CN211856242U - 滤棒在线检测*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种滤棒在线检测***，包括工控机、包含模数转换模块的数据采集与处理装置以及设置在滤棒成型机的打条器与刀盘之间的微波检测装置；数据采集与处理装置分别与工控机、微波检测装置以及滤棒成型机的剔除阀控制器电信号连接；微波检测装置用于检测在线生产的滤棒条的截面密度；工控机用于监控检测状态；数据采集与处理装置用于获取微波检测装置发出的检测信号以及向剔除阀控制器输出控制信号。本实用新型采用微波检测技术对滤条(滤棒)的密度进行非接触式在线检测，解决了人工不能及时、有效识别因丝束填充导致的不良滤棒的问题，有效避免不合格滤棒流入下道工序。

Description

滤棒在线检测***

技术领域

本实用新型涉及卷烟加工设备技术领域，具体涉及一种滤棒在线检测***。

背景技术

滤棒在生产过程中，由于输送喷嘴供气压力不稳、参数设定不当等原因，可能导致丝束运行速度不稳定，使得丝束填充量波动，即丝束在短时间内出现过度填充和填充不足的现象，滤棒类似竹节形状或者出现填充过少的滤棒、无甘油滤棒。

以竹节滤棒举例，其在外观上很难与合格滤棒进行区分，一旦混入合格滤棒中，极难挑选。若采用人工手捏的方式查找竹节滤棒，会导致检查过的滤棒不论合格与否都会变形、报废；若采用单支称重的方式进行检查，需对一段时间内生产的滤棒进行隔离检查，由于需对每支滤棒进行检查，效率极低，且由于不能准确确定出现竹节滤棒的时间段，会出现漏检现象；在生产过程中没有有效的手段及时发现竹节等不合格滤棒，导致不合格滤棒流入下一道工序。

实用新型内容

鉴于上述，本实用新型提供了一种滤棒在线检测***，以解决检测因丝束填充波动导致的不合格滤棒的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种滤棒在线检测***，包括工控机、包含模数转换模块的数据采集与处理装置以及设置在滤棒成型机的打条器与刀盘之间的微波检测装置；

所述数据采集与处理装置分别与所述工控机、所述微波检测装置以及滤棒成型机的剔除阀控制器电信号连接；

所述微波检测装置用于检测在线生产的滤棒条的截面密度；

所述工控机用于监控检测状态；

所述数据采集与处理装置用于获取所述微波检测装置发出的检测信号以及向剔除阀控制器输出控制信号。

可选地，所述微波检测装置包括微波信号产生器、微波谐振腔、微波同轴传输电缆、微波信号隔离器、放大器组件以及微波信号检波部分。

可选地，所述数据采集与处理装置的输入端口还用于接收成型机组的生产状态信号。

可选地，所述数据采集与处理装置的输入端口还用于接收成型机组的切割脉冲信号。

可选地，在所述数据采集与处理装置与剔除阀控制器之间设置有延时装置。

可选地，在所述数据采集与处理装置中集成有延时计时单元。

可选地，所述***还包括成型机组的停机控制电路；

所述数据采集与处理装置的输出端口与所述停机控制电路电信号连接。

可选地，所述***还包括报警装置；

所述数据采集与处理装置的输出端口与所述报警装置电信号连接。

可选地，由成型机组为所述微波检测装置以及所述数据采集与处理装置供电。

可选地，所述数据采集与处理装置为单片机。

本实用新型的核心是采用微波检测技术对滤条(滤棒)的密度进行在线检测，解决了人工不能及时、有效识别因丝束填充导致的不良滤棒的问题，有效避免不合格滤棒流入下道工序。微波技术的应用还使得本实用新型方案具有如下优势：

1)实时、快捷、可靠性高；

2)非接触式检测，对滤棒不会产生损坏；

3)微波信号频率高、变化速度快、测量数据准确，不会产生漏检。

附图说明

图1是本实用新型提供的滤棒在线检测***的实施例的电信号方框示意图；

图2是本实用新型提供的微波检测装置的实施例的设置参考图；

图3是本实用新型提供的滤棒在线检测***的较佳实施例的电信号方框示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能更进一步了解本实用新型的特征及技术内容，下面结合附图和实施方式对本实用新型实施例作详细说明。

在对本实用新型方案进行说明前，对滤棒生产设备及导致不合格滤棒的原因再做如下说明：

滤棒成型机组由开松上胶机及滤棒成型机组成，开松机的功能是把纤维丝束带展开、消除卷曲、施加甘油、重新组合。丝束带在前后共三级的空气开松器处被逐渐吹散、吹松并均匀的展开，在预张力辊组、输入辊组和伸展辊组之间的区域内被开松、拉伸和消除卷曲，经喷洒甘油后，由楔形槽辊重新组合和预收束，最后借助压缩空气由输送喷嘴将丝束送入烟腔入口舌，在压板处由滤棒成型纸包裹成滤条，再经由打条器形成多段滤条，之后由刀盘切割为单支滤棒，即成型机输出切割脉冲(SCP脉冲)，每根滤棒长度对应一个SCP脉冲，最后由滤棒传送单元运至后道工序设备。其中，输送喷嘴采用物理学中的文丘里原理，在喷嘴口产生一定的负压，使得丝束能够吸入喷嘴通道，相关气路阀门根据滤条速度来控制输送喷嘴的空气量。

滤棒成型机组在生产过程中，由于输送喷嘴供气压力不稳、参数设定不当等原因导致丝束运行速度不稳定，丝束填充量波动，例如丝束在短时间内出现过填充现象，滤棒出现竹节。竹节滤棒的主要特点是滤棒内丝束填充不均匀，局部过填充，硬度偏大，导致滤棒的重量和吸阻偏大。

基于此，本使用新型提供了一种滤棒在线检测***的实施例，如图1和图2所示，包括工控机、包含模数转换模块的数据采集与处理装置以及设置在滤棒成型机的打条器与刀盘之间的微波检测装置，这里需说明的是，所述微波检测装置安装在打条器与刀盘之间的目的是，经过打条器的滤条已经成型且为多段滤棒，但尚未被刀盘切割为单支滤棒，这样方便连续测量，而本实用新型所称滤棒检测，并非限定检测对象是切割为较短的最终的单支滤棒，而是指成型滤条经打条器处理后的滤条段，因为在本领域中对此称谓没有较为严格的界定，并且滤条段合格与否和最终的单支滤棒的质量息息相关，因而滤棒检测也可理解为滤条检测。接着，所述数据采集与处理装置分别与所述工控机、所述微波检测装置以及滤棒成型机的剔除阀控制器电信号连接；所述微波检测装置用于检测连续生产的滤棒条的截面密度；所述工控机用于监控检测状态；所述数据采集与处理装置用于获取所述微波检测装置发出的检测信号以及向剔除阀控制器输出控制信号。

具体来说，所述微波检测装置可由微波信号产生器、微波谐振腔、微波同轴传输电缆、微波信号隔离器、放大器组件及微波信号检波等部件组成。该技术原理是，微波是波长为1mm-1m的电磁波，频率从300MHZ到 300GHZ，微波在微波谐振腔内具有谐振特性。当被测物料通过微波谐振腔时，其谐振频率和谐振幅度会因填充的介质材料的介质常数不同、介质材料的多少和形状的不同而产生不同的变化。通过检测谐振腔谐振频率的偏移量和微波功率的衰减量，经过后续的数据处理即可得到被测物料的密度。

因为微波信号频率高、变化速度快，对不同材料固有谐振频率及振幅的变化反应极其敏感，而且它属于无接触检测，对被检测材料本身不会产生任何损害，因而微波检测装置本身并非本实用新型的改进，其在本领域中多被用于检测按一定的顺序和距离排列的材料，从而确定多种不同材料的位置偏移量。例如通过谐振频率的偏移来测量爆珠滤棒中是否存在爆珠，或者爆珠位置是否偏移等。但现有技术尚未有利用微波对因丝束填充导致的竹节滤棒、填充过少滤棒、无甘油滤棒等不合格滤棒的在线检测方案，本实用新型受现有技术的启发，便将微波检测应用于此方面。

采用微波检测装置对生产中的滤条进行在线检测，可以检测出滤条每个截面的密度值。实际操作中可以通过预设标准密度值的方式检测不合格滤棒(设定阈值的方式属于惯常思路，无需进行程序流程上的改进)，例如当在线连续检测过程中出现高于阈值的情况，即可认定为滤棒出现竹节，遂***可发出剔除信号，成型机控制剔除阀工作，将不合格的滤棒剔除。具体地，成型滤条经由打条器切成多条段后，沿导管进入到所述微波检测装置进行检测，微波检测装置可输出的0-10V或4-20mA范围的模拟信号，再由数据采集与处理装置的D/A模块转换成为数字信号，以此为基础确定是否出现不合格滤棒。

进一步地，数据经过处理后还可通过串口连接到工控机。工控机与微波检测装置进行通信，可以实时接收处理后的滤条密度数据，监控***的运行状态。在实际应用中，工控机可以提供人机交互界面，便于参数设定 (例如密度阈值、不合格滤棒剔除数等)、状态监控、检测使能、图形显示密度曲线等。其中涉及到的人机交互软件的构建与工控领域中的中控***相似，本实用新型不做赘述。

关于所述数据采集与处理装置，可使用单片机予以实现，例如STM32F4 开发板，其具有ARM Cortex M4内核的STM32F4系列处理器，集成了单周器DSP指令和FPU(floatingpoint unit，浮点单元)，可以实时采集微波检测***送出反映滤条密度的模拟信号，且可以通过常规的检测处理后识别出是否出现不合格滤棒。这里的常规处理构思，可以参考但不限于如下：在正常情况下，滤条内部的丝束填充均匀，填充密度波动不大，一旦密度值出现较大的波动，即可认为驾车呢到不合格滤棒。

所述数据采集与处理装置还可以具有多路(例如12路)光耦隔离输入，并还可支持24V输入等，即，可以通过不同标准的输入端口采集到其他相关信号，如图3所示，例如可采集到滤棒成型机组给出的生产运行信号从而确定机组是否处于正常的生产状态，能够理解的是，只有机组运转正常时，本实用新型提供的在线检测***才被允许工作。

不仅上述，本领域技术人员可以理解的是，SCP脉冲信号也与剔除阀的控制有关，例如可利用SCP脉冲对剔除起始时刻进行控制。因而可以将滤棒成型机组给出的SCP脉冲信号接入至所述数据采集与处理装置，但因为所述微波检测装置所处的物理位置与成型机的剔除口有一定的距离，为了减少不必要的浪费，在本实用新型的某些优选方案中，所述数据采集与处理装置与剔除阀控制器之间还可以设置延时装置，或者在所述数据采集与处理装置中集成延时计时单元，即检测到不合格滤棒后需延时一定的 SCP脉冲数(即经过若干被切割的单支滤棒)，才触发剔除阀动作，以精准剔除问题滤棒，保留之前的合格滤棒。

除此之外，在本实用新型的其他优选方案中，所述数据采集与处理装置的输出端口也可以连接其他硬件设备，例如成型机组的停机控制电路和/ 或报警装置，本实用新型仅是提供相关的硬件方案延展，而停机信号与报警信号的输出条件则不在本实用新型的探讨范畴，实际操作中可以例如可以根据检测到的不合适滤棒的数目或者持续时间等，输出停机信号；并且还可以在每次(或一定次数)检测到不合格后，以声、光、文字等形式输出报警信息，以便引起维修人员注意，对此本实用新型不做限定。

综上所述，本实用新型的核心是采用微波检测技术对滤条(滤棒)的密度进行在线检测，解决了人工不能及时、有效识别因丝束填充导致的不良滤棒的问题，有效避免不合格滤棒流入下道工序。微波技术的应用还使得本实用新型方案具有如下优势：

1)实时、快捷、可靠性高；

2)非接触式检测，对滤棒不会产生损坏；

3)微波信号频率高、变化速度快、测量数据准确，不会产生漏检。

以上对本实用新型实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本实用新型进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的***及方法；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种滤棒在线检测***，其特征在于，包括工控机、包含模数转换模块的数据采集与处理装置以及设置在滤棒成型机的打条器与刀盘之间的微波检测装置；

所述数据采集与处理装置分别与所述工控机、所述微波检测装置以及滤棒成型机的剔除阀控制器电信号连接；

所述微波检测装置用于检测在线生产的滤棒条的截面密度；

所述工控机用于监控检测状态；

所述数据采集与处理装置用于获取所述微波检测装置发出的检测信号以及向剔除阀控制器输出控制信号。

2.根据权利要求1所述的滤棒在线检测***，其特征在于，所述微波检测装置包括微波信号产生器、微波谐振腔、微波同轴传输电缆、微波信号隔离器、放大器组件以及微波信号检波部分。

3.根据权利要求1所述的滤棒在线检测***，其特征在于，所述数据采集与处理装置的输入端口还用于接收成型机组的生产状态信号。

4.根据权利要求1所述的滤棒在线检测***，其特征在于，所述数据采集与处理装置的输入端口还用于接收成型机组的切割脉冲信号。

5.根据权利要求4所述的滤棒在线检测***，其特征在于，在所述数据采集与处理装置与剔除阀控制器之间设置有延时装置。

6.根据权利要求4所述的滤棒在线检测***，其特征在于，在所述数据采集与处理装置中集成有延时计时单元。

7.根据权利要求1所述的滤棒在线检测***，其特征在于，所述***还包括成型机组的停机控制电路；

所述数据采集与处理装置的输出端口与所述停机控制电路电信号连接。

8.根据权利要求1所述的滤棒在线检测***，其特征在于，所述***还包括报警装置；

所述数据采集与处理装置的输出端口与所述报警装置电信号连接。

9.根据权利要求1～8任一项所述的滤棒在线检测***，其特征在于，由成型机组为所述微波检测装置以及所述数据采集与处理装置供电。

10.根据权利要求1～8任一项所述的滤棒在线检测***，其特征在于，所述数据采集与处理装置为单片机。

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