基于反射光路设计的瓶装液体异物检测方法和检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于反射光路设计的瓶装液体异物检测方法及一种采用这种方法的检测装置，所述方法为以机械手从检测瓶上部夹持装有液体的检测瓶进行底光检测和背光检测，以底光源从检测瓶的下方向上照射检测瓶，以第一相机拍摄经第一棱镜反射后正面底光透射图像，以第二相机拍摄经侧后反射镜反射后又经第二棱镜反射的背面底光透射图像，以背光源从检测瓶的背面照射检测瓶，以第三相机拍摄经第三棱镜反射的背光透射图像，分析图像以确定瓶内液体内是否存在异物；所述检测装置由上述光源、棱镜、反射镜、相机以及配套装置构成。本发明专利技术设备体积小，检测效率高，主要可用于各种瓶装液体特别是输液瓶等医疗用瓶装液体中的异物检测。

【技术实现步骤摘要】
基于反射光路设计的瓶装液体异物检测方法和检测装置
本专利技术涉及一种基于反射光路设计的瓶装液体异物检测方法，还涉及一种采用该方法进行瓶装液体异物检测的检测装置，主要可用于各种瓶装液体特别是输液瓶等医疗用瓶装液体中的异物检测，属于检测

技术介绍
医用输液瓶对瓶内液体的洁净程度要求非常高，但由于生产工艺或生产环境等方面的原因，输液成品中可能混入玻璃屑、铝屑、橡皮屑、毛发、纤维或不溶药质等微小异物。这些异物粒径微小，在静脉输液中，可能随输液进入人体，导致血管堵塞，造成囊肿现象，严重危及病人的生命与健康。根据中国药典规定，在输液瓶生产过程中，要对输液瓶内的注射剂逐瓶进行不溶物检查，传统的检查方法是直接通过人工视觉方法进行检验，灯检人员在一等的光照条件下，用人眼直接观察瓶装药液，发现是否存在异物并判断异物的大小，这种传统的方法劳动强度大，直接增加了大规模生产过程中的劳动成本，且灯检人员长时间从事检测工作会产生视觉疲劳和质量波动，是自动化生产线上比较突出的问题。现有灯检机采用的技术可以分为两类。第一类方法是旋转急停法。该方法中，相机在旋转大圆盘的某个位置固定不动。输液瓶跟随大圆盘公转，在进入拍照工位前，搓瓶装置或者机械手带动输液瓶进行自转，输液瓶中的液体旋转，在到达拍照工位时，刹车装置将输液瓶急停，瓶中的液体由于惯性作用继续旋转。相机对输液瓶进行连续拍照。这种方式的优点是控制简单，缺点是由于拍照停顿，公转停止，造成灯检机机械部分走瓶速度较慢。第二类方法是：随动回摆法。该方法中，相机在旋转大圆盘的某段圆弧区间来回摆动。在进入拍照工位前，搓瓶装置或者机械手带动输液瓶进行自转，输液瓶中的液体旋转，在到达拍照工位时，刹车装置将输液瓶急停，瓶中的液体由于惯性作用继续旋转。一组相机跟随输液瓶，在大圆盘的某段圆弧区间继续进行公转，多个相机对对应的多个输液瓶进行连续拍照，相机与输液瓶的位置保持相对静止。拍照结束后该组相机回摆。回摆后的相机继续对下一组输液瓶进行跟踪拍摄。这种方式的优点是输液瓶不停顿，走瓶速度快；缺点是由于相机组长时间来回跟随输液瓶大幅摆动，虽然与输液瓶相对静止，但会来回扯动接口线缆，容易造成接口线缆松动及磨损，造成相机掉电或拍摄的图像无法传送到处理主机，设备失效并停机。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供了一种基于反射光路设计的瓶装液体异物检测方法和一种采用这种检测方法进行瓶装液体中异物检测的检测装置，以实现瓶装液体检测的机械化和自动化，提高检测效率，保证检测质量，减少人为因素导致的检测误差。本专利技术实现上述目的的技术方案是：一种基于反射光路设计的瓶装液体异物检测方法，其以机械手从检测瓶上部夹持检测瓶，将检测瓶带入底光检测区间进行底光检测，带入背光检测区间进行背光检测，在进入底光检测区间之前和进入背光检测区间之前，机械手带动检测瓶自转进而使瓶内液体自转，在进行底光检测的过程中和进行背光检测的过程中，检测瓶停止自转，瓶内液体因惯性继续在瓶内自转，所述底光检测的方式为以底光源从检测瓶的下方向上照射检测瓶，以第一相机拍摄经第一棱镜反射后的检测瓶的正面底光透射图像，以第二相机拍摄经侧后反射镜反射后又经第二棱镜反射的检测瓶的背面(后面、后侧面和/或侧面)底光透射图像，所述背光检测的方式为以背光源从检测瓶的背面照射检测瓶，以第三相机拍摄经第三棱镜反射的检测瓶的正面背光透射图像，对所获得的透射图像进行分析，确定瓶内液体中是否存在异物。通常，可以先进行所述底光检测，再进行所述背光检测，也可以先进行所述背光检测，再进行所述底光检测。优选地，所述底光检测和背光检测均在黑色背景下进行，也可以在黑暗环境中进行(即在没有外部光线或者外部光强明显小于底光源和背光源光强的条件下进行)。优选地，在进行底光检测时，关闭背光源，在进行背光检测时，关闭底光源。优选地，检测结果分为合格、不合格和可疑3种，检测确定瓶内液体中不存在异物的检测瓶，检测结果为合格，检测确定瓶内液体中存在异物的检测瓶，检测结果为不合格，检测无法确定瓶内液体中是否存在异物的检测瓶，检测结果为可疑。优选地，对检测结果为可疑的检测瓶进行再次检测，再次检测可以通过轨道进入进瓶传送机构自动检测，或者为人工检测。优选地，所述机械手带动检测瓶沿环形检测区(环形的公转轨道/路径)公转，所述底光检测区间和所述背光检测区间包含在所述环形检测区内，所述底光检测、背光检测以及在进行所述底光检测和背光检测之前的自转均在检测瓶沿环形检测区公转的过程中完成。优选地，所述环形检测区为圆环形，所述公转为恒速公转(等角速度公转)。优选地，所述第一相机、第二相机和第三相机的数量均为多个，分别组成第一相机组、第二相机组和第三相机组，所述底光检测和背光检测的过程中，执行拍摄的所述相机的拍摄方式为连续拍摄，所述第一棱镜、第二棱镜和第三棱镜的对应入射光线和出射光线之间均具有一定的夹角，即任一棱镜的入射光线与出射光线均不相互平行，形成折线光路。通常，同一相机组中的不同相机可以同时对同一检测瓶进行拍摄，以分别获得不同角度的相应图像，也可以是同一相机组中的不同相机对不同检测位上的检测瓶分别进行拍摄，以提高效率。优选地，同时检测多个检测瓶，同一相机组中的不同相机分别拍摄不同检测瓶的相应图像，在此情形下，所述底光源和侧后反射镜的数量也均为多个，分别用于不同检测瓶的检测，即所述多个底光源分别用于照射各自对应的检测瓶，所述多个反射镜分别位于各自对应的检测瓶的后侧方，反射从检测瓶射出的背面底光透射图像的光线。优选地，所述底光源为点光源，所述背光源为对应于第二检测区间的面光源。通常，所述第一棱镜、第二棱镜和第三棱镜中的任一棱镜可以采用单一的棱镜，也可以采用由多个棱镜组合而成的组合棱镜或棱镜组。优选地，所述第三棱镜采用所述第一棱镜，即第三棱镜与第一棱镜为同一个/同一组棱镜。优选地，所述第一棱镜和所述第二棱镜均位于所述环形检测区的中心轴线上。例如，所述环形检测区的中心轴线为过第一棱镜所在位置任一点的垂直线，当第一棱镜采用等腰棱镜时，优选以过第一棱镜的反射面中心的垂直线为所述环形检测区的中心轴线，当采用其他形式的棱镜/组合棱镜时，优选以过等效的等腰棱镜的反射面中心的垂直线为所述环形检测区的中心轴线。优选地，所述第一相机组、第二相机组和第三相机组位于所述第一棱镜和第二棱镜的上方，镜头朝下。在此情形下，进一步优选地，所述第一棱镜和第一相机之间设有第一附加反射镜/反射镜组，用于将第一棱镜反射的相应光线反射至第一相机的镜头，所述第二棱镜和第二相机之间设有第二附加反射镜/反射镜组，用于将第二棱镜反射的相应光线反射至第一相机的镜头。优选地，所述第一相机、第二相机和第三相机固定。在检测瓶移动的过程中，只要通过改变相应棱镜的方向及相关侧后反射镜等元件(如果有且必要时)，实现光路的变化，使相应图像的光线始终能够射入相应相机，实现对相应图像的拍摄。优选地，在进行底光检测的过程中，相应的所述底光源和侧后反射镜与所述检测瓶一同公转，所述第一棱镜和所述第二棱镜以所述检测瓶公转的轴线为轴旋转，使经所述第一棱镜反射后的检测瓶正面的底光透射图像保持能够为所述第一相机拍摄，使经所述侧后反射镜反射后又经所述第二棱镜反射的检测瓶背面的底光透射图像保持能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于反射光路设计的瓶装液体异物检测方法，其以机械手从检测瓶上部夹持检测瓶，将检测瓶带入底光检测区间进行底光检测，带入背光检测区间进行背光检测，在进入底光检测区间之前和进入背光检测区间之前，机械手带动检测瓶自转进而使瓶内液体自转，在进行底光检测的过程中和进行背光检测的过程中，检测瓶停止自转，瓶内液体因惯性继续在瓶内自转，所述底光检测的方式为以底光源从检测瓶的下方向上照射检测瓶，以第一相机拍摄经第一棱镜反射后的检测瓶的正面底光透射图像，以第二相机拍摄经侧后反射镜反射后又经第二棱镜反射的检测瓶的背面底光透射图像，所述背光检测的方式为以背光源从检测瓶的背面照射检测瓶，以第三相机拍摄经第三棱镜反射的检测瓶的正面背光透射图像，对所获得的透射图像进行分析，确定瓶内液体中是否存在异物。

【技术特征摘要】
1.一种基于反射光路设计的瓶装液体异物检测方法，其以机械手从检测瓶上部夹持检测瓶，将检测瓶带入底光检测区间进行底光检测，带入背光检测区间进行背光检测，在进入底光检测区间之前和进入背光检测区间之前，机械手带动检测瓶自转进而使瓶内液体自转，在进行底光检测的过程中和进行背光检测的过程中，检测瓶停止自转，瓶内液体因惯性继续在瓶内自转，所述底光检测的方式为以底光源从检测瓶的下方向上照射检测瓶，以第一相机拍摄经第一棱镜反射后的检测瓶的正面底光透射图像，以第二相机拍摄经侧后反射镜反射后又经第二棱镜反射的检测瓶的背面底光透射图像，所述背光检测的方式为以背光源从检测瓶的背面照射检测瓶，以第三相机拍摄经第三棱镜反射的检测瓶的正面背光透射图像，对所获得的透射图像进行分析，确定瓶内液体中是否存在异物。2.如权利要求1所述的基于反射光路设计的瓶装液体异物检测方法，其特征在于检测结果分为合格、不合格和可疑3种，检测确定瓶内液体中不存在异物的检测瓶，检测结果为合格，检测确定瓶内液体中存在异物的检测瓶，检测结果为不合格，检测无法确定瓶内液体中是否存在异物的检测瓶，检测结果为可疑。3.如权利要求2所述的基于反射光路设计的瓶装液体异物检测方法，其特征在于所述机械手带动检测瓶沿环形检测区公转，所述底光检测区间和所述背光检测区间包含在所述环形检测区内，所述底光检测、背光检测以及在进行所述底光检测和背光检测之前的自转均在检测瓶沿环形检测区公转的过程中完成，所述第一相机、第二相机和第三相机的数量均为多个，分别组成第一相机组、第二相机组和第三相机组，所述底光检测和背光检测的过程中，执行拍摄的所述相机的拍摄方式为连续拍摄，所述第一棱镜、第二棱镜和第三棱镜的对应入射光线和出射光线之间均具有一定的夹角。4.如权利要求3所述的基于反射光路设计的瓶装液体异物检测方法，其特征在于所述第三棱镜采用所述第一棱镜，所述第一相机组、第二相机组和第三相机组位于所述第一棱镜和第二棱镜的上方，镜头朝下，所述第一棱镜和第一相机之间设有第一附加反射镜/反射镜组，用于将第一棱镜反射的相应光线反射至第一相机的镜头，所述第二棱镜和第二相机之间设有第二附加反射镜/反射镜组，用于将第二棱镜反射的相应光线反射至第一相机的镜头。5.如权利要求1、2、3或4所述的基于反射光路设计的瓶装液体异物检测方法，其特征在于在进行底光检测的过程中，相应的所述底光源和侧后反射镜与所述检测瓶一同公转，所述第一相机组和所述第二相机组固定，所述第一棱镜和所述第二棱镜以所述检测瓶公转的轴线为轴旋转，使经所述第一棱镜反射后的检测瓶正面的底光透射图像保持能够为所述第一相机拍摄，使经所述侧后反射镜反射后又经所述第二棱镜反射的检测瓶背面的底光透射图像保持能够为所述第二相机拍摄。6.一种基于反射光路设计的瓶装液体异物检测装置，包括底光源、背光源、第一棱镜、第二棱镜、第三棱镜、侧后反射镜、第一相机、第二相机、第三相机、机械手、检测大轮盘和机架，所述机械手为能够从检测瓶上部夹持所述检测瓶并带动所述检测瓶沿环形检测区公转的机械手，所述环形检测区包括第一检测区间和第二检测区间，所述第一棱镜、第二棱镜和第三棱镜位于所述环形检测区的中心轴线上，与...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈桢深，焦文华，高常伦，王海生，
申请(专利权)人：屈桢深，焦文华，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23