一种塑料瓶异物检测方法及检测装置与流程

1.本发明涉及食品、药品包装方法及设备，尤其涉及一种塑料瓶异物检测方法及检测装置。


背景技术：

2.塑料安瓿瓶通常是以pe或pp塑料粒子为原料，通过吹灌封一体机在无菌环境下生产出来的注射制剂，其具有玻璃安瓿瓶不可替代的优势，例如方便运输、占用场地小等。塑料安瓿瓶生产出来之后，需要对瓶体的外观及瓶体内部的可见异物(通常是指大小在2mm以上的异物)进行在线检测，以保证产品质量。
3.异物检测通常有两个指标进行衡量，一是检出率，二是误剔率。检出率决定了药品的生产质量，而误剔率决定了药品的生产能力。传统的自动灯检机，大多用于检测圆柱形容器药品，比如安瓿瓶、西林瓶、口服液瓶等。通过将容器高速旋转后急停，容器内药液以及杂质则受惯性继续转动，瓶身外部的干扰静止不动，通过图像处理手段分析异物的运动轨迹进行异物检测。
4.吹灌封一体机生产的塑料瓶一般为联排矩形容器，其传输方式有别于传统自动灯检机，受容器的形状以及材质的影响，无法使用高速旋转急停方式实现容器的静止与内容杂质的运动，因此很难对内容杂质进行检测。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种操作简单、可靠，能够对塑料瓶内异物进行检测的方法。
6.本发明进一步提供一种结构简单、可靠，能够对塑料瓶内异物进行检测的装置。
7.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
8.一种塑料瓶异物检测方法：
9.瓶体按设定频率振动设定时间；
10.瓶体停止振动后，检测相机对瓶体连续拍摄n张图像并传输至图像处理分析单元，其中n≥3；
11.图像处理分析单元对n张图像进行处理并对像素的几何特征、灰度特征和位移大小特征进行分析；
12.若同时满足以下条件则判定为异物：
13.a)几何特征呈现不规则，
14.b)灰度值与设定值相差过大，
15.c)第2张图像相对第1张图像的位移值、第3张图像相对第2张图像的位移值以及第n张图像相对对n-1张图像的位移值之和大于设定值。
16.作为上述技术方案的进一步改进：
17.瓶体的振动频率为800-5000次/min，振动时间为0.5-1.5s。
18.瓶体的振动频率为1000-3000次/min，振动时间为1s。
19.异物的几何特征包括长条状和边缘凹凸不平的点状。
20.异物的灰度值与设定值相差大于5。
21.n＝3，异物第2张图像相对第1张图像的位移值与第3张图像相对第2张图像的位移值之和大于10个像素。
22.一种塑料瓶异物检测装置，包括检测相机、光源和图像处理分析单元，还包括用于带动瓶体振动的振动源，所述检测相机和所述光源相对布置于所述振动源的两侧，所述检测相机与所述图像处理分析单元信号连接。
23.作为上述技术方案的进一步改进：
24.塑料瓶异物检测装置还包括用于调节检测相机与振动源之间距离的第一水平导轨，所述第一水平导轨上设有第一水平滑块，所述第一水平滑块上设有第一竖向导轨，所述第一竖向导轨上设有第一竖向滑块，所述检测相机设于所述第一竖向滑块上。
25.还包括用于调节光源与所述振动源之间距离的第二水平导轨，所述第二水平导轨上设有第二水平滑块，所述第二水平滑块上设有第二竖向导轨，所述第二竖向导轨上设有第二竖向滑块，所述光源设于所述第二竖向滑块上。
26.所述第一水平导轨、所述第一竖向导轨、所述第二水平导轨和所述第二竖向滑块上均设有刻度标识。
27.与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的塑料瓶异物检测方法，瓶体按照设定频率振动设定时间，使得药液中的异物发生运动，停止振动后，受惯性影响异物的运动轨迹有别于容器本身，同时振动也可以将一些隐匿在瓶身拐角处、瓶底部的异物分离出来，使缺陷特征更加明显，提高检出率；检测相机连续拍摄多张图像并进行处理之后，将几何特征、灰度特征和位移大小特征综合进行考虑，有利于异物判定的准确性。
28.本发明公开的塑料瓶异物检测装置，包括用于带动瓶体振动的振动源，可以使得药液中的异物发生运动，停止振动后，受惯性影响异物的运动轨迹有别于容器本身，同时振动也可以将一些隐匿在瓶身拐角处、瓶底部的异物分离出来，使缺陷特征更加明显，提高检出率。
附图说明
29.图1是异物呈现的几何特征的结构示意图。
30.图2是干扰呈现的几何特征的结构示意图。
31.图3是本发明塑料瓶异物检测装置的结构示意图。
32.图中各标号表示：1、检测相机；2、光源；3、瓶体；4、振动源；51、第一水平导轨；52、第一水平滑块；53、第一竖向导轨；54、第一竖向滑块；55、第二水平导轨；56、第二水平滑块；57、第二竖向导轨；58、第二竖向滑块；59、刻度标识；6、图像处理分析单元。
具体实施方式
33.以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
34.图1至图2示出了本发明塑料瓶异物检测方法的一种实施例，本实施例的塑料瓶异物检测方法如下：
35.瓶体3按设定频率振动设定时间；
36.瓶体3停止振动后，检测相机1对瓶体3连续拍摄n张图像并传输至图像处理分析单元6，其中n≥3；
37.图像处理分析单元6对n张图像进行处理并对像素的几何特征、灰度特征和位移大小特征进行分析；
38.若同时满足以下条件则判定为异物：
39.a)几何特征呈现不规则，
40.b)灰度值与设定值相差过大，
41.c)第2张图像相对第1张图像的位移值、第3张图像相对第2张图像的位移值以及第n张图像相对对n-1张图像的位移值之和大于设定值。
42.该塑料瓶异物检测方法，瓶体按照设定频率振动设定时间，使得药液中的异物发生运动，停止振动后，受惯性影响异物的运动轨迹有别于容器本身，同时振动也可以将一些隐匿在瓶身拐角处、瓶底部的异物分离出来，使缺陷特征更加明显，提高检出率；检测相机1连续拍摄多张图像并经过图像处理分析单元进行分析处理之后，将几何特征、灰度特征和位移大小特征综合进行考虑，有利于异物判定的准确性。
43.优选的，瓶体3的振动频率为800-5000次/min，振动时间为0.5-1.5s。
44.进一步优选的，瓶体3的振动频率为1000-3000次/min，振动时间为1s。
45.异物常见的几何特征主要包括长条状和边缘凹凸不平的点状，当然也不排除其他一些不规则的几何特征；而一些干扰的特征，比如气泡，几何特征是圆形或近似圆形。当出现长条状或边缘凹凸不平的点状几何特征时，可以判定为疑似异物。
46.本实施例中，异物的灰度值与设定值相差大于5。通常而言，异物的灰度值比较低，干扰的灰度值比较高，其中灰度值的范围为0-255。当检测相机1的曝光、光圈和光源2的亮度固定之后，图像的亮度也就固定了，随产品的不同，图片的亮度相应的会有所不同。针对某一种产品，检测异物的精度根据需要调整，相应的可以设定不同的灰度值，比如设置为5，如果异物的相对灰度比背景亮度大于5了，那么就可以判定为疑似异物。本实施例中，设定为相差大于5则判定为疑似异物，基本可以保证各种产品的异物检测精度。
47.本实施例中，n＝3，异物第2张图像相对第1张图像的位移值与第3张图像相对第2张图像的位移值之和大于10个像素。通常而言异物的位移比较大，在10个像素以上，而干扰的位移一般只有1-2个像素，图像的张数设定为3张，位移值之和大于10个像素，此时基本可以保证各种产品的异物检测精度。
48.图3示出了本发明塑料瓶异物检测装置的一种实施例，本实施例的塑料瓶异物检测装置，包括检测相机1、光源2和图像处理分析单元6，还包括用于带动瓶体3振动的振动源4，检测相机1和光源2相对布置于振动源4的两侧，检测相机1与图像处理分析单元6信号连接。
49.该塑料瓶异物检测装置包括用于带动瓶体振动的振动源4，可以使得药液中的异物发生运动，停止振动后，受惯性影响异物的运动轨迹有别于容器本身，同时振动也可以将一些隐匿在瓶身拐角处、瓶底部的异物分离出来，使缺陷特征更加明显，提高检出率；工作时，振动源4按照设定频率振动设定时间之后停止，检测相机1连续拍摄多张图像并传输至图像处理分析单元6进行分离，进行异物判定。
50.进一步地，本实施例中，塑料瓶异物检测装置还包括用于调节检测相机1与振动源4之间距离的第一水平导轨51，第一水平导轨51上设有第一水平滑块52，第一水平滑块52上设有第一竖向导轨53，第一竖向导轨53上设有第一竖向滑块54，检测相机1设于第一竖向滑块54上。第一水平滑块52沿第一水平导轨51滑动时，可以带动第一竖向导轨53、第一竖向滑块54和检测相机1水平移动，从而调节检测相机1与振动源4之间的水平距离，第一竖向滑块54沿第一竖向导轨53滑动时，可以带动检测相机1升降或者说调节检测相机1的高度，可以用于不同规格产品的检测，结构简单、适用范围广。
51.进一步地，本实施例中，塑料瓶异物检测装置还包括用于调节光源2与振动源4之间距离的第二水平导轨55，第二水平导轨55上设有第二水平滑块56，第二水平滑块56上设有第二竖向导轨57，第二竖向导轨57上设有第二竖向滑块58，光源2设于第二竖向滑块58上。第二水平滑块56沿第二水平导轨55滑动时，可以带动第二竖向导轨57、第二竖向滑块58和光源2水平移动，从而光源4与振动源4之间的水平距离，第二竖向滑块58沿第二竖向导轨57滑动时，可以带动光源4升降或者说调节光源4的高度，可以用于不同规格产品的检测，结构简单、适用范围广。
52.更进一步地，本实施例中，第一水平导轨51、第一竖向导轨53、第二水平导轨55和第二竖向滑块58上均设有刻度标识59。设置刻度标识59，可以直观地获知第一水平滑块52、第一竖向滑块54、第二水平滑块56和第二竖向滑块58的调节距离，使用更便捷。
53.虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。