专利名称：一种流体中相位异物检测装置的制作方法
技术领域：
本发明属于光学技术领域，涉及一种异物检测装置，特别是一种流 体中相位异物检测装置。主要用于医药和饮料行业中的药品、输液、口 服液、饮料等流体产品的异物检测。
背景技术：
异物检测装置是指在医药、饮料等生产和质检过程中，对透明或半 透明药品、输液瓶、口服液等流体产品进行质量检测的装置。瓶装流体 产品中的异物检测主要检测流体中是否含有不溶于流体的各种物质，例 如玻璃碎片、固体杂质等。随着人们对药品和食品质量的日渐重视，以 及国家对药品和食品质量检查制度、标准和流程的完善，医药、饮料等 流体产品中的异物检测日渐成为必不可少的检测流程。目前，医药、饮 料等生产和质检实际过程中，通常采用人工灯检测方法，即在一定灯照 条件下，检测人员用人眼直接观测瓶装流体产品，检查流体产品中是否 含有异物，以及含有异物大小、数量等。此方法人力和物力投入量大， 监测效率和自动化程度低，并且检测标准难以控制调整。
在先技术中也存在一种双信号接收的自动异物检查机(参见实用新 型专利"双信号接收的自动异物检查机"，实用新型专利号
ZL200720074851.6)，此装置中光路上依次设置有发光管组件、光发射集 光镜、光接收集光镜、成像镜、分光镜，以及两个分光光路上设置的光 阑和光接收传感器阵列，利用光路中光阑提高系统得信噪比和灵敏度，此装置具有一定的优点，但是仍存在不足利用光阑提高系统得信噪比
和灵敏度，信噪比和灵敏度提高程度有限；系统中光接收传感器阵列在
接收信号光的同时，也可以接收到外界干扰光，即产生测量噪声，受外
界干扰较大，影响检测稳定性；光学系统构成复杂，机械定位要求程度
高，同时，难于检测透光特性与所处流体相似的异物，即相位异物。
发明内容
本发明的目的在于针对上述在先技术的不足，提供一种流体中相位 异物检测装置，具有灵敏度和信噪比高、抗干扰能力强、相位异物检测 效率高、结构简单合理等特点。
本发明的基本构思是利用相衬技术和光信号调制解调技术，光源 组件出射光束被信号发生器调制后，经过光束整形器件、被检测瓶装流 体产品、相衬成像物镜组件、光电探测器阵列，信号解调器将光电探测 器阵列采集到的调制光束透过信号进行信号解调，得到被检测瓶装流体 产品含有异物的信息。
本发明的技术解决方案为包括光源组件、光束整形器件、相衬成 像物镜组件、光电探测器阵列、信号发生器、信号解调器；光束整形器 件、相衬成像物镜组件、光电探测器阵列依次设置在光源组件出射光束 光路上，被检测瓶装流体产品设置在光束整形器件和相衬成像物镜组件 之间的光路上；光电探测器阵列设置在相衬成像物镜组件的像平面上； 光源组件和信号解调器均与信号发生器连接；信号解调器与光电探测器 阵列连接。
所述的光源组件为非相干光源组件、相干光源组件、非相干光源阵 列、相干光源阵列、光纤光源的一种。
所述的光束整形器件为光束扩束器、光束准直器、光束准直整形器、 光束扩束整形器的一种。所述的相衬成像物镜组件为相衬消色差物镜、相衬复消色差物镜、 相衬平场成像物镜、相衬偏振光成像物镜的一种。
所述的光电探测器阵列为光敏管阵列、光电二极管阵列、线阵电荷 耦合器件、面阵电荷耦合器件、线阵互补型金属氧物半导体晶体管、面 阵互补型金属氧物半导体晶体管、光学微通道板的一种。
所述的信号发生器为模拟信号发生器、数字信号发生器、混合型信 号发生器的一种。
所述的信号解调器为模拟信号解调器、数字信号解调器、软件信号 解调处理模块的一种。
本发明装置的工作过程为光源组件出射光束经过光束整形器件进 行整形准直；信号发生器与光源组件相连接，发射调制驱动信号给光源 组件，对光源组件出射光束进行调制，调制频率避开外界干扰光波动频 率以及电网供电频率，外界干扰光波动频率通常为低频，小于100Hz，本 实施例中选择光源组件调制信号频率为500Hz;经过整形准直后的调制光 束射向被检测瓶装流体产品，经过被检测瓶装流体产品的透射调制光朿 被相衬成像物镜组件收集，成像于光电探测器阵列上；相衬成像物镜组 件实现了相位异物的相位信息向振幅信息的转化；光电探测器阵列设置 在被检测瓶装流体产品经过相衬成像物镜组件成像的像平面上，光电探 测器阵列探测到的信号为被检测瓶装流体产品的调制光束透过信号；光 电探测器阵列与信号解调器相连接，将被检测瓶装流体产品调制光电信 息传输给信号解调器，同时信号发生器与信号解调器连接，将参考信号 传输给信号解调器用于信号解调；信号解调器将光电探测器阵列采集到 的被检测瓶装流体产品的调制光束透过信号进行信号解调，检测调制信 号频率为500Hz的信号，得到被检测瓶装流体产品的光透过信号，经过 分析光透过信号便可得到被检测瓶装流体产品中的异物大小、数量、分布等信息。
本发明具有以下优点和效果与现有技术相比，由于采用了光源调 制和光电探测器阵列调制信号分析技术，提高了异物检测的灵敏度和信 噪比；从原理上抑制外界干扰光对装置检测的影响，提供了装置检测稳 定性；并且具有系统设计合理、结构简单、实现所需费用低、机械定位 要求低、使用操作便利等特点；采用了相衬技术可以检测流体中相位异 物，监测效率和灵敏度高。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明做进--步的详细说明，以下实施例是对本 发明的解释，是本发明的比较好的应用形式，而本发明并不局限于以下 实施例。
如图l， 一种流体中相位异物检测装置包括光源组件1、光束整形器
件2、相衬成像物镜组件4、光电探测器阵列5、信号发生器6、信号解 调器7;光束整形器件2、相衬成像物镜组件4、光电探测器阵列5依次 光源组件l出射光束光路上，被检测瓶装流体产品设置在光束整形器件2 和相衬成像物镜组件4之间的光路上；光电探测器阵列5设置在相衬成 像物镜组件4的像平面上；光源组件1和信号解调器7均与信号发生器6 连接；信号解调器7与光电探测器阵列5连接。
光源组件1采用非相干光源阵列，光束整形器件2为光束准直整形 器，相衬成像物镜组件4采用相衬平场成像物镜，光电探测器阵列5为 光电二极管阵列，信号发生器6采用模拟信号发生器，信号解调器7采 用模拟信号解调器，被检测的瓶装流体产品3为注射用透明药品，相位 异物为玻璃异物。
7本发明实施例工作过程为光源组件1出射光束经过光束整形器件2
进行整形准直；信号发生器6与光源组件1相连接，发射调制驱动信号
给光源组件l，对光源组件1出射光束进行调制，调制频率避开外界干扰 光波动频率以及电网供电频率，外界干扰光波动频率通常为低频，小于
100Hz，本实施例中选择光源组件l调制信号频率为500Hz;经过整形准 直后的调制光束射向被检测瓶装流体产品3，经过被检测瓶装流体产品3 的透射调制光束被相衬成像物镜组件4收集，成像于光电探测器阵列5 上；相衬成像物镜组件实现了相位异物的相位信息向振幅信息的转化； 光电探测器阵列5设置在被检测瓶装流体产品3经过相衬成像物镜组件4 成像的像平面上，光电探测器阵列5探测到的信号为被检测瓶装流体产 品3的调制光束透过信号。
光电探测器阵列5与信号解调器7相连接，将被检测瓶装流体产品3 调制光电信息传输给信号解调器7，同时信号发生器6与信号解调器7连 接，将参考信号传输给信号解调器7用于信号解调；信号解调器7将光 电探测器阵列5采集到的被检测瓶装流体产品3的调制光束透过信号进 行信号解调，检测调制信号频率为500Hz的信号，得到被检测瓶装流体 产品3的光透过信号，经过分析光透过信号便可得到被检测瓶装流体产 品3中的异物大小、数量、分布等信息。本发明中由于调制频率与外界 干扰光波动频率错开，明显抑制外界干扰光对装置检测的影响，提高了 灵敏度、信噪比，及检测稳定性。
本发明提供了一种流体中相位异物检测装置，利用相衬技术和调制 解调技术，成功实现了流体产品中的相位异物检测，异物检测的灵敏度和信噪比高，排出了外界干扰光对装置检测的影响，检测稳定性好；同 时具有设计合理、结构简单、实现所需费用低、机械定位要求低、使用 操作便利等特点。
权利要求
1、一种流体中相位异物检测装置，包括光源组件、光束整形器件、相衬成像物镜组件、光电探测器阵列、信号发生器、信号解调器，其特征在于光束整形器件、相衬成像物镜组件、光电探测器阵列依次设置在光源组件出射光束光路上，被检测瓶装流体产品设置在光束整形器件和相衬成像物镜组件之间的光路上；光电探测器阵列设置在相衬成像物镜组件的像平面上；光源组件和信号解调器均与信号发生器连接；信号解调器与光电探测器阵列连接。
2、 如权利要求1所述的一种流体中相位异物检测装置，其特征在 于所述的光源组件为非相干光源组件、相干光源组件、非相干光源阵 列、相干光源阵列、光纤光源的一种。
3、 如权利要求1所述的一种流体中相位异物检测装置，其特征在 于所述的光束整形器件为光束扩束器、光束准直器、光束准直整形器、光束扩束整形器的一种。
4、 如权利要求1所述的一种流体中相位异物检测装置，其特征在于所述的相衬成像物镜组件为相衬消色差物镜、相衬复消色差物镜、相衬平场成像物镜、相衬偏振光成像物镜的一种。
5、 如权利要求1所述的一种流体中相位异物检测装置，其特征在于所述的光电探测器阵列为光敏管阵列、光电二极管阵列、线阵电荷 耦合器件、面阵电荷耦合器件、线阵互补型金属氧物半导体晶体管、面 阵互补型金属氧物半导体晶体管、光学微通道板的一种。
6、 如权利要求1所述的一种流体中相位异物检测装置，其特征在 于所述的信号发生器为模拟信号发生器、数字信号发生器、混合型信
7、如权利要求1所述的一种流体中相位异物检测装置，其特征在 于所述的信号解调器为模拟信号解调器、数字信号解调器、软件信号 解调处理模块的一种。
全文摘要
本发明涉及一种流体中相位异物检测装置置。现有技术易受外界干扰，信噪比和灵敏度低，系统构成复杂。本发明中利用相衬技术和光信号调制解调技术，光源组件出射光束被信号发生器调制后，经过光束整形器件、被检测流体、相衬成像物镜组件、光电探测器阵列，信号解调器将光电探测器阵列采集到的调制光束透过信号进行信号解调，得到被检测流体产品含有相位异物的信息。本发明具有灵敏度和信噪比高、稳定性好、抗干扰能力强、结构简单合理、机械定位要求低等特点。
文档编号G01N21/88GK101482519SQ20091009607
公开日2009年7月15日 申请日期2009年2月9日 优先权日2009年2月9日
发明者李劲松, 沈海滨, 蒋惠忠, 高秀敏 申请人:蒋惠忠