CN212476073U - 一种基于声频信号的液体自动灌装系统 - Google Patents

Abstract

一种基于声频信号的液体自动灌装系统，包括料筒、传送模块、控制模块、听筒、红外传感器。所述料筒的出料口设电磁阀。当所述灌装系统正常工作时，传送模块将容器输送至出料口对应位置以接收料筒内的液体。控制模块的输出端分别与电磁阀、传送模块的输入端电气连接。听筒的输出端与控制模块的输入端电气连接。当料筒出料时，所述听筒采集声音。红外传感器的输出端与控制模块的输入端电气连接。本实用新型通过声频信号和红外信号的配合使用，既使灌装作业能够实现连续式生产，又可满足在灌装容器更换的情况下，不用重新设置灌装液体体积或灌装时间，大大提高生产的效率。

Description

一种基于声频信号的液体自动灌装系统

技术领域

本实用新型涉及灌装设备技术领域，具体属于一种基于声频信号的液体自动灌装系统。

背景技术

目前工业领域已存在很多的自动灌装装置，且多数采用开环控制，即在对液体进行灌装工作前由工作人员设定单次灌装液体体积或单次灌装时间。在使用开环控制原理的灌装系统中常会出现以下问题：1）在提前设定灌装时间的方式下，由于盛装液体的料筒内液体的多少会影响出料口的液体流速，从而导致被灌装容器地溢流或缺料。2）无论设定液体体积还是灌装时间都只针对于灌装容器的容积不发生变化的情况下，而工业生产中灌装容器会经常发生变化，此时需重新设定参数，耗费许多时间，影响生产效率。

发明内容

为了克服使用过程中存在的问题，本实用新型提出了一种基于声频信号的液体自动灌装系统，以实现灌装过程的自动化。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于声频信号的自动灌装系统主要由电磁阀、听筒、模拟/数字（A/D）信号转化器、CPU模块、红外传感器以及输送模块组成。

在灌装容器附近安装一听筒，听筒获取在灌装时容器内的声音信号，经模拟/数字（A/D）信号转化器，将声音信号转换为数字信号，在CPU模块中写入程序以处理数字信号的声频，通过声频判断灌装容器的液位情况，同时CPU模块基于声频控制电磁阀的开关。

在出料口处安装一红外传感器，用于判断灌装容器是否位于出料口下方，将红外信号经模拟/数字（A/D）信号转化器转换为数字信号，经CPU逻辑运算控制输送模块的启停。

本实用新型的有益效果：

通过声频信号和红外信号的配合使用，既使灌装作业能够实现连续式生产，又可满足在灌装容器更换的情况下，不用重新设置灌装液体体积或灌装时间，大大提高生产的效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构原理图。

图2为容器灌装过程声频变化曲线。

图3为本实用新型装配图。

图4为电磁阀处安装示意图。

图中，1-传送模块，2-支架，3-红外传感器，4-控制模块，5-料筒，6-电磁阀，7-听筒，8-灌装容器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作进一步详细说明。

第一实施例

本实用新型的目的在于解决现有灌装系统多是基于液体体积、灌装时间等参数定量灌装，难以适应不同容器8容积变化时的灌装要求。为此，本例提供了一种基于声频信号的液体自动灌装系统。

参照图3，现有的自动灌装系统中，通常采用向下灌注的方式对容器8进行填充，此类灌装系统通常包括支架2、料筒5、电磁阀6及传送模块1。其原理是利用传送模块1将开口容器8输送至料筒5的出料口处，令出料口与容器8入口相对应，然后通过电磁阀6控制液体的出液量，实现液体灌注。

本例对现有的灌装系统进行改进，增加了听筒7和红外传感器3两种传感器，其中，红外传感器3用于判断容器8位置，听筒7在料筒出料时采集声音。所述听筒7和红外传感器3分别连接控制模块4。

参照图1，图1提供了本实用新型的结构原理图，本例中，听筒7、红外传感器3的输出端分别与控制模块4的输入端电气连接。同时，控制模块4的输出端分别与电磁阀6、传送模块1电气连接。

参照图2，本实用新型的原理为：

首先，采用不同形状或容积的容器进行灌装时，声频信号随灌注时间的曲线各不相同，如图2中n=1、2、3的三条曲线。图中三种不同容器在零时刻的初始响应声频值不同，灌装系统基于此可以判断与之对应的满容器声频值。

此外，某一确定容器在灌装过程中的声频值呈现非线性增长，且存在截止频率，故可以通过此频率控制灌装的进行与停止。

需要说明的是，上述原理仅用于说明本实用新型如何解决该技术问题，并不是说本实用新型是基于新的方法而取得的技术效果。本实用新型通过装置的改进解决技术问题，处于实用新型的保护客体范围之内。

第二实施例

在实施例1的基础上，本例对一种较优的实施方式作进一步说明。

如图1所示，一种基于声频信号的自动灌装系统主要包括电磁阀、听筒、红外传感器、模拟/数字（A/D）信号转化器、CPU模块以及输送模块。

如图3及图4所示，料筒5被固定安装在支架2上，在支架2上安装有一控制模块4，用于接收和处理红外传感器3传递的红外信号和听筒7传递的声频信号，同时发出电信号以控制电磁阀6的通断以及传送模块1的启停。控制模块4与红外传感器3以及听筒7通过RS232总线进行信号传输。红外传感器3以及听筒7被固定安装在电磁阀6下端的出料口处。不同形状的灌装容器8放置在传送模块1上，形成流水线式作业。

如图3、4所示，通常，传送模块1多采用水平传送带，相对应的，料筒5的出料口设置在料筒5下方，利用势能使料筒内液体更容易流出。当容器8放置于传送带1上方时，传送带1输送容器8至出料口下方以接收料筒内5的液体。此时，为便于探测，所示听筒7和红外传感器3可安装在出料口附近。其中红外传感器3的探测区域位于出料口正下方，通过传感器3信号变化探测下方传送带1上是否存在容器8，该容器8是否处于出料口下方的正确位置。

进一步地，为使本领域技术人员更容易理解技术方案，本例还给出各模块所能够应用的具体原件。其中，控制模块4采用视威SG170-BGCM工控显示器一体机，传送模块1采用金鑫睿JXR-SSJ输送机，红外传感器3为洛施达LTD-05NO，听筒7为得胜PH130，电磁阀6采用悦尔08-50。

在灌装工作进行之前，将常用的多种灌装容器8在空容器下和满容器的声音频值输入控制模块4中。在之后的灌装过程中，听筒7会采集空容器的声音频值确定与之对应的满容器声音频值，以通过控制模块4的运算确定电磁阀6开关，从而达到对自动灌装过程的准确控制，即使在灌装容器8发生变化的情况下，也能重新对应容器的声音频值。

在一次灌装过程完成后，电磁阀6关闭，停止灌装，与此同时传送模块1启动，将下一件灌装容器传送至电磁阀6下端的出料口下方，当红外传感器3检测到灌装容器位于出料口正下方时，控制模块4控制传送模块停止，电磁阀6打开，开始再一次的灌装作业，从而实现流水线式作业。

Claims (4)

1.一种基于声频信号的液体自动灌装系统，包括料筒和传送模块；所述料筒的出料口设电磁阀；当所述灌装系统正常工作时，传送模块将容器输送至出料口对应位置以接收料筒内的液体，其特征在于，还包括：

控制模块，其输出端分别与电磁阀、传送模块的输入端电气连接；

听筒，其输出端与控制模块的输入端电气连接；当料筒出料时，所述听筒采集声音；

红外传感器，其输出端与控制模块的输入端电气连接。

2.如权利要求1所述的灌装系统，其特征在于，所述传送模块为水平传送带，所述料筒的出料口设置在料筒下方，当容器放置于传送带上方时，传送带输送容器至出料口下方以接收料筒内的液体。

3.如权利要求2所述的灌装系统，其特征在于，所述出料口附近安装听筒和红外传感器，所述红外传感器用于探测下方传送带上的容器是否处于出料口下方的正确位置。

4.如权利要求1所述的灌装系统，其特征在于，所述听筒通过模拟/数字信号转化器连接控制模块；所述红外传感器通过模拟/数字信号转化器连接控制模块。

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