[发明专利]在线检测啤酒灌装量的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及在线检测啤酒灌装量的装置及方法。

背景技术

在现在的啤酒生产线上，对灌装量的检测是很重要的一个环节。灌装量都有着严格的要求，灌装量不合格的产品如果流入市场，就会损害生产厂家的形象，侵害消费者的利益，这是一定要避免的。

目前国内多数生产企业在灌装量的二次检测上是由人工来完成的，工人工作单调，容易造成视觉疲劳，检测的速度和精度难以满足36000瓶/小时、72000瓶/小时高速生产线的要求。国内灌装量在线检测设备市场基本上被德国和美国企业所垄断，价格昂贵。研制拥有自主知识产权的啤酒灌装量在线检测设备具有重要意义，不仅可满足国内啤酒生产企业对该设备的急需，提高其在国内外市场上的竞争能力，而且可有效抑制国外同类产品的的价格。作为具有自主知识产权的灌装量在线检测设备，还有出口创汇的可能性。

国外较早的开展了灌装量在线检测系统的研究。他们应用伽玛射线、X射线、机器视觉、红外线吸收、超声波等各种现代化实用技术，已经开发应用了灌装量在线检测设备。其主要的设备生产企业像德国KRONES、德国HEUFT、德国MIHO和美国filtec主要采用X射线技术检测灌装量。而国内少数相关研究单位主要采用机器视觉进行瓶内灌装量的检测，啤酒灌装量在线检测设备多数仅停留在研制阶段。

伽玛射线、X射线是对人体有害的，这就限制了它们的应用；机器视觉检测方案成本昂贵，图像处理技术很少单独用于灌装量检测，而多用于验瓶机设备检测，并且要求检测容器必须带有一定的透光性；红外线检测和超声波检测技术的检测精度都相对不高。另外，啤酒灌装封盖后在第二次检测时还存在泡沫，当泡沫转换成啤酒后，会使液位有所上升，以上技术方案比较难以对泡沫的影响做出很精确的补偿处理。

发明内容

为克服现有技术的不足，现采用以下技术方案：

一种在线检测啤酒灌装量的装置，它包括依次连接的高频信号源模块、高频电场模块、高频信号处理模块和智能处理模块；其中，所述高频电场模块与待检测啤酒瓶相对应。

所述高频信号处理模块包括依次连接的谐振放大电路、集成放大电路、峰值检波电路和电压转换电路，所述电压转换电路还与智能处理模块相连。

所述智能处理模块包括微处理器，所述微处理器分别与A/D转换模块、泡沫补偿模块、人机交互模块、剔除处理模块和报警处理模块连接。

所述高频信号源模块为高频信号发射电路，其利用12V电源供电。

所述高频电场模块由相对应的发射极板和接收极板组成，所述发射极板和接收极板位于待检测啤酒瓶的瓶颈两侧2-3cm处，两极板的距离为7-8cm，两级板的材料是1mm厚度的铜板，尺寸为长3-5cm,宽2-3cm。

一种在线检测啤酒灌装量的方法，该检测方法包括以下步骤：

step1：首先高频信号发射电路将产生的电压信号传送给发射极板；

step2：接收到电压信号的发射极板与其相对应的接收极板组成了一个高频电场；

step3：当有待检测容器进入该高频电场时，接收极板将接收到高频小信号；

step4：高频小信号由接收极板送入高频信号处理电路；

step5：高频信号处理电路对高频小信号进行调谐放大、集成放大、峰值检波和电压转换后，输出直流电压信号；

step6：微处理器控制A/D转换器对直流电压信号进行采样，之后对处理后的数值进行泡沫补偿；

step7：将补偿后的数值与设定的标准值进行比较，如果误差在设定的范围内，则该瓶啤酒灌装量合格，瓶子进入生产线的下一个环节；当误差在设定范围之外时，启动剔除处理模块对不合格瓶子进行剔除。

在所述step1中，高频信号发射电路利用晶体振荡电路，产生频率和幅值稳定的正弦电压信号。

在所述step6中，所述泡沫补偿是对泡沫消失后的电压值进行补偿，补偿方法是，采用线性回归分析和最小二乘估计建立泡沫消失后的电压值与含有泡沫时的电压值之间的关系表达式，利用该表达式求出泡沫消失后的电压值的估计值，该估计值即是补偿之后的电压值，所述表达式为：

  

其中，，，，是泡沫消失后电压值的估计值，是泡沫消失前的电压值，为泡沫消失前的第个样本观察值，为泡沫消失后的第个样本观察值，为泡沫消失前的个样本观察值的均值，为泡沫消失后的个样本观察值的均值，为泡沫消失前和泡沫消失后的个样本观察值的乘积和。