一種再造煙葉涂布率及其均勻性在線檢測裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種再造煙葉涂布率及其均勻性在線檢測裝置及方法，所述的檢測裝置包括：近紅外水分儀檢測模塊、機械運動掃查裝置、再造煙葉薄片傳送裝置、主控制中心和信號收發(fā)裝置，采用近紅外光譜檢測原理，結合數(shù)據(jù)處理和分析算法，實現(xiàn)涂布率及其均勻性的在線快速檢測；本發(fā)明一種再造煙葉涂布率及其均勻性在線檢測裝置及方法，對生產(chǎn)過程中的再造煙葉涂布率及其均勻性進行實時在線檢測，當檢測結果不符合均勻性生產(chǎn)要求時會反饋信息，便于及時調(diào)整控制，檢測速度快、精度高，穩(wěn)定性好，無需重復標定。
【專利說明】
一種再造煙葉涂布率及其均勻性在線檢測裝置及方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及造紙法再造煙葉檢測技術領域，特別是涉及一種采用近紅外光譜分析技術的再造煙葉涂布率及其均勻性在線檢測裝置及檢測方法。
【背景技術】
[0002]再造煙葉是將卷煙加工過程中的煙末、碎梗、碎片等煙草殘質(zhì)，經(jīng)過技術處理及重新組合加工制成的片狀或絲狀再生煙草產(chǎn)品(也叫煙草薄片)。對于再造煙葉產(chǎn)品過程質(zhì)量控制，目前生產(chǎn)線除水分、溫度、漿料濃度和密度指標都有在線控制設備外，其他的質(zhì)量控制均處于空白，大部分為離線檢測，結果滯后，對生產(chǎn)指導性不強，如產(chǎn)品定量、涂布率、漿料質(zhì)量的在線檢測與反饋。煙草涂布液是貢獻再造煙葉與吸食品質(zhì)的主要成分，幾乎承載了造紙法再造煙葉的全部煙草物質(zhì)與香氣組分，對產(chǎn)品的最終化學成分含量、吸食品質(zhì)及相關物理特性都起到至關重要作用，而涂布率是生產(chǎn)過程中一個重要的工藝技術控制指標，煙葉產(chǎn)品各批次、不同位置檢測點的涂布率反應了被測煙葉的涂布均勻性。造紙法再造煙葉行業(yè)通用的涂布率定義為再造煙葉片基浸涂物絕干定量占再造煙葉薄片絕干定量的百分比值，計算公式為涂布率=100% X (薄片絕干定量-片基絕干定量)/薄片絕干定量。涂布率的高低直接決定了再造煙葉的化學成分、物理指標、煙氣指標以及抽吸品質(zhì)，是再造煙葉工藝技術中生產(chǎn)制造能力最為重要的指標之一。此外，造紙法再造煙葉的涂布均勻性，是指涂布工序中涂布到片基上的各位置的涂布液量及其成分含量的差異，生產(chǎn)過程中涂布不均勻，會導致生產(chǎn)的再造煙葉的成分分布不均，即影響產(chǎn)品品質(zhì)，也造成生產(chǎn)浪費。對生產(chǎn)過程中再造煙葉率及其均勻性的高精度、快速在線檢測，可以為實現(xiàn)更高均勻性的涂布效果提供依據(jù)，對提尚生廣效率和廣品良率有重要意義。
[0003]目前，在先技術中，實現(xiàn)造紙法再造煙葉涂布率的檢測主要是采用離線的方法，而缺少專門針對再造煙葉涂布均勻性進行實時在線檢測的研究。中國發(fā)明專利201310067327.6公開了一種造紙法再造煙葉涂布率的測定方法(參考在先技術[I]，中國發(fā)明專利，一種造紙法再造煙葉涂布率的測定方法，申請?zhí)?201310067327.6)，采用分別對樣品盒和被測煙葉烘干、冷卻、浸泡過濾、再烘干等操作，以稱重的方式對涂布率進行計算。但是該裝置存在的問題是:需要對選取的樣品進行烘干、冷卻、浸泡等操作，屬于離線檢測手段，檢測時間長達2.5小時，不能滿足快速、在線檢測的生產(chǎn)需求。中國發(fā)明專利201310681288.9公開了一種造紙法再造煙葉涂布量檢測方式(參考在先技術[2]，中國發(fā)明專利，一種檢測造紙法再造煙葉涂布量的方法，申請?zhí)?201310681288.9)，利用近紅外在線檢測水分儀檢測生產(chǎn)過程中造紙法再造煙葉的煙堿含量、還原糖含量及水分含量，以此計算出造紙法再造煙葉的涂布量。但是該裝置的問題是:需要對涂布液在片基上涂布后的固含量進行檢測，操作復雜。中國發(fā)明專利201210060463.8公開了一種測定造紙法再造煙葉成品涂布率的方法(參考在線技術[3]，中國發(fā)明專利，一種測定造紙法再造煙葉成品涂布率的方法)，采用“索式提取法”測定造紙法再造煙葉涂布率。但是該方法的問題是:取樣需置于恒溫箱中平衡48小時、加蒸餾水浸泡并提取，還需要烘干稱重等手段，該方法同樣是離線的手段，不能滿足在線檢測的生產(chǎn)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述在先技術的不足，提供了一種采用近紅外光譜檢測原理的造紙法再造煙葉涂布率及其均勻性在線檢測裝置及檢測方法，利用該系統(tǒng)在線檢測造紙法再造煙葉涂布率及其均勻性，具有速度快、精度高等優(yōu)點。
[0005]本發(fā)明的技術解決方案如下:
[0006]一種再造煙葉涂布率及其均勻性在線檢測裝置，其特點在于:本裝置包括近紅外水分儀檢測模塊、機械運動掃查裝置、再造煙葉薄片傳送裝置、主控制中心和信號收發(fā)裝置；
[0007]所述的近紅外水分儀檢測模塊，對進入檢測區(qū)的被測再造煙葉進行實時檢測，檢測出被測再造煙葉的水分含量及克重信息，向所述的控制中心上輸出相應的檢測數(shù)據(jù)，該檢測數(shù)據(jù)包含該被測再造煙葉含水率和克重數(shù)據(jù)；
[0008]所述的近紅外水分儀檢測模塊，安裝在機械運動掃查裝置上，受主控制中心控制，在導軌上往返運動;所述的近紅外水分儀檢測模塊，包含規(guī)格參數(shù)完全相同的M個近紅外水分儀；
[0009]所述的近紅外水分儀，采用涂布率數(shù)值大小呈梯度變化的N組再造煙葉薄片樣品和片基進行標定，這N組標定樣品對應的涂布率分別為S^S2,&，……，SN;對所述的N組再造煙葉薄片樣品稱重，獲得的絕干定量分別為m，m2，m3，……，mN，片基絕干定量為mQ，并分別用這些數(shù)據(jù)對近紅外水分儀的標定結果進行更新；
[0010]所述的近紅外水分儀根據(jù)標定結果，采集被測再造煙葉薄片檢測點處的克重信息W，主控制中心計算該測量點的涂布率為R=100% X (ff-mo)/ff；
[0011]優(yōu)選地，所述的用于標定的再造煙葉薄片樣品的數(shù)量N控制為4?20組；
[0012]優(yōu)選地，所述的近紅外水分儀檢測模塊包含的規(guī)格參數(shù)相同的近紅外水分儀的數(shù)量M控制為2?4個；
[0013]優(yōu)選地，所述的近紅外水分儀檢測模塊的測量精度控制為2σ< ±0.15%，(其中，σ表示標準偏差);
[0014]優(yōu)選地，所述的近紅外水分儀要求連續(xù)運行8個小時的漂移不超過0.15% ;
[0015]所述的機械運動掃查裝置上安裝了近紅外水分儀檢測模塊，并受主控制中心控制；當主控制中心發(fā)出指令，通過驅(qū)動器驅(qū)動步進電機，實現(xiàn)近紅外光水分儀陣列在導軌上進行機械運動；
[0016]所述的機械運動掃查裝置，包含固定支架、軸向運動機構、以及用于夾持所述的近紅外水分儀檢測模塊的探頭架，運動掃查的方向與被測再造煙葉薄片傳送的方向垂直；
[0017]所述的軸向運動機構安裝在固定支架的主梁上，由步進電機、導軌、絲杠和滑臺構成，用于控制近紅外水分儀檢測模塊沿導軌軸向運動掃查;所述的步進電機控制所述的絲杠轉(zhuǎn)動，從而帶動滑臺沿導軌運動；
[0018]所述的近紅外水分儀檢測模塊的M個近紅外水分儀分別固定在所述的機械運動掃查裝置上，各近紅外水分儀到被測再造煙葉薄片表面的距離相等，并且探頭方向垂直于再造煙葉薄片;各近紅外水分儀受主控制中心控制沿相同方向，以相同的第一預設速度做往返運動；
[0019]所述的近紅外水分儀檢測模塊中，各近紅外水分儀之間的距離為被測再造煙葉薄片的寬度/M;
[0020]所述的M個近紅外水分儀到被測再造煙葉薄片表面的距離相等，都等于第一預設距離；
[0021 ] 所述的近紅外水分儀的標定調(diào)校和測量時間，可以通過主控制中心的人機交互界面進行設置;所述的測量時間，默認時間為0.0125秒；
[0022]優(yōu)選地，所述的第一預設距離控制為15?40cm;
[0023]優(yōu)選地，所述的第一預設速度控制為0.05?0.2m/s;
[0024]優(yōu)選地，每一個近紅外水分儀在再造煙葉薄片表面上的掃查軌跡為鋸齒狀或正弦曲線；
[0025]所述的第一預設速度的數(shù)值大小的選定受主控制中心控制，可以通過人機交互界面設置參數(shù)；
[0026]所述的再造煙葉薄片傳送裝置，受主控制中心控制，用于進行再造煙葉薄片在生產(chǎn)線上的傳送，最終使再造煙葉薄片以預定速度脫離并進入到下一道工序中，同時可以用于對涂布后的再造煙葉薄片進行風干并輥壓均勻的作用；
[0027]所述的再造煙葉薄片傳送裝置，包含至少兩個涂布輥;涂布輥采用交流變頻傳動，涂布輥中固定輥采用平滑膠輥；
[0028]所述的再造煙葉薄片傳送裝置，以第二預設速度傳送再造煙葉薄片，該第二預設速度可通過人機交互界面進行參數(shù)設置；
[0029]優(yōu)選地，所述的第二預設速度控制為O?5m/s；
[0030]所述的信號收發(fā)裝置，包含用于將近紅外水分儀檢測模塊采集到的相應檢測數(shù)據(jù)，通過相應通信接口傳輸?shù)街骺刂浦行牡男盘柊l(fā)射與接收設備、和主控制中心人機交互界面設置參數(shù)完畢后，通過相應通信接口對其他各個部件裝置發(fā)出控制信號的信號發(fā)射與接收設備；
[0031]優(yōu)選的，所述的信號收發(fā)裝置，采用的硬件接口是RS422全雙工或者RS485半雙工等接口 ；
[0032]所述的主控制中心，用于檢測過程控制，接收近紅外水分儀檢測模塊所述輸出的被測再造煙葉薄片的水分含量和克重數(shù)據(jù)，檢測數(shù)據(jù)存儲，主控制中心通過水分含量及檢測的克重信息，計算該被測再造煙葉薄片各檢測點的涂布率；
[0033]所述的主控制中心，包含人機交互界面，可以進行系統(tǒng)參數(shù)的設定;所述的系統(tǒng)參數(shù)包含第一預設速度、第二預設速度、近紅外水分儀的測量時間、涂布均勻性判斷閾值；
[0034]所述的主控制中心根據(jù)預設的涂布均勻性判斷閾值，分析各檢測點之間的涂布率偏差數(shù)值，當該偏差數(shù)值超過該判斷閾值時，認為涂布均勻性較差，主控制中心將標記該測量點的坐標信息，并發(fā)出警告;從而實現(xiàn)對被測再造煙葉的涂布率及其均勻性的實時在線檢測。
[0035]—種再造煙葉涂布率及其均勻性在線檢測方法，實現(xiàn)步驟如下:
[0036](I)將檢測裝置安裝到定在再造煙葉經(jīng)涂布工序后的傳送裝置支架上；
[0037](2)啟動本發(fā)明的涂布率及其均勻性在線檢測裝置，通過主控制中心的人機交互界面，設定第一預設速度、第二預設速度、近紅外水分儀的測量時間、均勻性判斷閾值；
[0038](3)對近紅外水分儀檢測模塊進行掃查探測坐標標定，建立掃查坐標系與被測再造煙葉薄片笛卡爾坐標系的映射關系；
[0039](4)根據(jù)再造煙葉薄片寬度選擇近紅外水分儀檢測模塊中近紅外水分儀個數(shù)，調(diào)整每一個近紅外水分儀之間的距離，調(diào)整近紅外水分儀檢測模塊的高度，保證每一個近紅外水分儀與再造煙葉薄片的距離相等；
[0040](5)對近紅外水分儀檢測模塊中的每一個近紅外水分儀采用涂布率數(shù)值大小呈梯度變化的N組再造煙葉薄片樣品和片基進行標定，這N組標定樣品對應的涂布率分別為S1,S2，S3，......，Sn X
[0041](7)標定結束后，將這些樣品用恒溫箱進行烘干，保持100°C，烘干I小時，分別進行稱重，這N組再造煙葉薄片樣品的絕干定量分別為mi，m2，m3，......，mN，片基絕干定量為mo，并分別對近紅外水分儀檢測模塊的標定結果進行更新；
[0042](8)開啟再造煙葉生產(chǎn)線工作，主控制中心根據(jù)第一預設速度和第二預設速度發(fā)出指令，對機械運動掃查裝置和再造煙葉薄片傳送裝置的運動狀態(tài)進行控制，近紅外水分儀檢測模塊按照第一預設速度對被測再造煙葉薄片進行掃查，并將檢測數(shù)據(jù)實時傳送給主控制中心；
[0043](9)近紅外水分儀檢測模塊根據(jù)標定結果，采集第一個被測再造煙葉薄片檢測點處的克重信息W1，主控制中心根據(jù)造紙法再造煙葉行業(yè)通用的涂布率計算公式，計算該測量點的涂布率為Ri=100% X(W1IM)ZW1;
[0044](10)機械運動掃查裝置及再造煙葉薄片傳送裝置繼續(xù)工作，使近紅外水分儀檢測模塊檢測第二個再造煙葉薄片的檢測點，獲得該檢測點出的克重信息％，主控制中心根據(jù)造紙法再造煙葉行業(yè)通用的涂布率計算公式，計算該測量點的涂布率為R2=100% X (W2-mo)/ff2；
[0045](11)主控制中心計算第一個測量點和第二個測量點的涂布率偏差數(shù)值δ I = R2-R1，當該偏差數(shù)值超過預設的判斷閾值時，認為涂布均勻性不滿足生產(chǎn)要求，主控制中心將標記該測量兩點的坐標信息，并發(fā)出警告；
[0046](12)機械運動掃查裝置及再造煙葉傳送裝置繼續(xù)工作，重復步驟(9)?(10)，使近紅外水分儀檢測模塊運行到下一個檢測點進行檢測，從而實現(xiàn)對被測再造煙葉的涂布率及其均勻性的實時在線檢測。
[0047]與在先技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0048]1、本發(fā)明采用近紅外水分儀的在線檢測方式，分析被測再造煙葉薄片的涂布率及其均勻性，技術成熟、檢測速度快、穩(wěn)定性好；
[0049]2、本發(fā)明的涂布均勻性在線檢測系統(tǒng)結合機械掃查裝置，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程中的再造煙葉薄片涂布均勻性的實時檢測，當檢測結果不符合均勻性生產(chǎn)要求時會反饋信息，便于及時調(diào)整控制；
[0050]3、采用本發(fā)明的涂布均勻性檢測方法進行標定，同一配方來料只需要標定一次，后續(xù)檢測無需重復標定，省去了每一次都需要對樣品進行烘干的時間。
【附圖說明】
[0051]圖1為本發(fā)明的再造煙葉涂布率及其均勻性在線檢測裝置示意圖；
[0052]圖2為機械運動掃查裝置結構示意圖；
[0053]圖3為近紅外水分儀掃除軌跡示意圖；
[0054]圖中各標示名稱:1、近紅外水分儀檢測模塊;2、機械運動掃查裝置;3、再造煙葉薄片傳送裝置;4、主控制中心；5、信號收發(fā)裝置;6、再造煙葉；7、人機交互界面;201、固定支架；202、軸向運動機構；203、近紅外水分儀檢測模塊;204、探頭架；205、主梁；206、步進電機;207、導軌;208、絲杠;209、滑臺。
【具體實施方式】
[0055]下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0056]本發(fā)明具體實施例如下:
[0057]如圖1所示，一種再造煙葉涂布率及其均勻性在線檢測裝置，本裝置包括近紅外水分儀檢測模塊1、機械運動掃查裝置2、再造煙葉薄片傳送裝置3、主控制中心4和信號收發(fā)裝置5;
[0058]所述的近紅外水分儀檢測模塊I，對進入檢測區(qū)的被測再造煙葉6進行實時檢測，檢測出被測再造煙葉6的水分含量及克重信息，向所述的控制中心4上輸出相應的檢測數(shù)據(jù)，該檢測數(shù)據(jù)包含該被測再造煙葉6的含水率和克重數(shù)據(jù)；
[0059]所述的近紅外水分儀檢測模塊I，安裝在機械運動掃查裝置2上，受主控制中心4控制，在導軌上往返運動；
[0060]所述的機械運動掃查裝置2上安裝了近紅外水分儀檢測模塊I，并受主控制中心4控制；當主控制中心發(fā)出指令，通過驅(qū)動器驅(qū)動步進電機，實現(xiàn)近紅外光水分儀陣列I在導軌上進行機械運動，運動掃查的方向與被測再造煙葉薄片6傳送的方向垂直；
[0061]所述的再造煙葉薄片傳送裝置3，受主控制中心4控制，用于進行再造煙葉薄片6在生產(chǎn)線上的傳送，最終使再造煙葉薄片6以預定速度脫離并進入到下一道工序中，同時可以用于對涂布后的再造煙葉薄片6進行風干并輥壓均勻的作用；
[0062]所述的再造煙葉薄片傳送裝置3，包含兩個涂布輥;涂布輥采用交流變頻傳動，涂布輥中固定輥采用平滑膠輥；
[0063]所述的信號收發(fā)裝置5，包含用于將近紅外水分儀檢測模塊I采集到的相應檢測數(shù)據(jù)，通過相應通信接口傳輸?shù)街骺刂浦行?的信號發(fā)射與接收設備、和主控制中心4人機交互界面7設置參數(shù)完畢后，通過相應通信接口對其他各個部件裝置發(fā)出控制信號的信號發(fā)射與接收設備。
[0064I如圖2所示，所述的機械運動掃查裝置2，包含固定支架201、軸向運動機構202、以及用于夾持所述的近紅外水分儀檢測模塊203的探頭架204;
[0065]所述的軸向運動機構202安裝在固定支架201的主梁205上，由步進電機206、導軌207、絲杠208和滑臺209構成，用于控制近紅外水分儀檢測模塊I沿導軌207軸向運動掃查；所述的步進電機206控制所述的絲杠208轉(zhuǎn)動，從而帶動滑臺209沿導軌207運動；
[0066]所述的主控制中心4，用于檢測過程控制，接收近紅外水分儀檢測模塊I所述輸出的被測再造煙葉薄片6的水分含量和克重數(shù)據(jù)，檢測數(shù)據(jù)存儲，主控制中心4通過水分含量及檢測的克重信息，計算該被測再造煙葉薄片6各檢測點的涂布率；
[0067]實施例:在目前造紙法再造煙葉產(chǎn)品過程質(zhì)量控制領域，涂布均勻性和涂布液的穩(wěn)定性控制對再造煙葉產(chǎn)品質(zhì)量起到重要作用，對涂布率及涂布均勻性的檢測提出了很高的要求;因此，以寬度為0.Sm的再造煙葉薄片為被測對象，采用本發(fā)明的再造煙葉涂布率及其均勻性在線檢測裝置及方法進行檢測；
[0068]所述的近紅外水分儀檢測模塊I，包含規(guī)格參數(shù)完全相同的兩個近紅外水分儀;所述的近紅外水分儀檢測模塊的測量范圍為I?30%，測量精度控制為2σ < ±0.15%，(其中，σ表示標準偏差)，該近紅外水分儀要求連續(xù)運行8個小時的漂移不超過0.15%;所述的近紅外水分儀，采用涂布率數(shù)值大小呈梯度變化的10組再造煙葉薄片樣品和片基進行標定，這10組標定樣品對應的涂布率分別為S^S2,&，……，S1Q;對所述的10組再造煙葉薄片樣品稱重，獲得的絕干定量分別為nu，m2，m3，……，m1Q，片基絕干定量為則，并分別用這些數(shù)據(jù)對近紅外水分儀的標定結果進行更新；
[0069]所述的近紅外水分儀檢測模塊I根據(jù)標定結果，采集被測再造煙葉薄片6檢測點處的克重信息W，主控制中心計算該測量點的涂布率為R=100% X (ff-mo)/ff；
[0070]所述的近紅外水分儀檢測模塊I的兩個近紅外水分儀分別固定在所述的機械運動掃查裝置2上，各近紅外水分儀到被測再造煙葉薄片6表面的距離相等，都為25cm;并且探頭方向垂直于再造煙葉薄片6;各近紅外水分儀受主控制中心4控制沿相同方向、以相同的0.lm/s速度做往返運動；
[0071 ] 所述的近紅外水分儀檢測模塊I中，各近紅外水分儀之間的距離為0.4m;通過主控制中心4的人機交互界面7，設置所述的近紅外水分儀所述的測量時間為0.0125秒/點;所述的再造煙葉薄片傳送裝置3，以lm/s的速度傳送再造煙葉薄片6;每一個近紅外水分儀在再造煙葉薄片6表面上的掃查軌跡為鋸齒狀曲線，如圖3所示；
[0072]所述的主控制中心4根據(jù)預設的涂布均勻性判斷閾值，分析各檢測點之間的涂布率偏差數(shù)值，當該偏差數(shù)值超過該判斷閾值時，認為涂布均勻性較差，主控制中心4將標記該測量點的坐標信息，并發(fā)出警告;從而實現(xiàn)對被測再造煙葉6的涂布率及其均勻性的實時在線檢測；
[0073]—種再造煙葉涂布率及其均勻性在線檢測方法，實現(xiàn)步驟如下:
[0074](I)將檢測裝置安裝到定在再造煙葉經(jīng)涂布工序后的傳送裝置支架上；
[0075](2)啟動本發(fā)明的涂布率及其均勻性在線檢測裝置，通過主控制中心4的人機交互界面7，設定第一預設速度、第二預設速度、近紅外水分儀的測量時間、均勻性判斷閾值；
[0076](3)對近紅外水分儀檢測模塊I進行掃查探測坐標標定，建立掃查坐標系與被測再造煙葉薄片6笛卡爾坐標系的映射關系；
[0077](4)根據(jù)被測再造煙葉薄片6寬度選擇近紅外水分儀檢測模塊中近紅外水分儀個數(shù)，調(diào)整每一個近紅外水分儀之間的距離，調(diào)整近紅外水分儀檢測模塊I的高度，保證每一個近紅外水分儀與再造煙葉薄片6的距離相等；
[0078](5)對近紅外水分儀檢測模塊I中的每一個近紅外水分儀采用涂布率數(shù)值大小呈梯度變化的N組再造煙葉薄片樣品和片基進行標定，這N組標定樣品對應的涂布率分別為Si，S2，S3，......，Sn ;
[0079](6)標定結束后，將這些樣品用恒溫箱進行烘干，保持100°C，烘干I小時，分別進行稱重，這N組再造煙葉薄片樣品的絕干定量分別為mi，m2，m3，......，mN，片基絕干定量為mo，并分別對近紅外水分儀檢測模塊I的標定結果進行更新；
[0080](7)開啟再造煙葉生產(chǎn)線，主控制中心4根據(jù)第一預設速度和第二預設速度發(fā)出指令，對機械運動掃查裝置2和再造煙葉薄片傳送裝置3的運動狀態(tài)進行控制，近紅外水分儀檢測模塊I按照第一預設速度對被測再造煙葉薄片6進行掃查，并將檢測數(shù)據(jù)實時傳送給主控制中心4;
[0081](9)近紅外水分儀檢測模塊I根據(jù)標定結果，采集第一個被測再造煙葉薄片6檢測點處的克重信息1，主控制中心4計算該測量點的涂布率為辦= 100% X (ff1-mo)/Wi；
[0082](10)機械運動掃查裝置及再造煙葉薄片傳送裝置繼續(xù)工作，使近紅外水分儀檢測模塊檢測第二個再造煙葉薄片的檢測點，獲得該檢測點出的克重信息胃2，主控制中心造紙法再造煙葉行業(yè)通用的涂布率計算公式，計算該測量點的涂布率為R2 = 10^X (W2-Hi0)/W2;
[0083](11)主控制中心計算第一個測量點和第二個測量點的涂布率偏差數(shù)值δ? = (R2-R1VR1，當該偏差數(shù)值超過預設的判斷閾值時，認為涂布均勻性不滿足生產(chǎn)要求，主控制中心將標記該測量兩點的坐標信息，并發(fā)出警告；
[0084](12)機械運動掃查裝置及再造煙葉傳送裝置繼續(xù)工作，重復步驟(9)?(10)，使近紅外水分儀檢測模塊運行到下一個檢測點進行檢測，從而實現(xiàn)對被測再造煙葉的涂布率及其均勻性的實時在線檢測。
[0085]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種再造煙葉涂布率及其均勻性在線檢測裝置，其特征在于:本裝置包括近紅外水分儀檢測模塊、機械運動掃查裝置、再造煙葉薄片傳送裝置、主控制中心和信號收發(fā)裝置； 所述的近紅外水分儀檢測模塊，對進入檢測區(qū)的被測再造煙葉進行實時檢測，檢測出被測再造煙葉的水分含量及克重信息，向所述的控制中心上輸出相應的檢測數(shù)據(jù)，該檢測數(shù)據(jù)包含該被測再造煙葉含水率和克重數(shù)據(jù);近紅外水分儀檢測模塊，安裝在機械運動掃查裝置上，受主控制中心控制，在導軌上往返運動;所述的近紅外水分儀檢測模塊，包含規(guī)格參數(shù)完全相同的M個近紅外水分儀;近紅外水分儀，采用涂布率數(shù)值大小呈梯度變化的N組再造煙葉薄片樣品和片基進行標定，這N組標定樣品對應的涂布率分別為Sl，S2，S3，……，Sn ；對所述的N組再造煙葉薄片樣品稱重，獲得的絕干定量分別為mi，m2，m3，......，mN，片基絕干定量為mo，并分別用這些數(shù)據(jù)對近紅外水分儀的標定結果進行更新；近紅外水分儀根據(jù)標定結果，采集被測再造煙葉薄片檢測點處的克重信息W，主控制中心計算該測量點的涂布率為1?=100%\(1-111。)/12.根據(jù)權利要求1所述的一種再造煙葉涂布率及其均勻性在線檢測裝置，其特征在于:用于標定的再造煙葉薄片樣品的數(shù)量N控制為4?20組。3.根據(jù)權利要求1所述的一種再造煙葉涂布率及其均勻性在線檢測裝置，其特征在于:近紅外水分儀檢測模塊包含的規(guī)格參數(shù)相同的近紅外水分儀的數(shù)量M控制為2?4個;近紅外水分儀檢測模塊的測量精度控制為2σ < ±0.15% ;近紅外水分儀要求連續(xù)運行8個小時的漂移不超過0.15%。4.根據(jù)權利要求1所述的一種再造煙葉涂布率及其均勻性在線檢測裝置，其特征在于:機械運動掃查裝置上安裝了近紅外水分儀檢測模塊，并受主控制中心控制；當主控制中心發(fā)出指令，通過驅(qū)動器驅(qū)動步進電機，實現(xiàn)近紅外光水分儀陣列在導軌上進行機械運動;機械運動掃查裝置，包含固定支架、軸向運動機構、以及用于夾持所述的近紅外水分儀檢測模塊的探頭架，運動掃查的方向與被測再造煙葉薄片傳送的方向垂直； 所述的軸向運動機構安裝在固定支架的主梁上，由步進電機、導軌、絲杠和滑臺構成，用于控制近紅外水分儀檢測模塊沿導軌軸向運動掃查;所述的步進電機控制所述的絲杠轉(zhuǎn)動，從而帶動滑臺沿導軌運動。5.根據(jù)權利要求1所述的一種再造煙葉涂布率及其均勻性在線檢測裝置，其特征在于:近紅外水分儀檢測模塊的M個近紅外水分儀分別固定在所述的機械運動掃查裝置上，各近紅外水分儀到被測再造煙葉薄片表面的距離相等，并且探頭方向垂直于再造煙葉薄片；各近紅外水分儀受主控制中心控制沿相同方向，以相同的第一預設速度做往返運動；近紅外水分儀檢測模塊中，各近紅外水分儀之間的距離為被測再造煙葉薄片的寬度/M;所述的M個近紅外水分儀到被測再造煙葉薄片表面的距離相等，都等于第一預設距離;第一預設距離控制為15?40cm;第一預設速度控制為0.05?0.2m/s;所述的近紅外水分儀的標定調(diào)校和測量時間，可以通過主控制中心的人機交互界面進行設置;所述的測量時間，默認速度為0.0125秒;每一個近紅外水分儀在再造煙葉薄片表面上的掃查軌跡為鋸齒狀或正弦曲線。6.根據(jù)權利要求1所述的一種再造煙葉涂布率及其均勻性在線檢測裝置，其特征在于:再造煙葉薄片傳送裝置，受主控制中心控制，用于進行再造煙葉薄片在生產(chǎn)線上的傳送，最終使再造煙葉薄片以預定速度脫離并進入到下一道工序中，同時可以用于對涂布后的再造煙葉薄片進行風干并輥壓均勻的作用;再造煙葉薄片傳送裝置，包含至少兩個涂布輥;涂布輥采用交流變頻傳動，涂布輥中固定輥采用平滑膠輥;再造煙葉薄片傳送裝置，以第二預設速度傳送再造煙葉薄片，該第二預設速度可通過人機交互界面進行參數(shù)設置;第二預設速度控制為O?5m/s。7.根據(jù)權利要求1所述的一種再造煙葉涂布率及其均勻性在線檢測裝置，其特征在于:信號收發(fā)裝置，包含用于將近紅外水分儀檢測模塊采集到的相應檢測數(shù)據(jù)，通過相應通信接口傳輸?shù)街骺刂浦行牡男盘柊l(fā)射與接收設備、和主控制中心人機交互界面設置參數(shù)完畢后，通過相應通信接口對其他各個部件裝置發(fā)出控制信號的信號發(fā)射與接收設備;所述的信號收發(fā)裝置，采用的硬件接口是RS422全雙工或者RS485半雙工接口。8.根據(jù)權利要求1所述的一種再造煙葉涂布率及其均勻性在線檢測裝置，其特征在于:主控制中心，用于檢測過程控制，接收近紅外水分儀檢測模塊所述輸出的被測再造煙葉薄片的水分含量和克重數(shù)據(jù)，檢測數(shù)據(jù)存儲，主控制中心通過水分含量及檢測的克重信息，計算該被測再造煙葉薄片各檢測點的涂布率;主控制中心，包含人機交互界面，可以進行系統(tǒng)參數(shù)的設定;所述的系統(tǒng)參數(shù)包含第一預設速度、第二預設速度、近紅外水分儀的測量時間、涂布均勻性判斷閾值;主控制中心根據(jù)預設的涂布均勻性判斷閾值，分析各檢測點之間的涂布率偏差數(shù)值，當該偏差數(shù)值超過該判斷閾值時，認為涂布均勻性較差，主控制中心將標記該測量點的坐標信息，并發(fā)出警告；從而實現(xiàn)對被測再造煙葉的涂布率及其均勻性的實時在線檢測。9.一種再造煙葉涂布率及其均勻性在線檢測方法，其特征在于:實現(xiàn)步驟如下: (1)將檢測裝置安裝到定在再造煙葉經(jīng)涂布工序后的傳送裝置支架上； (2)啟動本發(fā)明的涂布率及其均勻性在線檢測裝置，通過主控制中心的人機交互界面，設定第一預設速度、第二預設速度、近紅外水分儀的測量時間、均勻性判斷閾值； (3)對近紅外水分儀檢測模塊進行掃查探測坐標標定，建立掃查坐標系與被測再造煙葉薄片笛卡爾坐標系的映射關系； (4)根據(jù)再造煙葉薄片寬度選擇近紅外水分儀檢測模塊中近紅外水分儀個數(shù)，調(diào)整每一個近紅外水分儀之間的距離，調(diào)整近紅外水分儀檢測模塊的高度，保證每一個近紅外水分儀與再造煙葉薄片的距離相等； (5)對近紅外水分儀檢測模塊中的每一個近紅外水分儀采用涂布率數(shù)值大小呈梯度變化的N組再造煙葉薄片樣品和片基進行標定，這N組標定樣品對應的涂布率分別為S^S2,S3，......? Sn； (7)標定結束后，將這些樣品用恒溫箱進行烘干，保持100°C，烘干I小時，分別進行稱重，這N組再造煙葉薄片樣品的絕干定量分別為mi，m2，m3，......，mN，片基絕干定量為mo，并分別對近紅外水分儀檢測模塊的標定結果進行更新； (8)開啟再造煙葉生產(chǎn)線，主控制中心根據(jù)第一預設速度和第二預設速度發(fā)出指令，對機械運動掃查裝置和再造煙葉薄片傳送裝置的運動狀態(tài)進行控制，近紅外水分儀檢測模塊按照第一預設速度對被測再造煙葉薄片進行掃查，并將檢測數(shù)據(jù)實時傳送給主控制中心； (9)近紅外水分儀檢測模塊根據(jù)標定結果，采集第一個被測再造煙葉薄片檢測點處的克重信息1，主控制中心根據(jù)造紙法再造煙葉行業(yè)通用的涂布率計算公式，計算該測量點的涂布率為1^=100%\(1111())/^1; (10)機械運動掃查裝置及再造煙葉薄片傳送裝置繼續(xù)工作，使近紅外水分儀檢測模塊檢測第二個再造煙葉薄片的檢測點，獲得該檢測點出的克重信息W2，主控制中心根據(jù)造紙法再造煙葉行業(yè)通用的涂布率計算公式，計算該測量點的涂布率為R2 = 10^x (W2-H1)/W2; (11)主控制中心計算第一個測量點和第二個測量點的涂布率偏差數(shù)值S1= R2-R1，當該偏差數(shù)值超過預設的判斷閾值時，認為涂布均勻性不滿足生產(chǎn)要求，主控制中心將標記該測量兩點的坐標信息，并發(fā)出警告； (12)機械運動掃查裝置及再造煙葉傳送裝置繼續(xù)工作，重復步驟(9)?(10)，使近紅外水分儀檢測模塊運行到下一個檢測點進行檢測，從而實現(xiàn)對被測再造煙葉的涂布率及其均勻性的實時在線檢測。
【文檔編號】G01N5/04GK105842191SQ201610428989
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年6月16日
【發(fā)明人】韓軍, 吳飛斌, 龍晉桓
【申請人】泉州裝備制造研究所