CN102551198A

CN102551198A - 一种在线测定烟丝填充值的方法

Info

Publication number: CN102551198A
Application number: CN2012100001768A
Authority: CN
Inventors: 郝喜良; 卢俊; 刘英杰; 张兰晓; 邢睿; 朱玮; 陈悦
Original assignee: China Tobacco Jiangsu Industrial Co Ltd
Current assignee: China Tobacco Jiangsu Industrial Co Ltd
Priority date: 2012-01-04
Filing date: 2012-01-04
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2032-01-04
Also published as: CN102551198B

Abstract

本发明涉及一种烟草加工技术，特别是一种利用称重法在线测量烟丝填充值的方法。发明所要解决的技术问题在于提供一种在线测量烟丝填充值的方法，其能够自动在线测量烟丝填充值，稳定可靠无危害，简便易于操作，且测量准确度高。为了实现上述发明目的，本发明提供了一种在线测量烟丝填充值的方法，所述的测量烟丝填充值的方法是通过在线测量烟丝的瞬时重量，并利用重量或其变化量与填充值之间的对应关系，得到烟丝填充值的方法。颠覆了传统的填充值在线测量方法，可以方便、快捷、稳定、可靠、无危害的准确在线测量烟丝填充量。

Description

一种在线测定烟丝填充值的方法

技术领域

本发明涉及一种烟草加工检测技术，特别是一种利用称重法在线测定烟丝填充值的方法。

背景技术

烟丝填充值是指卷烟烟丝在一定时间、一定压力的持续作用下，单位质量所占有的容积。烟丝填充值是决定卷烟时烟丝消耗量的重要因素，同时也是影响烟支烟气中焦油含量、一氧化碳含量和卷烟抽吸品质的重要因素。

目前我国烟厂测量烟丝填充值大都是采用随机取样静态测量方法（见行业标准：YC/T152-2001卷烟烟丝填充值的测定和YC/T163-2003卷烟膨胀梗丝填充率的测定），所用仪器只能依靠人工取样、静态检测、每班次抽取个别样本、静止进行检测分析、事后提供决策依据，采用这种方法测得的烟丝填充值离散较大，远不能及时准确地反映烟丝填充值在生产过程中的变化，更难以对其进行控制。

目前世界上只有德国生产在线烟丝填充值测量仪，它采用两个压辊对输送带上的烟丝施压、测厚，用电子秤获取输送带上所有烟丝重量，而两个压辊压过的烟丝厚度不能准确地反映输送带上整个烟丝的厚度，电子秤称过的烟丝重量也不仅仅是两个压辊压过的烟丝重量，因而用该测量仪测得的烟丝填充值误差较大。我国其他烟草制造企业也在这套设备的基础上进行改进，进一步通过对压辊的改进增加烟丝通过时体积的检测精度，但是此方法不仅操作复杂，而且由于烟丝通过时的体积检测无法足够精准，所以在线检测烟丝填充量一直无法满足行业标准。

专利ZL200310121802.X和ZL200510086912.6分别申请了采用γ射线和X光测量烟丝填充值的方法，但射线穿透力强、能量高，防护较困难，如有遗失，则有可能会造成人身伤害。同时，射线仅用于提高了在线检测时检测体积的准确性，检测工艺仍然比较复杂，精确度也存在一定的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种在线测定烟丝填充值的方法及系统，其能够自动在线测定烟丝填充值，稳定可靠无危害，简便易于操作，且测量准确度高。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种在线测定烟丝填充值的方法，所述的测定烟丝填充值的方法是通过在线测量烟丝的瞬时重量，并利用重量或其变化量与填充值之间的对应关系，得到烟丝填充值的方法，其具体步骤包括：

（1）重量或其变化量与填充值对应关系的建立；

（1-1）瞬时重量与填充值对应关系的建立，

首先，将待测烟丝通过定量装置以均匀规整的状态匀速通过称重装置，所述烟丝的流量为V/T₀，以一定的时间T为检测间隔，利用称重装置在一个检测间隔内不断检测烟丝的瞬时重量, 记录为m₁、m₂……m_n,并求其时间T内的平均重量m_均；

然后，定义d为填充值，实验室检测重量m_均对应的烟丝填充值d，得到d与m_均的相关公式，d=km_均+b；

（2）填充值来源数据的获取；

通过称重装置不断检测通过称重装置的烟丝的重量m，并记录为m₁、m₂……m_n；

然后，定义d₁为在线填充值，并根据步骤（1-1）中的相关关系，得到在线填充值d₁=km+b；

由于烟丝填充值不但受烟丝本身的品质或性质影响，也受制丝过程中不同工艺配置和工艺参数的影响，本发明将在线测定填充值的问题通过市售的定量装置、称重装置以及控制器，将这一难题简化为在线测量重量，从而不仅简化了检测工艺，而且由于在线称重的方法相对成熟，所以在线测量填充值的准确度相对于德国仪器的测定方法来说也有了显著的提高。

作为本发明的改进，本发明还公开了步骤（1-2）堆积密度与填充量对应关系的建立

在d=km_均+b的基础上，利用ρ_均=m/ (V/T_0*T)，得到d与ρ_均的相关公式，d=k(V/T_0*T)ρ_均+b，定义k′=k(V/T_0*T)，

在步骤（2）中可以选择性的使用步骤（1-1）或步骤（1-2）中的相关关系。从而提供了另外的一种依赖于在线称重的填充量获得方法。

由于烟丝当中的水分含量同样会影响烟丝的填充值，根据一般的经验来说，随着含水率的降低，烟丝填充值有升高趋势，卷制重量有下降趋势，所以通过本发明公开的进一步的水分修正，可以更准确的监控烟丝的填充值，所述步骤（1）中还包括有水分修正部分，定义d₂为烟丝标准水分下的填充值，则所述水分修正后的填充值d₂与修正前填充值d₁的关系为： d₂=d₁+F(S₁- S₂)，其中：F为修正系数、S₁为烟丝即时水分、S₂为烟丝标准水分。

最后，本发明还公开了所述在线测定烟丝填充值的方法在叶丝、膨胀梗丝、膨胀叶丝、薄片丝、成品烟丝填充中的应用。

采用本发明所公开的技术方案后，与传统的技术相比，颠覆了传统的填充值在线测量方法，可以方便、快捷、稳定、可靠、无危害的准确在线测量烟丝填充量。

附图说明

图1为在线测量烟丝填充值系统图；

图2为梗丝填充值与平均瞬时重量关系图；

图3为叶丝填充值与平均瞬时重量关系图；

其中1-定量装置、2-烟丝、3-红外水分仪、4-称重装置、5-控制处理器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1 梗丝填充值在线测量

按照图1所示的结构，在梗丝填充值在线测量点搭设好用于模型建立的整套设备，包括定量装置1、称重装置4、控制处理器5。将待测梗丝2依次通过定量装置1、称重装置4，所述梗丝2的流量为V/T₀，在本实施例中选用330kg/h梗丝，以一定的时间30s为检测间隔，利用称重装置以每秒为一个检测单位,不断检测梗丝的瞬时重量，并记录为m₁、m₂……m_n；然后求得30s内的平均重量m_均.

定义d为填充值，实验室检测重量m_均对应的梗丝填充值d，得到d与m_均的相关公式，d=-1.5105m_均+13.0830，其中，模型系数通过已知梗丝在实验室测得填充值的多次回归分析得到，如图2所示，相关系数为0.9949，可用于生产预测。

将上述关系模型输入到生产用的控制处理器5中，

通过设定称重装置4的检测频率为1s/次，不断检测通过称重装置4的梗丝2的重量m，并记录为m₁、m₂……m_n，。

定义d₁为在线填充值，根据步骤（1-1）中的相关关系，得到在线填充值d₁=-1.5105m+13.0830；并通过实验室测得填充值d和在线填充值d₁对比，具体结果如下表所示，绝对误差和相对误差均值分别为0.01 g/cm³和0.15%。

实施例2 叶丝填充值在线测量及水分修正

按照图1所示的结构，在叶丝填充值在线测量点搭设好用于模型建立的整套设备，包括定量装置1、红外水分仪3、称重装置4、控制处理器5。将待测叶丝2依次通过定量装置1、称重装置3，所述叶丝2的流量为V/T₀，在本实施例中选用4800kg/h叶丝，以一定的时间30s为检测间隔，利用称重装置以每秒为一个检测单位,不断检测叶丝的瞬时重量和瞬时含水量，并记录为m₁、m₂……m_n和S₁、S₂……S_n；然后求得30s内的平均重量m_均和平均含水量S_均。

定义d为含水量S对应的填充值，实验室检测重量m_均对应的叶丝填充值d，得到d与m_均的相关公式，d=-0.2913m_均+9.4150，其中，模型系数通过已知叶丝在实验室测得填充值的多次回归分析得到，如图3所示，相关系数为0.9973，可用于生产预测。

定义标准水分S₂=12.0%，d₂为标准水分对应的填充值，试验得到 d₂与S的相关公式，d₂=d₁+0.4013（S-12.0）；其中，模型系数F=0.4013通过已知叶丝在实验室测得填充值和水分的多次回归分析得到。

将上述关系模型输入到生产用的控制处理器4中，

通过设定称重装置3的检测频率为1s/次，不断检测通过称重装置3的烟丝2的重量m和瞬时含水量，并记录为m₁、m₂……m_n和S₁、S₂……S_n；

定义d₁为在线填充值，d₂为标准填充值，根据步骤（1-1）中的相关关系 d₁=-0.2913m+9.4150和 d₂= d₁+0.4013（S-12.0），得到在线填充值d₁和标准填充值d₂；

通过实验室测得填充值d和在线填充值d₁对比，绝对误差和相对误差均值分别为0.04g/cm³和0.98%，并求得在线水分修正后的标准填充值d₂，具体结果如下表所示，。

Claims

1.一种在线测定烟丝填充值的方法，其特征是所述的测量烟丝填充值的方法是通过在线测量烟丝的瞬时重量，并利用重量与填充值之间的对应关系，得到烟丝填充值的方法，其具体步骤包括：

（1）重量与填充值对应关系的建立；

（1-1）瞬时重量与填充值对应关系的建立，

首先，将待测烟丝通过定量装置以均匀规整的状态匀速通过称重装置，所述烟丝的流量为V/T₀，以一定的时间T为检测间隔，利用称重装置在一个检测间隔内不断检测烟丝的瞬时重量，记录为m₁、m₂……m_n，并求其时间T内的平均重量m_均；

（2）填充值来源数据的获取；

然后，定义d₁为在线填充值，并根据步骤（1-1）中的相关关系，得到在线填充值d₁=km+b。

2.如权利要求1所述的在线测定烟丝填充值的方法，其特征是还包括有步骤：

（1-2）堆积密度与填充量对应关系的建立

在d=km_均+b的基础上，利用ρ_均=m/ (V/T₀×T)，得到d与ρ_均的相关公式，d=k(V/T₀×T)ρ_均+b，定义k′=k(V/T₀×T)，

在步骤（2）中可以选择性的使用步骤（1-1）或步骤（1-2）中的相关关系。

3.如权利要求1或2所述的在线测定烟丝填充值的方法，其特征是所述步骤（1）中还包括有水分修正部分，定义d₂为烟丝标准水分下的填充值，则所述水分修正后的填充值d₂与修正前填充值d₁的关系为： d₂=d₁+ F(S₁- S₂)，其中：F为修正系数、S₁为烟丝即时水分、S₂为烟丝标准水分。

4.如权利要求1至3中任意一项所述在线测定烟丝填充值的方法在叶丝、膨胀梗丝、膨胀叶丝、薄片丝、成品烟丝填充值在线测定中的应用。