[发明专利]用于自动灯检机的固态颗粒异物检测装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种洁净液体介质中的固体颗粒异物的检测设备，特别是制药工业中的注射针剂和输液中混入的不溶性固态颗粒异物的检测技术，医药行业特指用于自动灯检机的固态颗粒异物检测装置及其方法。

背景技术

在制药工业加工制造过程中，自动灯检机是一种利用光学成像，计算机对获得的图像进行匹配处理，对已包装的医用液体制剂进行自动化检测的专用检测设备。计算机对采集到的图像数据进行分析处理，对医用液体制剂进行检测判断，对不合格的产品进行剔除动作。

如图1所示，目前国内现有的灯检机都是按照从后面或底面用LED光源10照射水针剂容器6，将水针剂容器6置于旋转机构11上高速旋转约几秒后在急停机构12动作下急停，工业摄像机13对水针剂容器6跟踪拍摄3幅以上图像，基于数字图像技术，计算机图像处理软件对获取到的图像进行处理，进而判断水针剂容器中是否含有固态颗粒异物15。基于图像法的典型自动灯检机在专利号为200910303968.0的“自动灯检机”专利作了详细叙述。

由于现有的图像处理技术的软硬件技术瓶颈及国内制造的水针剂瓶瓶身厚度不一致，造成国内甚至国外的灯检机在国内运用大都存在检测重复性不高的技术难题，并且目前，采用图像法对固态颗粒的检测下限在20微米左右，而我国药典规定每毫升输液中大于10微米的颗粒少于20个，大于25微米的固态颗粒少于3个。因此在目前技术状态下，采用图像法很难实现低于20微米的固态颗粒异物的检测，检测结果的重复性也很难保证。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：针对现有基于图像处理法的自动灯检机存在的技术问题，设计一种结构简单，能够有效提高检测结果重复性的用于自动灯检机的固态颗粒异物检测装置及其方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于自动灯检机的固态颗粒异物检测装置，其包括顺序设置的照射光源系统、前向接收傅里叶透镜、前向光电探测器阵列及信号处理系统，且该照射光源系统、前向接收傅里叶透镜、前向光电探测器阵列的光学中心设置在同一直线上，该照射光源系统包括顺序设置的激光发射器、准直扩束透镜、空间滤波器及后向发送傅里叶透镜，该准直扩束透镜设置于该激光发射器的发射端，空间滤波器设置于准直扩束透镜的后焦平面处，该准直扩束透镜的后焦平面同时也是后向发送傅里叶透镜的前焦平面；该前向光电探测器阵列位于前向接收傅里叶透镜的后焦平面处，且该前向光电探测器阵列电性连接信号处理系统；在后向发送傅里叶透镜和前向接收傅里叶透镜之间设有用于置放待检洁净液体介质的旋转机构,该旋转机构连接可使旋转机构瞬间停止的急停机构。

所述待检洁净液体介质的前部左上方设置有后向光电探测器阵列。

所述照射光源系统为He-Ne激光发射器或者半导体激光器。

所述前、后向光电探测器阵列为与激光照射方向呈纵向排列的光电二极管阵列或者为由数十个同心半圆或扇形CCD/CMOS类型传感器组成。该前、后向光电探测器阵列将照射到每个环面上的颗粒散射光能转换成电压信号，这些电压信号含有固态颗粒的大小信息。

所述照射光源系统、前向接收傅里叶透镜、前向光电探测器阵列置于位置可二维调节的机械机构上，若照射光源系统的中心与前向接收傅里叶透镜、前向多元光电探测器阵列的中心发生偏移，信号处理系统分析多元光电探测器阵列的电压输出信号判断各光学元件的中心位置是否在同一直线上。

所述信号处理系统包含了信号放大器、A/D转换器、信号输出执行机构、微处理器。微处理器内写入的固态颗粒分析算法模型根据获得的电压信号进行颗粒分析计算，将计算结果送至相应的人机界面或者不合格品剔除执行机构进行不合格产品的报警与剔除。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种用于自动灯检机的固态颗粒异物检测方法，主要是在对待检洁净液体介质中含有的固态颗粒异物检测前，将装有待检洁净液体介质的容器倒置后复位，再在旋转机构的带动下使装有待检洁净液体介质的容器高速旋转，并使其在急停机构作用下急速停止，同时一经准直扩束后的平行激光束照射向该容器中的待检洁净液体介质，一前向接收傅里叶透镜接收经待检洁净液体介质散射后的激光束，并使接收的激光束汇聚于位于该前向接收傅里叶透镜后焦平面处的前向光电探测器阵列而转换成相应的电压信号输出，该电压信号中包含了待检洁净液体介质中含有的固态颗粒异物的信息，一信号处理系统根据前向光电探测器阵列输出的电压信号变化进行固体颗粒异物的检测。