专利名称：一种检测容器内液位高低的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于生产线自动检测技术领域，尤其是涉及一种检测容器内液位高低 的装置，检测PET瓶、透明玻璃瓶、半透明玻璃瓶等容器内在灌装后灌装液位高低的装置， 能够在高速运转的生产线上对容器内灌装的液位的高低进行实时检测，并根据检测结果， 把不符合要求的容器进行剔除的检测装置。
技术背景随着社会的不断发展，人们越来越重视食品质量安全，而对已灌好的成品瓶中液 位过高或过低会对食品质量安全埋下很多隐患，由于饮料成分的特殊性，在运输过程中难 免会遇到剧烈地碰撞。若PET瓶内液位过高，会在运输过程中由于挤压等原因造成产品的 密封质量发生变化，同时带汽饮料在运输途中很容易造成炸裂等问题。若容器瓶内液位太 低则会造成体积不稳定，食品质量大打折扣，并且严重损害消费者权益。一般饮料厂都会有 标准灌装容量，但由于一些外在因素，如灌装针不统一、灌装阀的磨损、容器的质量原因、是 否是库存瓶等等因素，会使容器在灌装后，出现瓶内液位太高或太低。在目前国内的生产线 上，灌装完成后一般需要人工进行目检测，由于传送带速度快，人自身有视觉疲劳，很容易 造成对液位过高或过低的次品瓶的漏检，使得产品的检测标准不一，并且会留下一些食品 安全质量隐患。当消费者看到买到的饮料或啤酒液位高低不齐，从心理上就会认为产品的 质量和厂家都不值得信赖，从一定程度上影响了产品的销售量，也损害了企业在消费者心 目中的形象。由于在酿酒、饮料等食品行业中，液位检测还是依赖人工检测，由于人工检测速度 慢，效率低，质量不稳定，严重制约了企业的发展。
发明内容本实用新型的目的是提供一种在线检测效率高、生产速度快、产品质量稳定可靠 的检测容器内液位高低的装置。本实用新型的技术方案是包括工业相机、液位检测光源、图像处理器、主控计算 机和运动控制系统，运动控制系统包括控制器和空瓶剔除机构，在容器的一面设置工业相 机，在工业相机的对面设置液位检测光源，当每个容器经过该装置时，液位检测光源对其进 行频闪打光，工业相机进行拍照，工业相机连接图像处理器、图像处理器连接主控计算机和 运动控制系统，工业相机对容器内液位进行图像采集，图像处理器处理采集的图片为黑白 图片，根据图像采集效果在瓶颈下方设置一个感兴趣区域并在该区域内进行二值化的图像 处理，使液面以下部分为黑色，处理液面以上瓶盖以下没有液体的部分为白色，再进行阈值 分析处理，运动控制系统接收图像处理器的判断结果信号，控制器与一空瓶剔除机构连接， 并且剔除不合格容器。本实用新型的有益效果是能够适应不同速度的生产线，代替人工检测，提高了生 产速度和产品质量，节约了人力消耗。避免了 PET瓶装饮料在运输过程中由于碰撞等因素
3造成的爆裂等情况，同时也避免了由于产品的体积不定而造成的产品在有效期内仍然发生 变质，从而维护了消费者的合法权益，保证了产品的安全卫生，同时也维护了企业的形象。

图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
从图1所示本实用新型的结构示意图可以看出，本实用新型由工业相机3、液位检 测光源1、图像处理器、主控计算机和运动控制系统等部分组成，在容器瓶的液位正面设置 工业相机3，工业相机3连接图像处理器、图像处理器连接主控计算机和运动控制系统，运 动控制系统包括控制器和空瓶剔除机构，控制器与一空瓶剔除机构连接，并且剔除不合格 容器。在工业相机3的对面设置液位检测光源1容器设置在链道2上，当每个容器经过该 装置时，液位检测光源1对其进行频闪打光，工业相机3进行拍照，根据容器的特征，采用单 相机或两相机对容器内液位进行图像采集，采用频闪控制器控制光源的频闪和亮度，采用 背景光法照明。对于不透明的容器(如易拉罐、瓷瓶)的液位检测装置，其光源为X射线， 相机为χ射线专用相机。灌装后的容器瓶经过检测柜时，工业相机3从正面拍取液位图像，对图像进行分 析计算。经过分析来判断瓶内的液位高低，当液位过高或过低时会进过实时通信将不合格 信号传递给剔除机构将其剔除。图像采集的难点是(1)应尽量保证液位、安全环及瓶盖上 边沿在图像中是水平的，经常出现拍摄的液面是弧形的，这主要是由于相机高于或低于水 平位置造成仰视或俯视造成。(2)采用两相机拍照，保证PET瓶运动到距离两相机距离相等 的位置处进行拍照。(3)尽可能减少PET的在运动时剧烈晃动，晃动多大容易造成误判。图像采集的效果是液面以下部分灰度值较小呈黑色，液面以上瓶盖以下部分灰度 值较大呈白色，利用面积补偿的方法来辨别低于或高于标准液位，根据图像采集效果在瓶 颈下方设置一个感兴趣区域并在该区域内进行二值化的图像处理。对于一幅灰度图像，如 果目标物体的灰度值落在某一区间内，并且背景的灰度值在这一区间之外，则可以通过阈 值运算得到物体的二值图像.将高于某一灰度值的像素设置为255，将低于标准灰度值的 像素设置为0，例如，我们把阈值设为128，那么感兴趣区域中灰度值高于128的点的灰度值 将变成255 (白像素)，反之，则变为0(黑像素)，这样就形成了一幅二值图像，液位检测主 要统计白像素的个数。设置某一合格瓶的白像素个数为标准值，低于此值在为合格瓶，高于 此值则判断为不合格。
权利要求一种检测容器内液位高低的装置，其特征是包括工业相机(3)、液位检测光源(1)、图像处理器、主控计算机和运动控制系统，运动控制系统包括控制器和空瓶剔除机构，在容器的一面设置工业相机(3)，在工业相机(3)的对面设置液位检测光源(1)，容器经过时液位检测光源(1)对容器进行频闪打光，工业相机(3)进行拍照，工业相机(3)连接图像处理器、图像处理器连接主控计算机和运动控制系统，工业相机(3)对容器内液位进行图像采集，所述图像处理器处理采集的图片为黑白图片，根据图像采集效果在瓶颈下方设置一个感兴趣区域并在该区域内进行二值化的图像处理，使液面以下部分为黑色，处理液面以上瓶盖以下没有液体的部分为白色，再进行阈值分析处理，运动控制系统接收图像处理器的判断结果信号，所述控制器与一空瓶剔除机构连接，并且剔除不合格容器。
2.根据权利要求1所述的检测容器内液位高低的装置，其特征是采用单相机或两相 机对容器内液位进行图像采集，采用频闪控制器控制光源的频闪和亮度，采用背景光法照 明。
3.根据权利要求1所述的检测容器内液位高低的装置，其特征是不透明的容器光源 为X射线，工业相机(3)为χ射线专用相机。
专利摘要本实用新型公开了一种检测容器内液位高低的装置，包括工业相机、液位检测光源、图像处理器、主控计算机和运动控制系统，在容器的一面设置工业相机，在工业相机的对面设置液位检测光源，容器经过时液位检测光源对容器进行频闪打光，工业相机进行拍照，工业相机连接图像处理器、主控计算机和运动控制系统。本实用新型能够适应不同速度的生产线，代替人工检测，提高了生产速度和产品质量。
文档编号G01N21/90GK201688890SQ20102019460
公开日2010年12月29日 申请日期2010年5月19日 优先权日2010年5月19日
发明者刘忠, 姚余连, 姜辉, 张树君, 王立伟 申请人:山东明佳包装检测科技有限公司