容器密封性在线高速检测装置的制作方法

本实用新型涉及密封容器密封性检测领域，具体地说是一种容器密封性在线高速检测装置。

背景技术：

在涉及容器的行业，比如陶瓷、玻璃瓶罐生产，食品饮料灌装，药品化工包装等行业，需要在线检测容器密封性。目前常用的容器密封性检测方法是在生产线上逐个对容器以适当的速率充压缩气体，通过判断容器是否达到预期压力值或者分析容器的压力变化曲线来判别容器密封性是否良好。但是该方法存在如下问题：气源气压的波动，检测回路的温度波动等不稳定因素造成提取的压力信号信噪比低，特别是检测容器微小漏气时，泄漏信号本身就很弱，容易被噪声淹没，所以检测灵敏度很难提高，同时稳定性也差。

现有容器密封性检测时，气压检测输出信号中包含了气源气压本身的静态和动态波动、温度和检测元件本身的波动以及其他无用噪声，造成信噪比低、噪声无法被滤除，限制了检测灵敏度的提高和检测的稳定性。

另外，由于在线检测时每个容器测试时间窗口小，每次测量周期结束不能及时释放掉各检测回路残余气压，影响下次测量。充气气头高速运动下与容器接触不稳定，大大限制了容器密封性的检测速度。

专利号为CN205175630U的专利文献公开了一种气密测试机，包括可编程PLC、气阀控制PLC、基准容器、差压传感器、五个气阀开关；所述可编程PLC与气阀控制PLC连接，所述气阀控制器分别与第一气阀开关、第二气阀开关、第三气阀开关、第四气阀开关和第五气阀开关连接，所述差压传感器与可编程PLC连接；外部气源一次通过第一气阀开关、第二气阀开关后与基准容器连通；外部气源一次通过第一气阀开关、第三气阀开关后与测试产品连通；所述基准容器依次通过第四气阀开关、压力传感器、第五气阀开关后与测试产品连通。但是该技术方案存在结构复杂、检测准确性较差、检测速度低、成本高等缺点。

技术实现要素：

本实用新型的技术任务是提供一种容器密封性在线高速检测装置，来解决现有技术中容器气密性检测准确性较差且检测速度较慢的问题。

本实用新型的技术任务是按以下方式实现的，容器密封性在线高速检测装置，包括储气包、参考容器仓以及设置在参考容器仓内的参考容器，参考容器仓上端面的两侧分别设置有一打气装置，一侧的打气装置位于参考容器的瓶口处且用于为参考容器充气，另一侧的打气装置用于为待测容器充气且打气装置与参考容器仓滑动配合；

储气包用于为参考容器和待测容器提供稳定的气压源，参考容器和待测容器之间设置有差压传感器，差压传感器用于输出参考容器内与待测容器内气压的差值信号到信号处理单元分析，信号处理单元用于判断待测容器的气密性是否良好。

作为优选，所述储气包分两路，一路是参考容器供气支路，参考容器供气支路包括依次通过管路连通的储气包上的参考容器供气口、参考容器充气电磁阀、参考容器充气口、参考容器、参考容器回气口、参考容器回气电磁阀和差压传感器正端接口P+；另一路是待测容器供气支路，待测容器供气支路包括依次通过管路连通的储气包上的待测容器供气口、待测容器充气电磁阀、待测容器充气口、待测容器、待测容器回气口、待测容器回气电磁阀和差压传感器的负端接口P-；差压传感器的电信号输出端连接到电信号处理单元，其中，参考容器充气电磁阀、参考容器回气电磁阀、待测容器充气电磁阀和待测容器回气电磁阀被同一电信号驱动，动作完全一致。

更优地，所述储气包的参考容器供气口与参考容器充气电磁阀之间的管路上设置有参考容器可调节流阀；储气包的待测容器供气口与待测容器充气电磁阀之间的管路上设置有待测容器可调节流阀。

更优地，所述参考容器充气电磁阀、参考容器回气电磁阀、待测容器充气电磁阀和待测容器回气电磁阀均包括阀体、电磁线圈、密封座和衔铁，阀体上设置有进气孔一、进气孔二、泄气腔和连通孔，连通孔与进气孔一和进气孔二连通，衔铁位于密封座与泄气腔之间，衔铁用于控制实现连通孔与泄气腔连通与否；衔铁上设置有衔铁复位弹簧，电磁线圈包裹在衔铁的外侧。

作为优选，所述打气装置包括打气头，打气头采用弹性体；打气头的中间位置设置有通气孔，通气孔内设置有导气轴，导气轴为中空结构，导气轴下端位于打气头内且与通气孔连通，导气轴的上端设置有导向轴，导向轴的下端与导气轴的上端轴向固定连接且导向轴中部靠上位置的外侧套接有导向轴套，导向轴套下端设置有导向轴弹簧，导向轴弹簧穿过导向轴且固定在导气轴与导向轴套之间；打气头的上方设置有导气轴套，导气轴套的两端分别开设有一个气嘴，通气孔、气嘴以及导气轴的中空结构组成一个通气空腔。

更优地，所述参考容器仓的一侧处设置有角铁支架，角铁支架的一个边通过参考容器锁紧旋钮固定在参考容器仓上，角铁支架的另一个边上设置有中心孔，导向轴套固定设置在中心孔内，导向轴穿过导向轴套且导向轴与导向轴套滑动配合。

更优地，所述打气头下部设置有表层密封层，打气头靠近表层密封层截面处内嵌硬质衬板，硬质衬板中间位置开设有与通气孔重合的配合孔，硬质衬板的圆周上开设有充胶孔，充胶孔内填充胶体，以便与外围打气头融为一体，表层密封层维持合适的弹性和平整性，特别是长期平整性，以保证与待测容器口平面动密封。

更优地，所述参考容器仓远离参考容器的一侧设置有待测容器打气头运动轴，待测容器打气头运动轴位于导向轴套的上方，待测容器打气头运动轴用于压迫与之相连的导向轴套进而压迫导向轴弹簧，进而驱动导向轴压迫打气头，从而实现驱动打气头与待测容器瓶口密封连接。

更优地，所述参考容器仓下端设置有待测容器底座，待测容器底座用于放置待测容器。

更优地，所述储气包、参考容器充气电磁阀、参考容器回气电磁阀、待测容器回气电磁阀、待测容器充气电磁阀、差压传感器、参考容器可调节流阀以及待测容器可调节流阀分别固定在参考容器仓的侧板上；参考容器通过参考容器卡箍固定，参考容器卡箍通过参考容器卡箍锁紧按钮固定在参考容器仓上。

本实用新型的容器密封性在线高速检测装置具有以下优点：

（一）、本实用新型充分利用差分信号高共模抑制比的特性，单独设置一个已知合格的容器作为一路参考信号，待测容器作为差分信号的另一路，两路信号组成差分检测结构；一个气压源分别通过各自的可调节流阀同时给参考容器和待测容器充气，两个容器各自返回取样气压到差压传感器，差压传感器输出两路气压的差值电信号供电信号处理单元分析，气源气压的波动和管路其它扰动作为共模信号被自然滤除，降低了对测量气压源稳定性要求，同时提高了检测灵敏度，增加了稳定性，操作方便，成本低廉；

（二）、本实用新型调节安装好气路，直接将待测容器通过输送线输送到待测容器底座上，然后通过待测容器打气头运动轴将打气装置放置到待测容器瓶口，即可充气检测，方便快捷，大大提高了容器气密性检测的效率，进而提高了容器气密性检测的效率；

（三）、硬质衬板的圆周上开设有充胶孔，充胶孔内填充胶体，以便与外围打气头融为一体，表层密封层维持合适的弹性和平整性，特别是长期平整性，以保证与待测容器口平面动密封；

（四）、本实用新型采用四个电磁阀且四个电磁阀被同一个电信号驱动，动作完全一致，同时实现了待测容器和参考容器的快速充气和快速泄气，提高容器气密性检测效率。

故本实用新型具有设计合理、结构简单、易于加工、体积小、使用方便、一物多用等特点，因而，具有很好的推广使用价值。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

附图1为电磁阀的结构示意图；

附图2为附图1中A处的局部放大图；

附图3为打气装置的结构示意图；

附图4为沿附图3中B-B线的剖视图；

附图5为沿附图3中C-C线的剖视图；

附图6为容器密封性在线高速检测装置原理框图；

附图7为实施例1的结构示意图；

附图8为附图7中D向结构示意图。

图中：1、衔铁，2、衔铁复位弹簧，3、进气孔一，4、进气孔二，5、泄气腔，6、电磁线圈，7、阀体，8、打气头，9、硬质衬板，10、导气轴，11、气嘴，12、密封座，13、导向轴套、14、导向轴，15、导向轴弹簧，16、角铁支架，17、充胶孔，18、通气孔，19、参考容器卡箍，20、表层密封层，21、气源，22、储气包，23、参考容器供气口，24、参考容器可调节流阀，25、参考容器充气电磁阀，26、参考容器充气口，27、参考容器，28、参考容器回气口，29、参考容器回气电磁阀，30、差压传感器，31、电信号处理单元，32、参考容器卡箍锁紧旋钮，33、待测容器回气电磁阀，34、待测容器回气口，35、待测容器充气电磁阀，36、待测容器充气口，37、待测容器，38、待测容器可调节流阀，39、待测容器供气口，40、参考容器仓，41、待测容器打气头运动轴，42、待测容器底座，43、连通孔，44、导气轴套。

具体实施方式

参照说明书附图和具体实施例对本实用新型的容器密封性在线高速检测装置作以下详细地说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述。而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例：

如附图6所示，本实用新型的容器密封性在线高速检测装置, 其结构包括储气包22、参考容器仓40以及安装在参考容器仓40内的参考容器27，参考容器仓40上端面的两侧分别安装有一打气装置，一侧的打气装置位于参考容器27的瓶口处且用于为参考容器27充气，另一侧的打气装置用于为待测容器37充气且打气装置与参考容器仓40滑动配合；储气包22用于为参考容器27和待测容器37充气，参考容器27和待测容器37之间安装有差压传感器30，差压传感器30用于输出参考容器27内与待测容器37内气压的差值信号到信号处理单元分析31，信号处理单元31用于判断待测容器37的气密性是否良好。储气包22分两路，一路是参考容器27供气支路，参考容器27供气支路包括依次通过管路连通的储气包22上的参考容器供气口23、参考容器充气电磁阀25、参考容器充气口26、参考容器27、参考容器回气口28、参考容器回气电磁阀29和差压传感器30正端接口P+；另一路是待测容器37供气支路，待测容器37供气支路包括依次通过管路连通的储气包22上的待测容器供气口39、待测容器充气电磁阀35、待测容器充气口36、待测容器37、待测容器回气口34、待测容器回气电磁阀33和差压传感器30的负端接口P-；差压传感器30的电信号输出端连接到电信号处理单元31，其中，参考容器充气电磁阀25、参考容器回气电磁阀29、待测容器充气电磁阀35和待测容器回气电磁阀33被同一电信号驱动，动作完全一致。储气包22的参考容器供气口23与参考容器充气电磁阀25之间的管路上安装有参考容器可调节流阀24；储气包22的待测容器供气口39与待测容器充气电磁阀35之间的管路上安装有待测容器可调节流阀38。

具体工作原理：参考容器27的口部平面和打气头8的表层密封层20静态气密配合，打气头8上开有一个参考容器充气口26和参考容器回气口28。

储气包22的进气口连接气源21，供气气压可以在3kPa左右。储气包22的参考容器供气口23通过管路连接到参考容器可调节流阀24其中一个接口，参考容器可调节流阀24的另一个接口再连通参考容器充气电磁阀25其中一个接口，参考容器充气电磁阀25的另一个接口连通打气头8的参考容器充气口26，上述气路提供了对参考容器27的限流的可控的充气通路。

开始检测时，参考容器充气电磁阀25动作以便对参考容器27充气，充气速率由参考容器可调节流阀24调节并限定。

参考容器回气口28连通到参考容器回气电磁阀29的其中一个接口，参考容器回气电磁阀29的另一个接口连接到差压传感器30的正端接口P+，上述气路提供了对参考容器27内气压取样到差压传感器30的通路。

待测容器37的口部平面和打气头8的表层密封层20动态气密配合，打气头与待测容器打气头运动轴41相连，开始检测时密封，结束检测是离开。打气头8上开有一个待测容器充气口36和待测容器回气口34。

储气包22的待测容器供气口39通过管路连接待测容器可调节流阀38其中一个接口，待测容器可调节流阀38的另一个接口连通待测容器充气电磁阀35的其中一个接口，待测容器充气电磁阀35的另一个接口连通打气头8的待测容器充气口36，上述气路提供了对待测容器37的限流的可控的充气通路。

开始检测时，待测容器充气电磁阀35动作以便对待测容器37充气，充气速率由待测容器可调节流阀38调节并限定。

待测容器回气口34连通到待测容器回气电磁阀33的其中一个接口，待测容器回气电磁阀33的另一个接口连接到差压传感器30的负端接口P-，上述气路提供了对待测容器37内气压取样到差压传感器30的通路。

差压传感器30的电信号输出端V+、V-连接到电信号处理单元分析单元31进行分析判定。

如附图1和2所示，参考容器充气电磁阀25、参考容器回气电磁阀29、待测容器回气电磁阀33以及待测容器充气电磁阀35均包括阀体7、电磁线圈6、密封座12和衔铁1，阀体7上设有进气孔一3、进气孔二4、泄气腔5和连通孔43，连通孔43与进气孔一3和进气孔二4连通，衔铁1位于密封座12与泄气腔5之间，衔铁1用于控制实现连通孔43与泄气腔5连通与否；衔铁1上安装有衔铁复位弹簧2，电磁线圈6包裹在衔铁1的外侧。

电磁阀工作过程：进气孔一3、进气孔二4与连通孔43相连通，电磁线圈6不得电时，衔铁1受到衔铁复位弹簧2的压力压住密封座12，连通孔43与泄气腔5不相通；电磁线圈6得电时，衔铁1受吸引而离开密封座12，连通孔43与泄气腔5相连通，此时进气孔一3、进气孔二4的高压气体通过连通孔43及泄气腔5连通到大气空间，实现快速泄压。

如附图3、4和5所示，打气装置包括打气头8，打气头8采用弹性体；打气头8的中间位置开设有通气孔18，通气孔18内安装有导气轴10，导气轴10为中空结构，导气轴10下端位于打气头8内且与通气孔18连通，导气轴10的上端安装有导向轴14，导向轴14的下端与导气轴10的上端轴向固定连接且导向轴14中部靠上位置的外侧套接有导向轴套13，导向轴套13下端安装有导向轴弹簧15，导向轴弹簧15穿过导向轴14且固定在导气轴10与导向轴套13之间；打气头8的上方安装有导气轴套44，导气轴套44的两端分别开设有一个气嘴11，通气孔18、气嘴11以及导气轴10的中空结构组成一个通气空腔。打气头8下部安装有表层密封层20，打气头8靠近表层密封层20截面处内嵌硬质衬板9，硬质衬板9中间位置开设有与通气孔18重合的配合孔，硬质衬板9的圆周上开设有充胶孔17，充胶孔17内填充胶体，以便与外围打气头8融为一体，表层密封层20维持合适的弹性和平整性，特别是长期平整性，以保证与待测容器口平面动密封。

如附图7和8所示，参考容器仓40的一侧处安装有角铁支架16，角铁支架16的一个边通过参考容器锁紧旋钮32固定在参考容器仓40上，角铁支架16的另一个边上开设有中心孔，导向轴套13固定安装在中心孔内，导向轴14穿过导向轴套13且导向轴14与导向轴套13滑动配合。参考容器仓40远离参考容器27的一侧安装有待测容器打气头运动轴41，待测容器打气头运动轴41位于导向轴套13的上方，待测容器打气头运动轴41用于压迫与之相连的导向轴套13进而压迫导向轴弹簧15，进而驱动导向轴14压迫打气头8，从而实现驱动打气头8与待测容器口平面密封连接。参考容器仓40下端安装有待测容器底座42，待测容器底座42用于放置待测容器37。储气包22、参考容器充气电磁阀25、参考容器回气电磁阀29、待测容器回气电磁阀33、待测容器充气电磁阀35、差压传感器30、参考容器可调节流阀24以及待测容器可调节流阀38分别固定在参考容器仓40的侧板上；参考容器27通过参考容器卡箍19固定，参考容器卡箍19通过参考容器卡箍锁紧按钮32固定在参考容器仓40上。

具体工作过程：气源21持续为储气包22供气。在非检测周期，参考容器充气电磁阀25、参考容器回气电磁阀29、待测容器回气电磁阀33以及待测容器充气电磁阀35的衔铁1都被各自的电磁线圈6吸引，密封座12处于打开状态，从参考容器可调节流阀24、待测容器可调节流阀38来的气体被泄放到大气空间，不对参考容器27和待测容器37充气。具体的，参考容器27通过参考容器充气电磁阀25、参考容器回气电磁阀29的电磁阀泄气腔5与大气空间连通。此时因为打气头8还未与待测容器口平面密闭接触，待测容器37本身是敞开与大气空间连通的。差压传感器30的P+、P-都与大气空间连通，两者气压相等，无输出电信号。

检测周期开始时，待测容器打气头运动轴41运动到下止点，与之相连的导向轴套13压迫导向轴弹簧15，其再压迫导气轴10，其带动打气头8 压住待测容器口平面，达到密闭接触。打气头运动轴41有足够行程使得导向轴弹簧15有合适压缩量，从而保证容器的密闭效果。

随后，参考容器充气电磁阀25、参考容器回气电磁阀29、待测容器回气电磁阀33以及待测容器充气电磁阀35的线圈6断电，衔铁复位弹簧2驱使电衔铁1封堵密封座12，关闭泄气腔5通路。从参考容器可调节流阀24、待测容器可调节流阀38来的气体对参考容器27和待测容器37同步充气。同时，待测容器37和参考容器27分别通过待测容器回气口34和参考容器回气口28，并分别通过待测容器回气电磁阀33和参考容器回气电磁阀29连通到差压传感器30的P-和P+进气口进行电信号转换。电信号处理单元31实时对差压电信号采集处理并输出结果。如果待测容器37无漏气，输出的电信号将是一条直线；如果待测容器37漏气，电信号幅度将随充气时间的增长而增大，是一个上升的曲线，上升斜率和幅度反应了漏气量大小。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽快参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。