判断模块和数据存储模块；

所述电源充电模块通过所述USB接口为所述电池槽内的电池进行充电，以及控制所述第二LED灯在所述电池槽内的电池充电未完成和充电完成时显示不同颜色；

所述效果判断模块用于根据预设的采样时间以及所述存储器存储的实际压力变化信号和实际温度变化信号的上升和下降情况判断啤酒灌装过程中所述瓶身的抽真空、备压和泄压效果并发送至所述数据显示模块和数据存储模块；

所述数据显示模块用于显示所述存储器存储的实际压力变化信号和实际温度变化信号以及判断的所述瓶身的抽真空、备压和泄压效果；

所述数据存储模块用于存储预设数据以及效果判断过程中的相关数据。

5.如权利要求1所述的一种检测灌装过程中啤酒瓶内压力变化的电子钢瓶，其特征在于，所述瓶底底部向内凹设第二凹槽，所述开关和每一通信充电触点均伸出所述第二凹槽，所述通信充电底座顶部向外延伸设置与所述第二凹槽相对应的凸起结构，每一所述弹簧针均伸出所述凸起结构。

6.如权利要求1所述的一种检测灌装过程中啤酒瓶内压力变化的电子钢瓶，其特征在于，所述瓶体采用不锈钢材料，且所述瓶身的高度、瓶身直径、瓶口内外直径、瓶口端面弧度和容积均与现有普通啤酒瓶相同。

7.如权利要求6所述的一种检测灌装过程中啤酒瓶内压力变化的电子钢瓶，其特征在于，所述瓶体采用330ml、500ml、600ml、750ml、1000ml、1800ml或2000ml容量。

8.如权利要求2所述的一种检测灌装过程中啤酒瓶内压力变化的电子钢瓶，其特征在于，所述压力传感器采用绝压传感器。

9.如权利要求1至8任一项所述的一种检测灌装过程中啤酒瓶内压力变化的电子钢瓶，其特征在于，所述单片机采用型号为STM32F052F6的单片机。

10.如权利要求1至8任一项所述的一种检测灌装过程中啤酒瓶内压力变化的电子钢瓶，其特征在于，所述存储器采用片外FLASH。