CN104132866B - 一种烟支重量采集装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烟支重量采集装置，包括有微波密度湿度检测仪、信号转换隔离电路、CPLD、CPU，信号转换隔离电路由型号为HCPL‑0720的高速光耦构成，高速光耦上构建有分压电路、RCD电路。本发明将微波密度湿度检测仪提供的烟丝信号通过信号转换隔离电路后送入CPLD，通过CPLD实现烟丝信号与烟长信号的同步，同步后的信号送入CPU进行处理得到烟丝的正确数据，经过控制转换后实现对调节烟丝供应量的执行机构的控制，从而实现对烟支重量的调节。本发明剔除了密度信号中的异常数据，滤除了其中的噪声干扰信号，使控制更加准确。
Description
技术领域
本发明涉及烟支重量采集处理领域，具体是一种烟支重量采集装置及方法。
背景技术
烟支重量控制系统用于卷接机组烟支重量的实时测量，精准的重量控制系统能够提高烟丝利用效率，提高烟支合格率、降低生产成本。准确可靠的获得烟丝密度数值是保证烟支重量控制系统稳定运行的关键，目前常用的烟丝密度测量传感器有微波密度湿度检测仪和核扫密度检测仪，因核扫密度检测仪存在辐射危害且会随着衰减造成重量测量数据不准确，市场上已逐步开始被微波密度湿度检测仪所取代。但采用微波密度湿度检测仪进行测量时，在烟丝信号传输中存在噪声及异常信号的问题
发明内容
本发明的目的是提供一种烟支重量采集装置及方法，以解决现有技术烟丝信号传输中存在噪声及异常信号的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种烟支重量采集装置，其特征在于：包括有微波密度湿度检测仪、信号转换隔离电路、CPLD、CPU，所述微波密度湿度检测仪信号输出端分别与信号转换隔离电路输入、CPLD的输入连接，信号转换隔离电路输出接入CPLD的输入，CPLD的输出接入CPU输入，所述信号转换隔离电路由型号为HCPL-0720的高速光耦构成，高速光耦上构建有分压电路、RCD电路。
所述的一种烟支重量采集装置，其特征在于：所述信号转换隔离电路中，型号为HCPL-0720的高速光耦的VDD1引脚接入电压VDD1，VDD2引脚接入电压VDD2，且高速光耦的VDD1引脚通过电容C1接公共地GND1，VDD2引脚通过电容C2接公共地GND2，高速光耦的GND1引脚接公共地GND1，GND2引脚接公共地GND2，高速光耦的VI引脚接有电阻R1构成输入端，由电阻R1电阻R2构成分压电路。微波密度湿度检测仪信号经过电阻R1送入高速光耦，高速光耦的VI引脚还通过电阻R2接公共地GND1，高速光耦的VO引脚依次通过由电阻R4与二极管V1构成的并联支路、与并联支路串联的电容C3接公共地GND2，其中二极管V1的阴极端连接高速光耦的VO引脚，由电阻R4、二极管V1、电容C3构成RCD电路，高速光耦的VO引脚还通过电阻R3接入电压VDD2，电阻R4与二极管V1阳极端之间作为输出接入CPLD的输入。
一种烟支重量采集方法，其特征在于：微波密度湿度检测仪检测到烟丝的密度信号及烟支的烟长信号，其中烟丝密度信号送入信号转换隔离电路，经过高速光耦及分压电路进行隔离，以消除烟丝密度信号传输中的毛刺噪声，同时经过RCD电路对烟丝密度信号波形边沿进行陡峭处理，消除烟丝密度信号传输过程中的信号边沿平滑问题；信号转换隔离电路输出的烟丝信号送入CPLD，同时微波密度湿度检测仪检测的烟长信号送入CPLD，CPLD将输入的烟丝信号与烟长进行同步，使烟丝与烟长信号相对应，记录相邻烟丝数据判断其中的异常数据，然后CPLD将处理后的数据送入CPU进行后续处理；CPU对CPLD送入的数据进行处理，获得准确的烟支重量信息。
本发明主要用于单烟烟支的重量采集与计算，工作原理是将微波密度湿度检测仪提供的烟丝信号通过信号转换隔离电路后送入CPLD，通过CPLD实现烟丝信号与烟长信号的同步，同步后的信号送入CPU进行处理得到烟丝的正确数据，经过控制转换后实现对调节烟丝供应量的执行机构的控制，从而实现对烟支重量的调节。本发明剔除了密度信号中的异常数据，滤除了其中的噪声干扰信号，使控制更加准确。
本发明的有益效果：
本发明测量方法简单，克服了微波密度湿度检测仪传输中的噪声及异常信号，能够有效准确的测量出单烟的烟支重量，使后续的重量偏差计算及控制更加准确。
附图说明
图1为本发明装置结构框图。
图2为本发明信号转换隔离电路原理图。
具体实施方式
参见图1所示，一种烟支重量采集装置，包括有微波密度湿度检测仪、信号转换隔离电路、CPLD、CPU，微波密度湿度检测仪信号输出端分别与信号转换隔离电路输入、CPLD的输入连接，信号转换隔离电路输出接入CPLD的输入，CPLD的输出接入CPU输入，信号转换隔离电路由型号为HCPL-0720的高速光耦构成，高速光耦上构建有分压电路、RCD电路。
述信号转换隔离电路中，型号为HCPL-0720的高速光耦的VDD1引脚接入电压VDD1，VDD2引脚接入电压VDD2，且高速光耦的VDD1引脚通过电容C1接公共地GND1，VDD2引脚通过电容C2接公共地GND2，高速光耦的GND1引脚接公共地GND1，GND2引脚接公共地GND2，高速光耦的VI引脚接有电阻R1构成输入端，由电阻R1电阻R2构成分压电路。微波密度湿度检测仪信号经过电阻R1送入高速光耦，高速光耦的VI引脚还通过电阻R2接公共地GND1，高速光耦的VO引脚依次通过由电阻R4于二极管V1构成的并联支路、与并联支路串联的电容C3接公共地GND2，其中二极管V1的阴极端连接高速光耦的VO引脚，由电阻R4、二极管V1、电容C3构成RCD电路，高速光耦的VO引脚还通过电阻R3接入电压VDD2，电阻R4与二极管V1阳极端之间作为输出接入CPLD的输入。
一种烟支重量采集方法，微波密度湿度检测仪检测到烟丝的密度信号及烟支的烟长信号，其中烟丝密度信号送入信号转换隔离电路，经过高速光耦及分压电路进行隔离，以消除烟丝密度信号传输中的毛刺噪声，同时经过RCD电路对烟丝密度信号波形边沿进行陡峭处理，消除烟丝密度信号传输过程中的信号边沿平滑问题；信号转换隔离电路输出的烟丝信号送入CPLD，同时微波密度湿度检测仪检测的烟长信号送入CPLD，CPLD将输入的烟丝信号与烟长进行同步，使烟丝与烟长信号相对应，记录相邻烟丝数据判断其中的异常数据，然后CPLD将处理后的数据送入CPU进行后续处理；CPU对CPLD送入的数据进行处理，获得准确的烟支重量信息。
表1中数据为未采取上述措施的烟丝重量测量值及该组数据的标准偏差值。表2中数据为采取措施后的烟丝重量测量值及标准偏差。通过比较可知，后者数据标准偏差明显优于前者，表面烟支重量值接近该组烟支重量平均值，重量控制效果良好。
表1未加入处理判断的烟丝数据表
表2加入处理判断后的烟丝数据表
Claims (1)
1.一种烟支重量采集装置，其特征在于：包括有微波密度湿度检测仪、信号转换隔离电路、CPLD、CPU，所述微波密度湿度检测仪信号输出端分别与信号转换隔离电路输入、CPLD的输入连接，信号转换隔离电路输出接入CPLD的输入，CPLD的输出接入CPU输入，所述信号转换隔离电路由型号为HCPL-0720的高速光耦构成，高速光耦上构建有分压电路、RCD电路；
所述信号转换隔离电路中，型号为HCPL-0720的高速光耦的VDD1引脚接入电压VDD1，VDD2引脚接入电压VDD2，且高速光耦的VDD1引脚通过电容C1接公共地GND1，VDD2引脚通过电容C2接公共地GND2，高速光耦的GND1引脚接公共地GND1，GND2引脚接公共地GND2，高速光耦的VI引脚接有电阻R1构成输入端，微波密度湿度检测仪信号经过电阻R1送入高速光耦，高速光耦的VI引脚还通过电阻R2接公共地GND1，高速光耦的VO引脚依次通过由电阻R4与二极管V1构成的并联支路、与并联支路串联的电容C3接公共地GND2，其中二极管V1的阴极端连接高速光耦的VO引脚，由电阻R4、二极管V1、电容C3构成RCD电路，高速光耦的VO引脚还通过电阻R3接入电压VDD2，电阻R4与二极管V1阳极端之间作为输出接入CPLD的输入；
所述烟支重量采集装置的烟支重量采集方法：微波密度湿度检测仪检测到烟丝的密度信号及烟支的烟长信号，其中烟丝密度信号送入信号转换隔离电路，经过高速光耦及分压电路进行隔离，以消除烟丝密度信号传输中的毛刺噪声，同时经过RCD电路对烟丝密度信号波形边沿进行陡峭处理，消除烟丝密度信号传输过程中的信号边沿平滑问题；信号转换隔离电路输出的烟丝信号送入CPLD，同时微波密度湿度检测仪检测的烟长信号送入CPLD，CPLD将输入的烟丝信号与烟长信号进行同步，使烟丝与烟长信号相对应，记录相邻烟丝数据判断其中的异常数据，然后CPLD将处理后的数据送入CPU进行后续处理；CPU对CPLD送入的数据进行处理，获得准确的烟支重量信息。
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