CN108344674A - 一种基于人工智能的气体透过率自动测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种基于人工智能的气体透过率自动测试系统及方法，该系统中测试上腔和测试下腔均为中空结构；恒温水浴装置与内部循环管路相连通，控制温度；压差传感器与测试上腔连通，下腔真空传感器与测试下腔连通，温湿度传感器采集温度和湿度；试验气源通与测试上腔气路相通，且设置有第一开关阀；与测试上腔的气路相通的放气支路上设置第二开关阀；真空泵与测试上腔和测试下腔均气路相通；测试终端控制开关阀，采集传感器的采集数据。本发明的测试系统能够自动完成测试，无须人工干预，测量结果精准，测试效率高，降低测试成本。

Description

一种基于人工智能的气体透过率自动测试系统及方法

技术领域

本公开涉及包装材料测试设备技术领域，尤其涉及一种基于人工智能的气体透过率自动测试系统及方法。

背景技术

塑料包装广泛应用于食品药品包装的各个领域，包装材料的阻隔性是产品保质的关键因素。所谓阻隔性，通常是指包装材料对氧气、水蒸气的阻隔能力，阻隔能力越强，空气中的氧气、水蒸气就越不容易进入包装内部，自然也不会对包装内部的内容物产生影响，阻隔能力强的包装材料通常被称为高阻隔材料，反而则被称为低阻隔材料。包装材料对氧气、水蒸气的阻隔能力是产品保质期长短的关键因素之一，通常来讲，高阻隔材料的保质期一般是长于低阻隔材料保质期的。

气体透过率测试系统主要用于材料的阻隔性的检测，传统气体透过率测试系统存在如下不足：

(1)试验前须进行参数设置，参数设置正确与否将直接影响试验结果准确性与试验效率。通常传统气体透过率测试系统会有多种试验模式供用户选择，试验前用户必须正确地选择试验模式，试验模式选择不当将直接影响到试验结果的准确性与测试效率，试验模式选择后，还需要对该模式下的试验参数进行设置，同样试验参数设置不合适也将直接关联到试验结果的准确性与测试效率，甚至导致试验结果完全错误。

(2)对实验人员专业要求高。材料的阻隔性测试具有专业性、偏冷性的特点，如果实验人员没有聚合物高分子材料、塑料薄膜工艺方面的基础知识，要想做好阻隔性检测绝不是一件容易的事情。对于没有任何基础的实验人员，面对一种完全陌生的高分子材料时，如何恰当地选择试验模式，这几乎是不可能做到的事情，更不用说合理正确地设置该模式下的试验参数了，最为关键的问题是，若试验模式选择不匹配，试验参数设置不准确，将直接导致试验结果错误、试验效率大大降低。特别是面对一无所知的试样时，传统气体透过率测试系统的弊端更为突出。就连专业阻隔性测试的实验人员面临试样“盲测”时也经常会碰到模式选择、试验参数设置的困窘。

(3)测试过程自动化程度低，试验过程需要人为干预、介入。传统的气体透过率测试系统中，真空泵的开启，甚至有些控制阀、腔体密封阀等都需要人工开启和关闭，首先人工操作控制阀使得系统出现泄漏的几率大大增加，重现性降低，最终将导致试验结果误差大，甚至结果错误；其次由于试验需要人工干预方能继续，这给实验人员带来了不小的劳动成本，强迫实验人员必须记住介入的时间点，否则试验将处于等待而无法继续，非智能化的试验过程对实验人员的依赖程度太大，劳动成本太高，不利于试验产能的提高和其他工作的开展进行。

(4)测试结果精度差，测试周期长、效率低。对于一种材料的阻隔性检测而言，实验人员很难做到模式选择正确和参数设置合理科学，哪怕是最有经验的实验人员也是如此，因为人无法做到对大量试验数据进行实时分析、计算和判断，所以参数设置很难保证精度又要保证测试效率，这种情况下，实验人员往往选择牺牲效率来换取试验结果的准确，从而使得测试效率下降。另外，需要人为干预介入的气体透过率测试系统中效率低、出现结果错误的几率更是大大增加。

发明内容

本发明实施例中提供了一种基于人工智能的气体透过率自动测试系统及方法，以解决气体透过率测试误差大、效率低、自动化程度低、门槛高等技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

根据本发明的第一方面，本发明实施例提供了一种基于人工智能的气体透过率自动测试系统，该系统包括：包括恒温水浴装置、测试上腔、测试下腔、压差传感器、真空泵、下腔真空传感器、温湿度传感器和测试终端，其中：

所述测试上腔和所述测试下腔均为中空结构，所述测试上腔与所述测试下腔相互匹配组成测试腔，所述测试腔用于放置待检测的试样；

所述恒温水浴装置与所述测试上腔和所述测试下腔的内部循环管路相连通，用于控制导热介质在所述内部循环管路内流通，以控制试样测试温度；

所述压差传感器与测试上腔相连通，所述下腔真空传感器与测试下腔相连通，所述温湿度传感器用于采集测试环境温度和湿度；

试验气源通过进气支路与测试上腔气路相同，所述进气支路的气路上设置有第一开关阀；与测试上腔的气路相通的放气支路上还设置有第二开关阀；

所述真空泵通过第一真空支路与测试上腔气路相通，通过第二真空支路与测试下腔气路相通；所述第一真空支路的气路上设置有第三开关阀，所述第二真空支路的气路上设置有第四开关阀；

所述测试终端与真空泵、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、压差传感器、下腔真空传感器和温湿度传感器均分别连接，用于控制真空泵、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀和第四开关阀的开启和关闭，以及获取压差传感器、下腔真空传感器和温湿度传感器的采集数据。

可选地，所述处理器通过所述通信单元与真空泵、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、压差传感器、下腔真空传感器和温湿度传感器相连接，进行信息交互。

可选地，所述恒温水浴装置与所述内部循环管路的连接管路上还设置有第五开关阀；所述测试终端还与所述第五开关阀相连接。

可选地，所述下腔真空传感器设置第二真空支路上，且与第四开关阀与测试下腔之间的气路节点相连通。

可选地，所述测试终端通过通讯总线与真空泵、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀和第五开关阀分别通信连接；所述测试终端通过蓝牙、WIFI和射频连接方式中的一种或多种与压差传感器、下腔真空传感器和温湿度传感器分别通信连接。

可选地，所述第一开关阀和第二开关阀均为可以控制开度的电动阀，所述第三开关阀和第四开关阀均为控制开关的电磁阀。

根据本发明的第二方面，本发明实施例提供了一种基于人工智能的气体透过率自动测试方法，该方法包括：

测试终端获取待测试样属性信息，其中，所述待测试样属性信息包括材料信息和/或尺寸信息；

测试终端从测试历史数据库中，选择与所述材料信息和/或尺寸信息相匹配的测试参数，其中所述测试参数包括测试温度、测试压差、测试真空压力值的一种或多种的组合；

测试终端获取压差传感器采集得到的检测压差值，以及下腔真空传感器检测得到的检测压力值；

测试终端根据所述检测压差值、所述检测压力值以及测试参数，确定测试系统的工作状态，其中，所述工作状态包括抽真空状态、充气状态、测试状态；

测试终端根据所述工作状态，控制真空泵、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀和第五开关阀中的一个或多个工作，完成气体透过率测试。

可选地，测试终端根据所述检测压差值、所述检测压力值以及测试参数，确定测试系统的工作状态，包括：

当所述检测压差值小于或等于第一阈值、且所述检测压力值大于或等于第二阈值时，确定所述测试系统处于抽真空状态；

测试终端根据所述工作状态，控制真空泵、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀和第五开关阀中的一个或多个工作，包括：

向真空泵、第三开关阀和第四开关阀发出开启指令，以指示真空泵、第三开关阀和第四开关阀开启，对测试上腔和测试下腔抽真空；

当所述检测压差值小于或等于第一阈值、且所述检测压力值小于或等于第三阈值时，向真空泵、第三开关阀和第四开关阀发出关闭指令，以指示真空泵、第三开关阀和第四开关阀关闭，结束抽真空；

向第一开关阀和第二开关阀发出开启指令，以指示第一开关阀和第二开关阀开启，开始充气；

其中，第一阈值<第三阈值<第二阈值。

可选地，测试终端根据所述检测压差值、所述检测压力值以及测试参数，确定测试系统的工作状态，包括：

当所述检测压差值大于第一阈值、且小于测试压差值时，确定测试系统处于充气状态；

测试终端根据所述工作状态，控制真空泵、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀和第五开关阀中的一个或多个工作，包括：

当检测压差值与测试压差值的偏差大于或等于第一偏差阈值时，增大第一开关阀的开度，减小第二开关阀的开度；

当检测压差值与测试压差值的偏差小于第一偏差阈值、且大于第二偏差阈值时，将第一开关阀和第二开关阀调整为相等开度；

其中，所述第二偏差阈值小于第一偏差阈值。

可选地，测试终端根据所述检测压差值、所述检测压力值以及测试参数，确定测试系统的工作状态，包括：

当检测压差值与测试压差值小于或等于第二偏差阈值时，确定系统处于测试状态；

测试终端根据所述工作状态，控制真空泵、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀和第五开关阀中的一个或多个工作，包括：

根据获取到的检测压力值，实时地计算第一压力变化率；

根据获取到的温湿度传感的温度值，将所述温度值转换为压力值，并根据转换的压力值实时地计算第二压力变化率；

当相邻的第一压力变化率的差值，以及相邻的第二压力变化率的差值小于或等于差值阈值时，根据第一压力变化率和第二压力变化率计算得到气体透过率；

向第一开关阀发出关闭指令，以指示第一开关阀关闭，停止充气。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本发明实施例提供的一种基于人工智能的气体透过率自动测试系统及方法，该系统包括恒温水浴装置、测试上腔、测试下腔、压差传感器、真空泵、下腔真空传感器、温湿度传感器和测试终端，其中，所述测试上腔和所述测试下腔均为中空结构，所述测试上腔与所述测试下腔相互匹配组成测试腔，所述测试腔用于放置待检测的试样；所述恒温水浴装置与所述测试上腔和所述测试下腔的内部循环管路相连通，用于控制导热介质在所述内部循环管路内流通，以控制试样测试温度；所述压差传感器与测试上腔相连通，所述下腔真空传感器与测试下腔相连通，所述温湿度传感器用于采集测试环境温度和湿度；试验气源通过进气支路与测试上腔气路相同，所述进气支路的气路上设置有第一开关阀；与测试上腔的气路相通的放气支路上还设置有第二开关阀；所述真空泵通过第一真空支路与测试上腔气路相通，通过第二真空支路与测试下腔气路相通；所述第一真空支路的气路上设置有第三开关阀，所述第二真空支路的气路上设置有第四开关阀；所述测试终端与真空泵、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、压差传感器、下腔真空传感器和温湿度传感器均分别连接，用于控制真空泵、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀和第四开关阀的开启和关闭，以及获取压差传感器、下腔真空传感器和温湿度传感器的采集数据。采用本发明气体透过率测试系统，在对塑料薄膜、薄片、复合膜等软包装材料进行气体透过率测试时，整个测试过程高度自动化，全自动完成，无须任何人工干预，测量结果精准，测试效率高，大大降低了测试成本。本发明气体透过率测试系统，对实验人员零基础、零经验要求，操作极其方便简单，无需人为操作即可完成整个测试过程，测试也可以在无人坚守的夜间自行进行，这无疑大大解放了实验人员的劳动力，使得实验资源可得到更加充分利用。另外，本发明气体透过率测试系统可将测试数据通过嵌入式智能控制单元进行传输与共享，嵌入式智能控制单元提供丰富的外围接口，方便测试数据的联网与共享，大大提高了数据的利用价值，可应用于食品药品包装领域气体透过率的测试，具有良好的应用和推广价值，本发明还具有以下特点：

1、无须选择试验模式、无须设置试验参数。启动试验后，系统自动采集数据、分析、计算、判断、选择，全自动进行，无须人为干预介入。

2、对实验人员零基础、零经验要求。无论是一个新手还是一个经验丰富的阻隔性测试人员，通过该系统测试得到的数据是一致的。

3、高度智能化。只需要点击一次“试验”键，所有的工作都由系统自动完成，包括试验报告的保存，这大大解放了人力资源，降低了试验本身的劳动强度和密度。

4、试验结果精度高、重现性好、试验效率高。试验过程中，系统将实时采集大量的数据，并对这些数据进行计算、分析、判断，系统可回归出最适宜试验的试验参数，既能保证试验结果的准确性、重现性，又能以最高效的方式完成测试

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于人工智能的气体透过率自动测试系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种基于人工智能的气体透过率自动测试方法的流程示意图。

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中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

参见图1，为本发明实施例提供的一种基于人工智能的气体透过率自动测试系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括恒温水浴装置1、测试上腔3、测试下腔11、压差传感器2、真空泵7、下腔真空传感器9、温湿度传感器10和测试终端13。

其中，所述测试上腔3和所述测试下腔11均为中空结构，所述测试上腔3与所述测试下腔11相互匹配组成测试腔，所述测试腔用于放置待检测的试样16。在具体实施时，测试上腔3和测试下腔11夹住试样16进行气体透过率测试。

所述恒温水浴装置1与所述测试上腔3和所述测试下腔11的内部循环管路相连通，用于控制导热介质在所述内部循环管路内流通，以控制试样测试温度，并且保证装夹在测试上腔3和测试下腔11之间的试样16严格处于指定测试温度。

所述压差传感器2与测试上腔3相连通，用于对测试上腔3压力的监控，确保试验压差的准确性；所述下腔真空传感器9与测试下腔11相连通，用于检测渗透气体引起的测试下腔11的压力变化；所述温湿度传感器10用于采集测试环境温度和湿度，一示例性实施例中，该温湿度传感器10可以设置于测试下腔11内部，检测测试下腔11内部的温度和湿度。

试验气源5通过进气支路与测试上腔3气路相同，所述进气支路的气路上设置有第一开关阀4；与测试上腔3的气路相通的放气支路上还设置有第二开关阀12；这样，测试上腔3通过第一开关阀4与试验气源5相连通，通过第二开关阀12与大气相连，通过开启第一开关阀4，将试验气体充入测试上腔3内，并储存试验气体，结束后将试验气体的压力通过第二开关阀12释放掉。

所述真空泵7通过第一真空支路与测试上腔3气路相通，通过第二真空支路与测试下腔11气路相通；所述第一真空支路的气路上设置有第三开关阀6，所述第二真空支路的气路上设置有第四开关阀8；通过上述连接方式，真空泵7能够对测试上腔3和测试下腔11同时进行抽真空，或者对测试上腔3和测试下腔11中的任意一个单独进行抽真空。

所述测试终端13与真空泵7、第一开关阀4、第二开关阀12、第三开关阀6、第四开关阀8、压差传感器2、下腔真空传感器9和温湿度传感器10均分别连接，用于控制真空泵7、第一开关阀4、第二开关阀12、第三开关阀6和第四开关阀8的开启和关闭，以及获取压差传感器2、下腔真空传感器9和温湿度传感器10的采集数据。一示例性实施例中，该测试终端13可以包括处理器14和通信单元15，所述处理器14通过所述通信单元15与真空泵7、第一开关阀4、第二开关阀12、第三开关阀6、第四开关阀8、压差传感器2、下腔真空传感器9和温湿度传感器10相连接，进行信息交互。

为了对测试腔内的温度进行精确控制，在一示例性实施例中，所述恒温水浴装置1与所述内部循环管路的连接管路上还设置有第五开关阀(图中未示出)，而且所述五开关阀设置在所述恒温水浴装置1的出水管路上；所述测试终端13还与所述第五开关阀相连接，用于控制第五开关阀的开启和关闭。另外，在本发明实施例中，该第五开关阀可以为电动阀，能够进行开度调节，进而精确控温。

所述下腔真空传感器9设置第二真空支路上，且与第四开关阀8与测试下腔11之间的气路节点相连通，这样可以通过利用一条气路实现对测试下腔11的压力采集，节省成本。

由于测试终端13与该系统的其他组件具有密切的数据关联，为了提高控制效率，在本发明实施例中，对测试终端13与系统中其他组件的通信连接方式进行了优化。一示例性实施例中，所述测试终端13通过通讯总线真空泵7、第一开关阀4、第二开关阀12、第三开关阀6、第四开关阀8和第五开关阀分别通信连接；所述测试终端13通过蓝牙、WIFI和射频连接方式中的一种或多种与压差传感器2、下腔真空传感器9和温湿度传感器10分别通信连接。

另外，为了保证测试的精度，保持测试上腔3与测试下腔11之间的压力差，是测试的关键，因此，在本发明实施例中，所述第一开关阀和第二开关阀均为可以控制开度的电动阀，这样测试终端13通过第一开关阀4和第二开关阀12的配合控制，实现压力差的稳定。而且，在本发明实施例中，在抽真空控制中，所述第三开关阀6和第四开关阀8均为控制开关的电磁阀。当然，在具体实施时，还可以使用气动阀或者电动启动结合的阀门，在本发明实施例中不做限定。

这样，在本发明实施例中全自动气体透过率测试系统，包括恒温水浴装置1，与测试腔直接相连，测试上腔3与测试下腔11均为中空结构，导热介质在恒温装置1的控制下在测试腔内部循环，保证装夹在上下腔之间的试样严格处于指定温度，压差传感器2与测试上腔3直接相连，用于测试上腔3压力的监控，确保试验压差的准确性，测试上腔3通过电磁阀4与试验气源5相连接，通过电磁阀12与大气相连，用于储存试验气体，结束后将试验压力释放掉。真空泵7通过电磁阀6与测试上腔3相连，通过电磁阀8与测试下腔11、下腔真空传感器9相连，用于对测试上腔3与测试下腔11抽真空。下腔真空传感器9与测试下腔相连，用于检测渗透气体的压力变化。环境温度、湿度监控模块10位于系统内部，用于监测环境温湿度的变化。测试终端13与系统内所有电磁阀、传感器相连接，用于控制系统内部电磁阀开启关闭，采集各种传感器的数据信号，处理器14与通信单元15相连，通信单元15负责将来处理器14的指令下发给真空泵7、第一开关阀4、第二开关阀12、第三开关阀6、第四开关阀8，同时也负责将压差传感器2、下腔真空传感器9和温湿度传感器10发来的数据上传给处理器14。试样16装夹于测试上腔3、测试下腔11之间，试验时试样两侧具有一定的压力差。

启动试验后，测试终端13发出抽真空指令，将电磁阀等相关部件开启，当系统真空度达到要求后测试终端13发出指令停止抽真空，保持测试下腔11真空度不变，关闭相应的电磁阀等部件，随后往测试上腔3充入一定压力的试验气体，最终在被测试样16的两侧形成一固定的压力差，由于压力差的存在，试验气体将透过试样从高压侧测试上腔3向低压侧测试下腔11扩散渗透，渗透气体通过测试下腔真空传感器9可实时被监测到，测试终端13对气体渗透速率进行实时、计算分析，同时测试终端13也对环境温湿度等参数进行分析计算，由于压力是温度的函数，测试终端可准确获得压力变化的真实速率并进行数学期望运算，当单位时间内压力变化速率稳定后试验即可结束，单位时间内压力的变化量即为试样的气体透过率结果，出具结果后，试验报告将会自动保存到特定位置，以备后期查询使用。整个试验过程全部由系统自动控制完成，无须任何的人为操作。

由上述实施例的描述可见，本发明实施例提供的一种基于人工智能的气体透过率自动测试系统，包括恒温水浴装置、测试上腔、测试下腔、压差传感器、真空泵、下腔真空传感器、温湿度传感器和测试终端，其中，所述测试上腔和所述测试下腔均为中空结构，所述测试上腔与所述测试下腔相互匹配组成测试腔，所述测试腔用于放置待检测的试样；所述恒温水浴装置与所述测试上腔和所述测试下腔的内部循环管路相连通，用于控制导热介质在所述内部循环管路内流通，以控制试样测试温度；所述压差传感器与测试上腔相连通，所述下腔真空传感器与测试下腔相连通，所述温湿度传感器用于采集测试环境温度和湿度；试验气源通过进气支路与测试上腔气路相同，所述进气支路的气路上设置有第一开关阀；与测试上腔的气路相通的放气支路上还设置有第二开关阀；所述真空泵通过第一真空支路与测试上腔气路相通，通过第二真空支路与测试下腔气路相通；所述第一真空支路的气路上设置有第三开关阀，所述第二真空支路的气路上设置有第四开关阀；所述测试终端与真空泵、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、压差传感器、下腔真空传感器和温湿度传感器均分别连接，用于控制真空泵、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀和第四开关阀的开启和关闭，以及获取压差传感器、下腔真空传感器和温湿度传感器的采集数据。采用本发明气体透过率测试系统，在对塑料薄膜、薄片、复合膜等软包装材料进行气体透过率测试时，整个测试过程高度自动化，全自动完成，无须任何人工干预，测量结果精准，测试效率高，大大降低了测试成本。本发明气体透过率测试系统，对实验人员零基础、零经验要求，操作极其方便简单，无需人为操作即可完成整个测试过程，测试也可以在无人坚守的夜间自行进行，这无疑大大解放了实验人员的劳动力，使得实验资源可得到更加充分利用。另外，本发明气体透过率测试系统可将测试数据通过嵌入式智能控制单元进行传输与共享，嵌入式智能控制单元提供丰富的外围接口，方便测试数据的联网与共享，大大提高了数据的利用价值，可应用于食品药品包装领域气体透过率的测试，具有良好的应用和推广价值。

通过以上的方法实施例的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

与本发明提供的一种基于人工智能的气体透过率自动测试系统实施例相对应，本发明还提供了一种基于人工智能的气体透过率自动测试方法。

参见图2，为本发明实施例提供的一种基于人工智能的气体透过率自动测试方法的流程示意图，如图2所示，本发明实施例示出了测试终端执行该方法的过程：

步骤S101：测试终端获取待测试样属性信息，其中，所述待测试样属性信息包括材料信息和/或尺寸信息。

在具体实施时，可以为每个待测试试样建立唯一的标识，所述标识可以为数值、二维码和文字标识中的任意一种，在本发明实施例中不做限定。所述标识与存储在样品数据库的待测试样属性信息一一对应，这样测试终端通过解析所述标识，能够获知待测试样的属性信息。一示例性实施例中，所述待测试样属性信息可以包括材料信息和/或尺寸信息，例如材料信息可以为材料的成分，尺寸信息可以为试样的长、宽和厚度等。

步骤S102：测试终端从测试历史数据库中，选择与所述材料信息和/或尺寸信息相匹配的测试参数，其中所述测试参数包括测试温度、测试压差、测试真空压力值的一种或多种的组合。

在每次测试后可以把每次测试的待测试样属性信息、以及对该待测试样进行测试所使用的测试参数进行保存记录，从而建立测试历史数据库。其中，所述测试参数可以包括测试温度、测试压差、测试真空压力值的一种或多种的组合。

步骤S103：测试终端获取压差传感器采集得到的检测压差值，以及下腔真空传感器检测得到的检测压力值。

测试终端通过读取压差传感器采集得到压力信号，解析得到检测压差，以及通过读取下腔真空传感器采集得到的压力信号，解析得到检测压力值。

步骤S104：测试终端根据所述检测压差值、所述检测压力值以及测试参数，确定测试系统的工作状态，其中，所述工作状态包括抽真空状态、充气状态、测试状态。

在具体实施时，当测试终端解析得到的所述检测压差值小于或等于第一阈值、且所述检测压力值大于或等于第二阈值时，确定所述测试系统处于抽真空状态。其中，所述第一阈值可以为接近0的数值，所述第二阈值可以为接近大气压的数值。在系统初始还未开始抽真空时，测试上腔与测试下腔的压力差几乎为0，即检测压差值接近数值0，而测试下腔中压力值也与大气压一致，即检测压力值接近大气压的数值。

而当测试系统抽真空结束后，会进入充气状态，使得测试上腔与测试下腔之间保持稳定的压力差。因此，当所述检测压差值大于第一阈值、且小于测试压差值时，确定测试系统处于充气状态。

在系统测试阶段，测试上腔与测试下腔之间的压差值与测试压差值接近，即检测压差值与测试压差值接近。这样，通过检测压差值与测试压差值的比较，就能确定系统是否处于测试阶段，即当检测压差值与测试压差值小于或等于第二偏差阈值时，确定系统处于测试状态。其中，该第二偏差阈值可以为接近0的较小值，例如0.5等。

步骤S105：测试终端根据所述工作状态，控制真空泵、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀和第五开关阀中的一个或多个工作，完成气体透过率测试。

根据步骤S104的判断，测试终端根据工作状态，控制真空泵、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀和第五开关阀中的一个或多个工作，完成气体透过率测试。

当所述检测压差值小于或等于第一阈值、且所述检测压力值大于或等于第二阈值时，确定所述测试系统处于抽真空状态；进一步，测试终端向真空泵、第三开关阀和第四开关阀发出开启指令，以指示真空泵、第三开关阀和第四开关阀开启，对测试上腔和测试下腔抽真空；当所述检测压差值小于或等于第一阈值、且所述检测压力值小于或等于第三阈值时，向真空泵、第三开关阀和第四开关阀发出关闭指令，以指示真空泵、第三开关阀和第四开关阀关闭，结束抽真空，而其中第三阈值可以为测试参数中真空度值，例如0.0001帕斯卡等；向第一开关阀和第二开关阀发出开启指令，以指示第一开关阀和第二开关阀开启，开始充气；其中，第一阈值<第三阈值<第二阈值。

当所述检测压差值大于第一阈值、且小于测试压差值时，确定测试系统处于充气状态；进一步，测试终端判断当检测压差值与测试压差值的偏差大于或等于第一偏差阈值时，增大第一开关阀的开度，减小第二开关阀的开度，以加快充入速度；当检测压差值与测试压差值的偏差小于第一偏差阈值、且大于第二偏差阈值时，此时测试上腔与测试下腔的压差接近测试参数，则将第一开关阀和第二开关阀调整为相等开度，保持气体充入速度；其中，所述第二偏差阈值小于第一偏差阈值。

当检测压差值与测试压差值小于或等于第二偏差阈值时，确定系统处于测试状态；进一步，测试终端根据获取到的检测压力值，实时地计算第一压力变化率；根据获取到的温湿度传感的温度值，由于压力是温度的函数，将所述温度值转换为压力值，并根据转换的压力值实时地计算第二压力变化率；当相邻的第一压力变化率的差值，以及相邻的第二压力变化率的差值小于或等于差值阈值时，压力变化速率稳定后，根据第一压力变化率和第二压力变化率计算得到气体透过率，例如可以以加权计算的方式，将综合考虑第一压力变化率和第二压力变化率的精度，得到最终的气体透过率值。进而，向第一开关阀发出关闭指令，以指示第一开关阀关闭，停止充气，结束整个测试过程。

由上述实施例可见，本发明实施例提供的基于人工智能的气体透过率测试方法，通过测试终端获取待测试样属性信息，其中，所述待测试样属性信息包括材料信息和/或尺寸信息；测试终端从测试历史数据库中，选择与所述材料信息和/或尺寸信息相匹配的测试参数，其中所述测试参数包括测试温度、测试压差、测试真空压力值的一种或多种的组合；测试终端获取压差传感器采集得到的检测压差值，以及下腔真空传感器检测得到的检测压力值；测试终端根据所述检测压差值、所述检测压力值以及测试参数，确定测试系统的工作状态，其中，所述工作状态包括抽真空状态、充气状态、测试状态；测试终端根据所述工作状态，控制真空泵、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀和第五开关阀中的一个或多个工作，完成气体透过率测试。采用本发明气体透过率测试系统，在对塑料薄膜、薄片、复合膜等软包装材料进行气体透过率测试时，整个测试过程高度自动化，全自动完成，无须任何人工干预，测量结果精准，测试效率高，大大降低了测试成本。本发明气体透过率测试系统，对实验人员零基础、零经验要求，操作极其方便简单，无需人为操作就可完成整个测试过程，测试也可以在无人坚守的夜间自行进行，这无疑大大解放了实验人员的劳动力，使得实验资源可得到更加充分利用。另外，本发明气体透过率测试方法可将测试数据通过嵌入式智能控制单元进行传输与共享，嵌入式智能控制单元提供丰富的外围接口，方便测试数据的联网与共享，大大提高了数据的利用价值，可应用于食品药品包装领域气体透过率的测试，具有良好的应用和推广价值。

可以理解的是，本发明可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。

本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于人工智能的气体透过率自动测试系统，其特征在于，包括恒温水浴装置、测试上腔、测试下腔、压差传感器、真空泵、下腔真空传感器、温湿度传感器和测试终端，其中：

所述测试上腔和所述测试下腔均为中空结构，所述测试上腔与所述测试下腔相互匹配组成测试腔，所述测试腔用于放置待检测的试样；

所述恒温水浴装置与所述测试上腔和所述测试下腔的内部循环管路相连通，用于控制导热介质在所述内部循环管路内流通，以控制试样测试温度；

所述压差传感器与测试上腔相连通，所述下腔真空传感器与测试下腔相连通，所述温湿度传感器用于采集测试环境温度和湿度；

试验气源通过进气支路与测试上腔气路相同，所述进气支路的气路上设置有第一开关阀；与测试上腔的气路相通的放气支路上还设置有第二开关阀；

所述真空泵通过第一真空支路与测试上腔气路相通，通过第二真空支路与测试下腔气路相通；所述第一真空支路的气路上设置有第三开关阀，所述第二真空支路的气路上设置有第四开关阀；

所述测试终端与真空泵、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、压差传感器、下腔真空传感器和温湿度传感器均分别连接，用于控制真空泵、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀和第四开关阀的开启和关闭，以及获取压差传感器、下腔真空传感器和温湿度传感器的采集数据。

2.根据权利要求1所述的基于人工智能的气体透过率自动测试系统，其特征在于，所述测试终端包括处理器和通信单元，所述处理器通过所述通信单元与真空泵、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、压差传感器、下腔真空传感器和温湿度传感器相连接，进行信息交互。

3.根据权利要求1所述的基于人工智能的气体透过率自动测试系统，其特征在于，所述恒温水浴装置与所述内部循环管路的连接管路上还设置有第五开关阀；所述测试终端还与所述第五开关阀相连接。

4.根据权利要求1所述的基于人工智能的气体透过率自动测试系统，其特征在于，所述下腔真空传感器设置第二真空支路上，且与第四开关阀与测试下腔之间的气路节点相连通。

5.根据权利要求3所述的基于人工智能的气体透过率自动测试系统，其特征在于，所述测试终端通过通讯总线与真空泵、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀和第五开关阀分别通信连接；所述测试终端通过蓝牙、WIFI和射频连接方式中的一种或多种与压差传感器、下腔真空传感器和温湿度传感器分别通信连接。

6.根据权利要求1所述的基于人工智能的气体透过率自动测试系统，其特征在于，所述第一开关阀和第二开关阀均为可以控制开度的电动阀，所述第三开关阀和第四开关阀均为控制开关的电磁阀。

7.使用如权利要求1至6任一项所述的基于人工智能的气体透过率测试系统的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

测试终端获取待测试样属性信息，其中，所述待测试样属性信息包括材料信息和/或尺寸信息；

测试终端从测试历史数据库中，选择与所述材料信息和/或尺寸信息相匹配的测试参数，其中所述测试参数包括测试温度、测试压差、测试真空压力值的一种或多种的组合；

测试终端获取压差传感器采集得到的检测压差值，以及下腔真空传感器检测得到的检测压力值；

测试终端根据所述检测压差值、所述检测压力值以及测试参数，确定测试系统的工作状态，其中，所述工作状态包括抽真空状态、充气状态、测试状态；

测试终端根据所述工作状态，控制真空泵、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀和第五开关阀中的一个或多个工作，完成气体透过率测试。

8.根据权利要求7所述的基于人工智能的气体透过率自动测试方法，其特征在于，测试终端根据所述检测压差值、所述检测压力值以及测试参数，确定测试系统的工作状态，包括：

当所述检测压差值小于或等于第一阈值、且所述检测压力值大于或等于第二阈值时，确定所述测试系统处于抽真空状态；

测试终端根据所述工作状态，控制真空泵、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀和第五开关阀中的一个或多个工作，包括：

向真空泵、第三开关阀和第四开关阀发出开启指令，以指示真空泵、第三开关阀和第四开关阀开启，对测试上腔和测试下腔抽真空；

当所述检测压差值小于或等于第一阈值、且所述检测压力值小于或等于第三阈值时，向真空泵、第三开关阀和第四开关阀发出关闭指令，以指示真空泵、第三开关阀和第四开关阀关闭，结束抽真空；

向第一开关阀和第二开关阀发出开启指令，以指示第一开关阀和第二开关阀开启，开始充气；

其中，第一阈值<第三阈值<第二阈值。

9.根据权利要求8所述的基于人工智能的气体透过率自动测试方法，其特征在于，

测试终端根据所述检测压差值、所述检测压力值以及测试参数，确定测试系统的工作状态，包括：

当所述检测压差值大于第一阈值、且小于测试压差值时，确定测试系统处于充气状态；

测试终端根据所述工作状态，控制真空泵、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀和第五开关阀中的一个或多个工作，包括：

当检测压差值与测试压差值的偏差大于或等于第一偏差阈值时，增大第一开关阀的开度，减小第二开关阀的开度；

当检测压差值与测试压差值的偏差小于第一偏差阈值、且大于第二偏差阈值时，将第一开关阀和第二开关阀调整为相等开度；

其中，所述第二偏差阈值小于第一偏差阈值。

10.根据权利要求9所述的基于人工智能的气体透过率自动测试方法，其特征在于，

测试终端根据所述检测压差值、所述检测压力值以及测试参数，确定测试系统的工作状态，包括：

当检测压差值与测试压差值小于或等于第二偏差阈值时，确定系统处于测试状态；

测试终端根据所述工作状态，控制真空泵、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀和第五开关阀中的一个或多个工作，包括：

根据获取到的检测压力值，实时地计算第一压力变化率；

根据获取到的温湿度传感的温度值，将所述温度值转换为压力值，并根据转换的压力值实时地计算第二压力变化率；

当相邻的第一压力变化率的差值，以及相邻的第二压力变化率的差值小于或等于差值阈值时，根据第一压力变化率和第二压力变化率计算得到气体透过率；

向第一开关阀发出关闭指令，以指示第一开关阀关闭，停止充气。