CN204142652U - 一种瓶体激光在线检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种瓶体激光在线检测装置，包括瓶体进样组件、转盘组件、瓶体出样组件、控制组件和剔废组件，瓶体进样组件、转盘组件和瓶体出样组件依次相连，剔废组件位于瓶体出样组件的输出端，转盘组件的周侧设有一组以上的视觉检测组件和一组以上的激光在线检测组件，视觉检测组件和激光在线检测组件用来对瓶体进行检测；每组激光在线检测组件均包括成对设置的激光发射件和光电接收件且分别设置在待检测的瓶体两侧。本实用新型具有结构简单紧凑、布局合理、能够提高瓶体中残氧量、水蒸气检测精度和效率等优点。

Description

一种瓶体激光在线检测装置

技术领域

本实用新型主要涉及到医药、食品等包装设备领域，特指一种适用于医药、食品等包装设备中瓶体的激光式检测装置。 

背景技术

在医药、食品等包装设备中常使用瓶体作为容器，并在生产过程中往往需要对灌装前后的瓶体进行检测，以防止出现质量缺陷等问题。 

例如，在现有的冻干西林瓶中为了防止氧气进入瓶体使得药品氧化，工艺中采取填充氮气或真空灌注、轧盖的方式；而为了验证瓶体中的氧气含量是否超标，常采取在瓶体中直接抽取氧气而测定其浓度的方式，但这种方法本质上已经破坏了样品，因此只能够采取抽样的方法对整批药品进行测试。另外，还需要进行真空度的检测，它是通过验证瓶体封装的完整性来实现，常用方法有微生物侵入实验法，饱和盐水法等。由上可知，以上的检测方式都不能对整批药品都进行在线检测，效率不高，不适合在生产线上进行使用。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单紧凑、布局合理、能够提高瓶体中残氧量、水蒸气检测精度和效率的瓶体激光在线检测装置。 

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案： 

一种瓶体激光在线检测装置，包括瓶体进样组件、转盘组件、瓶体出样组件、控制组件和剔废组件，所述瓶体进样组件、转盘组件和瓶体出样组件依次相连，所述剔废组件位于瓶体出样组件的输出端，所述转盘组件的周侧设有一组以上的视觉检测组件和一组以上的激光在线检测组件，所述视觉检测组件和激光在线检测组件用来对瓶体进行检测；每组所述激光在线检测组件均包括成对设置的激光发射件和光电接收件且两者分别设置在待检瓶体两侧。

作为本实用新型的进一步改进：所述激光发射件包括激光发射器、激光准直透镜和激光发射器固定装置，所述激光准直透镜由激光发射器固定装置固定在激光发射器的发射端。 

作为本实用新型的进一步改进：所述光电接收件包括光电接收器和光电接收器固定装置，所述光电接收器由光电接收器固定装置固定，用来接收激光发射器所发出并透过瓶体后的激光。 

作为本实用新型的进一步改进：所述激光发射器固定装置和光电接收器固定装置上均设置有孔形成用来限制杂光的光阑。 

作为本实用新型的进一步改进：所述转盘组件的周侧设有摆动件，所述转盘组件的内侧设有转动架，旋瓶机构设置在转盘组件上；所述激光发射器和所述光电接收件中任意一个设于摆动件上，另一个设于转动架上，随瓶体和转动架进行周期性的同步转动。视觉检测组件也可如此。通过旋瓶机构使瓶体随摆动件、转动架同步转动的同时旋瓶机构带动瓶体自身进行旋转。 

作为本实用新型的进一步改进：所述瓶体进样组件包括依次相连的进瓶网带、进瓶绞龙和进瓶拨轮，所述瓶体会依次经过进瓶网带、进瓶绞龙和进瓶拨轮后进入转盘组件 

作为本实用新型的进一步改进：所述瓶体出样组件包括出瓶拨轮，所述剔废组件包括分瓶拨轮和正品拨轮，所述分瓶拨轮和正品拨轮均与出瓶拨轮相连，所述分瓶拨轮在控制组件的作用下将废品经废样通道输出，正品拨轮在控制组件的作用下将正品经正品通道输出。

作为本实用新型的进一步改进：所述激光在线检测组件为四组，其中两个用来检测氧气，另外两个用来检测水分。 

作为本实用新型的进一步改进：所述激光发射件和所述光电接收件处均设置有氮气保护机构，所述氮气保护机构为激光发射器固定装置内形成的氮气腔室以及氮气吹扫组件，所述氮气吹扫组件与氮气源相连并引入氮气吹向氮气腔室；所述激光发射件和所述光电接收件均位于氮气腔室内。 

作为本实用新型的进一步改进：所述激光发射器为半导体激光发射器。 

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型的瓶体激光在线检测装置，结构简单紧凑、布局合理，利用视觉检测组件和激光在线检测组件的配合，能够大大提高在线瓶体检测效率和精确度。 

附图说明

图1是本实用新型的结构原理示意图。 

图2是本实用新型中激光在线检测组件的结构原理示意图。 

图3是本实用新型在另一个具体应用实例中的激光在线检测组件的结构原理示意图。 

图例说明： 

1、进瓶网带；2、进瓶绞龙；3、进瓶拨轮；4、转盘组件；5、旋瓶机构；6、视觉检测组件；7、摆动件；8、转动架；9、激光发射件 10、光电接收件；11、出瓶拨轮；12、分瓶拨轮；13、废样通道；14、正品通道；15、激光发射器；16、激光准直透镜；17、激光发射器固定装置；18、瓶体；19、压头套；20、光电接收器固定装置；21、光电接收器；22、正品拨轮；23、发射端套筒；24、第一密封圈；25、第二密封圈；26、发射端法兰；27、第一进气接头；28、第一出气接头；29、连接管；30、吹气接头；31、接收端法兰；32、接收端套筒；33、第二进气接头。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。 

如图1所示，本实用新型的瓶体激光在线检测装置，包括瓶体进样组件、转盘组件4、瓶体出样组件、控制组件和剔废组件，瓶体18经瓶体进样组件送入转盘组件4，瓶体18在转盘组件4上运动，转盘组件4上设有旋瓶机构5和压头套19，在旋瓶机构5的驱动下，瓶体18自身进行旋转。转盘组件4的周侧设有一组以上的视觉检测组件6和一组以上的激光在线检测组件，视觉检测组件6和激光在线检测组件用来对瓶体18的轧盖、瓶体裂缝、氧含量等进行检测，并将检测结果信号给控制组件（如：PLC模块）。检测完毕后，瓶体18经瓶体出样组件送出。剔废组件将在控制组件的控制下，将检测结果为坏瓶（不合格瓶）剔出。其中，每组激光在线检测组件均包括成对设置的激光发射件9和光电接收件10，两者处于瓶体18两侧，检测时三者处于相对静止状态。即，本实用新型利用了TDLAS（Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy，可调谐半导体激光吸收光谱）技术来检测西林瓶、安瓿瓶中氧气、水蒸气等的含量，大大提高了在线检测精确度和效率。 

如图2所示，激光发射件9包括激光发射器15、激光准直透镜16和激光发射器固定装置17，激光准直透镜16由激光发射器固定装置17固定在激光发射器15的前端，激光发射器15采用半导体激光发射器。光电接收件10包括光电接收器21和光电接收器固定装置20，光电接收器21由光电接收器固定装置20固定，用来接收激光发射器15所发出并透过瓶体18后的激光。通过控制电流，在直流信号中加载周期性的正弦波或方波信号使激光发射器15的增益介质折射率得到周期性的变化，从而发出不同波长的激光，达到对激光发射器15调谐的目的。 

本实施例中，激光发射器固定装置17、光电接收器固定装置20上均设置有孔，激光发射器固定装置17和光电接收器固定装置20的作用一是用来固定激光发射器15、激光准直透镜16和光电接收器21，二是用来起挡光的作用，形成光阑以限制灯检机检测过程中视觉组件中光源发出的强光对激光在线检测的影响。 

本实施例中，在转盘组件4的周侧设有摆动件7，在转盘组件4的内侧设有转动架8，摆动件7与转动架8之间设有旋瓶机构5，旋瓶机构5设置于转盘组件4上，激光发射器15及视觉检测组件6均固定于摆动件7上随瓶体18和转动架8进行周期性的同步转动，一个周期分为摆动件7和转动架8对瓶体18的跟踪以及摆动件7和转动架8返回原来的位置进行下一次的跟踪，跟踪过程中摆动件7、转动架8和瓶体18处于相对静止状态，激光在线检测组件对瓶体18进行同步跟踪检测；优选地，在跟踪过程中瓶体18由旋瓶机构5带动对其旋转，对瓶体18进行激光在线检测，激光在线检测组件对瓶体18进行同步跟踪检测，跟踪过程中旋瓶机构5会带动瓶体18进行旋转，光电接收器21会采集多组激光信号进行处理，减少随机误差。在转盘组件4的中部设有转动架8，光电接收件10和光源均固定于转动架8上。本实用新型在激光在线检测的过程中，瓶体18是在旋瓶机构5带动进行旋转的过程中完成检测，而不是等瓶体18停下来再检测，这样会降低瓶体18脏污、机械抖动带来检测影响，还能保证足够的时间获取多组激光信号，对多组激光信号进行统计处理使得测量更准确。在其他实施例中，旋瓶机构5还可以是夹持瓶体18旋转的机构，结构更加简单。 

在其他实施例中，激光发射器15可以安装在转动架8上，光电接收端可以安装在摆动件上。可以减少其他检测光的干扰，也可实现整体结构布线整齐，美观。 

本实施例中，瓶体进样组件包括依次相连的进瓶网带1、进瓶绞龙2和进瓶拨轮3，瓶体18会依次经过进瓶网带1、进瓶绞龙2和进瓶拨轮3后进入转盘组件4。瓶体出样组件包括出瓶拨轮11，剔废组件包括分瓶拨轮12和正品拨轮22，分瓶拨轮12和正品拨轮22均与出瓶拨轮11相连，分瓶拨轮12在控制组件的作用下将废品经废样通道13输出，正品拨轮22在控制组件的作用下将正品经正品通道14输出。 

由于氧气检测、水分检测是要分开检测，所以检测系统需要分开设置。在其他实施例中，由于每组激光在线检测组件中的激光发射器15只能发射一种气体分子吸收的激光，每次只针对一个瓶子检测，所以在检测中，可以设置至少两组用来检测氧气，至少设置两组来检测水分。例如，如果对某种瓶体18的检测要求特别高，对氧气与水分都要检测的话，那么摆动件7上要设置四组激光在线检测组件，两个用来检测氧气，另外两个用来检测水分，如果检测氧含量采用波长763纳米激光，如果检测水蒸汽 ，采用波长1390纳米激光。 

如图3所示，在另一个具体应用实例中，激光发射器固定装置17包括一发射端套筒23，激光发射器15固定于发射端套筒23内的后端，激光发射器15与发射端套筒23的内壁之间设有第一密封圈24，用来防止外界与激光发射器15前端空间的空气接触。激光准直透镜16安装于发射端套筒23内的前端，激光准直透镜16与发射端套筒23内壁之间设有第二密封圈25。发射端套筒23的前端端部设有发射端法兰26，用来防止外界杂光的干扰。 

激光发射器15和激光准直透镜16之间的发射端套筒23上设置有第一进气接头27、第一出气接头28，激光准直透镜16与发射端法兰26之间的发射端套筒23上设置有第二进气接头33，第二进气接头33与第一进气接头27用连接管29相连接。发射端法兰26中心开有孔。 

光电接收器21通过接收端法兰31固定在接收端套筒32上，激光发射器15的发射端、激光准直透镜16的光轴、发射端法兰26的中心、接收端套筒32的开孔中心以及光电接收器21的光敏元部分在同一直线上。接收端套筒32上开设有吹气接头30。 

上述结构是为了得到瓶体18中高精度的浓度信息，即排除空气中氧气对激光吸收的干扰。检测中，第一进气接头27会与外界的工业氮气通道相连，工业氮气对激光发射器15和激光准直透镜16之间的空腔进行氮气吹扫，同时氮气会通过第一出气接头28经过连接管29和第二进气接头33进入激光准直透镜16和发射端法兰26之间的空腔，由于发射端法兰26的中心有开孔，氮气最终会通过开孔流出，同时发射端法兰26与瓶体18之间距离较近，两者之间形成一个氮气柱，吹气接头30同样会与工业氮气管相连，最终接收端套筒32中充满氮气，同时与瓶体18之间形成一个氮气柱。这样，激光就不会受到环境氧气的作用，对瓶体18中高精度氧含量的检测产生影响。 

在另外的实施例中，也可以为激光准直透镜16和发射端法兰26之间的空腔设置独立的氮气源。 

工作原理：机器运转时，瓶体18通过进瓶网带1进入进瓶绞龙2，进瓶绞龙2带动瓶体18往进瓶拨轮3方向运动并进入进瓶拨轮3，进瓶拨轮3将带动瓶体18进入旋瓶机构5上并被压头套19压紧，瓶体18将随转盘组件4进行运动。瓶体18进入激光在线检测组件之前旋瓶机构5将会带动瓶体18进行旋转并达到稳定速度，旋瓶一段时间后控制组件的PLC控制信号上升沿到达，这时激光发射器15、光电接收器21对准瓶体18，三者在一条直线上，摆动件7、光电接收件10及转动架8将会跟踪转盘组件4一起转动，三者处于相对静止状态，这时光电接收器21接收激光发射器15发射的激光信号，光信号将会被控制组件或光电处理装置进行放大、电流电压转化等处理并作出浓度信息的判断，跟踪一段时间后PLC控制信号下降沿到达，这时瓶体18的残氧量检测完成，控制组件会发给PLC模块相应的检测结果信号。检测完成后，摆动件7、转动架8会快速返回原来的位置进行下一个瓶体18的检测，已经检测的瓶体18将会随转盘组件4进入出瓶拨轮11，到达出瓶拨轮11与剔废组件交接处时，PLC模块会根据检测结果信号会控制气动装置对瓶体18进行处理达到分选的目的。 

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。 

Claims (10)

1.一种瓶体激光在线检测装置，包括瓶体进样组件、转盘组件（4）、瓶体出样组件、控制组件和剔废组件，所述瓶体进样组件、转盘组件（4）和瓶体出样组件依次相连，所述剔废组件位于瓶体出样组件的输出端，其特征在于，所述转盘组件（4）的周侧设有一组以上的视觉检测组件（6）和一组以上的激光在线检测组件，所述视觉检测组件（6）和激光在线检测组件用来对瓶体（18）进行检测；每组所述激光在线检测组件均包括成对设置的激光发射件（9）和光电接收件（10）且分别设置在待检测的瓶体（18）两侧。

2.根据权利要求1所述的瓶体激光在线检测装置，其特征在于，所述激光发射件（9）包括激光发射器（15）、激光准直透镜（16）和激光发射器固定装置（17），所述激光准直透镜（16）由激光发射器固定装置（17）固定在激光发射器（15）的发射端。

3.根据权利要求2所述的瓶体激光在线检测装置，其特征在于，所述光电接收件（10）包括光电接收器（21）和光电接收器固定装置（20），所述光电接收器（21）由光电接收器固定装置（20）固定，用来接收激光发射器（15）所发出并透过瓶体（18）后的激光。

4.根据权利要求3所述的瓶体激光在线检测装置，其特征在于，所述激光发射器固定装置（17）和光电接收器固定装置（20）上均设置有孔形成用来限制杂光的光阑。

5.根据权利要求2或3或4所述的瓶体激光在线检测装置，其特征在于，所述转盘组件（4）的周侧设有摆动件（7），所述转盘组件（4）的内侧设有转动架（8），旋瓶机构（5）设置在转盘组件（4）上；所述激光发射器（15）和所述光电接收件（10）中任意一个设于摆动件（7）上，另一个设于转动架（8）上。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的瓶体激光在线检测装置，其特征在于，所述瓶体进样组件包括依次相连的进瓶网带（1）、进瓶绞龙（2）和进瓶拨轮（3），所述瓶体（18）会依次经过进瓶网带（1）、进瓶绞龙（2）和进瓶拨轮（3）后进入转盘组件（4）。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的瓶体激光在线检测装置，其特征在于，所述瓶体出样组件包括出瓶拨轮（11），所述剔废组件包括分瓶拨轮（12）和正品拨轮（22），所述分瓶拨轮（12）和正品拨轮（22）均与出瓶拨轮（11）相连，所述分瓶拨轮（12）在控制组件的作用下将废品经废样通道（13）输出，所述正品拨轮（22）在控制组件的作用下将正品经正品通道（14）输出。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的瓶体激光在线检测装置，其特征在于，所述激光在线检测组件为四组，其中两个用来检测氧气，另外两个用来检测水分。

9.根据权利要求1或2或3或4所述的瓶体激光在线检测装置，其特征在于，所述激光发射件（9）和所述光电接收件（10）处均设置有氮气保护机构，所述氮气保护机构为激光发射器固定装置（17）内形成的氮气腔室以及氮气吹扫组件，所述氮气吹扫组件与氮气源相连并引入氮气吹向氮气腔室；所述激光发射件（9）和所述光电接收件（10）均位于氮气腔室内。

10.根据权利要求2或3或4所述的瓶体激光在线检测装置，其特征在于，所述激光发射器（15）为半导体激光发射器。