專利名稱:一種罐頭真空度無損檢測的方法及裝置的制作方法
本發(fā)明屬真空度檢測方法及檢測裝置據(jù)所收集的一百多篇國外資料表明，作為罐頭真空度的檢測方法，綜合起來國外有10種，而國內還是沿用古老的敲打聽音法。目前國外用得較多的是根據(jù)1977年的一項美國專利(專利號為4044891)研制出來的產品ET-100型檢測機。該機是一種變形度電學檢測法，其原理是根據(jù)罐頭真空度高，罐蓋變形度就大，真空度低，變形度就小，利用變形度大小不同，罐蓋上方傳感器輸出的信號大小就不一樣，便據(jù)此來區(qū)分出罐頭真空度的優(yōu)劣。該機的優(yōu)點是抗干擾能力較強，但有許多缺點(1)傳感器與罐蓋中心位置必須嚴格對中，否則測量準確度很差;(2)罐蓋材料的厚薄必須均勻;(3)不論罐頭產量多大，只能用同一套模具來加工沖壓件，才能保證一定的測量準確度，否則兩套模具之間的誤差，將引起檢測準確度差;(4)罐蓋受任何外力而變形后，即使外力解除，也不易恢復，影響檢測準確度;(5)對打印文字的罐蓋面無法檢測。由于上述這些缺點，該機對我國罐頭工業(yè)的罐頭真空度無損檢測適應性很差。廣東省罐頭廠雖購進一臺該機，但因其準確度太差而沒法使用。
本發(fā)明就是為了克服以往國內外對罐頭真空度無損檢測的各種檢測方法及其檢測裝置所存在的各種缺點，為使罐頭工業(yè)生產上對罐頭真空度無損檢測更準確、方便、可靠而提出了用掃描聲電轉換法進行檢測，并研制成功采用掃描聲電轉換法的罐頭真空度無損檢測分選裝置。其示意圖如圖1所示。
掃描聲電轉換法的原理是根據(jù)罐頭真空度不同，罐蓋的自然振動頻率就不同，真空度越高，其振動頻率就越高，真空度越低，其振動頻率就越低。因此，對于一定規(guī)格的罐頭，檢測其振動頻率便可確定罐內的真空度。而一般來說，罐蓋振動的固有頻率正比于罐蓋內外壓力差的平方根，但罐蓋的振動頻率除了與真空度有關外，還與罐蓋的厚度、直徑及其材料密度有關。因此，僅用一個或幾個頻率激發(fā)傳感器電磁線圈的振動不能解決測量準確度問題，且同一真空度的不同種類的罐頭，其罐蓋振動頻率也有較大差異，掃描聲電轉換法是利用周期性掃描脈沖去激發(fā)傳感器電磁線圈，這樣就解決了測量準確度問題。因為只要掃頻的范圍合適(如內徑為74mm的磨茹罐頭，真空度低于4吋汞柱，掃描頻率范圍一般在900～1200HZ)，就能使罐蓋的振動為強迫共振，此時振幅很大，而且振幅隨共振頻率的增高而減小。這樣，罐頭真空度的變化既改變共振頻率，也改變其振幅幅度。
本發(fā)明的掃描聲電轉換法罐頭真空度無損檢測分選裝置的工作原理方框圖如圖2所示。其主要由掃頻信號發(fā)生器(1)、傳感器(2)、信號檢測電路(3)、剔除裝置(4)、穩(wěn)壓電源(5)組成。其工作原理如下掃頻信號發(fā)生器(1)產生和輸出一占空比為1∶4的大功率掃頻方波信號去激勵傳感器的激勵頭電磁線圈，以產生強弱變化的磁場，進而使被檢測罐頭的罐蓋產生振幅、頻率都變化的強迫共振、再由傳感器上的微音器把罐蓋振動的聲信號轉變成電信號，輸入到信號檢測電路進行放大、濾波(濾除無用信號)、再把有用信號檢波后，在比較顯示電路中與固定電平比較，高于固定電平的為次品，低于固定電平的為合格品。當次品罐頭通過時，比較顯示電路中的紅燈熄滅，產生一觸發(fā)信號，經延時電路后，形成一個剔除信號，使剔除裝置動作，把次品從傳送帶上剔除出去;當合格品經過時，比較顯示電路中的紅燈保持亮、不產生剔除信號、剔除裝置不動作，保證合格品從傳送帶上順利通過。其穩(wěn)壓電源是給本檢測分選裝置的各部分電路提供所需的各種穩(wěn)壓電源。
本檢測分選裝置的掃頻信號發(fā)生器電原理方框圖如圖3所示。其主要包括鋸齒波電壓發(fā)生器(6)、壓控振蕩器(7)、功率放大器(8)。其工作原理如下掃頻信號發(fā)生器輸出一占空比為1∶4的掃頻方波信號加到傳感器的激勵頭電磁線圈，其中心頻率為400～600HZ，頻偏±100HZ可調;鋸齒波發(fā)生器輸出重復頻率低(20～50HZ)、線性好、休止期短的鋸齒波輸進到壓控振蕩器。壓控振蕩器產生的掃頻信號輸入到功率放大器，經功率放大后，去觸發(fā)激勵頭電磁線圈，以便產生強弱變化的磁場，從而使罐蓋振動。
掃頻信號發(fā)生器電路圖如圖6所示。其工作原理如下BG8～BG10、D8、W6～W7、R38～R45、C16～C18組成鋸齒波發(fā)生器(6)。其能產生20～50HZ的鋸齒波輸入到壓控振蕩器。調W7可調其輸出幅度。
BG11～BG14、D9～D12、W8、R46～R53、C19～C20組成壓控振蕩器(7)。調節(jié)W8可調其中心頻率，調節(jié)鋸齒波的輸入幅度便可調掃描頻率范圍(亦頻偏△f)的大小。
BG15～BG16、R54～R58、C21～C22組成射隨器及分負載倒相器。其起隔離作用和保證后紗功率放大器(8)能獲得大小相等、相位相反的二個輸入信號。
大功率OCL集成塊STK439、R59～R71、C23～C35組成BTL形式的功率放大器(8)。其能把輸入的信號進行功率放大。
檢測分選裝置的信號檢測電路電原理方框圖如圖4所示。其包括放大器(9)、有源濾波器(10)、比較顯示器(11)、延遲電路(12)、剔除電路(13)、其工作原理如下通過微音器把罐蓋振動的聲信號變成電信號后，經放大器(9)放大，再經濾波器(10)把無用信號濾除，把有用信號經峰值檢波后，輸入到比較顯示器與固定電平比較，以用來區(qū)分罐頭的次品和合格品。對不同品種、規(guī)格的罐頭，調節(jié)不同的掃描頻率范圍和不同的幅度，這樣就能很方便地區(qū)分合格與不合格罐頭。
檢測分選裝置的信號檢測電路的電路圖如圖5所示。其工作原理如下運算放大器F1(F007)、R1～R5、W1、C1～C2組成放大器(9)。其能把輸入來的信號進行放大。
F2～F3(F007)、R6～R17、W2～W3、C3～C6組成有源濾波器。其能把無用信號濾除。
D1、R18、C9組成大信號峰值檢波電路。其能把從濾波器輸出來的有用信號檢波。
F4、BG1～BG2、D2～D5、LED1～LED4、R19～R29、C7～C12組成比較顯示電路(11)。其能把檢波后的信號與固定電平比較，并通過發(fā)光二極管LED加以顯示。
BG3～BG7、繼電器J、D6～D7、R30～R37、C13～C15組成延時剔除電路。
檢測分選裝置的穩(wěn)壓電源電路圖如圖7所示。其工作原理如下QL-2AI、BG17～BG20、D13、R72～R76、C36～C38組成+18V穩(wěn)壓電源電路。其給信號檢測電路提供+18V的穩(wěn)定電壓，并給掃頻信號發(fā)生器提供+12V穩(wěn)定電壓。
QL-2A2、BG21～BG24、D14、R77～R81、C39～C41組成-18V穩(wěn)壓電源電路。其給信號檢測電路提供一-18V穩(wěn)定電壓。
QL-3A、BG24～BG28、D15、R15、R82～R91、C42～C44組成+30V穩(wěn)壓電源電路。給功率放大器提供+30V穩(wěn)定電壓。
本發(fā)明的檢測自動分選裝置還有一個特殊設計的掃描聲電傳感器。其結構如圖8所示。其包括外殼(1°)、連接頭(2°)、有機玻璃蓋(3°)、微音器(4°)、鈹膜合金鐵芯(5°)、線包(6°)、環(huán)氧樹脂(7°)。其加工方法如下傳感器是一電磁線圈，其采用直徑φ＝30mm、μ＝7500高斯/奧斯特以上的高導磁率柱形鈹膜合金鐵芯，中央開孔，孔的頂端安裝一個電容式微音器，孔的直徑為10mm，孔的長度為70mm，再用φ＝0.69的高強度漆包線繞450～550匝(中間抽頭)，然后用環(huán)氧樹脂罐封線包，最后接上連接頭和罩上外殼及有機玻璃蓋。此種傳感器，罐頭振動的縱波信號直通過中央開孔處由微音器接收，因此信號很大，其他干擾信號的橫波經過長70mm通道的多次反射衰減，傳到微音器時已很弱，因此干擾信號很小，再加上電路上有源濾波器進行濾除，故此使得本檢測分選裝置雖只有一個傳感器卻能擔負其它方法及檢測儀的二個傳感器的任務，而且抗干擾能力強。這就使得本檢測分選裝置抗干擾能力強，靈敏度高。
使用本發(fā)明的掃描聲電轉換法及其專用罐頭真空度無損檢測分選裝置進行檢測，完全克服了以往國內外各種檢測方法及其檢測儀所存在的傳感器必須與罐蓋嚴格對中，罐蓋材料必須厚薄均勻、必須用同一套模具沖壓、對打印文字的罐蓋無法檢測等各種缺點。本掃描聲電轉換法罐頭真空度無損檢測分選裝置檢測準確度高、重復檢測的一致性優(yōu)良，分選精度高(達92%以上)、真空度指示精度為±1.5吋(國際標準為±2吋)、分選速度快(達275罐/分)、對罐型直徑由52.3至153mm的罐頭均可檢測。本檢測分選裝置抗干擾能力強，傳感器與罐蓋不需對中、線路簡單，造價低，操作方便。
本檢測分選裝置在檢測的一致性、分選精度、傳感器探頭與罐蓋的對中要求、抗干擾能力和對有字蓋面的可檢性均超過不同檢測方法的日本MVS-10型檢測機和美國ET-100型檢測機。
對下面
如下圖1 是掃描聲電轉換法罐頭真空度無損檢測分選裝置示意圖。其中(1′)為罐頭;(2′)為電壓表;(3′)為電流表;(4′)為電平表;(5′)為傳感器;(6′)為罐頭傳送帶;(7′)為剔除裝置;(8′)為調節(jié)旋扭面板;(9′)為萬向滑輪;(10′)為機殼。
圖2 是掃描聲電轉換法罐頭真空度無損檢測分選裝置原理方框圖。
圖3 是檢測分選裝置的掃頻信號發(fā)生器電原理方框圖。
圖4 是檢測分選裝置的信號檢測電路原理方框圖。
圖5 是檢測分選裝置的信號檢測電路圖。其元件型號、規(guī)格、數(shù)值見圖中所示。
圖6 是檢測分選裝置的掃頻信號發(fā)生器電路圖。其元件型號、規(guī)格、數(shù)值見圖中所示。
圖7 是檢測分選裝置的+30V及±18V穩(wěn)壓電源電路圖。其元件型號、規(guī)格、數(shù)值見圖中所示。
圖8 是掃描聲電傳感器的結構圖。其中(1°)為外殼;(2°)為連接頭;(3°)為有機玻璃蓋;(4°)為微音器;(5°)為鈹膜合金鐵芯;(6°)為線包;(7°)為環(huán)氧樹脂。
權利要求
1.一種罐頭真空度無損檢測的方法，其特征在于使用帶傳感器的罐頭真空度無損檢測分選裝置以掃描聲電轉換法進行檢測。
2.權項1所述掃描聲電轉換法，其特征是用檢測裝置所產生的大功率掃頻信號激勵傳感器的激勵頭——電磁線圈，以產生強弱變化的磁場，使罐蓋產生振幅和頻率都變化的振動，由傳感器上的微音器把振動信號轉換成電信號，經放大、濾波及檢波后與固定電平比較，高于固定電平的為次品，低于固定電平的為合格品;當次品通過時，高于固定電平，比較顯示電路中的紅燈熄滅，產生一觸發(fā)信號，經延時后形成一剔除信號，使剔除裝置動作，把次品剔除去;當合格品通過時，低于固定電平，紅燈保持亮，不產生剔除信號，剔除裝置不動作，使合格品順利通過。
3.一種專用于權項2所述掃描聲電轉換法的罐頭真空度無損檢測分選裝置，其由電壓表(2′)、電流表(3′)、電平表(4′)、傳感器(5′)、剔除裝置(7′)、調節(jié)旋扭面板(8′)、機殼(10′)及包括有掃頻信號發(fā)生電路(1)、信號檢測電路(3)、穩(wěn)壓電源電路(5)的電路板組成，其特征在于具有掃描聲電傳感器(5′)和掃頻信號發(fā)生器(1)。
4.權項3所述掃頻信號發(fā)生器，其特征在于由鋸齒波發(fā)生器(6)、壓控振蕩器(7)及功率放大器共同組成、鋸齒波發(fā)生器(6)產生的鋸齒波信號輸入到能產生頻偏可調的掃頻信號之壓控振蕩器(7)，再通過BTL電路形成的功率放大器，以此組成能輸出大功率掃頻信號的掃頻信號發(fā)生器。
5.權項3所述掃描聲電傳感器，其特征在于采用高導磁率的柱形鈹膜合金鐵芯，中央開直徑φ＝10mm長約70mm的園孔，孔的頂端安裝微音器，再用高強度漆包線繞多匝，然后用環(huán)氧樹脂罐封線包，接上連接頭，罩上外殼及有機玻璃蓋。
專利摘要
本發(fā)明是罐頭真空度無損檢測方法及其檢測分選裝置。屬真空度檢測方法及檢測儀器。
文檔編號B65B57/00GK85106707SQ85106707
公開日1986年7月23日 申請日期1985年9月2日
發(fā)明者胡耀志, 黃光周, 梁迪眾, 陳廣林 申請人:華南工學院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan