用于乳制品生产的智能检验检测系统及方法与流程

本发明涉及乳制品生产领域，具体涉及一种用于乳制品生产的智能检验检测系统及方法。

背景技术

诸如牛奶、羊奶、酸奶等各种乳制品，是日常生活中不可缺少的营养食品。为了提高食品安全监管，在生产加工食品的各个环节中都设置有相应的检验检测标准，只有每个生产环节的乳制品都检测合格后，才能最后形成合格的乳制品产品。

为了证明产品的生产加工符合法律法规及标准规定的要求，在一些特定的加工环节中，工人会在相应工位上对乳制品进行采样检测，然后纪录下检测得到的现场采集数据。

然而，不同的加工环节，其加工的对象是存在差异的，比如，在前面进行巴氏杀菌时是用大容器装了一批乳制品进行加工，然后将大容器中的所有乳制品分装到一个个小容器中包装出库。而有些比较复杂的乳制品加工工艺中，中途可能会经历从大批量统一加工到单独加工的逐渐转变，中间更换的容器会更多。这无形中给每个加工环节中的现场采集数据之间增加了对比难度。每天从同一工位上经过的乳制品有很多，很被检测的结果需要与具体的乳制品进行对应，这就需要将每个被检测的乳制品进行标记追溯。现在常用的方法是手动记录每个被检测乳制品的编号，然后将该编号乳制品在该工位的各项检测数据进行记录。但是，这样十分浪费时间，且极易因为人为失误而造成检测数据失真。

更重要的是，在乳制品各个工位的检测中，有很多工位都需要同时进行多个指标的检测，如：理化指标：脂肪、蛋白质、碳水化合物、总干物质等营养素维生素、矿物质、微量元素、营养强化剂等微量成分，有害物质：兽药残留、农药残留、重金属等环境污染物，添加剂：三聚氰胺、皮革水解蛋白、解抗剂、防腐剂等掺假物质以及微生物指标：细菌、病原性微生物等，这就需要在一个工位上对于一个待检测乳制品需要进行多次采样，而现在的所有采样操作都是人工进行，在采样过程中必须停止乳制品的加工，无疑造成时间成本的浪费。

技术实现要素：

本发明意在提供一种能够进行智能采样的用于乳制品生产的智能检验检测系统。

为达到以上目的，提供如下方案：

方案一：用于乳制品生产的智能检验检测系统，包括工作台、设置在工作台上用来连接相邻工位的滑轨以及设置在滑轨一侧的转动台，转动台的顶端连接有用来随着转动台一起转动的旋转盘，旋转盘上设置有多个用来产生负压的挤压器，挤压器的下方连通有用来进行乳制品采样的吸管；滑轨的上方滑动连接有用来盛放乳制品的移动框；当移动框移动到旋转盘下方时，吸管伸入乳制品中并吸取乳制品。

名词解释：

乳制品：指的是牛奶、羊奶等加工过程中各种状态的成品或者半成品。

本发明的工作原理及优点在于：

通过旋转盘的旋转，能够调节吸管相对于移动框的位置，使吸管更加方便伸入到乳制品中采样，同时，也更加方便对于吸管的取放。通过挤压器，使吸管产生负压，有利于吸管吸取乳制品。通过滑轨和移动框，使在加工过程中，各个工位的乳制品能够进行自动传输，减小人力成本，同时通过转动台的设置，使采样能够配合乳制品的传送自动进行。

本发明能够有效避免人工采样造成的各种弊端，使采样检查更加高效、卫生和准确。

方案二：进一步，所述滑轨的顶面上开有滑槽。

通过滑槽，使移动框能够在滑轨上平稳移动。

方案三：进一步，所述吸管为两端小中间大的管状结构。

吸管为管状结构，其两端开口，这样才能与挤压器连通，同时又有吸收乳制品的吸口。吸管两端小，中间大，这样即使两端是开口的，但是因为物体的张力作用，在没有外力的作用下吸管内的乳制品不会从开口流出来，这样既不会污染挤压器，也避免了采样到的乳制品掉落。

方案四：进一步，所述吸管为玻璃结构。

玻璃主要成分为二氧化硅，玻璃是比较常用也较好用来存放物材料，且其技术成熟没能制造出我们想要的吸管形状。

方案五：进一步，所述挤压器包括底端开口的圆筒以及设置在圆筒内可上下滑动的气囊，所述气囊与吸管连通；所述圆筒内设有用来挤压气囊的挤压结构。

气囊上下移动，使与之连通的吸管上下移动，使吸管能够伸入到下方的乳制品中采样。通过挤压结构挤压气囊，使与气囊连通的吸管产生负压。

方案六：进一步，所述挤压结构包括设置在圆筒顶端的电动推杆以及滑动连接在圆筒内的推板，所述推板与电动推杆连接，所述推板位于气囊的上方且与气囊接触。

气囊在圆筒内上下滑动，而圆筒的长度有限，那么气囊的位置移动范围也有限，当电动推杆向下伸长使推板一直将气囊推动到气囊可移动至的最底端时，气囊不再移动，而推板继续向下挤压气囊，使气囊以及与其连通的吸管产生负压。此处，电动推杆既是推动气囊向下移动的动力，也是挤压气囊的动力。

方案七：进一步，所述挤压结构包括径向设置的两个气缸，两个气缸与气囊同步上下滑动。

通过气缸径向伸出的活塞杆挤压气囊。

方案八：进一步，所述圆筒内沿着竖直方向设置有至少两个滑道；所述气囊的气囊口连接有环形架，环形架径向连接有至少两个滑块，滑块滑动连接在滑道内，滑道的底端与滑块之间连接有复位弹簧。

气囊通过环形架和滑块与圆筒滑动连接，通过复位弹簧使气囊在不受到外力作用下其高度位置复位，使吸管能够在采样过后向上移动离开乳制品，使移动框能够带着乳制品移动到下一个工位。

方案九：进一步，所述转动台内设有驱动转动台上端转动的电机、用来检测移动框是否位于旋转盘下方的红外线传感器以及用来控制电机和红外线传感器工作的微控制器；所述微控制器控制电动推杆或者气缸工作。

通过电机，能够使转动台上端和旋转盘转动。通过红外线传感器能够检测移动框是否位于旋转盘下方，进而使微控制器驱动电动推杆或者气缸工作。

本发明的另一目的，在于提供一种用于乳制品生产的智能检验检测方法，包括以下步骤：

步骤一，将乳制品装进移动框中；

步骤二，移动框沿着滑轨移动；

步骤三，当移动框移动到旋转盘下方时，挤压器使吸管形成负压的同时使吸管伸进乳制品中；

步骤四，吸管通过负压将乳制品吸进吸管中；

步骤五，挤压器向上移动吸管；

步骤六，转动台带动旋转盘继续转动，使下一个吸管位于移动框上方，重复步骤三至步骤五。

本方法通过在乳制品的传送过程中，在传送必经之路上设置转动台，使转动台驱动转动的旋转盘能够位于移动框的上方，使旋转盘上的多个吸管能够通过旋转位于乳制品的上方，然后通过挤压器使吸管形成负压又伸入到乳制品中，使吸管完成采样。且旋转盘的设置，使得在同一个工位上能够进行多次采样，在采样的同时，还能方便同步取放未采样的吸管，能够节省操作时间。

附图说明

图1为本发明实施例应用的智能车间信息集成系统的架构图。

图2为本发明实施例1的结构示意图。

图3为本发明实施例1中挤压器的剖视图。

图4为本发明实施例2中挤压器的剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：工作台1、滑轨2、移动框3、转动台4、旋转盘5、挤压器6、吸管7、圆筒8、气囊9、环形架10、滑块11、滑道12、复位弹簧13、电动推杆14、气缸15、推板16。

实施例基本如附图1所示：本实施例中的用于乳制品生产的智能检验检测系统与乳制品车间现场采集数据采集系统一样，都是乳制品智能生产车间中信息集成系统中的一部分，该智能车间的信息集成系统，主要采用了一种基于面向服务架构(soa)的信息集成方案，使用松耦合结构将企业的各业务系统集成到统一平台，实现各业务之间的信息共享，满足从企业经营层面到车间管理层面信息系统集成的需求。

基础架构平台提供了信息集成所需的软硬件基础设施，如网络、数据库等。业务应用系统是信息系统功能的具体实现，要实现信息系统集成，首先要将各业务系统的功能访问模块化，并采用web服务和xml(extensiblemarkuplanguage)等技术标准将其进行服务化封装，以达到业务功能模块可重用性。在此基础上，各模块通过即插即用的企业服务总线(esb)进行集成，使用事件驱动的消息机制完成业务功能及数据的交换，单个系统内部变化立刻触发通知到其它相关系统使得各个系统能够实时同步。通过该系统，能够使生产效率提高25％，产品研制周期缩短33.3％。

如图2所示，用于乳制品生产的智能检验检测系统，包括工作台1、安装在工作台1上的各个工位、安装在工作台1上用来连接相邻工位的滑轨2以及安装在滑轨2一侧被电机驱动转动的转动台4，转动台4的顶端一体成型连接有用来随着转动台4一起转动的旋转盘5，旋转盘5上安装有四个用来产生负压的挤压器6，挤压器6的下方连通有吸管7；滑轨2的上方滑动连接有用来盛放乳制品的移动框3。

滑轨2的顶面上开有用来与移动框3底面相配合的两个滑槽，使移动框3能够沿着滑槽平稳移动。

吸管7为顶端和底端均开口，且两端小中间大的结构。吸管7通过与之连通的挤压器6产生负压，使移动框3中的乳制品被吸引到吸管7中，进行采样，然后从挤压器6中取下吸管7，将吸管7内的乳制品拿到专门的检测仪器中进行检测并记录数据。

如图3所示，挤压器6，包括用来与吸管7卡接的圆筒8，滑动连接在圆筒8内能够沿着圆筒8内开设的四个矩形滑道12上下移动的气囊9，气囊9的底端连接有用来固定气囊9开口的环形架10，环形架10径向连接有四个用来申请滑道12的滑块11，环形架10的形状与吸管7顶端的形状相匹配。吸管7通过伸进环形架10中，使其与气囊9连通，当气囊9被挤压的时候，能够使与气囊9连通的吸管7产生负压。本实施例中，在圆筒8的内部安装有径向向内伸出，用来挤压气囊9的气缸15，气缸15的个数，可以根据实际情况选择。在圆筒8内安装有用来推动环形架10上下滑动的电动推杆14，电动推杆14由设置在转动台4内部的微控制器控制。该微控制器可以采用stm32单片机，同时，该微控制器按照现有技术控制设置在转动台4内的电机转动。

为了使转动台4便于旋转，转动台4包括上部分和下部分，转动台4为中空结构，电机和微控制器安装在转动台4的下部分，电机输出轴带动转动台4的上部分转动。

为了方便各个生产环节的检测数据追踪，微控制器与服务器连接，服务器内的中央处理器针对每个工位一一设置有标记码，微控制器将标记码和此时进行检测的时间一起形成当前被检测乳制品的唯一识别码。在旋转盘5上安装有与滑块11连通的激光头，激光头随着吸管7向下运动，当吸管7伸入移动块内吸入乳制品时，激光头将经过标签粘贴到移动框3中用来装载乳制品的容器上，通每个乳制品容器上的标签就能够将各个乳制品的检测数据与具体乳制品进行一一对应。具体地，激光头采用现在常用的激光打标机的激光头，根据微控制器传递给激光标记码和时间形成的数字组，激光头将这些数字组打印到乳制品容器上进行标记。又因为激光打标具有不可逆性，因此在实际加工过程中，每个乳制品容器外套有专门用来进行激光打标的带状粘贴纸，通过在带状粘贴纸上进行打标，不仅不会损坏容器本身，还起到了标记的作用。

转动台4不能转动的下端上还安装有用来检测移动框3是否位于旋转盘5下方的红外线传感器，红外线传感器与微控制器的输入端连接，微控制器的输出端和电动推杆14和气缸15的控制电路部分连接。红外线传感器将检测信号传递给微控制器，微控制器根据检测信号来控制电机、电动推杆14和气缸15工作。

利用以上系统，在进行检验采样时，采取以下方法：

步骤一，将乳制品连同装载乳制品的容器装进移动框3中；

步骤二，拉动移动框3使其沿着滑轨2移动；

步骤三，当移动框3移动到旋转盘5下方时，红外线传感器将检测信号发送给微控制器，微控制器启动电机，使电机带动转动台4和旋转盘5转动，使旋转盘5上的一个吸管7位于移动框3的正上方，因为旋转盘5上的挤压器6的安装位置是固定的，吸管7的方向也是固定的，微控制器只需要通过电机控制好旋转盘5的转动角度，就能够使吸管7处于移动框3的正上方，这些技术为现有技术，在此不再赘述；

在吸管7对准移动框3后，微控制器启动电动推杆14，使电动推杆14推动气囊9和吸管7向下移动，使吸管7伸入到乳制品中；在吸管7向下移动的过程中，微控制器启动气缸15，使气缸15的活塞杆伸出，使气囊9和吸管7产生负压；其中，本实施例中，为了保证平衡，电动推杆14和气缸15分别为两个，且交叉设置，气缸15安装在环形架10上，电动推杆14安装在圆筒8顶面与滑块11之间；

步骤四，微控制器内预设有吸管7伸入乳制品的时间，当这个时间过后，微控制器控制气缸15收缩活塞杆，使气囊9不再被挤压，吸管7通过负压将乳制品吸进吸管7中；

步骤五，在滑道12的底端和滑块11之间安装有复位弹簧13，微控制器内预设有吸管7采样的时间，当这个时间过后，微控制器控制电动推杆14向上收缩，使环形架10失去向下作用力，环形架10在复位弹簧13的作用下使气囊9和吸管7向上移动复位；

步骤六，微控制器内预设有复位时间，当第一个吸管7复位后，微控制器控制电机按照预设角度继续转动，使转动台4带动旋转盘5继续转动，使下一个吸管7位于移动框3上方，重复步骤三至步骤五。

考虑到复位弹簧13形成的弹力大小，进行弹簧选择，而气缸15和电动推杆14都选择微型的。此外，为了增大吸管7和气囊9向上运动的力，也可以在滑道12底端和滑块11之间增设其他复位结构。

本方法通过在乳制品的传送过程中，在传送必经之路上设置转动台4，使转动台4驱动转动的旋转盘5能够位于移动框3的上方，使旋转盘5上的多个吸管7能够通过旋转位于乳制品的上方，然后通过挤压器6使吸管7形成负压又伸入到乳制品中，使吸管7完成采样。且旋转盘5的设置，使得在同一个工位上能够进行多次采样，在采样的同时，还能方便同步取放未采样的吸管7，能够节省操作时间。

实施例2

如图4所示，与实施例1的区别在于，挤压器6中电动推杆14安装在圆筒8的中间位置，电动推杆14的下方连接有推板16，推板16同样滑动连接在滑道12中。电动推杆14向下伸长时推板16向下移动，当滑块11移动到滑道12的底端时，滑块11和环形架10不再向下运动，气囊9的位置不再移动，此时继续向下运动的推板16挤压气囊9，使气囊9以及与其连通的吸管7产生负压，便于将乳制品吸收到吸管7中。在本实施例中，省略了气缸15，电动推杆14既是向下推动吸管7伸进乳制品中的动力，又是挤压气囊9使其产生负压的动力。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。