CN100434002C - 测量卷烟机风送管道内烟丝的方法及烟丝计量控制仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种测量卷烟机风送管道内风送烟丝的方法及风送烟丝微波计量控制仪。本发明采用微波测量技术，用X波段或K波段微波测量风送管道内风送烟丝的速度和数量，将所测参数送专用计算机处理，显示每次送料数量和一定时间内的累计送料数量，根据预先设定的每次加丝量，输出控制信号，开启和关闭风送阀门，对每次风送烟丝的加量多少进行控制。根据测量的烟丝运动速度，输出比例控制信号，控制风送阀门，对风送烟丝的速度进行控制。微波计量控制仪由微波传感器、专用计算机、数据通讯模块、风送阀门开度控制模块、风送阀门速度控制模块及键盘显示器组成。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用微波技术和计算机技术对卷烟机风送烟丝进行连续在线实时计量和累计计量的方法和计量控制仪器。
背景技术
目前，卷烟厂所使用的卷烟机均采用管道风送烟丝进料。采用这种进料方式的卷烟机通过管道从烟丝喂丝机吸进烟丝送到卷烟机卷制烟支，这一输送烟丝的过程是全封闭的，难以用普通电子称进行接触式计量。同时，现有技术只能测量烟丝风送过程中管道中空气流动的速度，不能直接测量烟丝运动速度，更不能计量烟丝的流量。因此，卷烟厂所使用的采用管道风送烟丝进料的卷烟机均没有单独安装风送烟丝计量仪表，只采用电子称或核子称配合皮带输送系统对多台卷烟机上的总烟丝消耗进行计量，不能对单台卷烟机进行烟丝消耗的计量和控制，这样，每个班次、每台卷烟机对进了多少烟丝、每台卷烟机的烟丝消耗量和损耗均难以做到准确的测量和控制。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种采用微波技术和计算机技术对单台卷烟机风送烟丝进行计量，并能够利用测量参数对管道风送烟丝的速度及加量进行优化控制，同时通过烟厂计算机网络实现远程数据传输和控制的测量方法及微波计量控制仪器。
本发明的技术解决方案是这样的：本发明采用微波测量技术，根据多普勒效应测量速度，根据微波穿过物质后其吸收率在一定范围与被穿透物质的密度存在一定的相关关系的原理测量密度，以上参数送专用计算机处理，显示每次送料数量和一定时间内的累计送料数量，根据预先设定的每次加丝量，输出控制信号，开启和关闭风送阀门，对每次风送烟丝的加量多少进行控制。根据测量的烟丝运动速度，输出比例控制信号，控制风送阀门，对风送烟丝的速度进行控制。同时根据指令将上述数据通过远程数据通信模块发送到工厂计算机网络，实现智能化仪表单台计量管理和集中处理数据互为备份的灵活管理模式。
本发明提供的测量方法是：安装在微波传感器壳体外部的微波暗盒中的微波发射/接收天线以大约45度的角度向风送管道内发射微波(X波段或K波段)，其反射波由发射/接收天线接收，混频后产生差频信号，经放大整形后，送频率-电压转换器转换为与输入频率成比例的电压V1；发射/接收天线发射的直射波经过烟丝衰减后，由安装在对面微波传感器壳体外部的另一个微波暗盒中的微波接收天线接收，经过检波、放大后，输出与烟丝密度成比例的电压V2。V1、V2分别送专用计算机，内置的模拟-数字转换器把V1、V2转换成数字信号，并进行计算，得出并且显示管道中每次送料数量和一定时间内的累计送料数量。根据预先设定的每次加丝量，输出控制信号，开启和关闭风送阀门，对每次风送烟丝的加量多少进行控制，开启和关闭风送阀门采用渐开渐关方式，以减少烟丝损耗。根据测量的烟丝运动速度，输出比例控制信号，控制风送阀门，对风送烟丝的速度进行控制，以减少烟丝损耗.专用计算机通过通信模块输出数据信号，发送到工厂的计算机网络，通过网络向工厂的计算机管理系统传送包括每次加丝数量和累计加丝数量等数据.
风送烟丝微波计量控制仪由一个装在风送管道上的微波传感器、专用计算机、数据通讯模块、风送阀门开度控制模块、风送阀门速度控制模块及键盘显示器组成。微波传感器上的微波发射/接收器通过导线与专用计算机相接，微波传感器上的微波接收器通过导线与专用计算机相接，数据通讯模块通过导线与专用计算机相接，键盘显示器通过导线与专用计算机相接，风送阀门开度控制模块和风送阀门速度控制模块通过导线与专用计算机相接.微波传感器由传感器外壳、安装在传感器外壳上微波暗盒内的微波发射/接收器、安装在传感器外壳上微波暗盒内的微波接收器及安装在传感器外壳内的内衬管组成。传感器外壳为两个对称的半圆筒，在传感器外壳上设有安装微波发射/接收器和微波接收器的微波暗盒，微波暗盒的轴线与传感器外壳的轴线成45度角，用螺钉螺母将两个半圆筒外壳固为一体，组成一个圆筒形传感器外壳。两个半圆筒外壳上的微波暗盒处在同一轴线上，组成安装微波发射/接收器的微波暗盒和安装微波接收器的微波暗盒，传感器外壳的两端设有用来固定风送管道的卡箍。传感器外壳和微波暗盒的内壁涂有微波吸收涂料(如铁氧体涂料)，以减少微波的漫反射，提高测量精度。内衬管采用微波低损耗介质材料(如玻璃管或环氧基玻璃纤维管)制成。
本发明提供的风送烟丝微波计量控制仪能对单台卷烟机烟丝的消耗进行计量和控制，这样就可以对每个班次、每台卷烟机进了多少烟丝、每台卷烟机烟丝的消耗量和损耗做到准确的测量和控制，从而提高卷烟的质量，降低烟丝的消耗。
附图说明
附图1为风送烟丝微波计量控制仪结构示意图
附图2为微波发射/接收天线结构示意图
附图3为微波接收天线结构示意图
附图4为微波传感器结构示意图
附图5为微波传感器外壳结构示意图
附图6为附图5的A-A剖视图
附图7为附图5的B-B剖视图
附图8为附图6中的C向视图
附图9为内衬管结构示意图
附图10为附图9的左视图
具体实施方式
本发明提供的测量方法是：安装在微波传感器壳体外部微波暗盒中的微波发射/接收天线以大约45度的角度向风送管道内发射微波(X波段或K波段)，其反射波由发射/接收天线接收，混频后产生差频信号，经放大整形后，送频率-电压转换器转换为与输入频率成比例的电压V1。发射/接收天线发射的直射波经过烟丝衰减后，由安装在对面微波传感器壳体外部的另一个微波暗盒中的微波接收天线接收，经过检波、放大后，输出与烟丝密度成比例的电压V2。V1、V2分别送专用计算机，内置的模拟-数字转换器把V1、V2转换成数字信号，并进行计算，得出并且显示管道中每次送料数量和一定时间内的累计送料数量.根据预先设定的每次加丝量，输出控制信号，开启和关闭风送阀门，对每次风送烟丝的加量多少进行控制。开启和关闭风送阀门采用渐开渐关方式，以减少烟丝损耗。根据测量的烟丝运动速度，输出比例控制信号，控制风送阀门，对风送烟丝的速度进行控制，以减少烟丝损耗.专用计算机通过通信模块输出数据信号，发送到工厂的计算机网络，通过网络向工厂的计算机管理系统传送包括每次加丝数量和累计加丝数量等数据。
风送烟丝微波计量控制仪由一个装在风送管道3和风送管道5之间的微波传感器2、专用计算机6、数据通讯模块7、风送阀门开度控制模块8、风送阀门速度控制模块10及键盘显示器11组成.微波传感器2上的微波发射/接收器1通过导线与专用计算机6相接，微波传感器2上的微波接收器4通过导线与专用计算机6相接，数据通讯模块7通过导线与专用计算机6相接，键盘显示器11通过导线与专用计算机6相接，风送阀门开度控制模块8和风送阀门速度控制模块10通过导线与专用计算机6相接。
微波传感器2由传感器外壳14、安装在传感器外壳14上微波暗盒13内的微波发射/接收器1、安装在传感器外壳14上微波暗盒17内的微波接收器4及安装在传感器外壳14内的内衬管15组成。传感器外壳14为两个对称的半圆筒，在传感器外壳14上设有安装微波发射/接收器1和微波接收器4的微波暗盒，微波暗盒的轴线与传感器外壳14的轴线成45度角，用螺钉螺母将两个半圆筒外壳固为一体，组成一个圆筒形传感器外壳14，两个半圆筒外壳上的微波暗盒处在同一轴线上，组成安装微波发射/接收器1的微波暗盒13和安装微波接收器4的微波暗盒17。传感器外壳14的两端设有用来固定风送管道3、5的卡箍12、16。传感器外壳14和微波暗盒13、17的内壁涂有微波吸收涂料(如铁氧体涂料)，以减少微波的漫反射，提高测量精度。内衬管15采用微波低损耗介质材料(如玻璃管或环氧基玻璃纤维管)制成。
键盘显示器11与微波传感器2分离，可以安置在不同地方。附图1上风送管道3中的箭头A为烟丝运动方向。附图1上的标号9为送风控制阀门，由风送阀门开度控制模块8和风送阀门速度控制模块10输出信号，控制风送控制阀门9的送风量。
Claims (6)
1、一种测量卷烟机风送管道内风送烟丝的方法，其特征是在卷烟机风送管道上安装了一个微波传感器，安装在微波传感器壳体外部的微波暗盒中的微波发射/接收天线以大约45度的角度向风送管道内发射微波，其反射波由发射/接收天线接收，混频后产生差频信号，经放大整形后，送频率-电压转换器转换为与输入频率成比例的电压V1；发射/接收天线发射的直射波经过烟丝衰减后，由安装在对面微波传感器壳体外部的另一个微波暗盒中的微波接收天线接收，经过检波、放大后，输出与烟丝密度成比例的电压V2；V1、V2分别送专用计算机，内置的模拟-数字转换器把V1、V2转换成数字信号，并进行计算，得出并且显示风送管道中每次送料数量和一定时间内的累计送料数量；根据预先设定的每次加丝量，输出控制信号，开启和关闭风送阀门，对每次风送烟丝的加量多少进行控制，开启和关闭风送阀门采用渐开渐关方式，以减少烟丝损耗；根据测量的烟丝运动速度，输出比例控制信号，控制风送阀门，对风送烟丝的速度进行控制，以减少烟丝损耗；专用计算机通过通信模块输出数据信号，发送到工厂的计算机网络，通过网络向工厂的计算机管理系统传送包括每次加丝数量和累计加丝数量数据。
2、如权利要求1所述的一种测量卷烟机风送管道内风送烟丝的方法，其特征是安装在微波传感器壳体外部的微波暗盒中的微波发射/接收天线以大约45度的角度向风送管道内发射的微波为X波段。
3、如权利要求1所述的一种测量卷烟机风送管道内风送烟丝的方法，其特征是安装在微波传感器壳体外部的微波暗盒中的微波发射/接收天线以大约45度的角度向风送管道内发射的微波为K波段。
4、一种风送烟丝微波计量控制仪，其特征是由一个装在风送管道(3)和风送管道(5)之间的微波传感器(2)、专用计算机(6)、数据通讯模块(7)、风送阀门开度控制模块(8)、风送阀门速度控制模块(10)及键盘显示器(11)组成，微波传感器(2)上的微波发射/接收器(1)通过导线与专用计算机(6)相接，微波传感器(2)上的微波接收器(4)通过导线与专用计算机(6)相接，数据通讯模块(7)通过导线与专用计算机(6)相接，键盘显示器(11)通过导线与专用计算机(6)相接，风送阀门开度控制模块(8)和风送阀门速度控制模块(10)通过导线与专用计算机(6)相接。
5、如权利要求4所述的风送烟丝微波计量控制仪，其特征是微波传感器(2)由传感器外壳(14)、安装在传感器外壳(14)上微波暗盒(13)内的微波发射/接收器(1)、安装在传感器外壳(14)上微波暗盒(17)内的微波接收器(4)及安装在传感器外壳(14)内的内衬管(15)组成，传感器外壳(14)为两个对称的半圆筒，在传感器外壳(14)上设有安装微波发射/接收器(1)和微波接收器(4)的微波暗盒，微波暗盒的轴线与传感器外壳(14)的轴线成45度角，用螺钉螺母将两个半圆筒外壳固为一体，组成一个圆筒形传感器外壳(14)，两个半圆筒外壳上的微波暗盒处在同一轴线上，组成安装微波发射/接收器(1)的微波暗盒(13)和安装微波接收器(4)的微波暗盒(17)，传感器外壳(14)的两端设有用来固定风送管道(3、5)的卡箍(12、16)。
6、如权利要求5所述的风送烟丝微波计量控制仪，其特征是传感器外壳(14)和微波暗盒(13)、(17)的内壁涂有铁氧体涂料，以减少微波的漫反射，提高测量精度；内衬管(15)采用玻璃管或环氧基玻璃纤维管制成。
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