[实用新型]一种玻璃容器内气体浓度测量装置及玻璃容器质检设备

说明书

本实用新型公开了一种玻璃容器内气体浓度测量装置及玻璃容器质检设备，包括激光发射模块、信号处理模块和气体发射装置，气体发射装置用于产生包裹激光发射模块与玻璃容器之间激光束的第一保护气体束以及包裹信号处理模块与玻璃容器之间激光束的第二保护气体束；所述第一保护气体束和第二保护气体束的吸收谱线处于所述激光发射模块的调谐范围之外。本实用新型解决了由于开放环境中其他气体成分的干扰使得每个周期的二次谐波呈现出无规律的上下跳动的问题，同时解决了温度、压强等环境因素变化导致二次谐波幅值一致性差的问题，最终大幅地提高了待测气体浓度检测精度和检测系统稳定度。

技术领域

本实用新型属于气体检测技术领域，尤其涉及一种玻璃容器内气体浓度测量装置及玻璃容器质检设备。

背景技术

气体浓度检测技术在环保、石化、冶金、制药、航空等领域应用越来越广泛，可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术与其他光谱技术相比，有如下优点：非侵入式测量、对目标气体选择性高以及很好的通用性，国内外已有采用激光进行在线检测封装玻璃药瓶内氧气浓度的方法，如Lighthouse公司研制了一款药瓶氧气定量检测的仪器，能够高精度的区分不同浓度的玻璃药瓶，但是只能进行氧气浓度的静态检测，不能满足制药车间对大规模药瓶的氧气浓度在线全检；专利CN201610042058.1公开了一种玻璃药瓶内氧气含量的检测装置与方法，该方法考虑了激光检测光路上玻璃药瓶外空气对检测的影响，公开的“背景扣除”方法中，事先进行标准瓶(0％氧气浓度)模型特征测定，事后进行对当前测试量的背景噪声扣除，具有一定背景噪声抑制的短时效益，但是忽略了外部空气的时变特性和玻璃药瓶的个体差异，存在抗干扰性能不稳定的缺点，尚不能精确地测量出每个玻璃药瓶内氧气浓度，多用于玻璃药瓶内氧含量的定性判定。

为了满足制药车间大规模玻璃药瓶的氧气浓度在线全检要求，需要考虑开放环境对激光吸收信号的影响，由于激光器与玻璃瓶之间、玻璃瓶和检测器之间会存在较大间距，一般各为30毫米至60 毫米间，且随着药品批次、封装工艺等生产因素而改变；另一方面，待测药瓶的待测空间长度(瓶内径)约为15毫米、20毫米等规格；再者，瓶外光程中存在的气体(大多为空气，并混入车间的少量过程气体)易受到温度、压强及气流等环境因素的干扰，其中气体分子对激光的吸收光强具有很大的随机性。上述实际工况导致激光器到检测器间的光程复杂时变，进而检测器难以获得稳定的二次谐波特征，也难以确定适配的浓度阈值。

因此，寻找一种能够消除开放环境因素干扰的方法，能够大幅提升氧气浓度检测精度，进而支撑TDLAS技术实现玻璃药瓶的氧气浓度在线检测，是目前亟待解决的一个技术问题。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的目的之一在于提供一种玻璃容器内气体浓度测量装置，以解决现有技术由于开放环境因素干扰致使二次谐波不稳定的现象，导致难以确定适配的浓度阈值的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：

一种玻璃容器内气体浓度测量装置，包括：

激光发射模块，设置在玻璃容器的一侧，且其在一定宽度的波长范围内是可调谐的，该波长范围覆盖待测气体的吸收谱线；

信号处理模块，设置于玻璃容器的另一侧，用于接收穿过玻璃容器射出的激光束，并对该激光束的光强度进行评估以确定玻璃容器内待测气体的浓度；

该气体浓度测量装置还包括：

气体发射装置，用于产生包裹激光发射模块与玻璃容器之间激光束的第一保护气体束以及包裹信号处理模块与玻璃容器之间激光束的第二保护气体束；

所述第一保护气体束和第二保护气体束的吸收谱线处于所述激光发射模块的调谐范围之外。

进一步的，所述信号处理模块包括信号产生模块、光电检测器、与光电检测器电性连接的信号解调模块以及与信号解调模块电性连接的谐波分析模块，其中：