TWM630222U

TWM630222U - 自動化壓差檢測機

Info

Publication number: TWM630222U
Application number: TW111202454U
Authority: TW
Inventors: 林詩音; 胡明銓; 鍾泱佑; 張哲維
Original assignee: 財團法人紡織產業綜合研究所
Priority date: 2022-03-11
Filing date: 2022-03-11
Publication date: 2022-08-01
Also published as: CN218765759U

Abstract

自動化壓差檢測機包括主體、氣缸、多個真空產生器、多個電子式流量計及多個電子式壓差計。主體具有檢測平台及多個第一開口，第一開口位於檢測平台上，檢測平台配置以承載待測物於第一開口上。氣缸設置在主體上，氣缸具有上夾具，上夾具具有多個流體通道，各流體通道具有第二開口。第二開口位於上夾具的底面，且各第二開口朝向並對應各第一開口。各真空產生器連接各第一開口。電子式流量計電性連接主體，且配置以測量流經待測物的流體的流量。電子式壓差計電性連接主體，且配置以偵測流體流經待測物後的壓力變化量。

Description

自動化壓差檢測機

本揭露內容是有關於一種自動化檢測裝置，且特別是有關於一種自動化壓差檢測機。

目前醫療用面罩(口罩)壓差的檢測方法為利用人工的方式將樣品鎖緊在夾具上。操作員需先將醫療用面罩(口罩)剪開，接著將布料固定在測試區，爾後打開閥，利用真空幫浦進行抽真空，然後利用人工判讀兩個壓力計所測量出來的壓力，並且計算壓力差。

然而，這種檢測方法全程需要人力，不但耗費人工時間，且存在著夾具無法有效地固定住待測布料，會有空氣洩漏之疑慮，造成無法測得確切的壓力差。隨著國際間對醫療用面罩(口罩)的品質管控趨於嚴格，如何提供一種能夠快速檢測醫療用面罩(口罩)壓差的檢測機為本領域人員積極研究的議題。

本揭露內容提供一種自動化壓差檢測機，其可提升壓差檢測的準確性，並可省去人工檢測的時間與成本，從而提升壓差檢測的整體效能。

根據本揭露一些實施方式，自動化壓差檢測機包括主體、氣缸、多個真空產生器以及多個電子式流量計。主體具有檢測平台及多個第一開口，第一開口位於檢測平台上，檢測平台配置以承載待測物於第一開口上。氣缸設置在主體上，氣缸具有上夾具，上夾具具有多個流體通道，各流體通道具有第二開口，第二開口位於上夾具的底面，且各第二開口朝向並對應於各第一開口。各真空產生器連接各第一開口。電子式流量計電性連接主體，且配置以測量流經待測物的流體的流量。電子式壓差計電性連接主體，且配置以偵測流體流經待測物後的壓力變化量。

在本揭露一些實施方式中，各流體通道具有第三開口，且第三開口位於上夾具的側面。

在本揭露一些實施方式中，第二開口的尺寸與第一開口的尺寸實質上相同。

在本揭露一些實施方式中，自動化壓差檢測機更包括控制電路，設置在主體內，並且電性連接氣缸、真空產生器、電子式流量計及電子式壓差計。

在本揭露一些實施方式中，電子式流量計設置在第一開口與真空產生器間。

在本揭露一些實施方式中，真空產生器電磁閥電性連接真空產生器。

在本揭露一些實施方式中，自動化壓差檢測機更包括氣缸電磁閥，電性連接氣缸。

在本揭露一些實施方式中，自動化壓差檢測機更包括多個空氣過濾器，且各空氣過濾器設置在各第一開口下方。

在本揭露一些實施方式中，自動化壓差檢測機更包括多個顯示器，設置在主體的表面，且配置以顯示流體的流量與壓力變化量的至少一者。

根據本揭露另一些實施方式，自動化壓差檢測機包括主體、氣缸、多個真空產生器、多個電子式流量計、多個電子式壓差計、控制電路、真空產生器電磁閥、氣缸電磁閥、多個空氣過濾器以及多個顯示器。主體具有檢測平台及多個第一開口，第一開口位於檢測平台上，檢測平台配置以承載待測物，且待測物位於第一開口上。氣缸設置在主體上且具有上夾具，上夾具具有多個流體通道，各流體通道具有第二開口及第三開口。第二開口位於上夾具的底面，各第二開口朝向並對應於各第一開口，第二開口的尺寸與第一開口的尺寸相同，且第三開口位於上夾具的側面。各真空產生器連接各第一開口。電子式流量計電性連接主體，並設置在第一開口與真空產生器間，並且配置以測量流經待測物的流體的流量。電子式壓差計電性連接主體，且配置以偵測流體流經待測物後的壓力變化量。控制電路設置在主體內且電性連接氣缸、各真空產生器、各電子式流量計及各電子式壓差計。真空產生器電磁閥電性連接各真空產生器。氣缸電磁閥電性連接氣缸。各空氣過濾器設置在各第一開口下。顯示器設置在主體的表面，各顯示器配置以顯示流體的流量與壓力變化量的至少一者。

根據本揭露上述實施方式，在本揭露的自動化壓差檢測機中，透過氣缸將待測物固定在主體的檢測平台，且透過使待測物配置於相互對應的多個第一開口與多個第二開口間，並透過多個真空產生器來驅動流體流經待測物的多個區塊，電子式流量計及電子式壓差計可在單一步驟中針對流經待測物的多個區塊的流體進行流量及壓力變化量(壓差)的測量，從而有效率地進行壓差檢測，節省大量的時間與人力成本。另一方面，本揭露的自動化壓差檢測機使待測物的檢測過程(包含固定、檢測、獲得結果)全自動化，不僅在操作及控制上更為簡單方便，還能提升上夾具與檢測平台的密合度以防止流體洩漏，從而省時地獲得更精確的檢測數據。

以下將以圖式揭露本揭露之複數個實施方式，為明確地說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本揭露。也就是說，在本揭露部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的，因此不應用以限制本揭露。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。另外，為了便於讀者觀看，圖式中各元件的尺寸並非依實際比例繪示。

本揭露內容提供一種自動化壓差檢測機。透過氣缸將待測物固定在主體的檢測平台，且透過使待測物配置於相互對應的多個第一開口與多個第二開口間，並透過多個真空產生器來驅動流體流經待測物的多個區塊，電子式流量計及電子式壓差計可在單一步驟中針對流經待測物的多個區塊的流體進行流量及壓力變化量(壓差)的測量，從而有效率地進行壓差檢測。

第1圖繪示根據本揭露一些實施方式的自動化壓差檢測機100的外觀立體示意圖。第2圖繪示根據本揭露一些實施方式的自動化壓差檢測機100的架構示意圖。第3圖繪示根據本揭露一些實施方式的自動化壓差檢測機100的局部放大示意圖。請同時參閱第1圖至第3圖。自動化壓差檢測機100包括主體105、氣缸110、多個真空產生器115、多個電子式流量計120以及多個電子式壓差計125。主體105具有檢測平台106及位於檢測平台106上(例如，位於檢測平台106的頂面T)的多個第一開口O1。檢測平台106配置以承載待測物(未繪示)於第一開口O1上，其中待測物完全覆蓋所有第一開口O1以進行檢測，且待測物可例如是口罩或布料。氣缸110設置在主體105上且具有上夾具111，且上夾具111可沿著主體105的高度方向D1朝向檢測平台106直線移動以將待測物固定於檢測平台106上。上夾具111具有多個流體通道C，各流體通道C具有第二開口O2。第二開口O2位於上夾具111的底面B(即，上夾具111面對於檢測平台106的表面)，且各第二開口O2朝向並對應於各第一開口O1。待測物放置於相互對應的多個第一開口O1與多個第二開口O2間。各真空產生器115連接各第一開口O1，並配置以提供負壓以將待測物夾緊及驅動流體流經待測物。電子式流量計120電性連接主體105，且配置以測量流經待測物的流體的流量。電子式壓差計125電性連接主體105，且配置以偵測流體流經待測物後的壓力變化量。

位於上夾具111的底面B的各第二開口O2朝向並準確對齊位於檢測平台106上的各第一開口O1。換句話說，當上夾具111沿著主體105的高度方向D1朝向檢測平台106直線移動，並且接觸檢測平台106的頂面T時，第二開口O2可與第一開口O1緊密壓合，使得流體可免於從第二開口O2與第一開口O1間的壓合面洩漏，從而提升測量的準確性。在一些實施方式中，第二開口O2的尺寸與第一開口O1的尺寸實質上相同，從而提升第二開口O2與第一開口O1的壓合緊密度。換句話說，第二開口O2的所圍繞的面積與第一開口O1所圍繞的面積實質上相同。在一些實施方式中，第二開口O2的所圍繞的面積與第一開口O1所圍繞的面積可各自介於4.5cm ²至5.5cm ²間，且較佳為4.9cm ²，從而使足量的流體通過。應瞭解到，本文中的「實質上」指的是「範圍落在給定值的±3%內」，也就是說，當以第一開口O1(第二開口O2)所圍繞的面積為基準時，第二開口O2(第一開口O1)所圍繞的面積可落在第一開口O1(第二開口O2)所圍繞的面積的±3%內。值得說明的是，由於本揭露的第一開口O1與第二開口O2各自的數量為多個(例如在第1圖的實施方式中，第一開口O1與第二開口O2各自的數量為五個)，因此本揭露的自動化壓差檢測機100可在單一步驟中針對待測物的多個區塊進行測量，並可在單一步驟中評估待測物的各個區塊間的壓力變化量的均勻性，從而節省大量的時間與人力成本。

在一些實施方式中，各真空產生器115、各電子式流量計120以及各電子式壓差計125皆設置於主體105內。在一些實施方式中，各電子式流量計120設置在各第一開口O1與各真空產生器115間，從而在各真空產生器115作動時，測量流經各第一開口O1的流體的流量。在一些實施方式中，電子式壓差計125可以是由兩個壓力計組成，其中一個壓力計可以設置在上夾具111中且用以測量流經流體通道C的流體的壓力；而另一個壓力計可以設置在第一開口O1中，以測量通過待測物後流經第一開口O1的流體的壓力。如此一來，通過計算兩個壓力計所測量到的壓力值，便可以得到流體的壓力變化量(壓差)。

在一些實施方式中，各流體通道C具有第三開口O3，且第三開口O3位於上夾具111的側面S。在一些實施方式中，第三開口O3可配置以作為流體進入流體通道C的入口，使得當真空產生器115作動時，流體可經由第三開口O3進入並依序流經第二開口O2、待測物以及第一開口O1。在一些實施方式中，第三開口O3的數量可大於第一開口O1及第二開口O2各自的數量，以確保足夠的流體進入。在一些實施方式中，當上夾具111具有圓柱體的結構時，多個第三開口O3可以六等分的間隔(即，以60度角為一等分)配置於上夾具111的側面S，從而提升流體進入流體通道C的均勻性。在一些實施方式中，可在主體105的高度方向D1上並排設置至少兩個第三開口O3，以確保足夠的流體進入流體通道C中。

在一些實施方式中，自動化壓差檢測機100可更包括控制電路130，且控制電路130可設置在主體105內。在一些實施方式中，氣缸110、真空產生器115、電子式流量計120及電子式壓差計125可與設置在主體105內的控制電路130電性連接，因此控制電路130可控制氣缸110及真空產生器115作動，並可驅動電子式流量計120及電子式壓差計125進行測量。在一些實施方式中，控制電路130可以透過主機板的方式實現。

在一些實施方式中，自動化壓差檢測機100可更包括真空產生器電磁閥135，且真空產生器電磁閥135可電性連接各真空產生器115，從而同步控制各真空產生器115。在一些實施方式中，真空產生器電磁閥135可以是透過控制電路130而作動。在一些實施方式中，自動化壓差檢測機100可更包括多個流量調節閥140，且各流量調節閥140電性連接各真空產生器115及真空產生器電磁閥135，以調整各真空產生器115的強度，從而調節通過第一開口O1的流體的流量。在一些實施方式中，自動化壓差檢測機100可更包括多個調壓閥145(調壓閥145又可稱作真空產生器調壓閥)，且各調壓閥145電性連接各流量調節閥140及真空產生器電磁閥135，以調整各真空產生器115的強度，從而調節通過第一開口O1的流體的流量。在一些實施方式中，自動化壓差檢測機100可更包括多個空氣過濾器150，且各空氣過濾器150設置於各第一開口O1下方，其中空氣過濾器150可過濾並收集通過待測物的雜質。在一些實施方式中，自動化壓差檢測機100可更包括多個顯示器155，各顯示器155可設置於主體105的表面且電性連接控制電路130，並配置以顯示流經各第一開口O1的流體的流量及壓力變化量的至少一者。在一些實施方式中，顯示器155的數量可與第一開口O1的數量相同，且一個顯示器155可同時顯示流經一個第一開口O1的流體的流量以及壓力變化量。

在一些實施方式中，自動化壓差檢測機100可更包括氣缸電磁閥160，且氣缸電磁閥160可電性連接氣缸110，從而調整氣缸110的作動。在一些實施方式中，自動化壓差檢測機100可更包括調壓閥165(調壓閥165又可稱作氣缸調壓閥)，且調壓閥165可電性連接氣缸110以及真空產生器電磁閥135，從而調整氣缸110的作動強度。在一些實施方式中，前述真空產生器調壓閥145及氣缸調壓閥165可以是具有相同功能但設置於不同位置的調壓閥。

當使用本實施例的自動化壓差檢測機100對待測物進行測量時，其中待測物可為由布料製成的物品，例如口罩或布料，操作人員先將待測物放置在主體105的檢測平台106上，使待測物位在第一開口O1上方。接著，開啟開關，使控制電路130傳遞訊號至氣缸電磁閥160以驅動氣缸110，使氣缸110沿著主體105的高度方向D1向檢測平台106直線移動，並使氣缸110的上夾具111將待測物固定在檢測平台106上。

特別的是，相較於習知是利用人力使用夾具將待測物固定在檢測平台106上，人員的操作及施加的力量會影響夾具與檢測平台106間的密合度，因此可能會造成流體自間隙處洩漏出去。反觀本揭露是選用氣缸110的上夾具111作為夾具，且利用電控的方式控制氣缸110直線移動以與檢測平台106密合，因此具有操作簡單、省去人工鎖緊的時間，並且能夠避免流體洩漏的問題，增加檢測數據的準確性。此外，由於本揭露的第一開口O1與第二開口O2各自的數量為多個(例如，在第1圖的實施方式中，第一開口O1與第二開口O2各自的數量為五個)，因此本揭露的自動化壓差檢測機100可在單一步驟中針對待測物的多個區塊進行測量，並可在單一步驟中評估待測物各個區塊間的壓力變化量的均勻性，從而節省大量的時間與人力成本。

隨後，控制電路130傳遞訊號給真空產生器電磁閥135，驅使真空產生器115抽真空，進而使自動化壓差檢測機100外部的流體，例如空氣，通過上夾具111的流體通道C穿過待測物依序流經第二開口O2以及第一開口O1，其中由於空氣過濾器150可設置在第一開口O1的下方，因此可以進一步將通過待測物的雜質過濾且收集於其中。進入第一開口O1的流體通過電子式流量計120，且電子式流量計120在測量流體的流量後，經由顯示器155顯示出來，因此操作人員可以經由顯示器155輕易地判讀通過流體的流量。另一方面，電子式壓差計125在測量流體的壓力變化量後，經由顯示器155顯示出來，因此操作人員可以經由顯示器155輕易地判讀通過流體的壓力變化量。

此外，若流經待測物的流體的壓力變化量需要符合規範，則由於流體的流量與壓力呈正相關，因此操作人員可進一步透過各流量調節閥140以改變各真空產生器115的作動強度，從而透過流體的流量改變壓力。另外，操作人員可以透過顯示器155所顯示的流量及壓力變化量(或壓損)，判讀待測物的檢測結果是否符合規範。值得說明的是，本揭露的自動化壓差檢測機100可適用於判斷待測物是否符合標準CNS14774的規範以及ASTM F2100的規範。

下文將透過實驗例對本揭露的自動化壓差檢測機進行穩定性評估。應瞭解到，在不逾越本揭露範疇的情況下，不應由下文的內容對本揭露作出限制性的解釋。在本實驗例中，將標準片(在8L/min的流體流速下，標準片的壓力變化量為5mmH ₂O/cm ²)放在檢測平台上以覆蓋所有的第一開口(共五個第一開口)，以進行多次壓力變化量的測量，測量結果如表一所示。

表一

測量次數	壓力變化量 (mmH ₂O/cm ²)
第一開口#1	第一開口#2	第一開口#3	第一開口#4	第一開口#5
1	5.01	5.01	4.99	4.98	5.01
2	5.03	5.02	4.98	5.02	5.01
3	5.08	5.04	5.01	5.01	4.98
4	4.95	5.06	5.02	5.03	5.01
5	5.01	5.04	5.07	5.02	5.02
6	5.02	4.98	5.01	4.99	5.03
7	5.03	4.98	5.03	5.00	4.99
8	4.99	5.01	5.01	5.01	5.03
9	5.01	5.02	5.01	5.03	5.01
10	5.01	5.04	4.98	5.01	5.02
平均值	5.014	5.02	5.011	5.01	5.011
標準差	0.031	0.025	0.025	0.015	0.015
變異數	0.006	0.005	0.005	0.003	0.003
CV%	0.619	0.496	0.500	0.309	0.302

由上述測量結果可知，通過各第一開口的流體的壓力變化量十分接近。此外，針對同一個第一開口而言，每一次測量出的流體的壓力變化量亦十分接近，可見本揭露的自動化壓差檢測機在測量上具有高穩定性以及高均勻性。

雖然本揭露已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100:自動化壓差檢測機 105:主體 106:檢測平台 110:氣缸 111:上夾具 115:真空產生器 120:電子式流量計 125:電子式壓差計 130:控制電路 135:真空產生器電磁閥 140:流量調節閥 145:調壓閥 150:空氣過濾器 155:顯示器 160:氣缸電磁閥 165:調壓閥 D1:高度方向 O1:第一開口 O2:第二開口 O3:第三開口 C:流體通道 S:側面 B:底面 T:頂面

為讓本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖繪示根據本揭露一些實施方式的自動化壓差檢測機的外觀立體示意圖；第2圖繪示根據本揭露一些實施方式的自動化壓差檢測機的架構示意圖；以及第3圖繪示根據本揭露一些實施方式的自動化壓差檢測機的局部放大示意圖。

100:自動化壓差檢測機

105:主體

106:檢測平台

110:氣缸

111:上夾具

155:顯示器

D1:高度方向

O1:第一開口

O3:第三開口

C:流體通道

S:側面

T:頂面

Claims

一種自動化壓差檢測機，包括：主體，具有檢測平台及多個第一開口，其中所述第一開口位於所述檢測平台上，所述檢測平台配置以承載待測物於所述第一開口上；氣缸，設置在所述主體上，所述氣缸具有上夾具，所述上夾具具有多個流體通道，各所述流體通道具有第二開口，所述第二開口位於所述上夾具的底面，且各所述第二開口朝向並對應於各所述第一開口；多個真空產生器，各所述真空產生器連接各所述第一開口；多個電子式流量計，電性連接所述主體，且配置以測量流經所述待測物的流體的流量；以及多個電子式壓差計，電性連接所述主體，且配置以偵測所述流體流經所述待測物後的壓力變化量。
如請求項1所述的自動化壓差檢測機，其中各所述流體通道具有第三開口，且所述第三開口位於所述上夾具的側面。
如請求項1所述的自動化壓差檢測機，其中所述第二開口的尺寸與所述第一開口的尺寸相同。
如請求項1所述的自動化壓差檢測機，更包括控制電路，設置在所述主體內，並且電性連接所述氣缸、所述真空產生器、所述電子式流量計及所述電子式壓差計。
如請求項1所述的自動化壓差檢測機，其中所述電子式流量計設置在所述第一開口與所述真空產生器間。
如請求項1所述的自動化壓差檢測機，更包括真空產生器電磁閥，電性連接所述真空產生器。
如請求項1所述的自動化壓差檢測機，更包括氣缸電磁閥，電性連接所述氣缸。
如請求項1所述的自動化壓差檢測機，更包括多個空氣過濾器，各所述空氣過濾器設置在各所述第一開口下方。
如請求項1所述的自動化壓差檢測機，更包括多個顯示器，設置在所述主體的表面，且配置以顯示所述流體的流量與所述壓力變化量的至少一者。
一種自動化壓差檢測機，包括：主體，具有檢測平台及多個第一開口，其中所述第一開口位於所述檢測平台上，所述檢測平台配置以承載待測物於所述第一開口上；氣缸，設置在所述主體上且具有上夾具，所述上夾具具有多個流體通道，各所述流體通道具有第二開口及第三開口，所述第二開口位於所述上夾具的底面，各所述第二開口朝向並對應於各所述第一開口，所述第二開口的尺寸與所述第一開口的尺寸相同，且所述第三開口位於所述上夾具的側面；多個真空產生器，各所述真空產生器連接各所述第一開口；多個電子式流量計，電性連接所述主體，並設置在所述第一開口與所述真空產生器間，且配置以測量流經所述待測物的流體的流量；多個電子式壓差計，電性連接所述主體，且配置以偵測所述流體流經所述待測物後的壓力變化量；控制電路，設置在所述主體內且電性連接所述氣缸、各所述真空產生器、各所述電子式流量計及各所述電子式壓差計；真空產生器電磁閥，電性連接各所述真空產生器；氣缸電磁閥，電性連接所述氣缸；多個空氣過濾器，各所述空氣過濾器設置在各所述第一開口下；以及多個顯示器，設置在所述主體的表面，各所述顯示器配置以顯示所述流體的流量與所述壓力變化量的至少一者。