一種紙杯在線檢漏裝置及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種紙杯在線檢漏裝置，裝置包括運輸紙杯的傳輸帶，固定在傳輸帶旁用于采集紙杯紅外圖像的紅外熱像儀，以及設置于傳輸帶上方的注氣機構，該裝置還設有與所述紅外熱像儀連接用于判斷紙杯是否合格的控制器和/或監(jiān)視器，所述的注氣機構包括用于覆蓋在紙杯開口端面的壓板、穿過壓板向紙杯內(nèi)注入熱氣流的注氣管，以及連接壓板和注氣管的伸縮單元。該裝置采用紅外熱成像非接觸無損檢測技術，生產(chǎn)流水線中的一次性紙杯產(chǎn)品實現(xiàn)全自動漏氣檢測和挑選，避免了人工抽檢所帶來的不確定性和用水檢測所帶來的破壞性。
【專利說明】一種紙杯在線檢漏裝置及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種檢測裝置，尤其涉及用于檢測一次性紙杯是否存在漏水缺陷的裝置。
【背景技術】
[0002]一次性紙杯在人們的日常生活中運用廣泛，目前，紙杯生產(chǎn)質(zhì)檢過程大都采用人工抽檢或水密檢測，人工抽檢會存在不確定性，只能通過概率統(tǒng)計，大致控制質(zhì)量，無法確保每個紙杯均為合格產(chǎn)品，而水密檢測會給紙杯帶來破壞性損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是實現(xiàn)一種快捷、高效、可靠的紙杯檢漏裝置。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為:一種紙杯在線檢漏裝置，裝置包括運輸紙杯的傳輸帶，固定在傳輸帶旁用于采集紙杯紅外圖像的紅外熱像儀，以及設置于傳輸帶上方的注氣機構，該裝置還設有與所述紅外熱像儀連接用于判斷紙杯是否合格的控制器和/或監(jiān)視器，所述的注氣機構包括用于覆蓋在紙杯開口端面的壓板、穿過壓板向紙杯內(nèi)注入熱氣流的注氣管，以及連接壓板和注氣管的伸縮單元。
[0005]針對一個待測紙杯至少設有一個紅外熱像儀，當紅外熱像儀設有多個時，分別固定于待測紙杯的不同側(cè)采集圖像。
[0006]所述的檢漏裝置還設有次品剔除機構，所述的次品剔除機構與控制器連接，為固定于傳輸帶一側(cè)的伸縮桿裝置或吹氣裝置。
[0007]所述的注氣管的固接在壓板上，所述的伸縮單元與壓板之間通過壓緊彈簧連接。
[0008]所述的伸縮單元與注氣管連接，所述的注氣管與壓板之間通過壓緊彈簧連接。
[0009]所述的壓板朝向紙杯一面設有橡膠密封層。
[0010]一種紙杯在線檢漏裝置的控制方法:
[0011]步驟1、紙杯以正立方式排列在傳輸帶上；
[0012]步驟2、裝置開始工作，傳輸帶將一個紙杯運送到注氣機構下方后停止，等待紙杯檢測；
[0013]步驟3、注氣機構下壓封住紙杯口，并向杯內(nèi)注入熱空氣形成一定壓力，并持續(xù)額定時間；
[0014]步驟4、紅外熱像儀采集紙杯外輪廓紅外圖像，并將圖像輸送至控制器；
[0015]步驟5、控制器判斷紙杯是否合格；
[0016]步驟6、注氣機構上升，當前檢測的紙杯隨傳輸帶向前移動，下一個待檢查紙杯移入到注氣機構下方；
[0017]步驟7、次品剔除機構根據(jù)控制器判斷結(jié)果，將不合格產(chǎn)品剔除；
[0018]步驟8、依次循環(huán)檢測。
[0019]進一步的，所述的步驟5中，控制器將紅外熱像儀采集的圖像與預先建立的該型號紙杯的側(cè)面投影輪廓圖像進行比對，若相同則判定為合格產(chǎn)品，若不相同則判定為不合
格產(chǎn)品。
[0020]進一步的，所述的步驟5中，控制器將紅外熱像儀采集的紙杯輪廓外圍圖像溫度與預先建立的溫度閥值比對，若不高于閥值則判定為合格產(chǎn)品，若高于閥值則判定為不合格產(chǎn)品。
[0021]進一步的，所述的步驟3中的額定時間不少于I秒。
[0022]本發(fā)明采用紅外熱成像非接觸無損檢測技術，生產(chǎn)流水線中的一次性紙杯產(chǎn)品實現(xiàn)全自動漏氣檢測和挑選，避免了人工抽檢所帶來的不確定性和用水檢測所帶來的破壞性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]下面對本發(fā)明說明書中每幅附圖表達的內(nèi)容及圖中的標記作簡要說明:
[0024]圖1為檢漏裝置結(jié)構示意圖；
[0025]圖2為檢漏裝置控制流程圖；
[0026]圖3為合格紙杯熱成像圖；
[0027]圖4為漏水(不合格)紙杯熱成像圖；
[0028]上述圖中的標記均為:1、紙杯；2、注氣管；3、壓板；4、輸送帶；5、紅外熱像儀；6、控制器；7、次品剔除機構；8、監(jiān)視器。
【具體實施方式】
[0029]本發(fā)明是將紅外熱成像無損檢測技術運用在一次性紙杯質(zhì)量檢測中，紅外熱像儀5是通過非接觸探測紅外輻射能量(熱量)，并將其轉(zhuǎn)換為電信號，進而在顯示器上生成熱圖像和溫度值，并可以對溫度值進行計算的一種檢測設備。紅外能量是一種肉眼看不見的能量，它的波長很長，無法被肉眼探測到。它是電磁波譜中的一部分，人類將它感知為熱量。與可見光不同，在紅外領域里，凡是溫度在絕對零度以上的物體都能夠散發(fā)熱量。即使如冰塊這樣表面非常寒冷的物體，同樣能夠發(fā)射紅外能量。物體的溫度越高，它所輻射的紅外能量就越強。紅外熱像儀5能夠幫助我們看見肉眼無法看見的情況。當物體內(nèi)部存在缺陷時，它將改變物體的熱傳導，使物體表面溫度分布發(fā)生變化，紅外熱像儀5能夠?qū)⑻綔y到的物體表面熱量精確量化為溫度分布熱圖，從熱成像圖可以準確識別和分析物體可能存在的異常情況。由于近年來的技術更新，紅外熱像儀的硬件性能不斷提高，環(huán)境適應性更強、功能更強大、操作使用更方便，可以滿足不同用戶在不同場合下的使用需求。由于攝取的是物體表面的紅外輻射能不用接觸被測物體，也不會干擾被測的溫度場，故紅外熱像技術非常適合于測量運動的物體、危險的物體(如高壓線纜)和不易接近的物體。
[0030]紅外熱象儀5基本工作原理，根據(jù)普朗克定律，波長一定，測出紅外輻射能量E就能算出溫度值T，溫度和輻射率不同，可形成紅外輻射的不同分布，儀器處理器能詳細計算出各測點實際的溫度值，且以不同顏色的溫標顯示出與物體表面熱分布相應的二維彩色熱像圖。運用這一方法，便能實現(xiàn)對目標進行遠距離熱狀態(tài)成像和測溫，并對被測物體的狀態(tài)進行分析判斷。
[0031]如果使待測目標中形成熱流傳播過程，由于目標中缺陷部分和沒有缺陷部分的熱傳導率不同，根據(jù)熱傳導方程理論，這種差異將造成目標中有缺陷部分和沒有缺陷部分各自對應的表面溫度不同，亦即對應的紅外輻射強度不同。如果將物體每一點的溫度記錄下來，形成場分布圖像，就可以明顯看出其內(nèi)部的缺陷部位。紅外熱像儀攝取的紅外圖像的每一點都對應一定的溫度，且可根據(jù)顏色的深淺來判斷溫度的高低，相同顏色表示溫度相同。
[0032]熱流注入是均勻的，對無缺陷的物體，正面和背面的溫度場分布基本上是均勻的，如果物體內(nèi)部存在缺陷，在缺陷處溫度分布將發(fā)生變化，對于隔熱性的缺陷，正面檢測方式，缺陷處因熱量堆積呈“熱點”，背面檢測時，缺陷處則是低溫點；而對于導熱性的缺陷，正面檢測時，缺陷處的溫度是低溫點，背面檢測到缺陷處的溫度是“熱點”?？梢姡捎眉t外檢測技術，可以形象地檢測出材料表層與淺層缺陷和范圍。
[0033]基于上述原理，參見圖1可知，紙杯在線檢漏裝置可以有多種實施方式，具體如下:
[0034]實施例一
[0035]紙杯在線檢漏裝置由注氣機構、輸送帶4、紅外熱像儀5和監(jiān)視器8構成，待檢測的紙杯I由輸送帶4以間歇流動方式的運送到注氣機構下方，紅外熱像儀5放置在輸送帶4 一側(cè)，用于采集紙杯I紅外圖像，監(jiān)視器8與紅外熱像儀5連接，顯示采紅外圖像的影像，這樣的檢漏裝置可以通過人工方式觀察是否存在不合格紙杯1，裝置成本低，運作可靠。
[0036]注氣機構設置在傳輸帶4上方，包括用于覆蓋在紙杯I開口端面的壓板3、穿過壓板3向紙杯I內(nèi)注入熱氣流的注氣管2，以及連接壓板3和注氣管2的伸縮單元。若伸縮單元與壓板3之間通過壓緊彈簧連接，則注氣管2固定在壓板3上，并穿過壓板3給紙杯I注氣；若伸縮單元與注氣管2連接，則注氣管2穿過壓板3，同時兩者之間通過壓緊彈簧連接。這樣注氣機構下壓過程，會對紙杯I開口端有一定的壓力，確保注氣機構注入的熱氣流不從上沿漏走，同時也能在杯內(nèi)形成一定壓力，確保檢測效果。
[0037]為了進一步的確保密封效果，壓板3朝向紙杯I 一面還可以設置一層橡膠密封層，同時橡膠密封層上還可以設置一個與杯口大小相同的圓形凹陷或環(huán)形凹陷，使得注氣機構下壓過程，杯口陷于橡膠密封層的凹陷結(jié)構內(nèi)，提高注氣過程的密封性能。
[0038]實施例二
[0039]紙杯在線檢漏裝置由注氣機構、輸送帶4、紅外熱像儀5、控制器6和次品剔除機構7構成，待檢測的紙杯I由輸送帶4以間歇流動方式的運送到注氣機構下方，紅外熱像儀5放置在輸送帶4 一側(cè)，用于采集紙杯I紅外圖像，控制器6與紅外熱像儀5連接接收圖像信號，次品剔除機構7與控制器6連接，接收控制器6的剔除信號后將不合格產(chǎn)品剔除，這種通過控制器6自動進行不合格產(chǎn)品剔除的檢測方法，工作效果高，可靠性強，降低工作強度。
[0040]此外，控制器6還可以連接一臺監(jiān)視器8，顯示熱成像圖像，供人工輔助監(jiān)控，由于紙杯放置在傳輸帶4上的紙杯側(cè)縫位置不固定，因此可以在傳輸帶4兩側(cè)放置多臺紅外熱像儀5，分別從不同角度對一個待檢測紙杯I進行圖像采集，這樣可以避免盲區(qū)，提高檢測
可靠性。
[0041]次品剔除機構7為固定于傳輸帶4 一側(cè)，為伸縮桿裝置或吹氣裝置，通過施加側(cè)向力，將不合格的紙杯I推出傳輸帶4，以達到去除次品的目的。
[0042]注氣機構設置在傳輸帶4上方，包括用于覆蓋在紙杯I開口端面的壓板3、穿過壓板3向紙杯I內(nèi)注入熱氣流的注氣管2，以及連接壓板3和注氣管2的伸縮單元。若伸縮單元與壓板3之間通過壓緊彈簧連接，則注氣管2固定在壓板3上，并穿過壓板3給紙杯I注氣；若伸縮單元與注氣管2連接，則注氣管2與壓板3之間通過壓緊彈簧連接。這樣注氣機構下壓過程，會對紙杯I開口端有一定的壓力，確保注氣機構注入的熱氣流不從上沿漏走，同時也能在杯內(nèi)形成一定壓力，確保檢測效果。
[0043]為了進一步的確保密封效果，壓板3朝向紙杯I 一面還可以設置一層橡膠密封層，同時橡膠密封層上還可以設置一個與杯口大小相同的圓形凹陷或環(huán)形凹陷，使得注氣機構下壓過程，杯口陷于橡膠密封層的凹陷結(jié)構內(nèi)，提高注氣過程的密封性能。
[0044]基于上述實施例二，參見圖2可知，紙杯在線檢漏裝置的控制方法如下:
[0045]步驟1、紙杯I以正立方式排列在傳輸帶4上，傳輸帶4以間歇流動方式運輸紙杯I ;
[0046]步驟2、裝置開始工作，傳輸帶4將一個紙杯I運送到注氣機構下方后停止，等待紙杯I檢測；
[0047]步驟3、注氣機構下壓封住紙杯口，并向杯內(nèi)注入熱空氣形成一定壓力，并持續(xù)額定時間，額定時間不少于I秒，這樣能夠確保注入熱氣能形成一定壓力，提高檢測可靠性；
[0048]步驟4、紅外熱像儀5采集紙杯I外輪廓紅外圖像，并將圖像輸送至控制器6 ；
[0049]步驟5、控制器6判斷紙杯I是否合格，判斷方法采用邊緣檢測和模糊算法進行產(chǎn)品合格與否的智能判別?？刂破?將紅外熱像儀5采集的圖像與預先建立的該型號紙杯的側(cè)面投影輪廓圖像進行比對，若相同(如圖3)則判定為合格產(chǎn)品，若不相同(如圖4)則判定為不合格產(chǎn)品了 ；同時控制器6將紅外熱像儀5采集的紙杯I輪廓外圍圖像溫度與預先建立的溫度閥值比對，若不高于閥值則判定為合格產(chǎn)品，若高于閥值則判定為不合格產(chǎn)品；
[0050]步驟6、注氣機構上升，當前檢測的紙杯隨傳輸帶4向前移動，下一個待檢查紙杯I移入到注氣機構下方；
[0051]步驟7、次品剔除機構7根據(jù)控制器6判斷結(jié)果，將不合格產(chǎn)品剔除；
[0052]步驟8、依次循環(huán)檢測。
[0053]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構思和技術方案進行的各種非實質(zhì)性的改進，或未經(jīng)改進將本發(fā)明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種紙杯在線檢漏裝置，其特征在于:裝置包括運輸紙杯的傳輸帶(4)，固定在傳輸帶(4)旁用于采集紙杯(I)紅外圖像的紅外熱像儀(5)，以及設置于傳輸帶(4)上方的注氣機構，該裝置還設有與所述紅外熱像儀(5)連接用于判斷紙杯是否合格的控制器(6)和/或監(jiān)視器(8)，所述的注氣機構包括用于覆蓋在紙杯(I)開口端面的壓板(3)、穿過壓板(3)向紙杯(I)內(nèi)注入熱氣流的注氣管(2)，以及連接壓板(3)和注氣管(2)的伸縮單元。
2.根據(jù)權利要求1所述的紙杯在線檢漏裝置，其特征在于:針對一個待測紙杯(I)至少設有一個紅外熱像儀(5)，當紅外熱像儀(5)設有多個時，分別固定于待測紙杯(I)的不同側(cè)采集圖像。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的紙杯在線檢漏裝置，其特征在于:所述的檢漏裝置還設有次品剔除機構(7)，所述的次品剔除機構(7)與控制器(6)連接，為固定于傳輸帶(4)一側(cè)的伸縮桿裝置或吹氣裝置。
4.根據(jù)權利要求3所述的紙杯在線檢漏裝置，其特征在于:所述的注氣管(2)的固接在壓板(3)上，所述的伸縮單元與壓板(3)之間通過壓緊彈簧連接。
5.根據(jù)權利要求3所述的紙杯在線檢漏裝置，其特征在于:所述的伸縮單元與注氣管(2)連接，所述的注氣管(2)與壓板(3)之間通過壓緊彈簧連接。
6.根據(jù)權利要求4或5紙杯在線檢漏裝置，其特征在于:所述的壓板(3)朝向紙杯(I)一面設有橡膠密封層。
7.—種紙杯在線檢漏裝置的控制方法，其特征在于: 步驟1、紙杯(I)以正立方式排列在傳輸帶(4)上； 步驟2、裝置開始工作，傳輸帶(4)將一個紙杯(I)運送到注氣機構下方后停止，等待紙杯(I)檢測； 步驟3、注氣機構下壓封住紙杯口，并向杯內(nèi)注入熱空氣形成一定壓力，并持續(xù)額定時間； 步驟4、紅外熱像儀(5 )采集紙杯(I)外輪廓紅外圖像，并將圖像輸送至控制器(6 ); 步驟5、控制器(6)判斷紙杯(I)是否合格； 步驟6、注氣機構上升，當前檢測的紙杯隨傳輸帶(4)向前移動，下一個待檢查紙杯(I)移入到注氣機構下方； 步驟7、次品剔除機構(7)根據(jù)控制器(6)判斷結(jié)果，將不合格產(chǎn)品剔除； 步驟8、依次循環(huán)檢測。
8.根據(jù)權利要求7所述的控制方法，其特征在于:所述的步驟5中，控制器(6)將紅外熱像儀(5)采集的圖像與預先建立的該型號紙杯的側(cè)面投影輪廓圖像進行比對，若相同則判定為合格產(chǎn)品，若不相同則判定為不合格產(chǎn)品。
9.根據(jù)權利要求7或8所述的控制方法，其特征在于:所述的步驟5中，控制器(6)將紅外熱像儀(5)采集的紙杯(I)輪廓外圍圖像溫度與預先建立的溫度閥值比對，若不高于閥值則判定為合格產(chǎn)品，若高于閥值則判定為不合格產(chǎn)品。
10.根據(jù)權利要求9所述的控制方法，其特征在于:所述的步驟3中的額定時間不少于I秒。
【文檔編號】G01M3/02GK103439056SQ201310352218
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月13日 優(yōu)先權日:2013年8月13日
【發(fā)明者】許鋼, 林園勝, 李遠軍, 周偉峰, 黃姍姍, 江娟娟, 俞曉峰, 張明艷 申請人:安徽工程大學