本发明涉及一种保温杯真空度检测装置和方法，尤其涉及了一种采用红外相机来检测保温杯真空度的装置和方法，用于保温杯保温效果的自动检测。
背景技术：
在保温杯生产线上，保温杯的真空层制作完成后，需要对其进行保温效果的检测。目前，大多数保温杯厂商都采用人工检测，先向保温杯里注满热气，然后通过人的双手的感觉来判断保温杯的保温效果。由于人的主观因素，特别是人在长时间工作后，容易出现肌肉疲劳、感觉疲劳，导致生产效率低下，质量不稳定等问题。
技术实现要素：
为了解决保温杯生产过程中温度检测不准确、工作效率低、主观判断误差影响大的问题，本发明提供了一种基于红外相机检测保温杯真空度的装置和方法，避免了保温杯生产过程中人为主观因素的干扰，通过建立红外温度与真空度之间的关系模型，利用红外相机拍摄注满热气的保温杯的表面，由数据采集处理装置进行红外图像处理与识别，获取保温杯表面的温度分布，根据建立的模型，比对得到保温杯的真空度，从而能够判断保温杯的保温效果，实现了保温杯检测的自动化，提高了生产线上的工作效率。
本发明的具体实施方案如下：
一、一种基于红外相机检测保温杯真空度的装置：
装置包括传送带、热气产生及回收装置、小型气泵、暗室、红外相机和推料机构；传送带上放置保温杯，保温杯沿传送带运输；传送带入口侧旁设有热气产生及回收装置，热气产生及回收装置的出口端连接热气输入管道的一端，热气输入管道另一端延伸到传送带入口侧所运输的保温杯杯口上方；传送带中部旁设有小型气泵，热气产生及回收装置的入口端经热气回流管道和小型气泵的输出口连通，小型气泵的输入口和热气回收管道的一端连接，热气回收管道的另一端延伸到传送带出口侧所运输的保温杯杯口上方；传送带出口侧的两旁分别设有固定板和二次检测栏，传送带出口侧前下方设有成品栏，固定板上安装有推料机构，推料机构用于将传送带出口侧所运输的保温杯推下到二次检测栏中；传送带中部上方设有暗室，暗室内安装有红外相机。
两个所述红外相机分别安装在暗室内壁的两侧，红外相机探测端水平朝向传送带上所运输的保温杯。
所述的传送带的传送轮连接步进电机，由步进电机带动传送带运行。
所述的固定板上还安装有数据采集处理装置，数据采集处理装置分别连接到红外相机和推料机构。
所述的成品栏装载真空度合格的保温杯；所述的二次检测栏装载真空度不合格的保温杯。
二、一种基于红外相机检测真空度筛选保温杯的方法：热气输入管道前的传送带入口侧的保温杯为未注入热气的保温杯，热气产生及回收装置产生的热气通过热气输入管道注入到传送带入口侧的未注入热气的保温杯内形成正在注入热气的保温杯，经过热气产生及回收装置注入热气后的保温杯作为注入热气完成的保温杯；注入热气完成的保温杯经传送带运输进入暗室，通过暗室内的红外相机拍摄保温杯红外图像，并将保温杯红外图像传输到数据采集处理装置中，数据采集处理装置对保温杯红外图像进行分析处理，得到注入热气完成的保温杯的表面温度，再根据已建立的关系模型处理计算得到注入热气完成的保温杯的真空度，判断真空度是否符合检测要求从而产生控制信号发送到推料机构；经红外相机拍摄后的保温杯在经传送带运输出暗室，小型气泵通过热气回收管道吸收料机构侧旁的保温杯中的热气，形成正在回收热气的保温杯，小型气泵将吸收的热气经热气回流管道重新注入到热气产生及回收装置中，实现对热气的重复利用；经过小型气泵吸收热气后的热气回收完成的保温杯再经传送带运输到达推料机构侧旁，推料机构接收数据采集处理装置的控制信号进行是否推动保温杯到二次检测栏的动作，从而实现红外检测保温杯真空度进而筛选保温杯的过程。
对于被数据采集处理装置判断为真空度合格的保温杯，在到达推料机构侧旁时，推料机构不工作推动，真空度合格的保温杯经传送带运输自然下落到成品栏；对于被数据采集处理装置判断为真空度不合格的保温杯，在到达推料机构侧旁时，推料机构工作推动下落到二次检测栏。
本发明的有益效果为：
本发明装置可以代替手工检测保温杯，避免了主观因素的干扰，客观准确的获取保温杯的保温效果，提高保温杯成品生产的可靠性，大大提高了保温杯的生产的效率，并且装置内还有热气回收装置，降低了成本与能耗。
本发明采用红外相机检测保温杯的真空度，并通过红外图像处理识别，建立红外温度与真空度的关系模型，通过实际温度比对得到保温杯真空度，避免了主观、不确定的测量因素，能够客观的得到保温杯真空度，从而可以准确识别出保温杯的保温效果。采用推料装置代替人工筛选，安全快捷，提高了保温杯产线上的工作效率。
附图说明
图1为本发明装置的整体结构示意图。
图2为本发明装置的斜侧示意图。
图3为本发明装置暗室剖面图。
图4为本发明装置的俯视图。
图中：1.传送带、2.步进电机、3.热气产生及回收装置、4.热气输入管道、5.小型气泵、6.暗室、7.热气回收管道、8.推料机构、9.数据采集处理装置、10.二次检测栏、11.成品栏；12.未注入热气的保温杯、13.正在注入热气的保温杯、14.注入热气完成的保温杯、15.正在回收热气的保温杯、16.热气回收完成的保温杯；17.红外相机、18.热气回流管道、19.固定板、20.真空度不合格的保温杯、21.真空度合格的保温杯。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便清晰地理解本发明。需要指出的是，这里只指出本发明的主要内容，一些已知的功能和详细描述在这里将忽略。
如图1-图4所示，具体实施的装置包括传送带1、热气产生及回收装置3、小型气泵5、暗室6、红外相机17和推料机构8；传送带1上放置保温杯，保温杯沿传送带1运输；传送带1入口侧旁设有热气产生及回收装置3，热气产生及回收装置3的出口端连接热气输入管道4的一端，热气输入管道4另一端延伸到传送带1入口侧所运输的保温杯杯口上方；传送带1中部旁设有小型气泵5，热气产生及回收装置3的入口端经热气回流管道18和小型气泵5的输出口连通，小型气泵5的输入口和热气回收管道7的一端连接，热气回收管道7的另一端延伸到传送带1出口侧所运输的保温杯杯口上方；
传送带1出口侧的两旁分别设有固定板19和二次检测栏10，传送带1出口侧前下方设有成品栏11，固定板19上安装有推料机构8，推料机构8用于将传送带1出口侧所运输的保温杯推下到二次检测栏10中，传送带1上所运输的保温杯自然输送到传送带1出口端后下落到成品栏11中；传送带1中部上方设有暗室6，暗室6内安装有红外相机17。
推料机构8通过螺丝固定于(传送带)固定板19上，成品栏11放置于传送带1的末端，二次检测栏10放置于推料机构8的正对侧。
两个红外相机17分别安装在暗室6内壁的两侧，红外相机17探测端水平朝向传送带1上所运输的保温杯。
传送带1的传送轮连接步进电机2，由步进电机2带动传送带1运行。
如图2和图4所示，固定板19上还安装有数据采集处理装置9，数据采集处理装置9分别连接到红外相机17和推料机构8，推料机构8通过数据采集处理装置9内的plc控制器控制。红外相机17所采集的红外图像输入到数据采集处理装置9，经由数据采集处理装置9内部的第三方软件数据处理获得保温杯的真空度，并判断保温杯的真空度是否合格，进而控制推料机构8将真空度不合格的保温杯推下到二次检测栏10。
数据采集处理装置9可以为计算机。
本发明具体实施中，红外相机采集的红外图像检测保温杯的表面温度t，根据建立的关系模型c＝kt b得到保温杯的真空度，从而代替手工完成保温杯保温效果的检测，避免了主观因素的干扰，准确高效。
成品栏11装载真空度合格的保温杯21；二次检测栏10装载真空度不合格的保温杯20。
暗室6固定于传送带1上方，能够较好的避免环境光源对红外相机17的干扰。
本发明的具体实施工作过程是：
热气输入管道4前的传送带1入口侧的保温杯为未注入热气的保温杯12，热气产生及回收装置3产生的热气通过热气输入管道4注入到传送带1入口侧的未注入热气的保温杯12内形成正在注入热气的保温杯13，经过热气产生及回收装置3注入热气后的保温杯作为注入热气完成的保温杯14；
注入热气完成的保温杯14经传送带1运输进入暗室6，通过暗室6内的红外相机17拍摄保温杯红外图像，并将保温杯红外图像传输到数据采集处理装置9中，数据采集处理装置9对保温杯红外图像进行分析处理，得到注入热气完成的保温杯14的表面温度，再根据已建立的关系模型处理计算得到注入热气完成的保温杯14的真空度，判断真空度是否符合检测要求从而产生控制信号发送到推料机构8；
经红外相机17拍摄后的保温杯在经传送带1运输出暗室6，小型气泵5通过热气回收管道7吸收料机构8侧旁的保温杯中的热气，形成正在回收热气的保温杯15，小型气泵5将吸收的热气经热气回流管道18重新注入到热气产生及回收装置3中，实现对热气的重复利用；
经过小型气泵5吸收热气后的热气回收完成的保温杯16再经传送带1运输到达推料机构8侧旁，推料机构8接收数据采集处理装置9的控制信号进行是否推动保温杯到二次检测栏10的动作，推料机构8完成保温杯真空度的筛选工作，从而实现红外检测保温杯真空度进而筛选保温杯的过程，并且实现了热气的回收利用。
对于被数据采集处理装置9判断为真空度合格的保温杯21，在到达推料机构8侧旁时，推料机构8不工作推动，真空度合格的保温杯21经传送带1运输自然下落到成品栏11；对于被数据采集处理装置9判断为真空度不合格的保温杯20，在到达推料机构8侧旁时，推料机构8工作推动下落到二次检测栏10。
暗室6内左右两侧各安装一个红外相机7，红外相机能够拍摄提取保温杯表面两侧温度分布情况并通过数据线将数据传送到位于(传送带)固定板上方的数据采集处理装置内。
具体实施中，数据采集处理装置9内已经建立红外温度与真空度之间的关系模型。具体模型为通过事先实验多次测得保温杯的表面温度t和对应的真空度c，两者之间为线性关系，则真空度c可用关系式c＝kt b用表面温度t来描述，其中k，b为常数。数据采集处理装置9接收红外相机拍摄的图像数据，通过建立的模型，将接收到红外相机传输的红外辐射转换成电信号，再根据电信号的大小，用灰度等级来显示，再通过判断保温杯表面灰度等级计算出保温杯表面的温度分布情况，根据建立的模型，比对出保温杯的真空度，然后数据采集处理装置9接收红外相机拍摄的图像数据，将接收到红外相机传输的红外辐射转换成电信号，再根据电信号的大小，用灰度等级来显示，再通过判断保温杯表面灰度等级计算出保温杯表面温度t，根据建立的模型c＝kt b，计算得出保温杯的真空度c，从而判断保温杯真空度是否符合检测要求，再将检测结果通过数据线输出到位于(传送带)固定板上的推料机构，推料机构由数据采集处理装置控制。保温杯通过传送带的传动，离开暗室，此时位于热气回收装置右侧的小型气泵开始工作，通过热气回收管道及热气回流管道将离开暗室的保温杯内的热气回收至热气产生及回收装置内。
通过控制推料机构完成对回收完热气的保温杯的筛选工作，将不符合检测标准的保温杯推至二次检测栏内，符合检测标准的保温杯通过传送带的正常传动，进入成品栏内。
本发明实施例过程如下：
1、热气产生回收及回收装置3产生100摄氏度的热气通过热气输入管道4注入正在注入热气的保温杯13中，同时步进电机2转动带动传送带1传动。
2、注入热气完成的保温杯14随着传送带1的传动，进入暗室6内，注入热气完成的保温杯14在暗室6内的时间内，暗室6内两侧红外相机17获得数据，并通过数据线将数据输入到数据采集处理装置9中，数据采集处理装置9进行红外图像处理与识别，根据建立的模型和处理得到的实际温度，比对计算出保温杯的真空度，数据采集处理装置9进行红外图像处理与识别，根据建立的模型c＝kt b和处理得到的实际表面温度t，比对计算出保温杯的真空度c，注入热气完成的保温杯14的数据读取完成，热气产生及回收装置3准备回收热气过程，推料机构8完成对热气回收完成的保温杯16筛选工作。
3、当注入热气完成的保温杯14离开暗室6后，小型气泵5开始工作，通过热气回收管道7将正在回收热气的保温杯15内的热气传入小型气泵5，并且随即通过热气回流管道18将热气重新注入热气产生及回收装置3中。
4、热气回收完成的保温杯16随着传送带1的传动，当传送到推料机构8所对的工位时，由数据采集处理装置9内plc控制器控制的推料机构8对热气回收完成的保温杯16进行筛选，其筛选过程为根据数据采集处理装置9内plc控制器的指令将真空度不合格的保温杯20推至二次检测栏10内，一个真空度不合格的保温杯20推动一次，推完后推料机构8恢复至原位；对于真空度合格的保温杯21，推料机构8不执行操作，真空度合格的保温杯21随着传送带1的传动自动落入成品栏11内，完成筛选工作。
由此可见，本发明所述的装置，能够获取保温杯表面的温度数据并根据建立的模型比对得到保温杯的真空度，并且自动的完成对保温杯保温效果的筛选，大大提高了保温杯的生产效率。
1.一种基于红外相机检测保温杯真空度的装置，其特征在于：包括传送带(1)、热气产生及回收装置(3)、小型气泵(5)、暗室(6)、红外相机(17)和推料机构(8)；传送带(1)上放置保温杯，保温杯沿传送带(1)运输；传送带(1)入口侧旁设有热气产生及回收装置(3)，热气产生及回收装置(3)的出口端连接热气输入管道(4)的一端，热气输入管道(4)另一端延伸到传送带(1)入口侧所运输的保温杯杯口；传送带(1)中部旁设有小型气泵(5)，热气产生及回收装置(3)的入口端经热气回流管道(18)和小型气泵(5)的输出口连通，小型气泵(5)的输入口和热气回收管道(7)的一端连接，热气回收管道(7)的另一端延伸到传送带(1)出口侧所运输的保温杯杯口；传送带(1)出口侧的两旁分别设有固定板(19)和二次检测栏(10)，传送带(1)出口侧前下方设有成品栏(11)，固定板(19)上安装有推料机构(8)，推料机构(8)用于将传送带(1)出口侧所运输的保温杯推下到二次检测栏(10)中；传送带(1)中部上方设有暗室(6)，暗室(6)内安装有红外相机(17)。
2.根据权利要求1所述的一种基于红外相机检测保温杯真空度的装置，其特征在于：两个所述红外相机(17)分别安装在暗室(6)内壁的两侧，红外相机(17)探测端水平朝向传送带(1)上所运输的保温杯。
3.根据权利要求1所述的一种基于红外相机检测保温杯真空度的装置，其特征在于：所述的传送带(1)的传送轮连接步进电机(2)，由步进电机(2)带动传送带(1)运行。
4.根据权利要求1所述的一种基于红外相机检测保温杯真空度的装置，其特征在于：所述的固定板(19)上还安装有数据采集处理装置(9)，数据采集处理装置(9)分别连接到红外相机(17)和推料机构(8)。
5.根据权利要求1所述的一种基于红外相机检测保温杯真空度的装置，其特征在于：所述的成品栏(11)装载真空度合格的保温杯(21)；所述的二次检测栏(10)装载真空度不合格的保温杯(20)。
6.应用于权利要求1所述装置的一种基于红外相机检测真空度筛选保温杯的方法，其特征在于：热气输入管道(4)前的传送带(1)入口侧的保温杯为未注入热气的保温杯(12)，热气产生及回收装置(3)产生的热气通过热气输入管道(4)注入到传送带(1)入口侧的未注入热气的保温杯(12)内形成正在注入热气的保温杯(13)，经过热气产生及回收装置(3)注入热气后的保温杯作为注入热气完成的保温杯(14)；
注入热气完成的保温杯(14)经传送带(1)运输进入暗室(6)，通过暗室(6)内的红外相机(17)拍摄保温杯红外图像，并将保温杯红外图像传输到数据采集处理装置(9)中，数据采集处理装置(9)对保温杯红外图像进行分析处理，得到注入热气完成的保温杯(14)的表面温度，再根据已建立的关系模型处理计算得到注入热气完成的保温杯(14)的真空度，判断真空度是否符合检测要求从而产生控制信号发送到推料机构(8)；
经红外相机(17)拍摄后的保温杯在经传送带(1)运输出暗室(6)，小型气泵(5)通过热气回收管道(7)吸收料机构(8)侧旁的保温杯中的热气，形成正在回收热气的保温杯(15)，小型气泵(5)将吸收的热气经热气回流管道(18)重新注入到热气产生及回收装置(3)中，实现对热气的重复利用；
经过小型气泵(5)吸收热气后的热气回收完成的保温杯(16)再经传送带(1)运输到达推料机构(8)侧旁，推料机构(8)接收数据采集处理装置(9)的控制信号进行是否推动保温杯到二次检测栏(10)的动作，从而实现红外检测保温杯真空度进而筛选保温杯的过程。
7.根据权利要求6所述的一种基于红外相机检测真空度筛选保温杯的方法，其特征在于：对于被数据采集处理装置(9)判断为真空度合格的保温杯(21)，在到达推料机构(8)侧旁时，推料机构(8)不工作推动，真空度合格的保温杯(21)经传送带(1)运输自然下落到成品栏(11)；对于被数据采集处理装置(9)判断为真空度不合格的保温杯(20)，在到达推料机构(8)侧旁时，推料机构(8)工作推动下落到二次检测栏(10)。
技术总结