本發(fā)明涉及密封瓶密封完整性檢漏領(lǐng)域，特別涉及一種基于激光技術(shù)的密封瓶密封完整性檢漏的裝置及方法。

背景技術(shù)：

根據(jù)國(guó)家對(duì)無菌藥品包裝的規(guī)定，包裝容器的密封性應(yīng)當(dāng)經(jīng)過驗(yàn)證，避免產(chǎn)品遭受污染。無菌產(chǎn)品的容器密封系統(tǒng)應(yīng)防止微生物侵入。

通常使用的無菌藥品包裝包括膠塞與西林瓶，而膠塞與西林瓶的密封部位主要是西林瓶的瓶口內(nèi)側(cè)和膠塞開口上方的側(cè)面進(jìn)行匹配密封，壓塞不到位或是西林瓶與膠塞尺寸不匹配將導(dǎo)致產(chǎn)品密封性得不到保證，微生物將侵入產(chǎn)品。

為了檢測(cè)西林瓶密封完整性如何，傳統(tǒng)的檢漏方法包括微生物實(shí)驗(yàn)法、亞甲基藍(lán)溶液法及高壓放電法。然而，微生物實(shí)驗(yàn)法靈敏度不高，抽檢效率低；亞甲基藍(lán)溶液法屬于干擾性檢漏，靈敏度不高，檢測(cè)結(jié)果不精確，高壓放電法只能檢測(cè)具有一定導(dǎo)電能力的溶液。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于激光技術(shù)的密封瓶密封完整性檢漏的裝置及方法，具有抗干擾、高精度、高靈敏度、快響應(yīng)的在線實(shí)時(shí)檢漏的特點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種基于激光技術(shù)的密封瓶密封完整性檢漏的裝置，包括：激光源、光電探測(cè)器及數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，其中，所述激光源發(fā)射激光透過密封瓶照射至所述光電探測(cè)器上，所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)與所述激光源及所述光電探測(cè)器相連，獲取并處理所述光電探測(cè)器上的信息。

進(jìn)一步的，在所述的基于激光技術(shù)的密封瓶密封完整性檢漏的裝置中，所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集卡及計(jì)算機(jī)，所述數(shù)據(jù)采集卡與所述光電探測(cè)器相連，所述數(shù)據(jù)采集卡與所述計(jì)算機(jī)相連。

進(jìn)一步的，在所述的基于激光技術(shù)的密封瓶密封完整性檢漏的裝置中，所述數(shù)據(jù)采集卡為USB型數(shù)據(jù)采集卡。

進(jìn)一步的，在所述的基于激光技術(shù)的密封瓶密封完整性檢漏的裝置中，所述激光源包括激光控制器和半導(dǎo)體激光器，所述半導(dǎo)體激光器與所述激光控制器相連，所述數(shù)據(jù)采集卡與所述激光控制器相連。

進(jìn)一步的，在所述的基于激光技術(shù)的密封瓶密封完整性檢漏的裝置中，還包括準(zhǔn)直器，所述激光源發(fā)射激光通過上述準(zhǔn)直器進(jìn)行準(zhǔn)直后，再透過密封瓶照射至所述光電探測(cè)器上。

在本發(fā)明中，還提出了一種基于激光技術(shù)的密封瓶密封完整性檢漏的方法，使用如上文所述的基于激光技術(shù)的密封瓶密封完整性檢漏的裝置進(jìn)行檢漏測(cè)試，包括步驟：

使激光源發(fā)射激光透過密封瓶照射至光電探測(cè)器上；

數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)獲取并處理所述光電探測(cè)器上的信息；

數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)根據(jù)所述信息得出密封瓶?jī)?nèi)水蒸汽濃度值，從而對(duì)密封瓶的密封性進(jìn)行判斷。

進(jìn)一步的，在所述的基于激光技術(shù)的密封瓶密封完整性檢漏的方法中，所述激光源包括相連的激光控制器和半導(dǎo)體激光器，所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)包括相連的數(shù)據(jù)采集卡及計(jì)算機(jī)，所述數(shù)據(jù)采集卡與所述激光控制器相連，調(diào)節(jié)所述激光控制器的溫度和電流參數(shù)，數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)輸出的鋸齒波電流調(diào)制激光控制器，使激光按照預(yù)定頻率掃描水蒸汽的整條吸收譜線。

進(jìn)一步的，在所述的基于激光技術(shù)的密封瓶密封完整性檢漏的方法中，所述溫度范圍是10℃～20℃。

進(jìn)一步的，在所述的基于激光技術(shù)的密封瓶密封完整性檢漏的方法中，所 述電流范圍是150mA～250mA。

進(jìn)一步的，在所述的基于激光技術(shù)的密封瓶密封完整性檢漏的方法中，所述預(yù)定頻率為800Hz～1200Hz。

進(jìn)一步的，在所述的基于激光技術(shù)的密封瓶密封完整性檢漏的方法中，利用基于法布里-伯羅標(biāo)準(zhǔn)具標(biāo)定的多項(xiàng)式將所述光電探測(cè)器采集的信號(hào)由時(shí)域轉(zhuǎn)換為頻域，所述基于法布里-伯羅標(biāo)準(zhǔn)具標(biāo)定的多項(xiàng)式為：y＝-0.0418915+0.000275505*x+2.06126e-8*x2-2.45914e-12*x3，其中，y為相對(duì)波數(shù)值，x即數(shù)據(jù)采集點(diǎn)數(shù)。

進(jìn)一步的，在所述的基于激光技術(shù)的密封瓶密封完整性檢漏的方法中，通過去除基線獲得水蒸汽的吸收譜線，對(duì)該水蒸汽吸收譜線進(jìn)行擬合并計(jì)算積分面積。

進(jìn)一步的，在所述的基于激光技術(shù)的密封瓶密封完整性檢漏的方法中，基于比爾-朗伯定律，水蒸汽的濃度可由下式確定：

其中，A為水蒸氣吸收光譜線的積分面積，P為總壓，L為光程，S(T)為水蒸氣吸收譜線強(qiáng)度，是溫度T的函數(shù)。

進(jìn)一步的，在所述的基于激光技術(shù)的密封瓶密封完整性檢漏的方法中，設(shè)定一個(gè)閾值，若測(cè)得水蒸汽濃度大于或等于所述閾值，則認(rèn)定密封瓶存在泄漏，若測(cè)得水蒸汽濃度小于所述閾值，則認(rèn)定密封瓶不存在泄漏。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在：采用激光吸收光譜技術(shù)反演水蒸汽濃度從而實(shí)現(xiàn)對(duì)密封瓶密封完整性進(jìn)行在線實(shí)時(shí)檢漏的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)無干擾的實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，具有靈敏度高、精度高、響應(yīng)快、裝置簡(jiǎn)單、易操作等特點(diǎn)，可廣泛地應(yīng)用于制藥領(lǐng)域的包裝檢漏檢測(cè)，也可運(yùn)用至食品等行業(yè)的檢測(cè)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中基于激光技術(shù)的密封瓶密封完整性檢漏的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中光電探測(cè)器收到的原始信號(hào)曲線圖；

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例中計(jì)算機(jī)經(jīng)過處理后的水蒸汽吸收譜線的曲線圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合示意圖對(duì)本發(fā)明的基于激光技術(shù)的密封瓶密封完整性檢漏的裝置及方法進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明，而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。

為了清楚，不描述實(shí)際實(shí)施例的全部特征。在下列描述中，不詳細(xì)描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈儠?huì)使本發(fā)明由于不必要的細(xì)節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實(shí)際實(shí)施例的開發(fā)中，必須做出大量實(shí)施細(xì)節(jié)以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個(gè)實(shí)施例改變?yōu)榱硪粋€(gè)實(shí)施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間的，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說僅僅是常規(guī)工作。

在下列段落中參照附圖以舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。

請(qǐng)參考圖1，在本實(shí)施例中，提出了一種基于激光技術(shù)的密封瓶密封完整性檢漏的裝置，包括：激光源、光電探測(cè)器4及數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，其中，所述激光源發(fā)射激光透過密封瓶(未標(biāo)號(hào))照射至所述光電探測(cè)器4上，所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)與所述激光源及所述光電探測(cè)器4相連，獲取并處理所述光電探測(cè)器4上的信息。

其中，所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集卡5及計(jì)算機(jī)6，所述數(shù)據(jù)采集卡5與所述光電探測(cè)器4相連，用于采集數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)采集卡5與所述計(jì)算機(jī)6相連，用于將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至計(jì)算機(jī)6中，從而進(jìn)行相應(yīng)的分析。其中，所述數(shù)據(jù)采集卡5可以為USB型數(shù)據(jù)采集卡5。

在本實(shí)施例中，所述激光源包括激光控制器1和半導(dǎo)體激光器2，所述半導(dǎo)體激光器2與所述激光控制器1相連，所述激光控制器與1與半導(dǎo)體激光器2集成在一個(gè)發(fā)射單元里，所述數(shù)據(jù)采集卡5還與所述激光控制器1相連，用于輸出波形至激光控制器1，從而對(duì)半導(dǎo)體激光器2發(fā)出的激光頻率進(jìn)行調(diào)整。

此外，基于激光技術(shù)的密封瓶密封完整性檢漏的裝置還包括準(zhǔn)直器3，所述半導(dǎo)體激光器2發(fā)射激光通過所述準(zhǔn)直器3進(jìn)行準(zhǔn)直后，再透過密封瓶(可以為西林瓶)照射至所述光電探測(cè)器4上。

在本實(shí)施例的另一方面，還提出了一種基于激光技術(shù)的密封瓶密封完整性檢漏的方法，使用如上文所述的基于激光技術(shù)的密封瓶密封完整性檢漏的裝置進(jìn)行檢漏測(cè)試，包括步驟：

S100：使激光源發(fā)射激光透過密封瓶照射至光電探測(cè)器上；

S200：數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)獲取并處理所述光電探測(cè)器上的信息；

S300：數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)根據(jù)所述信息得出密封瓶?jī)?nèi)水蒸汽濃度值，從而對(duì)密封瓶的密封性進(jìn)行判斷。

在步驟S100中，先調(diào)節(jié)準(zhǔn)直器3、西林瓶與光電探測(cè)器4的位置；再打開激光控制器1，調(diào)節(jié)激光控制器1的溫度和電流參數(shù)，并由USB數(shù)據(jù)采集卡5輸出的鋸齒波電流調(diào)制激光控制器1，使激光按照預(yù)定頻率掃描水蒸汽的整條吸收譜線。

所述溫度范圍是10℃～20℃，例如是16℃，所述電流范圍是150mA～250mA，例如是200mA。所述預(yù)定頻率為800Hz～1200Hz，例如是1000Hz。

其中，光電探測(cè)器4采集原始信號(hào)(如圖2所示)并傳輸給USB數(shù)據(jù)采集卡5，并由計(jì)算機(jī)6進(jìn)行信號(hào)的后處理。

利用基于法布里-伯羅標(biāo)準(zhǔn)具標(biāo)定的多項(xiàng)式將所述光電探測(cè)器4采集的信號(hào)由時(shí)域轉(zhuǎn)換為頻域，所述基于法布里-伯羅標(biāo)準(zhǔn)具標(biāo)定的多項(xiàng)式為：y＝-0.0418915+0.000275505*x+2.06126e-8*x2-2.45914e-12*x3，其中，y為相對(duì)波數(shù)值，x即數(shù)據(jù)采集點(diǎn)數(shù)。

通過去除基線獲得水蒸汽的吸收譜線(如圖3所示)，對(duì)該水蒸汽吸收譜線進(jìn)行擬合并計(jì)算積分面積。

基于比爾-朗伯定律，水蒸汽的濃度可由下式確定：

其中，A為水蒸氣吸收光譜線的積分面積，P為總壓，L為光程，S(T)為水蒸氣吸收譜線強(qiáng)度，是溫度T的函數(shù)。

可見，本發(fā)明的原理是通過電流調(diào)諧半導(dǎo)體激光器快速掃描水蒸氣窄帶吸收峰(1392nm)，基于比爾-朗伯定律反演水蒸汽濃度，從而判斷西林瓶是否泄漏。設(shè)定一個(gè)閾值，如果激光光程內(nèi)所測(cè)得的水蒸汽濃度高于該閾值，西林瓶被認(rèn)定為泄漏，反之則認(rèn)定為密封性較好。該裝置的掃描頻率高，從而可以確保西林瓶在傳輸裝置上的在線實(shí)時(shí)檢漏。

綜上，在本發(fā)明實(shí)施例提供的基于激光技術(shù)的密封瓶密封完整性檢漏的裝置及方法中，采用激光吸收光譜技術(shù)反演水蒸汽濃度從而實(shí)現(xiàn)對(duì)密封瓶密封完整性進(jìn)行在線實(shí)時(shí)檢漏的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)無干擾的實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，具有靈敏度高、精度高、響應(yīng)快、裝置簡(jiǎn)單、易操作等特點(diǎn)，可廣泛地應(yīng)用于制藥領(lǐng)域的包裝檢漏檢測(cè)，也可運(yùn)用至食品等行業(yè)的檢測(cè)。

上述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不對(duì)本發(fā)明起到任何限制作用。任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明揭露的技術(shù)方案和技術(shù)內(nèi)容做任何形式的等同替換或修改等變動(dòng)，均屬未脫離本發(fā)明的技術(shù)方案的內(nèi)容，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。