CN204448621U - 食品多重包装物无损检测系统的定位及剔除装置 - Google Patents

Abstract

食品多重包装物无损检测系统的定位及剔除装置，包括机架、传送带（7）、剔除机构和定位机构，传送带（7）沿前后方向设在机架上，机架上设有位于传送带（7）左右两侧的导向挡板（29）；定位机构设在机架前部，剔除机构设在机架后部。本实用新型对包装材料物理性状、视觉分析和无损探伤的研究，运用图像分析技术和超声波无损探伤技术，对食品多重包装物进行多角度、多层次、多材质、多环境非接触式检测，为提高食品包装技防水平提供支持。

Description

食品多重包装物无损检测系统的定位及剔除装置

技术领域

本实用新型属于食品安全卫生生产技术领域，尤其涉及一种食品多重包装物无损检测系统的定位及剔除装置。

背景技术

食品安全是关系国计民生的大事。在食品生产行业，大部分产品都是多层包装，如糕点-月饼饼干、固体饮料-果粉奶粉、果蔬制品-果片果干、真空包装肉制品、固态零食制品、膨化小吃食品、休闲食品等。生产过程中，对食品的生产线与机器进行监控基本实现自动化。但是，包装环节主要依靠人工对产品包装的质量进行检测。但如今，高速的流水线作业、庞大的市场需求都促使食品的生产逐渐步入了高速自动化时代，存在物理条件制约的人工检测手段已经不能再对食品的安全及健康提供全面的保障。在一些规模化生产企业，机器视觉和无损检测作为检测手段却恰恰在这方面有着很高的适用性，其可以持续稳定的在产品高速运作的情况下实现清晰准确的检测，将技术应用于食品检测中，可以做到非接触、无污染、不损坏，具有较高的应用价值。

在食品生产中，由于产品生产环境、产品形状、包装材料的多样性以及包装的多层性，普通的机器视觉检测技术不能满足食品的生产需要，因此，将机器视觉和无损检测技术相结合，开发食品用多重包装物无损检测装置，对多种生产环境和包装材料进行多角度、多层次、非接触的检测，并将包装不合格的产品进行定位剔除，以达到稳定食品品质，保证食品的保质期的目的。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种针对食品多重包装物进行多角度、多层次、多材质、多环境、非接触检测的食品多重包装物无损检测系统的定位及剔除装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：食品多重包装物无损检测系统的定位及剔除装置，包括机架、传送带7、剔除机构和定位机构，传送带7沿前后方向设在机架上，机架上设有位于传送带7左右两侧的导向挡板29；定位机构设在机架前部，剔除机构设在机架后部；

所述剔除机构包括第一剔除支架26、剔除气缸4、第二剔除支架27、升降气缸25和剔除伸缩杆6；第一剔除支架26和第二剔除支架27均设在机架上，第一剔除支架26位于传送带7一侧，第二剔除支架27位于传送带7另一侧的下方，剔除气缸4与传送带7的运输方向垂直且水平设在第一剔除支架26上，升降气缸25垂直设在第二剔除支架27上，剔除伸缩杆6同轴向固定连接在剔除气缸4的动力输出端，与第一剔除支架26相对一侧的导向挡板29上设有缺口，升降气缸25的动力输出端连接有用于开闭缺口的活动挡板5；剔除气缸4和升降气缸25分别与剔除定位器12连接；

所述定位机构包括固定架28、前定位挡板8、后定位挡板9、前定位气缸23、后定位气缸24和定位支架10；固定架28设在机架前部并位于传送带7一侧，前定位气缸23和后定位气缸24均与传送带7的运输方向垂直且水平设置在固定架28上，前定位挡板8连接在前定位气缸23的动力输出端上，后定位挡板9连接在后定位气缸24的动力输出端上，前定位挡板8和后定位挡板9均位于传送带7上方，定位支架10设在机架上并位于传送带7两侧及前定位挡板8和后定位挡板9之间。

采用上述技术方案，食品多重包装物无损检测系统还包括检测机构、编码同步机构、控制机构、人机交互机构和环境监测机构，环境监测机构均设在机架前部；

所述检测机构包括微型双镜头摄相机1、脉冲反射式超声波探伤仪2和无影红外照明灯3；

所述编码同步机构包括脉冲计数器11和剔除定位器12；

所述控制机构包括中央控制器13、照明控制器14和标准样本库15；

所述人机交互机构包括输出显示器16、输入端子A17和输入端子B18；

所述环境监测机构包括防尘罩19、温度传感器20、湿度传感器21和负压风机22；防尘罩19设在机架上并将定位机构罩住，防尘罩19前端和后端分别设有位于传送带7上方用于通过包装物的通过口30，负压风机22的抽风口与防尘罩19前端连接；

微型双镜头摄相机1、脉冲反射式超声波探伤仪2、无影红外照明灯3、温度传感器20和湿度传感器21均位于防尘罩19内；

微型双镜头摄相机1、脉冲反射式超声波探伤仪2、无影红外照明灯3、温度传感器20和湿度传感器21分别与中央控制器13的输入端连接，输入端子A17和输入端子B18分别与中央控制器13的输入端连接，输出显示器16和照明控制器14分别与中央控制器13连接，标准样本库15设在中央控制器13当中，中央控制器13的信号输出端依次通过脉冲计数器11、剔除定位器12与剔除机构连接。

所述微型双镜头摄相机1设有五个，五个微型双镜头摄相机1分别设在前定位挡板8后侧面、后定位挡板9前侧面、防尘罩19顶部内壁和两个定位支架10上。

生产线每层包装完成后，在定位产品上方和四周设置五个微型双镜头摄像机，对定位产品进行摄像，并将摄像信号传输至中央控制器。

多层包装制品入库前设置脉冲反射式超声波探伤仪，对定位产品进行多层次探伤，并将探伤信号传输至中央控制器。

使用无影红外照明灯，对定位产品补充红外光，消除阴影对摄像效果影响的同时满足微型双镜头摄像机采光的需要。

活动挡板，由升降气缸带动，根据脉冲计数器传输的剔除信号，于定位剔除物的前一脉冲时开始打开，包装不合格的制品到达剔除位置时打开完全，剔除后由升降气缸带动活动挡板将缺口闭合。

剔除伸缩杆由剔除气缸带动，根据脉冲计数器传输的剔除信号，在包装不合格的制品到达剔除位置时剔除伸缩杆伸出，将包装不合格的制品进行剔除，剔除后由剔除气缸带动收缩。

在传送带上设置前定位挡板和后定位挡板，对产品进行定位；

前定位挡板和后定位挡板分别由前定位气缸和后定位气缸带动，对传送带上包装制品进行阻挡定位，工作时，由前定位气缸带动后定位挡板阻挡包装制品的行进，再由后定位气缸带动前定位挡板对包装制品进行定位，经微型双镜头摄像机和脉冲反射式超声波探伤仪摄像、探测后，由前定位气缸、后定位气缸带动，将前定位挡板和后定位挡板回归原位，并准备下一脉冲时对包装制品进行阻挡定位；

标准样本库与中央控制器，可将调节信号输送至照明控制器，同时处理温度传感器、湿度传感器、微型双镜头摄相机、脉冲反射式超声波探伤仪传输的信号，与标准样本库预先设定的包装材料的大小、尺寸、色彩、形状、像素等参数进行对比后，将处理后信息传输至脉冲计数器；

脉冲计数器对包装不合格的制品进行编码计数，并将信号传输至剔除定位器；

中央控制器将调节信号输送至照明控制器，同时处理温度传感器、湿度传感器、微型双镜头摄像机、脉冲反射式超声波探伤仪传输的信号，与标准样本库预先设定的产品包装的材质、尺寸、形状、色彩、图案LOGO位置等性状参数进行对比后，将处理后信息传输至剔除定位器；

剔除定位器接收中央控制器传输的信号，控制剔除气缸和升降气缸启动，在打开活动挡板的同时，带动剔除伸缩杆将包装不合格的制品剔除；

输出显示器，对当前生产检测结果进行实时显示；输入端子A、输入端子B，当生产情况发生改变时，人为对标准样本库中的设定参数进行调整，实现控制产品的多样化；

在监测点设置防尘罩，尽量消除生产环境对监测点检测结果的影响，使适应多种生产环境；在防尘罩内设置温度传感器、湿度传感器，可检测防尘罩内温度与湿度，并将信号传输至中央控制器；

在防尘罩前端包装后产品进口方向设置负压风机，通过输入端子A、输入端子B选择是否启动和调节功率，负压风机启动后，利用负压将粉尘等排出防尘罩，负压风机启动后，利用负压将粉尘等排出防尘罩，以适应高粉尘的生产环境。

综上所述，食品多重包装物无损检测系统基于对包装材料物理性状、视觉分析和无损探伤的研究，运用图像分析技术和超声波无损探伤技术，对食品多重包装物进行多角度、多层次、多材质、多环境非接触式检测。根据预先设定的产品包装物的材质、尺寸、形状、色彩、图案（LOGO）位置等性状参数建立标准样本库，将生产现场的实时检测信息与标准样本进行比对，通过分析比对结果，找出包装制品质量缺陷，并对质量缺陷参数进行判定，依据判定结果，将包装不合格的制品进行定点剔除，为提高食品包装技防水平提供支持。

附图说明

图1是食品多重包装物无损检测系统的结构示意图；

图2是图1中定位机构的结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，食品多重包装物无损检测系统，包括机架、传送带7、检测机构、剔除机构、定位机构、编码同步机构、控制机构、人机交互机构和环境监测机构，传送带7沿前后方向设在机架上，机架上设有位于传送带7左右两侧的导向挡板29；定位机构和环境监测机构均设在机架前部，剔除机构设在机架后部；图1中未示意出机架。图1中箭头指向为传送带7运送食品包装物的方向。

检测机构包括微型双镜头摄相机1、脉冲反射式超声波探伤仪2和无影红外照明灯3；

编码同步机构包括脉冲计数器11和剔除定位器12；

控制机构包括中央控制器13、照明控制器14和标准样本库15；

人机交互机构包括输出显示器16、输入端子A17和输入端子B18；

环境监测机构包括防尘罩19、温度传感器20、湿度传感器21和负压风机22；防尘罩19设在机架上并将定位机构罩住，防尘罩19前端和后端分别设有位于传送带7上方用于通过包装物的通过口30，负压风机22的抽风口与防尘罩19前端连接；

微型双镜头摄相机1、脉冲反射式超声波探伤仪2、无影红外照明灯3、温度传感器20和湿度传感器21均位于防尘罩19内；

微型双镜头摄相机1、脉冲反射式超声波探伤仪2、无影红外照明灯3、温度传感器20和湿度传感器21分别与中央控制器13的输入端连接，输入端子A17和输入端子B18分别与中央控制器13的输入端连接，输出显示器16和照明控制器14分别与中央控制器13连接，标准样本库15设在中央控制器13当中，中央控制器13的信号输出端依次通过脉冲计数器11、剔除定位器12与剔除机构连接。

剔除机构包括第一剔除支架26、剔除气缸4、第二剔除支架27、升降气缸25和剔除伸缩杆6；第一剔除支架26和第二剔除支架27均设在机架上，第一剔除支架26位于传送带7一侧，第二剔除支架27位于传送带7另一侧的下方，剔除气缸4与传送带7的运输方向垂直且水平设在第一剔除支架26上，升降气缸25垂直设在第二剔除支架27上，剔除伸缩杆6同轴向固定连接在剔除气缸4的动力输出端，与第一剔除支架26相对一侧的导向挡板29上设有缺口，升降气缸25的动力输出端连接有用于开闭缺口的活动挡板5；剔除气缸4和升降气缸25分别与剔除定位器12连接。

所述定位机构包括固定架28、前定位挡板8、后定位挡板9、前定位气缸23、后定位气缸24和定位支架10；固定架28设在机架前部并位于传送带7一侧，前定位气缸23和后定位气缸24均与传送带7的运输方向垂直且水平设置在固定架28上，前定位挡板8连接在前定位气缸23的动力输出端上，后定位挡板9连接在后定位气缸24的动力输出端上，前定位挡板8和后定位挡板9均位于传送带7上方，定位支架10设在机架上并位于传送带7两侧及前定位挡板8和后定位挡板9之间。

微型双镜头摄相机1设有五个，五个微型双镜头摄相机1分别设在前定位挡板8后侧面、后定位挡板9前侧面、防尘罩19顶部内壁和两个定位支架10上。

生产线每层包装完成后，在定位产品上方和四周设置五个微型双镜头摄像机1，对定位产品进行摄像，并将摄像信号传输至中央控制器13；多层包装制品入库前设置脉冲反射式超声波探伤仪2，对定位产品进行多层次探伤，并将探伤信号传输至中央控制器13；使用无影红外照明灯3，对定位产品补充红外光，消除阴影对摄像效果影响的同时满足微型双镜头摄像机1采光的需要；活动挡板5，由升降气缸25带动，根据脉冲计数器11传输的剔除信号，于定位剔除物的前一脉冲时开始打开，包装不合格的制品到达剔除位置时打开完全，剔除后由升降气缸25带动活动挡板5将缺口闭合；剔除伸缩杆6，由剔除气缸4带动，根据脉冲计数器11传输的剔除信号，在包装不合格的制品到达剔除位置时剔除伸缩杆6伸出，将包装不合格的制品进行剔除，剔除后由剔除气缸4带动收缩；在传送带上设置前定位挡板8和后定位挡板9，对产品进行定位；前定位挡板8和后定位挡板9分别由前定位气缸23和后定位气缸24带动，对传送带上包装制品进行阻挡定位，工作时，由前定位气缸23带动后定位挡板9阻挡包装制品的行进，再由后定位气缸24带动前定位挡板8对包装制品进行定位，经微型双镜头摄像机1和脉冲反射式超声波探伤仪2摄像、探测后，由前定位气缸23、后定位气缸24带动，将前定位挡板8和后定位挡板9回归原位，并准备下一脉冲时对包装制品进行阻挡定位。

标准样本库15与中央控制器13，可将调节信号输送至照明控制器14，同时处理温度传感器20、湿度传感器21、微型双镜头摄相机1、脉冲反射式超声波探伤仪2传输的信号，与标准样本库15预先设定的包装材料的大小、尺寸、色彩、形状、像素等参数进行对比后，将处理后信息传输至脉冲计数器11；脉冲计数器11对包装不合格的制品进行编码计数，并将信号传输至剔除定位器12；中央控制器13将调节信号输送至照明控制器14，同时处理温度传感器20、湿度传感器21、微型双镜头摄像机1、脉冲反射式超声波探伤仪2传输的信号，与标准样本库15预先设定的产品包装的材质、尺寸、形状、色彩、图案LOGO位置等性状参数进行对比后，将处理后信息传输至剔除定位器12；剔除定位器12接收中央控制器13传输的信号，控制剔除气缸4和升降气缸25启动，在打开活动挡板5的同时，带动剔除伸缩杆6将包装不合格的制品剔除；输出显示器16，对当前生产检测结果进行实时显示；输入端子A17、输入端子B18，当生产情况发生改变时，人为对标准样本库15中的设定参数进行调整，实现控制产品的多样化。

在监测点设置防尘罩19，尽量消除生产环境对监测点检测结果的影响，使适应多种生产环境；在防尘罩19内设置温度传感器20、湿度传感器21，可检测防尘罩19内温度与湿度，并将信号传输至中央控制器13；在防尘罩19前端包装后产品进口方向设置负压风机22，通过输入端子A17、输入端子B18选择是否启动和调节功率，负压风机22启动后，利用负压将粉尘等排出防尘罩19，负压风机22启动后，利用负压将粉尘等排出防尘罩19，以适应高粉尘的生产环境。

下面列举三个具体检测实施例：

实施例一：以生产某品牌枣片为例，初次包装后，微型双镜头摄像机对定位后的枣片进行多角度拍摄后，将信号传输至中央控制器，与标准样本库中设定参数进行比对，重点比对包装四角，厚度，以及LOGO的位置等，若改变在允差范围内，则认定合格，若在允差范围外，则认定不合格，将信号传输至剔除定位器，将该件剔除。多层包装制品入库前，增设脉冲反射式超声波探伤仪，对包装内部进行探伤，通过对定位产品发射超声波，将信号传输至中央控制器，与标准样本库中该生产参数进行比对，重点比对上一层包装轮廓进行探伤，剔除过程与视觉检测类似。

实施例二：以生产某品牌茶叶为例，初次包装后，微型双镜头摄像机对定位后的小包装茶叶进行多角度拍摄后，将信号传输至中央控制器，与标准样本库中设定参数进行比对，重点比对厚度，形状以及LOGO的位置等，若改变在允差范围内，则认定合格，若在允差范围外，则认定不合格，将信号传输至剔除定位器，将该件剔除。多层包装制品入库前，增设脉冲反射式超声波探伤仪，对包装内部进行探伤，通过对定位产品发射超声波，将信号传输至中央控制器，与标准样本库中该生产参数进行比对，重点比对上一层包装轮廓进行探伤，剔除过程与视觉检测类似。

实施例三：当生产线所用包装物发生改变后，可利用该食品用多重包装物无损检测装置的人机交互机构对设定参数进行调整。以生产某品牌饼干为例，所用包装物形状发生改变，通过输入端A对设定参数中形状进行修正，通过输入端B对修正参数进行确定，同时也可以根据需要对判定标准进行调整，以满足食品用多重包装物的多样化的需要。

以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。 

Claims (1)

1.食品多重包装物无损检测系统的定位及剔除装置，其特征在于：包括机架、传送带（7）、剔除机构和定位机构，传送带（7）沿前后方向设在机架上，机架上设有位于传送带（7）左右两侧的导向挡板（29）；定位机构设在机架前部，剔除机构设在机架后部；

所述剔除机构包括第一剔除支架（26）、剔除气缸（4）、第二剔除支架（27）、升降气缸（25）和剔除伸缩杆（6）；第一剔除支架（26）和第二剔除支架（27）均设在机架上，第一剔除支架（26）位于传送带（7）一侧，第二剔除支架（27）位于传送带（7）另一侧的下方，剔除气缸（4）与传送带（7）的运输方向垂直且水平设在第一剔除支架（26）上，升降气缸（25）垂直设在第二剔除支架（27）上，剔除伸缩杆（6）同轴向固定连接在剔除气缸（4）的动力输出端，与第一剔除支架（26）相对一侧的导向挡板（29）上设有缺口，升降气缸（25）的动力输出端连接有用于开闭缺口的活动挡板（5）；剔除气缸（4）和升降气缸（25）分别与剔除定位器（12）连接；

所述定位机构包括固定架（28）、前定位挡板（8）、后定位挡板（9）、前定位气缸（23）、后定位气缸（24）和定位支架（10）；固定架（28）设在机架前部并位于传送带（7）一侧，前定位气缸（23）和后定位气缸（24）均与传送带（7）的运输方向垂直且水平设置在固定架（28）上，前定位挡板（8）连接在前定位气缸（23）的动力输出端上，后定位挡板（9）连接在后定位气缸（24）的动力输出端上，前定位挡板（8）和后定位挡板（9）均位于传送带（7）上方，定位支架（10）设在机架上并位于传送带（7）两侧及前定位挡板（8）和后定位挡板（9）之间。