CN106043785A - 一种烟支空头检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烟支空头检测系统，包括电源、同步单元、数据采集单元、模数转换单元、主控单元和剔除单元；同步单元的输出端与模数转换单元和剔除控制单元的输入端均连接，同步单元用于为模数转换单元、主控单元和剔除控制单元提供同步时钟信号，电容式传感器的输出端与模数转换单元的输入端连接，模数转换单元的输出端与主控单元的输入端连接，主控单元的输出端与剔除单元连接；本发明所述的一种烟支空头检测系统采用稳定性好、能适应多种复杂环境的电容式传感器作为检测装置，硬件电路采用可编程控制的FPGA作为主处理芯片，不仅能够满足烟厂复杂多变的生产环境，同时还提高了问题烟支的剔除率，大大提高了产品的质量。
Description
技术领域
本发明涉及包装机烟支空头检测系统，尤其涉及一种烟支空头检测系统。
背景技术
烟支包装机对烟支空头的检测和处理主要是通过安装于小包模盒处的一组空头检测器进行检测，当检测器检测到模盒内有一支或多支空头烟时，改模盒内的20支烟将全被剔除出生产线，被剔除的烟支不论好坏都作为废烟处理，同时该烟包的包装辅料也一并被剔除，这种检测处理方式给卷烟包装生产带来了极大的浪费，不符合当今提质降耗的生产理念；
目前，国内一些公司已经推出了单烟支检测剔除系统用于检测空头烟，但是由于国内起步较晚，还没有成熟的技术和手段，存在提出率不高的问题，在大量人工干涉的情况下，剔除率普遍在60%以下，造成了问题烟支剔除不彻底，质量不过关的问题；同时，剔除检测系统一般由光电传感器构成 ，对环境的要求比较高，从而导致系统的适应性和稳定性都不高。
发明内容
本发明提供了一种烟支空头检测系统，采用稳定性好、能适应多种复杂环境的电容式传感器作为检测装置，硬件电路采用可编程控制的FPGA作为主处理芯片，不仅能够满足烟厂复杂多变的生产环境，同时还提高了问题烟支的剔除率，大大提高了产品的质量。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种烟支空头检测系统，包括电源、同步单元、数据采集单元、模数转换单元、主控单元和剔除单元；
电源为同步单元、数据采集单元、模数转换单元、主控单元和剔除单元；
同步单元的输出端与模数转换单元和剔除控制单元的输入端均连接，同步单元用于为模数转换单元和剔除控制单元提供同步时钟信号；
数据采集单元采用电容式传感器，电容式传感器的两极板设置在下烟道同一高度的两侧，电容式传感器的输出端与模数转换单元的输入端连接；
模数转换单元用于将电容式传感器输出的模拟值转化为数字值，并将数字值传输给主控单元，模数转换单元的输出端与主控单元的输入端连接；
所述的主控单元采用FPGA，主控单元的输出端与剔除单元连接。
所述的剔除单元包括高压气缸、喷气阀和出烟管，其中主控单元的输出端通过喷气阀控制电路控制喷气阀的开闭，喷气阀的进气端与高压气缸密封连接；喷气阀设置在下烟道两侧电容式传感器的两极板的下方不少于两根烟支的距离处，喷气阀的出气端垂直于下烟道的侧壁，且下烟道的侧壁上与出气端对应的位置处开设有吹烟孔，下烟道另一侧的对应位置处开设有出烟孔。
喷气阀设置在下烟道两侧电容式传感器的两极板的下方第五根烟支的距离处。
还包括声光报警装置，主控单元的输出端与声光报警装置的输入端连接。
还包括后台工控机，主控单元通过RS232数据总线与后台工控机通信。
本发明的有益效果为：
本发明所述的一种烟支空头检测系统结构简单，装配方便，便于推广和应用；本发明所述的一种烟支空头检测系统采用稳定性好、能适应多种复杂环境的电容式传感器作为检测装置，硬件电路采用可编程控制的FPGA作为主处理芯片，不仅能够满足烟厂复杂多变的生产环境，同时还提高了问题烟支的剔除率，大大提高了产品的质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述的一种烟支空头检测系统的结构示意图；
图2为本发明所述的剔除单元的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合图1和图2对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1和图2所示：本发明所述的一种烟支空头检测系统，包括电源、同步单元、数据采集单元、模数转换单元、主控单元和剔除单元；
电源为同步单元、数据采集单元、模数转换单元、主控单元和剔除单元供电；
同步单元的输出端与模数转换单元和剔除单元的输入端均连接，同步单元用于为模数转换单元和剔除单元提供同步时钟信号；优选方案为，所述的同步单元采用高精度同步信号源，高精度同步信号源的输入端与主控单元的输出端连接；
数据采集单元采用电容式传感器，电容式传感器的两极板设置在下烟道6同一高度的两侧（A高度处），电容式传感器的输出端与模数转换单元的输入端连接；电容式传感器的测量范围大、灵敏度高、动态响应快，并且能在高温、高压、强磁和强辐射环境中长时间工作，准确可靠；优选方案为电容式传感器包括第一极板1和第二极板2，第一极板1和第二极板2对应设置在下烟道6的两侧（A高度处）；
模数转换单元用于将电容式传感器输出的模拟值转化为数字值，并将数字值传输给主控单元，模数转换单元的输出端与主控单元的输入端连接；
所述的主控单元采用FPGA，主控单元的输出端与剔除单元和显示单元均连接用于控制主控单元和显示单元动作；
所述的剔除单元包括高压气缸4、喷气阀3和出烟管5，其中主控单元的输出端通过喷气阀控制电路控制喷气阀3的开闭，喷气阀3的进气端与高压气缸4密封连接；喷气阀3设置在下烟道6两侧电容式传感器的两极板的下方不少于两根烟支的距离处，为了有足够的安装空间，优选方案为喷气阀3设置在下烟道6两侧电容式传感器的两极板的下方五根烟支的距离处（F高度处）；喷气阀3的出气端垂直于下烟道6的侧壁，且下烟道6的侧壁上与出气端对应的位置处（F高度处）开设有吹烟孔，下烟道6另一侧的对应位置处开设有出烟孔，为了保证空头烟支能够被喷气阀3顺利的喷出，出烟孔外侧焊接有出烟管5；
本发明所述的一种烟支空头检测系统还包括声光报警装置，主控单元的输出端与声光报警装置的输入端连接。
本发明所述的一种烟支空头检测系统还包括后台工控机，主控单元通过RS232数据总线与后台工控机通信。
在使用本发明所述的一种烟支空头检测系统时，首先打开电源；FPGA控制高精度同步信号源输出一个源同步信号，模数转换单元、主控单元和剔除控制单元根据源同步信号发送或者接收信号，以保证信号能够稳定可靠的被传送或者接收；电源打开后，数据采集单元即电容式传感器采集在下烟道6中通过第一电极板和第二电极板之间的烟支的电容信号，且电容器传感器将电容信号转化为电压信号；由于FPGA只能处理数字信号，所以电压信号需经过模数转换单元转换为数字电压信号，数字电压信号经模数转换单元传输给FPGA，FOGA利用现有的技术对数字信号进行处理，并判断通过第一电极板和第二电极板之间的烟支是否为空头烟支；（利用FPGA接收电容式传感器的信号并判断烟支是否为空头烟支属于本领域现有成熟技术，这里不再赘述）若是，则FPGA通过喷气阀3控制单元控制喷气阀3在下落五根烟支的时间后喷气，喷气阀3喷出的高压气流经吹烟孔对问题烟支作用，将问题烟支通过出烟孔从出烟管5中喷出（利用FPGA控制喷气阀3延迟一定的时间后喷气属于本领域现有成熟技术，这里不再赘述）；当FPGA检测到空头烟支时，还同时向声光报警装置发送信号，控制声光报警装置发出声光报警，提醒工作人员注意；同时，FPGA还能够通过RS232总线将处理的数据传输给后台工控机，以供工作人员随时查看。
本发明所述的一种烟支空头检测系统结构简单，装配方便，便于推广和应用；本发明所述的一种烟支空头检测系统采用稳定性好、能适应多种复杂环境的电容式传感器作为检测装置，硬件电路采用可编程控制的FPGA作为主处理芯片，不仅能够满足烟厂复杂多变的生产环境，同时还提高了问题烟支的剔除率，大大提高了产品的质量。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种烟支空头检测系统，其特征在于：包括电源、同步单元、数据采集单元、模数转换单元、主控单元和剔除单元；
电源为同步单元、数据采集单元、模数转换单元、主控单元和剔除单元；
同步单元的输出端与模数转换单元和剔除控制单元的输入端均连接，同步单元用于为模数转换单元和剔除控制单元提供同步时钟信号；
数据采集单元采用电容式传感器，电容式传感器的两极板设置在下烟道同一高度的两侧，电容式传感器的输出端与模数转换单元的输入端连接；
模数转换单元用于将电容式传感器输出的模拟值转化为数字值，并将数字值传输给主控单元，模数转换单元的输出端与主控单元的输入端连接；
所述的主控单元采用FPGA，主控单元的输出端与剔除单元连接。
2.根据权利要求1所述的一种烟支空头检测系统，其特征在于：所述的剔除单元包括高压气缸、喷气阀和出烟管，其中主控单元的输出端通过喷气阀控制电路控制喷气阀的开闭，喷气阀的进气端与高压气缸密封连接；喷气阀设置在下烟道两侧电容式传感器的两极板的下方不少于两根烟支的距离处，喷气阀的出气端垂直于下烟道的侧壁，且下烟道的侧壁上与出气端对应的位置处开设有吹烟孔，下烟道另一侧的对应位置处开设有出烟孔。
3.根据权利要求2所述的一种烟支空头检测系统，其特征在于：喷气阀设置在下烟道两侧电容式传感器的两极板的下方第五根烟支的距离处。
4.根据权利要求3所述的一种烟支空头检测系统，其特征在于：还包括声光报警装置，主控单元的输出端与声光报警装置的输入端连接。
5.根据权利要求3所述的一种烟支空头检测系统，其特征在于：还包括后台工控机，主控单元通过RS232数据总线与后台工控机通信。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN106600582A (zh) * | 2016-12-06 | 2017-04-26 | 中国电子科技集团公司第四十研究所 | 一种烟支空头检测过程中的模盒识别方法 |
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