一种再造烟叶涂布率及其均匀性在线检测装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种再造烟叶涂布率及其均匀性在线检测装置及方法，所述的检测装置包括：近红外水分仪检测模块、机械运动扫查装置、再造烟叶薄片传送装置、主控制中心和信号收发装置，采用近红外光谱检测原理，结合数据处理和分析算法，实现涂布率及其均匀性的在线快速检测；本发明一种再造烟叶涂布率及其均匀性在线检测装置及方法，对生产过程中的再造烟叶涂布率及其均匀性进行实时在线检测，当检测结果不符合均匀性生产要求时会反馈信息，便于及时调整控制，检测速度快、精度高，稳定性好，无需重复标定。
【专利说明】
一种再造烟叶涂布率及其均匀性在线检测装置及方法
技术领域
[0001]本发明涉及造纸法再造烟叶检测技术领域，特别是涉及一种采用近红外光谱分析技术的再造烟叶涂布率及其均匀性在线检测装置及检测方法。
【背景技术】
[0002]再造烟叶是将卷烟加工过程中的烟末、碎梗、碎片等烟草残质，经过技术处理及重新组合加工制成的片状或丝状再生烟草产品(也叫烟草薄片)。对于再造烟叶产品过程质量控制，目前生产线除水分、温度、浆料浓度和密度指标都有在线控制设备外，其他的质量控制均处于空白，大部分为离线检测，结果滞后，对生产指导性不强，如产品定量、涂布率、浆料质量的在线检测与反馈。烟草涂布液是贡献再造烟叶与吸食品质的主要成分，几乎承载了造纸法再造烟叶的全部烟草物质与香气组分，对产品的最终化学成分含量、吸食品质及相关物理特性都起到至关重要作用，而涂布率是生产过程中一个重要的工艺技术控制指标，烟叶产品各批次、不同位置检测点的涂布率反应了被测烟叶的涂布均匀性。造纸法再造烟叶行业通用的涂布率定义为再造烟叶片基浸涂物绝干定量占再造烟叶薄片绝干定量的百分比值，计算公式为涂布率=100% X (薄片绝干定量-片基绝干定量)/薄片绝干定量。涂布率的高低直接决定了再造烟叶的化学成分、物理指标、烟气指标以及抽吸品质，是再造烟叶工艺技术中生产制造能力最为重要的指标之一。此外，造纸法再造烟叶的涂布均匀性，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异，生产过程中涂布不均匀，会导致生产的再造烟叶的成分分布不均，即影响产品品质，也造成生产浪费。对生产过程中再造烟叶率及其均匀性的高精度、快速在线检测，可以为实现更高均匀性的涂布效果提供依据，对提尚生广效率和广品良率有重要意义。
[0003]目前，在先技术中，实现造纸法再造烟叶涂布率的检测主要是采用离线的方法，而缺少专门针对再造烟叶涂布均匀性进行实时在线检测的研究。中国发明专利201310067327.6公开了一种造纸法再造烟叶涂布率的测定方法(参考在先技术[I]，中国发明专利，一种造纸法再造烟叶涂布率的测定方法，申请号:201310067327.6)，采用分别对样品盒和被测烟叶烘干、冷却、浸泡过滤、再烘干等操作，以称重的方式对涂布率进行计算。但是该装置存在的问题是:需要对选取的样品进行烘干、冷却、浸泡等操作，属于离线检测手段，检测时间长达2.5小时，不能满足快速、在线检测的生产需求。中国发明专利201310681288.9公开了一种造纸法再造烟叶涂布量检测方式(参考在先技术[2]，中国发明专利，一种检测造纸法再造烟叶涂布量的方法，申请号:201310681288.9)，利用近红外在线检测水分仪检测生产过程中造纸法再造烟叶的烟碱含量、还原糖含量及水分含量，以此计算出造纸法再造烟叶的涂布量。但是该装置的问题是:需要对涂布液在片基上涂布后的固含量进行检测，操作复杂。中国发明专利201210060463.8公开了一种测定造纸法再造烟叶成品涂布率的方法(参考在线技术[3]，中国发明专利，一种测定造纸法再造烟叶成品涂布率的方法)，采用“索式提取法”测定造纸法再造烟叶涂布率。但是该方法的问题是:取样需置于恒温箱中平衡48小时、加蒸馏水浸泡并提取，还需要烘干称重等手段，该方法同样是离线的手段，不能满足在线检测的生产需求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服上述在先技术的不足，提供了一种采用近红外光谱检测原理的造纸法再造烟叶涂布率及其均匀性在线检测装置及检测方法，利用该系统在线检测造纸法再造烟叶涂布率及其均匀性，具有速度快、精度高等优点。
[0005]本发明的技术解决方案如下:
[0006]一种再造烟叶涂布率及其均匀性在线检测装置，其特点在于:本装置包括近红外水分仪检测模块、机械运动扫查装置、再造烟叶薄片传送装置、主控制中心和信号收发装置；
[0007]所述的近红外水分仪检测模块，对进入检测区的被测再造烟叶进行实时检测，检测出被测再造烟叶的水分含量及克重信息，向所述的控制中心上输出相应的检测数据，该检测数据包含该被测再造烟叶含水率和克重数据；
[0008]所述的近红外水分仪检测模块，安装在机械运动扫查装置上，受主控制中心控制，在导轨上往返运动;所述的近红外水分仪检测模块，包含规格参数完全相同的M个近红外水分仪；
[0009]所述的近红外水分仪，采用涂布率数值大小呈梯度变化的N组再造烟叶薄片样品和片基进行标定，这N组标定样品对应的涂布率分别为S^S2,&，……，SN;对所述的N组再造烟叶薄片样品称重，获得的绝干定量分别为m，m2，m3，……，mN，片基绝干定量为mQ，并分别用这些数据对近红外水分仪的标定结果进行更新；
[0010]所述的近红外水分仪根据标定结果，采集被测再造烟叶薄片检测点处的克重信息W，主控制中心计算该测量点的涂布率为R=100% X (ff-mo)/ff；
[0011]优选地，所述的用于标定的再造烟叶薄片样品的数量N控制为4?20组；
[0012]优选地，所述的近红外水分仪检测模块包含的规格参数相同的近红外水分仪的数量M控制为2?4个；
[0013]优选地，所述的近红外水分仪检测模块的测量精度控制为2σ< ±0.15%，(其中，σ表示标准偏差);
[0014]优选地，所述的近红外水分仪要求连续运行8个小时的漂移不超过0.15% ;
[0015]所述的机械运动扫查装置上安装了近红外水分仪检测模块，并受主控制中心控制；当主控制中心发出指令，通过驱动器驱动步进电机，实现近红外光水分仪阵列在导轨上进行机械运动；
[0016]所述的机械运动扫查装置，包含固定支架、轴向运动机构、以及用于夹持所述的近红外水分仪检测模块的探头架，运动扫查的方向与被测再造烟叶薄片传送的方向垂直；
[0017]所述的轴向运动机构安装在固定支架的主梁上，由步进电机、导轨、丝杠和滑台构成，用于控制近红外水分仪检测模块沿导轨轴向运动扫查;所述的步进电机控制所述的丝杠转动，从而带动滑台沿导轨运动；
[0018]所述的近红外水分仪检测模块的M个近红外水分仪分别固定在所述的机械运动扫查装置上，各近红外水分仪到被测再造烟叶薄片表面的距离相等，并且探头方向垂直于再造烟叶薄片;各近红外水分仪受主控制中心控制沿相同方向，以相同的第一预设速度做往返运动；
[0019]所述的近红外水分仪检测模块中，各近红外水分仪之间的距离为被测再造烟叶薄片的宽度/M;
[0020]所述的M个近红外水分仪到被测再造烟叶薄片表面的距离相等，都等于第一预设距离；
[0021 ] 所述的近红外水分仪的标定调校和测量时间，可以通过主控制中心的人机交互界面进行设置;所述的测量时间，默认时间为0.0125秒；
[0022]优选地，所述的第一预设距离控制为15?40cm;
[0023]优选地，所述的第一预设速度控制为0.05?0.2m/s;
[0024]优选地，每一个近红外水分仪在再造烟叶薄片表面上的扫查轨迹为锯齿状或正弦曲线；
[0025]所述的第一预设速度的数值大小的选定受主控制中心控制，可以通过人机交互界面设置参数；
[0026]所述的再造烟叶薄片传送装置，受主控制中心控制，用于进行再造烟叶薄片在生产线上的传送，最终使再造烟叶薄片以预定速度脱离并进入到下一道工序中，同时可以用于对涂布后的再造烟叶薄片进行风干并辊压均匀的作用；
[0027]所述的再造烟叶薄片传送装置，包含至少两个涂布辊;涂布辊采用交流变频传动，涂布辊中固定辊采用平滑胶辊；
[0028]所述的再造烟叶薄片传送装置，以第二预设速度传送再造烟叶薄片，该第二预设速度可通过人机交互界面进行参数设置；
[0029]优选地，所述的第二预设速度控制为O?5m/s；
[0030]所述的信号收发装置，包含用于将近红外水分仪检测模块采集到的相应检测数据，通过相应通信接口传输到主控制中心的信号发射与接收设备、和主控制中心人机交互界面设置参数完毕后，通过相应通信接口对其他各个部件装置发出控制信号的信号发射与接收设备；
[0031]优选的，所述的信号收发装置，采用的硬件接口是RS422全双工或者RS485半双工等接口 ；
[0032]所述的主控制中心，用于检测过程控制，接收近红外水分仪检测模块所述输出的被测再造烟叶薄片的水分含量和克重数据，检测数据存储，主控制中心通过水分含量及检测的克重信息，计算该被测再造烟叶薄片各检测点的涂布率；
[0033]所述的主控制中心，包含人机交互界面，可以进行系统参数的设定;所述的系统参数包含第一预设速度、第二预设速度、近红外水分仪的测量时间、涂布均匀性判断阈值；
[0034]所述的主控制中心根据预设的涂布均匀性判断阈值，分析各检测点之间的涂布率偏差数值，当该偏差数值超过该判断阈值时，认为涂布均匀性较差，主控制中心将标记该测量点的坐标信息，并发出警告;从而实现对被测再造烟叶的涂布率及其均匀性的实时在线检测。
[0035]—种再造烟叶涂布率及其均匀性在线检测方法，实现步骤如下:
[0036](I)将检测装置安装到定在再造烟叶经涂布工序后的传送装置支架上；
[0037](2)启动本发明的涂布率及其均匀性在线检测装置，通过主控制中心的人机交互界面，设定第一预设速度、第二预设速度、近红外水分仪的测量时间、均匀性判断阈值；
[0038](3)对近红外水分仪检测模块进行扫查探测坐标标定，建立扫查坐标系与被测再造烟叶薄片笛卡尔坐标系的映射关系；
[0039](4)根据再造烟叶薄片宽度选择近红外水分仪检测模块中近红外水分仪个数，调整每一个近红外水分仪之间的距离，调整近红外水分仪检测模块的高度，保证每一个近红外水分仪与再造烟叶薄片的距离相等；
[0040](5)对近红外水分仪检测模块中的每一个近红外水分仪采用涂布率数值大小呈梯度变化的N组再造烟叶薄片样品和片基进行标定，这N组标定样品对应的涂布率分别为S1,S2，S3，......，Sn X
[0041](7)标定结束后，将这些样品用恒温箱进行烘干，保持100°C，烘干I小时，分别进行称重，这N组再造烟叶薄片样品的绝干定量分别为mi，m2，m3，......，mN，片基绝干定量为mo，并分别对近红外水分仪检测模块的标定结果进行更新；
[0042](8)开启再造烟叶生产线工作，主控制中心根据第一预设速度和第二预设速度发出指令，对机械运动扫查装置和再造烟叶薄片传送装置的运动状态进行控制，近红外水分仪检测模块按照第一预设速度对被测再造烟叶薄片进行扫查，并将检测数据实时传送给主控制中心；
[0043](9)近红外水分仪检测模块根据标定结果，采集第一个被测再造烟叶薄片检测点处的克重信息W1，主控制中心根据造纸法再造烟叶行业通用的涂布率计算公式，计算该测量点的涂布率为Ri=100% X(W1IM)ZW1;
[0044](10)机械运动扫查装置及再造烟叶薄片传送装置继续工作，使近红外水分仪检测模块检测第二个再造烟叶薄片的检测点，获得该检测点出的克重信息％，主控制中心根据造纸法再造烟叶行业通用的涂布率计算公式，计算该测量点的涂布率为R2=100% X (W2-mo)/ff2；
[0045](11)主控制中心计算第一个测量点和第二个测量点的涂布率偏差数值δ I = R2-R1，当该偏差数值超过预设的判断阈值时，认为涂布均匀性不满足生产要求，主控制中心将标记该测量两点的坐标信息，并发出警告；
[0046](12)机械运动扫查装置及再造烟叶传送装置继续工作，重复步骤(9)?(10)，使近红外水分仪检测模块运行到下一个检测点进行检测，从而实现对被测再造烟叶的涂布率及其均匀性的实时在线检测。
[0047]与在先技术相比，本发明具有如下优点:
[0048]1、本发明采用近红外水分仪的在线检测方式，分析被测再造烟叶薄片的涂布率及其均匀性，技术成熟、检测速度快、稳定性好；
[0049]2、本发明的涂布均匀性在线检测系统结合机械扫查装置，实现对生产过程中的再造烟叶薄片涂布均匀性的实时检测，当检测结果不符合均匀性生产要求时会反馈信息，便于及时调整控制；
[0050]3、采用本发明的涂布均匀性检测方法进行标定，同一配方来料只需要标定一次，后续检测无需重复标定，省去了每一次都需要对样品进行烘干的时间。
【附图说明】
[0051]图1为本发明的再造烟叶涂布率及其均匀性在线检测装置示意图；
[0052]图2为机械运动扫查装置结构示意图；
[0053]图3为近红外水分仪扫除轨迹示意图；
[0054]图中各标示名称:1、近红外水分仪检测模块;2、机械运动扫查装置;3、再造烟叶薄片传送装置;4、主控制中心；5、信号收发装置;6、再造烟叶；7、人机交互界面;201、固定支架；202、轴向运动机构；203、近红外水分仪检测模块;204、探头架；205、主梁；206、步进电机;207、导轨;208、丝杠;209、滑台。
【具体实施方式】
[0055]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0056]本发明具体实施例如下:
[0057]如图1所示，一种再造烟叶涂布率及其均匀性在线检测装置，本装置包括近红外水分仪检测模块1、机械运动扫查装置2、再造烟叶薄片传送装置3、主控制中心4和信号收发装置5;
[0058]所述的近红外水分仪检测模块I，对进入检测区的被测再造烟叶6进行实时检测，检测出被测再造烟叶6的水分含量及克重信息，向所述的控制中心4上输出相应的检测数据，该检测数据包含该被测再造烟叶6的含水率和克重数据；
[0059]所述的近红外水分仪检测模块I，安装在机械运动扫查装置2上，受主控制中心4控制，在导轨上往返运动；
[0060]所述的机械运动扫查装置2上安装了近红外水分仪检测模块I，并受主控制中心4控制；当主控制中心发出指令，通过驱动器驱动步进电机，实现近红外光水分仪阵列I在导轨上进行机械运动，运动扫查的方向与被测再造烟叶薄片6传送的方向垂直；
[0061]所述的再造烟叶薄片传送装置3，受主控制中心4控制，用于进行再造烟叶薄片6在生产线上的传送，最终使再造烟叶薄片6以预定速度脱离并进入到下一道工序中，同时可以用于对涂布后的再造烟叶薄片6进行风干并辊压均匀的作用；
[0062]所述的再造烟叶薄片传送装置3，包含两个涂布辊;涂布辊采用交流变频传动，涂布辊中固定辊采用平滑胶辊；
[0063]所述的信号收发装置5，包含用于将近红外水分仪检测模块I采集到的相应检测数据，通过相应通信接口传输到主控制中心4的信号发射与接收设备、和主控制中心4人机交互界面7设置参数完毕后，通过相应通信接口对其他各个部件装置发出控制信号的信号发射与接收设备。
[0064I如图2所示，所述的机械运动扫查装置2，包含固定支架201、轴向运动机构202、以及用于夹持所述的近红外水分仪检测模块203的探头架204;
[0065]所述的轴向运动机构202安装在固定支架201的主梁205上，由步进电机206、导轨207、丝杠208和滑台209构成，用于控制近红外水分仪检测模块I沿导轨207轴向运动扫查；所述的步进电机206控制所述的丝杠208转动，从而带动滑台209沿导轨207运动；
[0066]所述的主控制中心4，用于检测过程控制，接收近红外水分仪检测模块I所述输出的被测再造烟叶薄片6的水分含量和克重数据，检测数据存储，主控制中心4通过水分含量及检测的克重信息，计算该被测再造烟叶薄片6各检测点的涂布率；
[0067]实施例:在目前造纸法再造烟叶产品过程质量控制领域，涂布均匀性和涂布液的稳定性控制对再造烟叶产品质量起到重要作用，对涂布率及涂布均匀性的检测提出了很高的要求;因此，以宽度为0.Sm的再造烟叶薄片为被测对象，采用本发明的再造烟叶涂布率及其均匀性在线检测装置及方法进行检测；
[0068]所述的近红外水分仪检测模块I，包含规格参数完全相同的两个近红外水分仪;所述的近红外水分仪检测模块的测量范围为I?30%，测量精度控制为2σ < ±0.15%，(其中，σ表示标准偏差)，该近红外水分仪要求连续运行8个小时的漂移不超过0.15%;所述的近红外水分仪，采用涂布率数值大小呈梯度变化的10组再造烟叶薄片样品和片基进行标定，这10组标定样品对应的涂布率分别为S^S2,&，……，S1Q;对所述的10组再造烟叶薄片样品称重，获得的绝干定量分别为nu，m2，m3，……，m1Q，片基绝干定量为则，并分别用这些数据对近红外水分仪的标定结果进行更新；
[0069]所述的近红外水分仪检测模块I根据标定结果，采集被测再造烟叶薄片6检测点处的克重信息W，主控制中心计算该测量点的涂布率为R=100% X (ff-mo)/ff；
[0070]所述的近红外水分仪检测模块I的两个近红外水分仪分别固定在所述的机械运动扫查装置2上，各近红外水分仪到被测再造烟叶薄片6表面的距离相等，都为25cm;并且探头方向垂直于再造烟叶薄片6;各近红外水分仪受主控制中心4控制沿相同方向、以相同的0.lm/s速度做往返运动；
[0071 ] 所述的近红外水分仪检测模块I中，各近红外水分仪之间的距离为0.4m;通过主控制中心4的人机交互界面7，设置所述的近红外水分仪所述的测量时间为0.0125秒/点;所述的再造烟叶薄片传送装置3，以lm/s的速度传送再造烟叶薄片6;每一个近红外水分仪在再造烟叶薄片6表面上的扫查轨迹为锯齿状曲线，如图3所示；
[0072]所述的主控制中心4根据预设的涂布均匀性判断阈值，分析各检测点之间的涂布率偏差数值，当该偏差数值超过该判断阈值时，认为涂布均匀性较差，主控制中心4将标记该测量点的坐标信息，并发出警告;从而实现对被测再造烟叶6的涂布率及其均匀性的实时在线检测；
[0073]—种再造烟叶涂布率及其均匀性在线检测方法，实现步骤如下:
[0074](I)将检测装置安装到定在再造烟叶经涂布工序后的传送装置支架上；
[0075](2)启动本发明的涂布率及其均匀性在线检测装置，通过主控制中心4的人机交互界面7，设定第一预设速度、第二预设速度、近红外水分仪的测量时间、均匀性判断阈值；
[0076](3)对近红外水分仪检测模块I进行扫查探测坐标标定，建立扫查坐标系与被测再造烟叶薄片6笛卡尔坐标系的映射关系；
[0077](4)根据被测再造烟叶薄片6宽度选择近红外水分仪检测模块中近红外水分仪个数，调整每一个近红外水分仪之间的距离，调整近红外水分仪检测模块I的高度，保证每一个近红外水分仪与再造烟叶薄片6的距离相等；
[0078](5)对近红外水分仪检测模块I中的每一个近红外水分仪采用涂布率数值大小呈梯度变化的N组再造烟叶薄片样品和片基进行标定，这N组标定样品对应的涂布率分别为Si，S2，S3，......，Sn ;
[0079](6)标定结束后，将这些样品用恒温箱进行烘干，保持100°C，烘干I小时，分别进行称重，这N组再造烟叶薄片样品的绝干定量分别为mi，m2，m3，......，mN，片基绝干定量为mo，并分别对近红外水分仪检测模块I的标定结果进行更新；
[0080](7)开启再造烟叶生产线，主控制中心4根据第一预设速度和第二预设速度发出指令，对机械运动扫查装置2和再造烟叶薄片传送装置3的运动状态进行控制，近红外水分仪检测模块I按照第一预设速度对被测再造烟叶薄片6进行扫查，并将检测数据实时传送给主控制中心4;
[0081](9)近红外水分仪检测模块I根据标定结果，采集第一个被测再造烟叶薄片6检测点处的克重信息1，主控制中心4计算该测量点的涂布率为办= 100% X (ff1-mo)/Wi；
[0082](10)机械运动扫查装置及再造烟叶薄片传送装置继续工作，使近红外水分仪检测模块检测第二个再造烟叶薄片的检测点，获得该检测点出的克重信息胃2，主控制中心造纸法再造烟叶行业通用的涂布率计算公式，计算该测量点的涂布率为R2 = 10^X (W2-Hi0)/W2;
[0083](11)主控制中心计算第一个测量点和第二个测量点的涂布率偏差数值δ? = (R2-R1VR1，当该偏差数值超过预设的判断阈值时，认为涂布均匀性不满足生产要求，主控制中心将标记该测量两点的坐标信息，并发出警告；
[0084](12)机械运动扫查装置及再造烟叶传送装置继续工作，重复步骤(9)?(10)，使近红外水分仪检测模块运行到下一个检测点进行检测，从而实现对被测再造烟叶的涂布率及其均匀性的实时在线检测。
[0085]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种再造烟叶涂布率及其均匀性在线检测装置，其特征在于:本装置包括近红外水分仪检测模块、机械运动扫查装置、再造烟叶薄片传送装置、主控制中心和信号收发装置； 所述的近红外水分仪检测模块，对进入检测区的被测再造烟叶进行实时检测，检测出被测再造烟叶的水分含量及克重信息，向所述的控制中心上输出相应的检测数据，该检测数据包含该被测再造烟叶含水率和克重数据;近红外水分仪检测模块，安装在机械运动扫查装置上，受主控制中心控制，在导轨上往返运动;所述的近红外水分仪检测模块，包含规格参数完全相同的M个近红外水分仪;近红外水分仪，采用涂布率数值大小呈梯度变化的N组再造烟叶薄片样品和片基进行标定，这N组标定样品对应的涂布率分别为Sl，S2，S3，……，Sn ；对所述的N组再造烟叶薄片样品称重，获得的绝干定量分别为mi，m2，m3，......，mN，片基绝干定量为mo，并分别用这些数据对近红外水分仪的标定结果进行更新；近红外水分仪根据标定结果，采集被测再造烟叶薄片检测点处的克重信息W，主控制中心计算该测量点的涂布率为1?=100%\(1-111。)/12.根据权利要求1所述的一种再造烟叶涂布率及其均匀性在线检测装置，其特征在于:用于标定的再造烟叶薄片样品的数量N控制为4?20组。3.根据权利要求1所述的一种再造烟叶涂布率及其均匀性在线检测装置，其特征在于:近红外水分仪检测模块包含的规格参数相同的近红外水分仪的数量M控制为2?4个;近红外水分仪检测模块的测量精度控制为2σ < ±0.15% ;近红外水分仪要求连续运行8个小时的漂移不超过0.15%。4.根据权利要求1所述的一种再造烟叶涂布率及其均匀性在线检测装置，其特征在于:机械运动扫查装置上安装了近红外水分仪检测模块，并受主控制中心控制；当主控制中心发出指令，通过驱动器驱动步进电机，实现近红外光水分仪阵列在导轨上进行机械运动;机械运动扫查装置，包含固定支架、轴向运动机构、以及用于夹持所述的近红外水分仪检测模块的探头架，运动扫查的方向与被测再造烟叶薄片传送的方向垂直； 所述的轴向运动机构安装在固定支架的主梁上，由步进电机、导轨、丝杠和滑台构成，用于控制近红外水分仪检测模块沿导轨轴向运动扫查;所述的步进电机控制所述的丝杠转动，从而带动滑台沿导轨运动。5.根据权利要求1所述的一种再造烟叶涂布率及其均匀性在线检测装置，其特征在于:近红外水分仪检测模块的M个近红外水分仪分别固定在所述的机械运动扫查装置上，各近红外水分仪到被测再造烟叶薄片表面的距离相等，并且探头方向垂直于再造烟叶薄片；各近红外水分仪受主控制中心控制沿相同方向，以相同的第一预设速度做往返运动；近红外水分仪检测模块中，各近红外水分仪之间的距离为被测再造烟叶薄片的宽度/M;所述的M个近红外水分仪到被测再造烟叶薄片表面的距离相等，都等于第一预设距离;第一预设距离控制为15?40cm;第一预设速度控制为0.05?0.2m/s;所述的近红外水分仪的标定调校和测量时间，可以通过主控制中心的人机交互界面进行设置;所述的测量时间，默认速度为0.0125秒;每一个近红外水分仪在再造烟叶薄片表面上的扫查轨迹为锯齿状或正弦曲线。6.根据权利要求1所述的一种再造烟叶涂布率及其均匀性在线检测装置，其特征在于:再造烟叶薄片传送装置，受主控制中心控制，用于进行再造烟叶薄片在生产线上的传送，最终使再造烟叶薄片以预定速度脱离并进入到下一道工序中，同时可以用于对涂布后的再造烟叶薄片进行风干并辊压均匀的作用;再造烟叶薄片传送装置，包含至少两个涂布辊;涂布辊采用交流变频传动，涂布辊中固定辊采用平滑胶辊;再造烟叶薄片传送装置，以第二预设速度传送再造烟叶薄片，该第二预设速度可通过人机交互界面进行参数设置;第二预设速度控制为O?5m/s。7.根据权利要求1所述的一种再造烟叶涂布率及其均匀性在线检测装置，其特征在于:信号收发装置，包含用于将近红外水分仪检测模块采集到的相应检测数据，通过相应通信接口传输到主控制中心的信号发射与接收设备、和主控制中心人机交互界面设置参数完毕后，通过相应通信接口对其他各个部件装置发出控制信号的信号发射与接收设备;所述的信号收发装置，采用的硬件接口是RS422全双工或者RS485半双工接口。8.根据权利要求1所述的一种再造烟叶涂布率及其均匀性在线检测装置，其特征在于:主控制中心，用于检测过程控制，接收近红外水分仪检测模块所述输出的被测再造烟叶薄片的水分含量和克重数据，检测数据存储，主控制中心通过水分含量及检测的克重信息，计算该被测再造烟叶薄片各检测点的涂布率;主控制中心，包含人机交互界面，可以进行系统参数的设定;所述的系统参数包含第一预设速度、第二预设速度、近红外水分仪的测量时间、涂布均匀性判断阈值;主控制中心根据预设的涂布均匀性判断阈值，分析各检测点之间的涂布率偏差数值，当该偏差数值超过该判断阈值时，认为涂布均匀性较差，主控制中心将标记该测量点的坐标信息，并发出警告；从而实现对被测再造烟叶的涂布率及其均匀性的实时在线检测。9.一种再造烟叶涂布率及其均匀性在线检测方法，其特征在于:实现步骤如下: (1)将检测装置安装到定在再造烟叶经涂布工序后的传送装置支架上； (2)启动本发明的涂布率及其均匀性在线检测装置，通过主控制中心的人机交互界面，设定第一预设速度、第二预设速度、近红外水分仪的测量时间、均匀性判断阈值； (3)对近红外水分仪检测模块进行扫查探测坐标标定，建立扫查坐标系与被测再造烟叶薄片笛卡尔坐标系的映射关系； (4)根据再造烟叶薄片宽度选择近红外水分仪检测模块中近红外水分仪个数，调整每一个近红外水分仪之间的距离，调整近红外水分仪检测模块的高度，保证每一个近红外水分仪与再造烟叶薄片的距离相等； (5)对近红外水分仪检测模块中的每一个近红外水分仪采用涂布率数值大小呈梯度变化的N组再造烟叶薄片样品和片基进行标定，这N组标定样品对应的涂布率分别为S^S2,S3，......? Sn； (7)标定结束后，将这些样品用恒温箱进行烘干，保持100°C，烘干I小时，分别进行称重，这N组再造烟叶薄片样品的绝干定量分别为mi，m2，m3，......，mN，片基绝干定量为mo，并分别对近红外水分仪检测模块的标定结果进行更新； (8)开启再造烟叶生产线，主控制中心根据第一预设速度和第二预设速度发出指令，对机械运动扫查装置和再造烟叶薄片传送装置的运动状态进行控制，近红外水分仪检测模块按照第一预设速度对被测再造烟叶薄片进行扫查，并将检测数据实时传送给主控制中心； (9)近红外水分仪检测模块根据标定结果，采集第一个被测再造烟叶薄片检测点处的克重信息1，主控制中心根据造纸法再造烟叶行业通用的涂布率计算公式，计算该测量点的涂布率为1^=100%\(1111())/^1; (10)机械运动扫查装置及再造烟叶薄片传送装置继续工作，使近红外水分仪检测模块检测第二个再造烟叶薄片的检测点，获得该检测点出的克重信息W2，主控制中心根据造纸法再造烟叶行业通用的涂布率计算公式，计算该测量点的涂布率为R2 = 10^x (W2-H1)/W2; (11)主控制中心计算第一个测量点和第二个测量点的涂布率偏差数值S1= R2-R1，当该偏差数值超过预设的判断阈值时，认为涂布均匀性不满足生产要求，主控制中心将标记该测量两点的坐标信息，并发出警告； (12)机械运动扫查装置及再造烟叶传送装置继续工作，重复步骤(9)?(10)，使近红外水分仪检测模块运行到下一个检测点进行检测，从而实现对被测再造烟叶的涂布率及其均匀性的实时在线检测。
【文档编号】G01N5/04GK105842191SQ201610428989
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年6月16日
【发明人】韩军, 吴飞斌, 龙晋桓
【申请人】泉州装备制造研究所