藥品(膠囊)包裝的檢測控制系統

0 引 言
上海華大集團華愛(ài)食品有限公司生產(chǎn)的藥品膠囊出口遠銷(xiāo)日本。出口的藥品包裝規格以10小袋裝一盒，每小袋中三粒膠囊。但是在生產(chǎn)過(guò)程中，由于包裝機的原因，每小袋中的膠囊顆數并不是嚴格的三粒，偶有2或4粒封裝，故日方以質(zhì)量不合格為由，將藥品全部退回。為解決上述問(wèn)題，特設計藥品膠囊包裝的質(zhì)量檢測控制系統。
工廠(chǎng)的生產(chǎn)流水線(xiàn)上，有一臺自動(dòng)包裝機，機器的料斗上盛有大量藥品膠囊，料斗轉盤(pán)斜面的最低處有3個(gè)漏藥孔。料斗與水平面成一傾斜角度，由底部馬達產(chǎn)生的振蕩使得膠囊經(jīng)由3個(gè)小孔落下。由于設備的非人工操作性，藥品的多漏與卡殼都會(huì )造成包裝質(zhì)量的不合格。為在短時(shí)間內判斷膠囊裝入的數目，并對不合格包裝小袋進(jìn)行剔除以及報警操作，采用反射式紅外傳感器與光纖傳感器兩種不同的方案有效監視漏孔漏下藥品的顆粒數。
如何才能在短時(shí)間內準確地測得膠囊的顆粒數目得出了以下幾種解決方案：稱(chēng)重；透射式傳感器探測；反射式傳感器探測。由于重力加速度的存在以及時(shí)間的限制，若采取第一種方案在技術(shù)上是很難實(shí)現的；由于膠囊呈半透明狀，若采用第二種方案(透射式傳感器)監測，由傳感器光源產(chǎn)生的光線(xiàn)就極有可能會(huì )穿過(guò)膠囊而到達接收端，從而造成誤判；故采用反射式傳感器監測，這里所討論的是兩種反射式傳感器：漫反射式光纖傳感器和反射式紅外光電傳感器。另外，為了準確地剔除不合格包裝小袋，還需要一個(gè)同步信號，設計采用霍爾傳感器提供同步信號給單片機。

1 系統硬件設計
1．1 系統檢測框圖
系統檢測框圖如圖1所示。

1．2 單片機主板硬件設計
單片機主板設計思路如下：
(1)為了提高系統的性?xún)r(jià)比，完成同樣的功能，單片機芯片使用Atmel公司生產(chǎn)的MEG-8L；
(2)單片機的輸入由兩部分組成：一部分是由光纖傳感器產(chǎn)生的脈沖信號，另一部分是由霍爾傳感器產(chǎn)生的同步信號，旨在計算從包裝到剔除的時(shí)間差從而進(jìn)行準確的剔除；
(3)為了體現單片機在線(xiàn)編譯的優(yōu)越性，主板上設計了ISP接口，同時(shí)為了方便客戶(hù)端與計算機的通信，主板上設計了RS 232接口。
1．3 部分電路設計
1．3．1 信號輸入電路設計
傳感器檢測在外部，信號輸入描述如下：
(1)插頭的3號引腳接12 V電源，為外部光纖探測提供電源；
(2)由于光纖傳感器和霍爾傳感器均為集電極開(kāi)路，若要使其正常工作需外部上拉電阻R1；
(3)R2是限流電阻，為信號的輸入提供一個(gè)緩沖作用；
(4)由于傳感器輸入的是0，1信號，穩壓二極管保護單片機的I／O口以免被高電平燒壞；
(5)退耦電容的作用是濾波，消除外界干擾。
1．3．2 電路主板驅動(dòng)MC1413
為了驅動(dòng)外部執行電路，選用MC1413，其內部有7個(gè)相連的NPN達林頓管。