一種異物檢測系統的制作方法

本發明涉及檢測技術，特別是指一種異物檢測系統。

背景技術：

近年來，伴隨著適用于haccp方式的食品衛生法和pl(productliability:產品責任)法的實施，食品和藥品等產品經過制造/加工，到產品的保存/流通，再到最終消費者的攝入，所有的階段都擔心并且要預防有微生物污染或其他異物的混入等危害的發生，都有義務考慮產品的更進一步的安全保障。

所謂haccp方式是hazardanalysiscriticalcontrolpointsystem的縮寫，作為衛生管理系統的手法擁有很高的國際評價，是美國的危害分析和關鍵控制點方式。與以前的衛生管理方式的重點放在最終產品的檢查上不同的是它的重點放在制造工程的預防措施上。haccp方式是有危害分析(ha)和關鍵控制點的兩個部分組成的，把從食品的制造/加工，產品的保存/流通到最終消費者的攝入所有的階段擔心會發生的微生物污染等危害的調查/分析和預防危害的關鍵控制點的設定一起，在合適的限度內設定管理標準，經常監視核對管理記錄等。關于其他的危害，一般衛生管理標準中有類似于運營管理那種在制造工程方面防止忽略危害的發生，考慮產品的更進一步的安全性的規定。

較之以前，生產液體產品(飲品和液體的藥物等)的制造/加工工廠，在生產線上加熱處理等相比，施行殺菌處理既可以防止微生物污染，相比旋風除塵器等又可以除去衣物防止異物的混入。而且，填充罐和瓶等后，作為最終產品的檢查會實施瓶內異物等的檢查。比如清涼飲料、果汁飲料喝蔬菜汁等等，大量生產液體產品的制造/加工工廠通常將進行過上述的異物除去處理后的液體倒進原液的桶里，用填充機高速傳送通過圓筒形的導管(以下稱為“輸油管”)運送到瓶罐等容器進行自動填充，從而大量生產產品。

可是對于像上述的制造/加工工廠，作為最終產品在制造的過程中有混入異物的可能性，混入源大致分為已經在原料里的“原料異物”，材料處于未密封狀態從外部混入的“環境異物”，在生產線上從制造機器自身制造的“制造機異物”。除去液態產品里混入的異物時，相對于液態產品的比重大，這些異物里會存在不同的異物，可以用類似于異物旋風除塵器等除去。在制造/加工工廠生產液態產品的時候，較之以前，在加工前進行這樣的異物除去處理的同時，還要對最終產品進行檢查和考慮產品的安全性。

然而，即使對檢查原料和進行異物除去處理，制造/加工階段還是有異物混入的可能。例如，在生產線上，將液體材料從裝載的容器通過輸油管運送到瓶罐等的容器進行填充的時候，會有環境異物和制造機異物混入的可能性。作為這些問題的對策，比如茶和牛奶這類的液體產品，輸油管里設有密集的過濾器因此可以比較簡單的除去異物，含有纖維素的產品由于過濾器堵塞，就存在不能用過濾器除去異物的問題。同時，顆粒狀的材料等，在制造不同大小的材料混合的產品時，和顆粒狀的物質相比，關于大的異物在原料階段可以用過濾器除去，而在混合后卻有無法除去新產生制造機異物等問題。同時還會有像用眼睛看一樣，無法完成對輸油管里流動的液體的檢查，也無法除去異物的問題。

因此現狀下，含有纖維質材料和顆粒狀材料制造的場所，目視檢查人員對裝原料的容器里的溶液和添加物進行目視檢查，如果有異物混入進行手工操作除去。然后產品在通過輸油管填充容器的時候，對于檢查混入的異物和異物除去處理不需再進行實施。

技術實現要素：

針對現有技術中的上述不足，本發明提供可以在生產飲料藥劑等液體產品的生產線上，檢測出導管內高速流動的液體里是否含有異物并可以自動排除混入的異物的異物檢測系統。

為實現以上技術目的,本發明的技術方案是:一種異物檢測系統，包括輸油管、攝像裝置、照明裝置、檢查用窗，控制閥、圖像處理裝置、控制面板，所述輸油管、檢查用窗和控制閥依次連通，所述控制閥上連接有分歧管a，所述檢查用窗包括透光性圓筒形管，所述透光性圓筒形管兩端均設有照明裝置和攝像裝置，所述照明裝置和攝像裝置均與圖像處理裝置信號連接，所述圖像處理裝置和控制閥還分別與圖像處理裝置信號連接。。

作為優選，還包括鏡面、發光部和發射面a,所述鏡面設在透光性圓筒形管內，所述發光部設在透光性圓筒形管外部，所述發光部上設有發射面a，所述發射面a的光路朝向鏡面。

以上描述可以看出，本發明具備以下優點：本發明的異物檢測系統可以在生產飲料和藥劑等液體產品的生產線上，檢出導管內移送的流動性材料中的異物，自動排除含有纖維狀和顆粒狀的材料的產品的各個材料里混入的異物，同時可以排除填充到罐和瓶等容器的最終產品里有可能混入的異物，進一步提高產品的安全性。

附圖說明

圖1為本發明的異物檢測系統的基本結構的示例簡圖。

圖2為用于本發明的照明裝置的結構的示例的斷面圖。

圖3是關于本發明中圖像處理方法的說明圖。

具體實施方式

本發明是在生產飲料和藥劑等，特別是人們喝的液體產品的生產線上，檢出管道內高速流動的液體里混入的液體，在不停止生產線的情況下除去檢出的異物。也就是說，本發明不只是像以前檢查原料和最終產品，還可以在制造/加工產品的過程中除去產生的異物，比如檢查原料后沒有處理干凈的“原料異物”，生產線運載過程中可能混入的“環境異物”，而且還能檢出在生產中制造機本身產生的“制造機異物”，含有異物的溶液在通過分歧管的時候會自動排出異物，防止混入異物發生危害，可以進一步考慮到產品的安全保障。

本發明異物檢測系統不僅適用于人們攝入的液體產品，一般的液體也適用，以下以應用在液體的食品和藥品的制造/加工工廠作為具體例子進行說明。

圖1是本發明的異物檢測系統的基本結構的示例簡圖。圖1上，流動性的材料流經輸油管1的部分時，設有為了檢查流體內是否混入異物的用于檢查異物的檢查用窗10。然后通過下面用于排除異物的控制閥60和連接的分歧管(用于除去異物的排出管)60a。檢查用窗10是輸油管1的內徑相同(例如內徑為40mm)的圓筒形管，管的整個壁部是用玻璃和透明的高分子材料等透光性構件制成的。放大顯示圖1中那個透光性圓筒形管11的部分，本例子中有兩個組合化的檢查用窗10并列設置構成的。檢查用窗10的透光性圓筒形管11的圓周上設有攝像裝置(本例中是ccd相機)30一臺或者多臺。從照明裝置20(圖1的例子中是閃光燈1、2)射出的透過光或者反射光照射通過檢查用窗10的流體2并進行攝像。

作為檢查對象如果是比較透明的液體的流體，從照明裝置20的光通過透光性圓筒形管11，根據一臺攝像裝置30，檢出流體2中有混入了異物3的可能。同時，光到達圓筒形管11的中間部分時，沒通過管的半透明流體作為檢查對象時，拍攝圓筒形管的周圍壁部的全部區域，攝像裝置30相對透光性圓筒形管11的周圍的方向以均等的間隔放設，構成從多個方向檢出流體中的異物。圖1的例子中，攝像裝置30是用跟管一樣大小的圓筒形管的直徑方向的拍攝范圍拍攝的，兩臺攝像裝置30(相機1、相機2)和透光性圓筒形管11在較長的方向上并列對向設置(或者沒有并列而在同一圓周上對向設置)，構成可以拍攝通過透光性圓筒形管11的半透明流體的全部范圍的映像的裝置。光沒有到達透光性圓筒形管11中心部分的流體和不透明的流體作為檢查對象時也是從多個方向配置放設同樣的相機等的受光傳感單元30拍攝反射光，至少有檢查流體表面全部區域的可能。

圖像處理裝置40是根據攝像裝置30輸入的拍攝到的映像信號，將那些信號電平和預先設定的檢查對象的基準電平作比較，從而檢出液體中的異物。也就是說，飲料和藥劑等檢查對象一般流動性的材料，沒有液體混入狀態相對于特定波長的光有一個大概的透過率和反射率，而拍攝的映像信號電平也是大致有一定的。因此，將那個平均值或者范圍設定為基準電平的話就可以根據映像信號的變化量檢出異物。例如，在含有水果和蔬菜的纖維、顆粒的果汁里，各個成分的映像信號的電平(混合后的流體作為檢查對象時的映像信號的電平)預先設定為基準電平，檢出相對于基準電平急劇變化的映像信號，就可以判定出里面含有異物了。那時，因為以數字化后用線路存儲器和幀存儲器等記錄圖像的數據為基礎處理來不及圖像處理，圖像處理裝置40是比較攝像裝置30掃描得到的模擬映像信號和上述的基準電平，檢查連續的模擬圖像。例如，每一段時間8噸～10噸的飲料通過輸油管生產時，管內的流速與輸油管的直徑和溶液送出去的速度有關，大概秒速1m～2m的程度。因此檢查這樣告訴的流體時，將數字圖像標本化和量子化以幀為單位依次處理圖像的方法就會有拉長間隔后產生檢查遺漏的部分的可能性。

因此，本發明為了檢出不遺漏含有異物的高速流體，輸入上述攝影裝置30掃描得出的模擬映像信號，信號電平是強調處理模擬映像信號電平急劇變化的部分，分別設定規定強調處理前的映像信號的波形的高電平側和低電平側的閾值s1、s2和模擬滑動電平頻率范圍比較從而進行檢查。也就是說，在掃描連續的模擬圖像的同時，根據上述強調處理后的信號電平是否在實時設定的模擬滑動電平頻率范圍內，從而實時檢出導管里高速流動的液體里混入的異物。關于上述的強調處理和模擬滑動電平頻率范圍的設定處理在后述中會以波形圖的形式示例。

圖像處理裝置40的控制器是通過輸入輸出界面裝置，分別與照明裝置20和控制閥(用于排除異物的控制閥)的控制面板50連接的裝置。控制部是在檢出異物時關閉控制閥60，變更流路到分歧管60a側，通過分歧管60排出混有異物的流動性的材料。通過檢查用窗10的流體2的速度是一定的。在本例子中，檢出的異物到達控制閥60的時間和閥門的開關時間(流路的變更時間)是以檢查用窗10和控制閥60之間的距離和檢查對象的流速的信息為基礎預先設定的。但是異物的流速是根據比重和形狀的變動變化的，當轉動到打旋時有暫時停滯的可能性。控制閥60的開關控制的時間是考慮上述的變動值設定的。另外，沒有預先設定開關控制的時間，而設置流速探測器，以流速的檢出信息為基礎控制開關的時間也是可以的。

圖像處理裝置40的控制部是進行上述異物的排除控制還有照明裝置的照明控制，和填充液體產品的容器的填充裝置的運動控制的。在本例中，輸入填充裝置的控制信號填充裝置就會停止檢查，填充裝置的停止和聯動那么檢出輸出(輸出檢查結果)就會停止。另外，在檢查用窗10的旁邊設置流量探測器，用流量探測器檢出液體有無流量從而檢知填充裝置是否停止也是可以的。

其次是關于本發明照明裝置的構成的說明。移送液體的輸油管1用前面所提到的透光性圓筒形管制成，至少是檢查用窗10的部分。從圓周上的一個方向照射透光性圓筒形管里流動的液體，考慮液體的折射和圓筒形管壁部的反射/折射從而正確配置受光素子是有必要的，也限定了設置場所。同時根據光的反射情況很難看出異物，會有檢查遺漏的可能性。因此，本發明用了檢查用窗和透光性圓筒形管的壁部自身的發光體。

圖2顯示的是一個模型例子的照明裝置的構成，展示的是圖1的檢查用窗10的透光性圓筒形管11和照明裝置20的發光部分的組成的實例的斷面圖。在圖2中，在透光性圓筒形管11的圓周上的斷面部分，從光源來的光反射到斷面部分沿著透光性圓筒形管11的內壁一直前進，成所定的傾斜角形成環形(圓錐臺形狀)的鏡面12。然后，在環狀鏡面12全部范圍內照射來自圓周上方向(圖2的發光部21的發射面21a)均等的光，環狀的光一直前進到透光性圓筒形管11的壁內全部區域。根據這樣的構成，照射流體2的光就均等照射了，還有可能檢出異物在管內存在的位置。增加攝像裝置的設置場所的自由度，設置就會變容易。在本例中用光導纖維作為發光手段，配置在圖2的頂端部21的圓周上，從發射面21a相對于鏡面12發出均等的光照射。從光導纖維的光源發射的光的波長和強度是對應檢查對象的特性預先設定的。以檢查對象的設定值為基礎發射特定的波長和強度的光。那時，檢查對象的光的透光率和反射率的顯著不同，發射檢查對象對應多數的波長的光也是可以的。

檢查用窗構成和輸油管移送流體只到檢查用窗的部分，以透光性構件為例展示的，至少檢查用窗的部分是用透光性構件組成的也行，輸油管的整體是由透光性構件組成也行。同時，透光性圓筒形管組成的檢查部是以用于輸油管的內徑和同一內徑的圓筒形管的場合為例的，輸油管的連接處是圓錐形的，用檢查部分的圓筒形管的內徑比輸油管的大的也是可以的。

但是檢查部分的內徑比輸油管的內徑大的情況下，為了擴大攝像范圍，對輸油管的內徑小的系統也有正好適用的可能是優點，但另一面為了根據內徑的不同改變流速，有發生旋渦等亂流和滯留檢查對象的異物的可能性就。因此，流體流入檢查部的各部分的斷面積和輸油管的斷面積相同且檢查用窗的部分時偏平形狀時更有效果。

根據以上介紹的本發明，可以在生產飲料和藥劑等液體產品的生產線上，檢出導管內移送的流動性材料中的異物，自動排除含有纖維狀和顆粒狀的材料的產品的各個材料里混入的異物。因此，可以排除填充到罐和瓶等容器的最終產品里有可能混入的異物，進一步考慮到產品的安全性。

攝像裝置掃描得到的模擬映像信號的電平劇烈變化的部分強調處理后的信號和基準電平作比較，一邊掃描模擬圖像一年連續的檢查，以數字化來不及進行像素處理的速度流動的液體作為檢查對象，流體中含有細微的異物也可由實時檢出。通過分別設定規定強調處理前的映像信號的波形的高電平側和低電平側的閾值和模擬滑動電平頻率范圍，根據上述強調處理信號電平是否在模擬滑動電平頻率范圍內檢出異物，這樣檢出的精度更高。

自身發光的透光性圓筒形管做成檢查部，對在透光性圓筒形管內流動的流體用均等的光照射，就有可能檢出在管內的哪個位置有異物存在，增加攝像裝置設置場所的自由度，設置就會變容易。而且，檢查用窗的部分是呈偏平形狀并且檢查部整體都和導管是同一個斷面積，這樣的檢查部的系統形態有降低成本提高檢查精度的可能。可能發生在檢查部的上流側的液體的壓力變化和濃度變化，根據在檢查工程內控制大的開關可能發生的壓力變化等引起流體的錯亂，在檢查部的上流和下流設置的緩沖箱的系統形態，可以回避伴隨著流體錯亂而發生的檢查精度下降以及使流體的錯亂不影響下流。

以上對本發明及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，說明書中所示的也只是本發明的實施方式之一，實際的結構并不局限于此。總而言之如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本發明創造宗旨的情況下，不經創造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬于本發明的保護范圍。