全文摘要
本实用新型涉及一种在线检测啤酒灌装过程瓶内压力和温度的装置，其包括：支撑结构以及嵌入式压力温度检测模块；嵌入式压力温度检测模块中，温度传感器用于检测瓶身内的温度变化信号，经桥式测温和信号放大电路放大后发送到数据处理及存储模块；压力传感器用于检测瓶身内的压力变化信号，经信号放大电路放大后发送到数据处理及存储模块；数据处理及存储模块通过无线通信模块与上位机相连；供电模块用于供电。本实用新型可以广泛应用于自动化生产在线检测领域。
主设计要求
1.一种在线检测啤酒灌装过程瓶内压力和温度的装置，其特征在于：其包括：支撑结构以及设置在所述支撑结构上的嵌入式压力温度检测模块；所述嵌入式压力温度检测模块包括温度传感器、压力传感器、数据处理及存储模块、无线通信模块、桥式测温和信号放大电路、信号放大电路、供电模块；所述温度传感器用于检测瓶身内的温度变化信号，经所述桥式测温和信号放大电路放大后发送到所述数据处理及存储模块；所述压力传感器用于检测瓶身内的压力变化信号，经所述信号放大电路放大后发送到所述数据处理及存储模块；所述数据处理及存储模块通过所述无线通信模块与上位机相连；所述供电模块用于为上述各部件提供恒压、恒流的电能。
设计方案
1.一种在线检测啤酒灌装过程瓶内压力和温度的装置，其特征在于：其包括：支撑结构以及设置在所述支撑结构上的嵌入式压力温度检测模块；
所述嵌入式压力温度检测模块包括温度传感器、压力传感器、数据处理及存储模块、无线通信模块、桥式测温和信号放大电路、信号放大电路、供电模块；
所述温度传感器用于检测瓶身内的温度变化信号，经所述桥式测温和信号放大电路放大后发送到所述数据处理及存储模块；
所述压力传感器用于检测瓶身内的压力变化信号，经所述信号放大电路放大后发送到所述数据处理及存储模块；
所述数据处理及存储模块通过所述无线通信模块与上位机相连；
所述供电模块用于为上述各部件提供恒压、恒流的电能。
2.如权利要求1所述的一种在线检测啤酒灌装过程瓶内压力和温度的装置，其特征在于：所述数据处理及存储模块包括第一、第二两12位模数转换单元、MCU单元、串口通信单元、供电单元、SPI接口单元和数据存储FLASH单元；
所述第一12位模数转换单元用于对接收到的温度变化信号进行模数转换，并发送到所述MCU单元；
所述第二12位模数转换单元用于对接收到的压力变化信号进行模数转换，并发送到所述MCU单元；
所述MCU单元通过所述SPI接口单元将数据发送到所述数据存储FLASH单元进行存储，通过所述串口通信单元将数据发送到所述无线通信模块进而发送到所述上位机；
所述供电单元用于与所述供电模块相连，为整个数据处理及存储模块供电。
3.如权利要求1所述的一种在线检测啤酒灌装过程瓶内压力和温度的装置，其特征在于：所述供电模块包括锂电池充放电电路、LDO-3.3V模块、传感器恒流恒压源和无线电池充电模块；
所述锂电池充放电电路通过导线分别与所述LDO-3.3V模块和传感器恒流恒压源相连；
所述LDO-3.3V模块将所述锂电池充放电电路提供的电能转换为恒压、恒流的电能后为所述数据处理及存储模块供电；
所述传感器恒流恒压源将所述锂电池及电源充放电路提供的电能转换为恒压、恒流的电能后为所述压力传感器和温度传感器供电；
所述无线电池充电模块用于为所述锂电池充放电电路进行无线充电。
4.如权利要求1所述的一种在线检测啤酒灌装过程瓶内压力和温度的装置，其特征在于：所述支撑结构包括支撑架、三角支撑腿和支撑柱；所述支撑架设置在所述支撑柱的中上部，三个所述支撑腿上端沿圆周可活动地设置在所述支撑架上构成三角支撑架，各所述支撑腿下端设置有便于静置在啤酒瓶底部的圆盘底座。
5.如权利要求1所述的一种在线检测啤酒灌装过程瓶内压力和温度的装置，其特征在于：所述温度传感器距离瓶底的距离为10mm。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种在线检测啤酒灌装过程瓶内压力和温度的装置，属于自动化生产在线检测领域。
背景技术
啤酒行业在生产过程中一直以来存在两项重大课题，生产过程中增氧的控制与降低生产过程中热负荷，对于市场上日趋提升的高品质诉求，达到批批精品、瓶瓶精品的质量目标，是啤酒行业的一步工作重点。针对以上现存问题，达到以上诉求，提升现场过程关键控制点的系统性的全方位监控是首要任务。
关于氧气的控制就需依靠灌酒机抽真空效果及灌酒机密封性的有效控制，在保证灌酒机密封完整的基础上保持较高的真空度和抽真空时间可以使得瓶装啤酒增氧量最低，最终控制瓶装啤酒更低的总氧水平。而实际在车间灌装生产时，灌酒机一般有80—180个灌装头，灌装速度在2—6万瓶\/小时，由于它是快速运动装置，所以其机械滑动配合及密封橡胶件都随时可能会出现问题，肉眼可以直接观察的是抽真空压条磨损、回气管弯曲畸变、分流伞损害，肉眼不能直接观察的故障如真空阀易损件、泄压阀易损件、对中罩易损件老化磨损等情况，都会影响灌装机的抽真空效率。之前都用普通机械式测量瓶，由于普通机械式测量瓶只能当灌装机处于极慢速工作情况下，肉眼观察瓶身上压力表的数值变化，既不方便，也不能精准反应瓶内真空度的变化，存在较大测量偏差。
关于杀菌温度的控制就需要对酒瓶内温度控制点以及温度的精确控制。有以下计算公式：
60℃为杀菌温度1分钟1PU(1个PU值定义为60℃保持1分钟引起的灭菌效应)，每提高7℃则PU值提高10倍；
60℃以上PU值为致死PU值；
50℃以上PU值为总PU值；
50℃以下PU值可以忽略不计；
所以对温度的控制以及温度采集控制点的选择及其重要，按照“大循环对流导热”理论，啤酒温度的传热应该很快，与外部喷淋水温度变化曲线类似，而实际情况中两者相差较大，实际喷淋水随着温度变化呈阶梯式上升，而啤酒温度则是一个十分平滑的上升曲线、并没有呈阶梯式上升，且滞后于喷淋水的水温。这是因为没有考虑啤酒处在一个完全密闭的环境中，密封是否完好对温场影响较大。
另外，以往对啤酒温度进行采集时，依靠的都是体积较大的仪器跟随酒瓶进入杀菌机，但是体积较大的仪器无法还原杀菌机内瓶与瓶的真实松紧程度，受热传学影响给瓶内PU值测量带来较大偏差，尤其出现停机时测量PU值与真实值偏差增大。并且原有测量PU值仪器的温度传感器放置方式需要对啤酒盖进行穿刺后置入啤酒瓶内，操作复杂，而且容易找不到合适的位置，同时也会破坏酒瓶的密封性，给测量带来偏差，使测试PU值结果对实际生产管控带来负面影响。
发明内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种在线检测啤酒灌装过程瓶内压力和温度的装置，能够准确测量瓶内温度和压力的变化，提升工艺管理精度、实现系统性标准化过程关键控制。
为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种在线检测啤酒灌装过程瓶内压力和温度的装置，其包括：支撑结构以及设置在所述支撑结构上的嵌入式压力温度检测模块；所述嵌入式压力温度检测模块包括温度传感器、压力传感器、数据处理及存储模块、无线通信模块、桥式测温和信号放大电路、信号放大电路、供电模块；所述温度传感器用于检测瓶身内的温度变化信号，经所述桥式测温和信号放大电路放大后发送到所述数据处理及存储模块；所述压力传感器用于检测瓶身内的压力变化信号，经所述信号放大电路放大后发送到所述数据处理及存储模块；所述数据处理及存储模块通过所述无线通信模块与所述上位机相连；所述供电模块用于为上述各部件提供恒压、恒流的电能。
进一步地，所述数据处理及存储模块包括第一、第二两12位模数转换单元、MCU单元、串口通信单元、供电单元、SPI接口单元和数据存储FLASH单元；所述第一12位模数转换单元用于对接收到的温度变化信号进行模数转换，并发送到所述MCU单元；所述第二12位模数转换单元用于对接收到的压力变化信号进行模数转换，并发送到所述MCU单元；所述MCU单元通过所述SPI接口单元将数据发送到所述数据存储FLASH单元进行存储，通过所述串口通信单元将数据发送到所述无线通信模块进而发送到所述上位机；所述供电单元用于与所述供电模块相连，为整个数据处理及存储模块供电。
进一步地，所述供电模块包括锂电池充放电电路、LDO-3.3V模块、传感器恒流恒压源和无线电池充电模块；所述锂电池充放电电路通过导线分别与所述LDO-3.3V模块和传感器恒流恒压源相连；所述LDO-3.3V模块将所述锂电池充放电电路提供的电能转换为恒压、恒流的电能后为所述数据处理及存储模块供电；所述传感器恒流恒压源将所述锂电池及电源充放电路提供的电能转换为恒压、恒流的电能后为所述压力传感器和温度传感器供电；所述无线电池充电模块用于为所述锂电池充放电电路进行无线充电。
进一步地，所述支撑结构包括支撑架、三角支撑腿和支撑柱；所述支撑架设置在所述支撑柱的中上部，三个所述支撑腿上端沿圆周可活动地设置在所述支撑架上构成三角支撑架，各所述支撑腿下端设置有便于静置在啤酒瓶底部的圆盘底座。
进一步地，所述温度传感器距离瓶底的距离为10mm。
本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型采用内置高精度气压传感器和高灵敏度温度传感器以及高速数据采集存储单元，有效的解决了精确观测正常工作状态下灌装机的抽真空系统的工作曲线难题，完成灌装阀真空系统的诊断与精准标定。2、本实用新型能够有效的采集了瓶内控制点温度的数据，进而修正杀菌机的温度控制，可以辅助阀位排故，为生产维修阀头和其他真空系统器件起到重要的指导作用。3、本实用新型的在线检测啤酒灌装过程瓶内压力和温度的系统体积小巧，能够顺利的放入酒瓶，使得对数据的采集更加精确。因而，本实用新型可以广泛应用于自动化生产在线检测领域。
附图说明
图1是本实用新型在线检测啤酒灌装过程瓶内压力和温度的电路结构图；
图2是本实用新型在线检测啤酒灌装过程瓶内压力和温度的装置结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
如图1、图2所示，本实用新型提供的一种在线检测啤酒灌装过程瓶内压力和温度的装置，其包括：支撑结构1以及设置在支撑结构1上的嵌入式压力温度检测模块2。
其中，支撑结构1包括支撑架11、三角支撑腿12以及支撑柱13。支撑架11设置在支撑柱13的中上部，三个支撑腿12上端沿圆周可活动地设置在支撑架11上构成三角支撑架，各支撑腿12下端设置有便于静置在啤酒瓶底部的圆盘底座14。
嵌入式压力温度检测模块2包括(各模块在支撑结构上的顺序可根据实际情况进行调整，本实用新型仅以图2中为例进行介绍，但不限于此)温度传感器21、压力传感器22、数据处理及存储模块23、无线通信模块24、桥式测温和信号放大电路25、信号放大电路26和供电模块27。温度传感器21用于检测瓶身内的温度变化信号，经桥式测温和信号放大电路25放大后发送到数据处理及存储模块23；压力传感器22用于检测瓶身内的压力变化信号，经信号放大电路26放大后发送到数据处理及存储模块23；数据处理及存储模块23对接收到的温度变化信号和压力变化信号进行处理后，通过无线通信模块24发送到上位机，上位机根据接收的温度和压力信号计算最低真空度值、单次抽真空的时间、两次抽真空的时间间隔，并计算温度曲线的最低点，判断温度曲线是否符合要求，生成相应控制信号并发送给已有抽真空系统或杀菌机，同时控制压力传感器22和温度传感器21的采样间隔时间以及数据处理及存储模块23的通信频率选择。供电模块27用于为上述各部件提供恒压、恒流的电能。
数据处理及存储模块23包括第一、第二两12位模数转换单元231、232、MCU单元233、串口通信单元234、供电单元235、SPI接口单元236和数据存储FLASH单元237。其中，第一12位模数转换单元231用于对接收到的温度变化信号进行模数转换，并发送到MCU单元233；第二12位模数转换单元232用于对接收到的压力变化信号进行模数转换，并发送到MCU单元233；MCU单元233用于根据接收到的温度和压力信号生成温度压力曲线，并将处理后的数据通过SPI接口单元236发送到数据存储FLASH单元237进行存储，通过串口通信单元234发送到无线通信模块26进而发送到上位机；供电单元235用于与供电模块29相连，为整个数据处理及存储模块23供电。
供电模块27包括锂电池充放电电路271、LDO-3.3V模块272、传感器恒流恒压源273和无线电池充电模块274。其中，锂电池充放电电路271通过导线分别与LDO-3.3V模块272和传感器恒流恒压源273相连，LDO-3.3V模块272将锂电池充放电电路271提供的电能转换为恒压、恒流的电能后为数据处理及存储模块23供电；传感器恒流恒压源273将锂电池及电源充放电路271提供的电能转换为恒压、恒流的电能后为压力传感器22和温度传感器21供电；无线电池充电模块294用于为锂电池充放电电路271进行无线充电。
进一步地，支撑结构1中，三个支撑腿12的高度可以根据不同瓶型进行调整。
进一步地，嵌入式压力温度检测模块2中，温度传感器21距瓶底的距离优选为10mm。
本实用新型的使用方法，包括以下步骤：
1)将支撑结构和嵌入式压力温度检测模块放入灌装机前的待入空瓶中，并在空瓶上做上记号，放入时应使得温度传感器位于空瓶底部，并将三角支撑腿撑开，使得整个装置依靠自身重量静置在空瓶内；
2)以正常速度使得该空瓶进入酒机灌装机和压盖机，之后进入杀菌机，杀菌后从后道取出，灌装过程中嵌入式压力温度检测模块实时对瓶内的温度和压力进行检测；
3)取出后，打开啤酒盖，倒掉啤酒，取出支撑结构和嵌入式压力温度检测模块，通过适配器将嵌入式压力温度检测模块连接到上位机，由上位机读取温度和压力检测信息。
上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920008649.6
申请日:2019-01-03
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:11(北京)
授权编号:CN209230674U
授权时间:20190809
主分类号:G01D 21/02
专利分类号:G01D21/02;B67C3/22;G08C17/02
范畴分类:31C;
申请人:北京燕京啤酒股份有限公司
第一申请人:北京燕京啤酒股份有限公司
申请人地址:101399 北京市顺义区双河路9号
发明人:王付杰
第一发明人:王付杰
当前权利人:北京燕京啤酒股份有限公司
代理人:徐宁;孙楠
代理机构:11245
代理机构编号:北京纪凯知识产权代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计