一种基于空气耦合超声的热封软包装密封性检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及密封性检测领域，更具体的说，是设及一种基于空气禪合超声的 热封软包装密封性检测系统。
【背景技术】
[0002] 目前，软包装袋的使用越来越普遍，对密封软包装袋的密封性能要求也越来越高， 热封软包装在食品、药品、日化产品的包装中占有很大比例，而软包装袋中气泡、夹杂、泄露 通道等密封缺陷对产品质量有严重影响，热封软包装密封性在线检测方法与装置需求十分 广泛与迫切。
[0003] 目前常用热封软包的封口质量检测方法包括鼓泡法、着色浸透法、破裂试验、撕裂 /拉伸试验等。在生产实践中，国内一般采用肉眼观察法或W GB/T15171-1994标准进行有 损抽检。然而人工观察法检出率低、成本高、时间长工作者易产生疲劳；而各种有损抽检方 法不但耗费了时间和一定数量的产品，而且无法做到100%在线检测，无法保证包装中不出 现随机缺陷。
[0004] 超声检测法是近年来发展起来的软包装密封性无损检测方法之一。袁红梅、何存 富等在《应用基础与工程科学学报》2010年第18卷发表的《基于B E E I方法的软包装热 封缺陷超声检测研究》一文中，采用超声背散射信号包络积分值作为特征量，进行了热封封 口的扫描成像。作为但是该方法采用水浸超声探头，需要将被测样品浸入水中，W水为禪合 剂进行检测，仍然无法实现包装密封性的在线检测，因此超声检测设备未在该领域得到实 际应用。 【实用新型内容】 阳〇化]有鉴于此，有必要针对上述问题，提供一种基于空气禪合超声的热封软包装密封 性检测系统，实现软包装密封性的高速无损在线检测。
[0006] 为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：
[0007] 一种基于空气禪合超声的热封软包装密封性检测系统，包括主控分析模块、空气 禪合超声激励模块和空气禪合超声接收模块；
[0008] 所述空气禪合超声激励模块包括依次连接的信号发生单元、功率放大单元和空气 禪合发射探头；
[0009] 所述空气禪合超声接收模块包括依次连接的数据采集单元、前置放大单元和空气 禪合接收探头；
[0010] 所述信号发生单元和数据采集单元分别连接主控分析模块，所述空气禪合发射探 头和空气禪合接收探头相对设置。
[0011] 作为优选的，还包括分别连接主控分析模块的样品探测模块、运动控制模块和分 炼模块；
[0012] 所述运动控制模块用于运送样品，并将样品送到超声检测范围；
[0013] 所述样品探测模块用于探测样品是否在超声检测范围内；
[0014] 所述分炼模块用于将检测不合格的样品从运动控制模块上剔除。
[0015] 作为优选的，所述空气禪合超声激励模块还包括一提高超声信号激励效率的阻抗 匹配单元，所述功率放大单元通过阻抗匹配单元连接空气禪合发射探头。
[0016] 作为优选的，所述前置放大单元包括信号放大线路、电压跟随线路和带通滤波线 路，所述前置放大单元的电压增益范围为60地~100地。 阳017]作为优选的，所述空气禪合超声发射探头和空气禪合超声接收探头分别至少包括 一个空气禪合聚焦超声探头；所述空气禪合超声发射探头和空气禪合超声接收探头采用透 射式结构进行发收，其频率范围为200曲Z~2MHz，焦距范围为20mm~50mm，焦点直径在 0. 2mm~2mm之间。
[0018] 作为优选的，所述数据采集单元通过PCI接口与主控分析单元通讯连接，数据采 样率范围为IOMHz~200MHz。
[0019] 作为优选的，所述运动控制模块采用生产线传送带或=轴精密运动控制器。
[0020] 作为优选的，所述样品探测模块包括红外传感线路和通讯线路，所述红外传感线 路包括红外信号发射线路与红外信号接收线路。
[0021] 采用上述系统进行检测的方法，包括W下步骤：
[0022] S1、运动控制模块带动待测样品移动，样品探测模块每隔时间T检测样品是否在 超声探头检测范围内，并将信号发送至主控分析模块，若样品在超声检测范围，则进入步骤 2 ；
[0023] S2、信号发射；主控分析模块控制信号发生单元生成超声信号，并通过功率放大单 元获得电压与功率增益，经阻抗匹配单元提高超声信号的激励效率，再通过空气禪合超声 发射探头发射超声信号；
[0024] S3、信号接收与处理；空气禪合超声接收探头接收透过样品封口的超声信号，并通 过前置放大单元放大，再由数据采集单元采集并传输至主控分析模块；
[0025] S4、分析判断；主控分析模块对接收到的超声信号进行脉冲压缩处理，得到超声信 号的幅值A，并比较幅值A与合格样品的超声信号幅值的平均值5做比较，判断检测样品是 否合格；若样品不合格，则主控分析模块控制分炼模块将不合格样品从运动控制模块剔除。 [00%] 进一步而言，所述步骤S4中的判断方法包括：
[0027] a、主控分析模块对接收到的超声信号进行脉冲压缩处理，得到i个超声信号的幅 值Al,并加入信号幅值集合{AJ ;
[0028] b、当样品离开超声检测范围时，主控分析模块通知信号发生单元停止信号激励， 并对信号幅值集合{AJ进行分析；
[0029] C、比较信号幅值集合{AJ中的幅值与密封良好样品的超声信号幅值的平均值5， 若某一点的Ai与5的差值绝对值IdI大于设定阔值R，则认为样品不合格，否则认为样品 合格。
[0030] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
[0031] 1、在线无损测试；利用空气禪合超声技术进行热封封口密封性检测，探头无需禪 合剂、不接触样品，因此实现无损检测，解决了 W往鼓泡法、着色浸透法、撕裂/拉伸试验中 对样品造成破坏与浪费的问题。W生产线传送带作为运动控制模块，可实现真正的100%在 线检测。
[0032] 2、速度快，效率高；超声激励脉冲信号为几到几十微秒，配合高度运动控制模块与 高速数据采集模块共同使用，可使每个软包装袋的测试时间在3秒钟W内，在检测效率上 较传统抽检方法有较大提升。
【附图说明】
[0033] 图1是本实用新型的一种基于空气禪合超声的热封软包装密封性检测系统的结 构示意图；
[0034] 图2是本实用新型的一种基于空气禪合超声的热封软包装密封性检测方法的流 程图；
[0035] 图3是本实用新型实施例中超声透射信号脉冲压缩前的波形图；
[0036] 图4是本实用新型实施例中超声透射信号脉冲压缩后的波形图；
[0037] 图5是本实用新型的实施例中超声透射脉冲信号幅值变化的线扫描图。
【具体实施方式】
[0038] 下面结合附图和实施例对本实用新型所述的一种基于空气禪合超声的热封软包 装密封性检测系统作进一步说明。
[0039] W下是本实用新型所述的一种基于空气禪合超声的热封软包装密封性检测系统 的最佳实例，并不因此限定本实用新型的保护范围。
[0040] 图1示出了一种基于空气禪合超声的热封软包装密封性检测系统，包括主控分析 模块、空气禪合超声激励模块、空气禪合超声接收模块、运动控制模块、样品探测模块和分 炼模块。所述运动控制模块用于运送样品，并将样品送到超声检测范围；所述样品探测模块 用于探测样品是否在超声检测范围内；所述分炼模块用于将检测不合格的样品从运动控制 模块上剔除。
[0041] 空气禪合超声激励模块用于超声信号的发射，其包括信号发生单元、功率放大单 元、阻抗匹配单元与空气禪合超声发射探头。信号发生单元用于激励脉冲信号的产生，功 率放大单元用于提供该激励脉冲信号的电压增益与功率增益，阻抗匹配单元用于功率放 大单元与空气禪合超声发射探头之间的阻抗匹配，提高信号激励的效率，空气禪合超声发 射探头用于超声信号的发射；本实施例中，激励信号采用线性调频正弦脉冲，信号函数为：
I，其中a(t)为幅度加权函数，f。为信号中屯、频率，T为信号 持续时间，B为信号带宽；信号通过功率放大单元获得电压与功率增益，经阻抗匹配单元提 高超声信号的激励效率，再通过空气禪合超声发射探头发射超声信号；功率放大至峰值为 200V，激励频率为Ims/次。
[0042] 空气禪合超声接收模块用于超声信号的接收，包括空气禪合超声接收探头、前