專利名稱：鋁箔包裝缺件微波檢測方法及其檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于包裝缺件檢測技術(shù)，特別是一種運(yùn)用微波技術(shù)檢測鋁箔包裝缺件現(xiàn)象的檢測方法及其檢測儀。
二
背景技術(shù)：
包裝缺件現(xiàn)象是流水生產(chǎn)線中潛在的隨機(jī)事件，其發(fā)生的概率雖小，但無論對(duì)消費(fèi)者還是生產(chǎn)商來說都是不愿接受或發(fā)生的事件，因此，對(duì)每條流水包裝生產(chǎn)線配以一種安全、環(huán)保、精確、輕便、價(jià)廉的檢測手段無疑是必要的。目前普遍使用的“X光透射儀”(其功能和原理類似于機(jī)場安檢設(shè)備)雖能通過成像準(zhǔn)確判斷出缺件的整箱或整包，但由于其體積較大，價(jià)格較貴，更主要的是其輻射污染對(duì)現(xiàn)場操作人員易造成不可避免的傷害。
三

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種無輻射污染、檢測準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)緊湊、易于安裝的便攜式鋁箔包裝缺件微波檢測方法及其檢測儀。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)解決方案為一種鋁箔包裝缺件微波檢測方法，步驟如下 首先給微波振蕩器提供偏置電壓使其工作產(chǎn)生特定頻率的微波信號(hào)，該特定頻率值據(jù)被測件的包裝材料確定； 其次，將微波信號(hào)輸入魔T的E臂，信號(hào)經(jīng)魔T的兩主臂輸出由兩天線分別入射到被測件，調(diào)節(jié)天線口徑使各天線波束窄至只照射整包或整箱內(nèi)的單一物件，各天線口徑間距根據(jù)被測件間距而調(diào)至單目標(biāo)探測狀態(tài)； 再次，各天線接收被測件對(duì)入射微波信號(hào)的反射波，調(diào)節(jié)接入魔T兩主臂之一的相移量，使兩反射波信號(hào)經(jīng)魔T的H臂合成相加輸出； 最后，將兩路合成信號(hào)輸入檢波器，據(jù)檢波器輸出電壓U。的大小而判斷被測整箱、整包內(nèi)是否缺件。
一種實(shí)現(xiàn)上述的鋁箔包裝缺件微波檢測方法的檢測儀，由振蕩器產(chǎn)生的微波信號(hào)經(jīng)隔離器進(jìn)入折疊魔T的E臂，被分解為兩路等幅反相信號(hào)分別由魔T的第一主臂和第二主臂傳輸給第一天線和第二天線，形成兩束窄波束分別入射至被測箱中的第一被測件和第二被測件，由第一被測件和第二被測件產(chǎn)生的反射波分別進(jìn)入第一天線和第二天線，由于在魔T的第二主臂與第二天線之間插入了移相器，而魔T的第一主臂與第一天線之間為一段空波導(dǎo)，調(diào)節(jié)移相器的相移量使兩回波信號(hào)在到達(dá)魔T的第一主臂和第二主臂時(shí)相位差為零，即兩回波信號(hào)同相返回魔T的第一主臂和第二主臂，合成為一路信號(hào)由魔T的H臂輸出，進(jìn)入檢波器。
一種實(shí)現(xiàn)上述的鋁箔包裝缺件微波檢測方法的檢測儀，由振蕩器產(chǎn)生的微波信號(hào)經(jīng)隔離器進(jìn)入折疊魔T的H臂，被分解為兩路等幅同相信號(hào)分別由魔T的第一主臂和第二主臂傳輸給第一天線和第二天線，形成兩束窄波束分別入射至被測箱中的第一被測件和第二被測件，由第一被測件和第二被測件產(chǎn)生的反射波分別進(jìn)入第一天線和第二天線，由于在魔T的第二主臂與第二天線之間插入了移相器，而魔T的第一主臂與第一天線之間為一段空波導(dǎo)，調(diào)節(jié)移相器的相移量使兩回波信號(hào)在到達(dá)魔T的第一主臂和第二主臂時(shí)相位差為180°，即兩回波信號(hào)反相返回魔T的第一主臂和第二主臂，合成為一路信號(hào)由魔T的E臂輸出，進(jìn)入檢波器。
一種實(shí)現(xiàn)上述的鋁箔包裝缺件微波檢測方法的檢測儀，由振蕩器產(chǎn)生的微波信號(hào)經(jīng)隔離器進(jìn)入折疊魔T的E臂，被分解為兩路等幅反相信號(hào)分別由魔T的第一主臂和第二主臂傳輸給第一天線和第二天線，形成兩束窄波束分別入射至被測箱中的第一被測件和第二被測件，由第一被測件和第二被測件產(chǎn)生的反射波分別進(jìn)入第一天線和第二天線，由于在魔T的第一主臂與第一天線之間接入了移相器，而魔T的第二主臂與第二天線之間為一段空波導(dǎo)，調(diào)節(jié)移相器的相移量使兩回波信號(hào)在到達(dá)魔T的第一主臂和第二主臂時(shí)相位差為零，即兩回波信號(hào)同相返回魔T的第一主臂和第二主臂，合成為一路信號(hào)由魔T的H臂輸出，進(jìn)入檢波器。
一種實(shí)現(xiàn)上述的鋁箔包裝缺件微波檢測方法的檢測儀，由振蕩器產(chǎn)生的微波信號(hào)經(jīng)隔離器進(jìn)入折疊魔T的H臂，被分解為兩路等幅同相信號(hào)分別由魔T的第一主臂和第二主臂傳輸給第一天線和第二天線，形成兩束窄波束分別入射至被測箱中的第一被測件和第二被測件，由第一被測件和第二被測件產(chǎn)生的反射波分別進(jìn)入第一天線和第二天線，由于在魔T的第一主臂與第一天線之間接入了移相器，而魔T的第二主臂與第二天線之間為一段空波導(dǎo)，調(diào)節(jié)移相器的相移量使兩回波信號(hào)在到達(dá)魔T的第一主臂和第二主臂時(shí)相位差為180°，即兩回波信號(hào)反相返回魔T的第一主臂和第二主臂，合成為一路信號(hào)由魔T的E臂輸出，進(jìn)入檢波器。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)有(1)檢測方法簡單、新穎、實(shí)用，適用范圍廣。本發(fā)明所用微波檢測方法簡單、實(shí)用，適用于各種鋁箔包裝的物品(如香煙、茶葉、食品、罐頭、飲料等)檢測。(2)綠色環(huán)保。本發(fā)明的檢測儀所用微波功率小于1mW，天線波束窄至點(diǎn)射，無輻射和噪音公害，對(duì)現(xiàn)場操作人員無任何傷害。(3)安全精確。對(duì)某一生產(chǎn)線所定制的檢測儀可通用于同一類物件的不同牌號(hào)，無需人工調(diào)節(jié)，檢測精度在正常包裝下可達(dá)100％。(4)輕便靈活，所制作的檢測儀，重量約為1Kg，體積約為350×120×40＝1.68×106mm3或200×260×50＝2.6×106mm3，小巧輕便，易于安裝，且其外形可據(jù)不同現(xiàn)場要求作適當(dāng)改造。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
四


圖1是本發(fā)明鋁箔包裝缺件微波檢測方法的原理方框圖。
圖2是本發(fā)明鋁箔包裝缺件微波檢測儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
五
具體實(shí)施例方式 結(jié)合圖1，本發(fā)明鋁箔包裝缺件微波檢測方法，利用特定頻率的微波信號(hào)對(duì)不同物件的反射和透射特性，通過檢測回波信號(hào)的幅相特性判別整箱整包內(nèi)物品的缺件現(xiàn)象，以適當(dāng)?shù)碾娦盘?hào)輸出，步驟為首先給微波振蕩器提供偏置電壓使其工作產(chǎn)生特定頻率的微波信號(hào)，該特定頻率值據(jù)被測件的包裝材料確定，如8μm厚的鋁箔包裝紙，選5GHz的微波信號(hào)即可，而對(duì)于1μm厚的鋁箔包裝紙，則應(yīng)選10GHz的微波信號(hào)方可。
其次，將微波信號(hào)輸入魔T的E臂，信號(hào)經(jīng)魔T的兩主臂輸出由兩天線分別入射到被測件，調(diào)節(jié)天線口徑使各天線波束窄至只照射整包或整箱內(nèi)的單一物件，各天線口徑間距根據(jù)被測件間距而調(diào)至單目標(biāo)探測狀態(tài)； 再次，各天線接收被測件對(duì)入射微波信號(hào)的反射波，調(diào)節(jié)接入魔T兩主臂之一的相移量，使兩反射波信號(hào)經(jīng)魔T的H臂合成相加輸出； 最后，將兩路合成信號(hào)輸入檢波器，據(jù)檢波器輸出電壓Uo的大小而判斷被測整箱、整包內(nèi)的缺件現(xiàn)象。檢波器的最大輸出電壓可據(jù)源信號(hào)的功率值及檢波器靈敏度預(yù)算而得，記為Uo，max，若Uo＝Uo，max，則表明無缺件現(xiàn)象，若Uo≤Uo，max/2，則表明有缺件現(xiàn)象。
結(jié)合圖2，以14.5～22GHz的BJ-180標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)系統(tǒng)為例，說明實(shí)現(xiàn)上述檢測方法的四種檢測儀。
本發(fā)明的第一種鋁箔包裝缺件微波檢測儀由振蕩器1產(chǎn)生的14.5～22GHz、功率Pi<1mW的微波信號(hào)經(jīng)隔離器2進(jìn)入折疊魔T的E臂3，被分解為兩路等幅反相信號(hào)分別由魔T的第一主臂4和第二主臂5傳輸給第一天線7和第二天線8，形成兩束窄波束分別入射至被測箱中的第一被測件9和第二被測件10，由第一被測件9和第二被測件10產(chǎn)生的反射波(又稱回波)分別進(jìn)入第一天線7和第二天線8，由于在魔T的第二主臂5與第二天線8之間插入了移相器11，而魔T的第一主臂4與第一天線7之間為一段空波導(dǎo)13，調(diào)節(jié)移相器11的相移量可使兩回波信號(hào)在到達(dá)魔T的第一主臂4和第二主臂5時(shí)相位差為零，即兩回波信號(hào)同相返回魔T的第一主臂4和第二主臂5，合成為一路信號(hào)由魔T的H臂6輸出，進(jìn)入檢波器12，若兩路回波在魔T內(nèi)合成時(shí)有部分信號(hào)串入魔T的E臂3，則將被隔離器2吸收而不會(huì)對(duì)振蕩器造成影響。
當(dāng)?shù)谝槐粶y件9和第二被測件10均滿件時(shí)，則檢波器12輸出電壓最大，記為Uo，max，若第一被測件9或第二被測件10中有一缺件，則檢波器12輸出電壓將減小，在正常包裝下缺一被測件時(shí)檢波器12的輸出電壓僅為Uo，max/2，由此可判斷整箱內(nèi)是否有缺件現(xiàn)象。
本發(fā)明的第二種鋁箔包裝缺件微波檢測儀是由振蕩器1產(chǎn)生的微波信號(hào)經(jīng)隔離器2進(jìn)入折疊魔T的H臂6，被分解為兩路等幅同相信號(hào)分別由魔T的第一主臂4和第二主臂5傳輸給第一天線7和第二天線8，形成兩束窄波束分別入射至被測箱中的第一被測件9和第二被測件10，由第一被測件9和第二被測件10產(chǎn)生的反射波分別進(jìn)入第一天線7和第二天線8，由于在魔T的第二主臂5與第二天線8之間插入了移相器11，而魔T的第一主臂4與第一天線7之間為一段空波導(dǎo)13，調(diào)節(jié)移相器11的相移量使兩回波信號(hào)在到達(dá)魔T的第一主臂4和第二主臂5時(shí)相位差為180°，即兩回波信號(hào)反相返回魔T的第一主臂4和第二主臂5，合成為一路信號(hào)由魔T的E臂3輸出，進(jìn)入檢波器12。
本發(fā)明的第三種鋁箔包裝缺件微波檢測儀是由振蕩器1產(chǎn)生的微波信號(hào)經(jīng)隔離器2進(jìn)入折疊魔T的E臂3，被分解為兩路等幅反相信號(hào)分別由魔T的第一主臂4和第二主臂5傳輸給第一天線7和第二天線8，形成兩束窄波束分別入射至被測箱中的第一被測件9和第二被測件10，由第一被測件9和第二被測件10產(chǎn)生的反射波分別進(jìn)入第一天線7和第二天線8，由于在魔T的第一主臂4與第一天線7之間接入了移相器11，而魔T的第二主臂5與第二天線8之間為一段空波導(dǎo)13，調(diào)節(jié)移相器11的相移量使兩回波信號(hào)在到達(dá)魔T的第一主臂4和第二主臂5時(shí)相位差為零，即兩回波信號(hào)同相返回魔T的第一主臂4和第二主臂5，合成為一路信號(hào)由魔T的H臂6輸出，進(jìn)入檢波器12。
本發(fā)明的第四種鋁箔包裝缺件微波檢測儀是由振蕩器1產(chǎn)生的微波信號(hào)經(jīng)隔離器2進(jìn)入折疊魔T的H臂6，被分解為兩路等幅同相信號(hào)分別由魔T的第一主臂4和第二主臂5傳輸給第一天線7和第二天線8，形成兩束窄波束分別入射至被測箱中的第一被測件9和第二被測件10，由第一被測件9和第二被測件10產(chǎn)生的反射波分別進(jìn)入第一天線7和第二天線8，由于在魔T的第一主臂4與第一天線7之間接入了移相器11，而魔T的第二主臂5與第二天線8之間為一段空波導(dǎo)13，調(diào)節(jié)移相器11的相移量使兩回波信號(hào)在到達(dá)魔T的第一主臂4和第二主臂5時(shí)相位差為180°，即兩回波信號(hào)反相返回魔T的第一主臂4和第二主臂5，合成為一路信號(hào)由魔T的E臂3輸出，進(jìn)入檢波器12。
上述四種檢測儀只是局部連接關(guān)系變化，具有共同的特定技術(shù)特征，符合單一性。按上述所制作的檢測儀，重量約為1Kg，體積約為350×120×40＝1.68×106mm3或200×260×50＝2.6×106mm3。
權(quán)利要求
1.一種鋁箔包裝缺件微波檢測方法，其特征在于步驟如下
首先給微波振蕩器提供偏置電壓使其工作產(chǎn)生特定頻率的微波信號(hào)，該特定頻率值據(jù)被測件的包裝材料確定；
其次，將微波信號(hào)輸入魔T的E臂，信號(hào)經(jīng)魔T的兩主臂輸出由兩天線分別入射到被測件，調(diào)節(jié)天線口徑使各天線波束窄至只照射整包或整箱內(nèi)的單一物件，各天線口徑間距根據(jù)被測件間距而調(diào)至單目標(biāo)探測狀態(tài)；
再次，各天線接收被測件對(duì)入射微波信號(hào)的反射波，調(diào)節(jié)接入魔T兩主臂之一的相移量，使兩反射波信號(hào)經(jīng)魔T的H臂合成相加輸出；
最后，將兩路合成信號(hào)輸入檢波器，據(jù)檢波器輸出電壓U。的大小而判斷被測整箱、整包內(nèi)的缺件現(xiàn)象。
2.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的鋁箔包裝缺件微波檢測方法的檢測儀，其特征在于由振蕩器[1]產(chǎn)生的微波信號(hào)經(jīng)隔離器[2]進(jìn)入折疊魔T的E臂[3]，被分解為兩路等幅反相信號(hào)分別由魔T的第一主臂[4]和第二主臂[5]傳輸給第一天線[7]和第二天線[8]，形成兩束窄波束分別入射至被測箱中的第一被測件[9]和第二被測件[10]，由第一被測件[9]和第二被測件[10]產(chǎn)生的反射波分別進(jìn)入第一天線[7]和第二天線[8]，由于在魔T的第二主臂[5]與第二天線[8]之間插入了移相器[11]，而魔T的第一主臂[4]與第一天線[7]之間為一段空波導(dǎo)[13]，調(diào)節(jié)移相器[11]的相移量使兩回波信號(hào)在到達(dá)魔T的第一主臂[4]和第二主臂[5]時(shí)相位差為零，即兩回波信號(hào)同相返回魔T的第一主臂[4]和第二主臂[5]，合成為一路信號(hào)由魔T的H臂[6]輸出，進(jìn)入檢波器[12]。
3.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的鋁箔包裝缺件微波檢測方法的檢測儀，其特征在于由振蕩器[1]產(chǎn)生的微波信號(hào)經(jīng)隔離器[2]進(jìn)入折疊魔T的H臂[6]，被分解為兩路等幅同相信號(hào)分別由魔T的第一主臂[4]和第二主臂[5]傳輸給第一天線[7]和第二天線[8]，形成兩束窄波束分別入射至被測箱中的第一被測件[9]和第二被測件[10]，由第一被測件[9]和第二被測件[10]產(chǎn)生的反射波分別進(jìn)入第一天線[7]和第二天線[8]，由于在魔T的第二主臂[5]與第二天線[8]之間插入了移相器[11]，而魔T的第一主臂[4]與第一天線[7]之間為一段空波導(dǎo)[13]，調(diào)節(jié)移相器[11]的相移量使兩回波信號(hào)在到達(dá)魔T的第一主臂[4]和第二主臂[5]時(shí)相位差為180°，即兩回波信號(hào)反相返回魔T的第一主臂[4]和第二主臂[5]，合成為一路信號(hào)由魔T的E臂[3]輸出，進(jìn)入檢波器[12]。
4.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的鋁箔包裝缺件微波檢測方法的檢測儀，其特征在于由振蕩器[1]產(chǎn)生的微波信號(hào)經(jīng)隔離器[2]進(jìn)入折疊魔T的E臂[3]，被分解為兩路等幅反相信號(hào)分別由魔T的第一主臂[4]和第二主臂[5]傳輸給第一天線[7]和第二天線[8]，形成兩束窄波束分別入射至被測箱中的第一被測件[9]和第二被測件[10]，由第一被測件[9]和第二被測件[10]產(chǎn)生的反射波分別進(jìn)入第一天線[7]和第二天線[8]，由于在魔T的第一主臂[4]與第一天線[7]之間接入了移相器[11]，而魔T的第二主臂[5]與第二天線[8]之間為一段空波導(dǎo)[13]，調(diào)節(jié)移相器[11]的相移量使兩回波信號(hào)在到達(dá)魔T的第一主臂[4]和第二主臂[5]時(shí)相位差為零，即兩回波信號(hào)同相返回魔T的第一主臂[4]和第二主臂[5]，合成為一路信號(hào)由魔T的H臂[6]輸出，進(jìn)入檢波器[12]。
5.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的鋁箔包裝缺件微波檢測方法的檢測儀，其特征在于由振蕩器[1]產(chǎn)生的微波信號(hào)經(jīng)隔離器[2]進(jìn)入折疊魔T的H臂[6]，被分解為兩路等幅同相信號(hào)分別由魔T的第一主臂[4]和第二主臂[5]傳輸給第一天線[7]和第二天線[8]，形成兩束窄波束分別入射至被測箱中的第一被測件[9]和第二被測件[10]，由第一被測件[9]和第二被測件[10]產(chǎn)生的反射波分別進(jìn)入第一天線[7]和第二天線[8]，由于在魔T的第一主臂[4]與第一天線[7]之間接入了移相器[11]，而魔T的第二主臂[5]與第二天線[8]之間為一段空波導(dǎo)[13]，調(diào)節(jié)移相器[11]的相移量使兩回波信號(hào)在到達(dá)魔T的第一主臂[4]和第二主臂[5]時(shí)相位差為180°，即兩回波信號(hào)反相返回魔T的第一主臂[4]和第二主臂[5]，合成為一路信號(hào)由魔T的E臂[3]輸出，進(jìn)入檢波器[12]。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋁箔包裝缺件微波檢測方法及其檢測儀。該方法是利用特定頻率的微波信號(hào)對(duì)不同物件的反射和透射特性，通過檢測回波信號(hào)的幅相特性判別整箱整包內(nèi)物品的缺件現(xiàn)象，以適當(dāng)?shù)碾娦盘?hào)輸出來判斷是否缺件。該檢測儀的振蕩器的信號(hào)經(jīng)隔離器進(jìn)入魔T的E臂，被分解為兩路等幅反相信號(hào)分別由魔T的兩個(gè)主臂傳輸給兩個(gè)天線，形成兩束窄波束分別入射至被測箱中的兩個(gè)被測件，由兩個(gè)被測件產(chǎn)生的反射波進(jìn)入兩個(gè)天線，由于在魔T的一個(gè)主臂與天線之間為移相器，而另一個(gè)主臂與天線之間為空波導(dǎo)，調(diào)節(jié)移相器的相移量使兩回波信號(hào)同相返回魔T的兩個(gè)主臂，合成一路信號(hào)由魔T的H臂輸出，進(jìn)入檢波器。本發(fā)明檢測精確、攜帶輕便、無輻射和噪音公害。
文檔編號(hào)G01N22/02GK101363805SQ200710025568
公開日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2007年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月7日
發(fā)明者顧繼慧, 陽 江 申請(qǐng)人:南京理工大學(xué)