灌装机在线称重流程初探

一、引言

灌装机在线称量有两套相同的质量检测装置。每套质量检测装置均设有称重传感器、质量检测台，以及由伺服运动控制器控制的取瓶夹钳、取瓶旋转主轴和主轴升降机构；称重传感器获得电信号后，输出给在线质量校准控制器，在线质量校准控制器输出实测质量信号及误差信号，并对定量填充系统的填充量进行在线质量校准。

传感器是在线称量技术的核心部件，被誉为“信息装备的特种元件”，是信息技术的三大产业支柱之一，并且是一项适应我国先进生产力发展要求的高技术，是目前我国信息产业发展的重点基础类新型的产业。但是我国目前的传感技术产业现状远远不能满足国内市场的需要。据统计，2003年我国用的270万台套压力传感器中，进口的传感器约占了70%，用汇额约30亿美元以上。国产化的压力传感器仅占20%，而全部采用国内技术生产的传感器却只占了极少的10%的风份额。我国在环境保护中使用的毒性气体传感器有20万套左右，同样令人遗憾的是进口产品占78%；还有农业及工业用二氧化碳传感器几乎全部依靠进口；而汽车电子用传感器就跟不用说了，除低档车用一些温度、转速、位置、压力传感器国产外，其余的全部靠引进，占到市场总额的90%。

二、在线称重的流程

灌装机在线称量的工艺流程有两套相同的在线称量过程和在线质量校准过程组成。两套相同的在线称量过程一是对传送机构上灌装前的西林瓶进行抓取称重后放回，二是对灌装后的西林瓶进行抓取称重后放回。经过在线称量系统计算分析，并将灌装误差反馈至灌装机构，进行装量的在线调整。其工作原理如图1所示，共由36个传感器，18个电机共同完成这个过程。

图1 在线称量工作原理示意图

灌装前在线称量流程：当灌装前位置检测装置检测到灌装前西林瓶的到位检测信号时，传送带传送暂停，主轴升降机构电机将取瓶旋转主轴降到位后，取瓶夹钳夹紧灌装前西林瓶再升到位，传送带传送启动，取瓶旋转主轴转送灌装前西林瓶至质量检测台上面，取瓶旋转主轴降到位，取瓶夹钳松放灌装前西林瓶到位后，进行质量检测并输出灌装前西林瓶实测质量输入信号。接着取瓶夹钳夹紧灌装前西林瓶，取瓶旋转主轴升到位，转动，转送灌装前西林瓶至传送带，传送带传送暂停，取瓶旋转主轴降到位，取瓶夹钳松放灌装前西林瓶，取瓶旋转主轴升起，传送带传送启动，完成一次灌装前质量检测动作，并如此反复。

灌装后在线称量流程：当灌装后位置检测装置检测到灌装后西林瓶的到位检测信号时，传送带传送暂停，主轴升降机构电机将取瓶旋转主轴降到位后，取瓶夹钳夹紧灌装后西林瓶再升到位，传送带传送启动。取瓶旋转主轴转送灌装后西林瓶至质量检测台上面，取瓶旋转主轴降到位，取瓶夹钳松放灌装后西林瓶到位后，进行质量检测并输出灌装后西林瓶实测质量输入信号。接着取瓶夹钳夹紧灌装后西林瓶，取瓶旋转主轴升到位，转动，转送灌装后西林瓶至传送带，传送带传送暂停，取瓶旋转主轴降到位，取瓶夹钳松放灌装后西林瓶，取瓶旋转主轴升起，传送带传送启动，完成一次灌装后质量检测动作，并如此反复。

在线称量校准过程是：当灌装前位置检测装置检测到灌装西林瓶的到位检测信号后，灌装前质量检测装置就对灌装前西林瓶自动完成一次质量检测动作，实施质量检测并输出灌装前西林瓶的实测质量输入信号。 灌装前西林瓶在传送带上通过定量灌装系统同步灌装，待灌装后位置检测装置检测到灌装后西林瓶的到位检测信号后，灌装后质量检测装置对灌装后西林瓶自动完成一次质量检测动作，实施质量检测并输出灌装后西林瓶的实测质量输入信号。在线质量校准控制器中的模拟量输入模块接收灌装前西林瓶的实测质量输入信号及灌装后西林瓶实测质量输入信号后，将其转换成数字量信号输入给CPU。CPU再将其与理论质量输入信号进行比较，在CPU内通过在线质量自动补偿模型进行运算，得出对定量灌装系统修改的灌装误差输出信号，并输出实时检测质量信号，实时检测质量信号及灌装误差输出信号在触摸屏上显示，同时在线质量校准控制器将灌装误差输出信号反馈给灌装定量系统进行液态产品灌装的在线质量校准。

三、在线称量的质量校准方案

药品是特殊商品，它剂量大小准确与否直接影响疗效，有的毒性药品，即使相差零点几毫升，都可能危及生命，因此药品装量不足不行，装量超限也不行，必须限定在规定的限度内。本课题中研究的灌装机装量误差允许范围为±1%之内，因此若检测灌装量超出此范围，在线称量系统将对灌装量进行质量校准。

在线称量的质量校准算法如下：

灌装系统设置装量 。

其中， 为标准灌装量质量，单位g；

为灌装药液密度，单位g/ml；

为标准灌装体积，单位ml。

灌装质量偏差 。

其中， 为一组中抽检的待灌瓶质量，单位g；

为一组中被抽检的已灌瓶质量，单位g；

为一组中抽检的实际灌装质量，单位g。

装量误差

当 ≤1%，装量无无需校准，当 >1%，系统进行装量校准。

四、结束语

灌装机在线称量的工艺流程有两套相同的在线称量过程和在线质量校准过程组成。两套相同的在线称量过程一是对传送机构上灌装前的西林瓶进行抓取称重后放回，二是对灌装后的西林瓶进行抓取称重后放回。经过在线称量系统计算分析，并将灌装误差反馈至灌装机构，进行装量的在线调整。