CN109856160B - 无损检测卷烟烟支孔洞情况的装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于检测装置技术领域，具体涉及无损检测卷烟烟支孔洞情况的装置，包括检测系统和数据处理系统；检测系统包括旋转夹持器和成像机构，旋转夹持器用于夹持固定待检测烟支，并带动待检测烟支旋转，成像机构用于捕捉孔洞图像；数据处理系统与成像机构信号连接，用于计算处理成像机构传输过来的孔洞图像信息，得到烟支接装纸上的孔洞参数。其目的是：克服现有装置无法无损测量在线接装纸打孔烟支孔洞尺寸问题，满足对在线接装纸打孔烟支打孔质量有效监控的需要，进而达到控制滤嘴通风率稳定性和在线激光打孔设备运行状况的目的。

Description

无损检测卷烟烟支孔洞情况的装置

技术领域

本发明属于检测装置技术领域，具体涉及无损检测卷烟烟支孔洞情况的装置。

背景技术

随着人们对烟草制品安全性的愈发重视,烟草行业在降低卷烟烟气焦油量及CO量的方面做出了诸多努力。卷烟通风技术是一项简单有效的降低烟气中焦油量及CO量手段，主要通过卷烟纸透气、接装纸预打孔及烟支在线打孔等方式实现。

烟支在线打孔通常是在烟支卷接过程中，利用高能激光束在烟支滤嘴端，穿透接装纸及滤棒成型纸，形成微小孔洞，从而增大烟支滤嘴通风率。孔洞面积、孔洞数量、孔洞排数、孔带宽度、与滤嘴通风率，通风率稳定性、常规烟气成分释放量，及七种有害成分的释放量均显著相关。

激光打孔在卷烟生产上的应用有几十年的时间，但因其安装位置空间狭小、打孔速度快、激光脉冲时间短、远红外CO₂激光的不可见性，所以无法直接观察到烟支表面孔洞形成情况。现有对烟支孔洞情况的检测主要是抽样将接装纸展平进行检测，这样会破坏烟支完整性，造成检测烟支的浪费。因此，需要一种无损检测烟支接装纸孔洞形成情况的装置。

发明内容

针对现有烟支孔洞测量技术存在的不足，本发明提供无损检测卷烟烟支孔洞情况的装置，克服现有装置无法无损测量在线接装纸打孔烟支孔洞尺寸问题，满足对在线接装纸打孔烟支孔洞质量有效监控的需要，进而达到控制滤嘴通风率稳定性和在线激光打孔设备运行状况的目的。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

无损检测卷烟烟支孔洞情况的装置，包括检测系统和数据处理系统；

所述检测系统包括旋转夹持器和成像机构，所述旋转夹持器用于夹持固定待检测烟支，并带动待检测烟支旋转，所述成像机构用于捕捉孔洞图像；

所述数据处理系统与成像机构信号连接，用于计算处理成像机构传输过来的孔洞图像信息，得到烟支接装纸上的孔洞参数。

进一步限定，所述检测系统还包括活动底盘和光源；

所述活动底盘用于承载烟支，所述活动底盘的中间位置开设有透光孔，所述透光孔的直径尺寸小于烟支的直径尺寸；

所述光源安装于待检烟支正下方，并发出光线照射在待检烟支上。

进一步限定，所述活动底盘上方设有套筒，所述套筒套设在待检测烟支上，所述套筒于待检测烟支的孔洞对应的位置开设有缺口，所述成像机构安装在缺口内。

进一步限定，所述套筒上部呈漏斗状。这样的结构设计，使得烟支更容易掉入套筒，实用性更强。

进一步限定，所述光源安装于透光孔内，所述活动底盘的运动轨迹为左右移动。这样的结构设计，在旋转夹持器把烟支松开后，活动底盘向一侧移动，即可使得烟支从套筒中掉落，然后使活动底盘复位，即可进行下一轮的烟支检测。

进一步限定，所述光源位于活动底盘下方，所述活动底盘的运动轨迹为上下移动，所述光源与活动底盘之间的距离尺寸不小于烟支的长度尺寸，所述活动底盘侧下方于活动底盘和光源之间还设有横向推动机构。这样的结构设计，在旋转夹持器把烟支松开后，活动底盘不向一侧移动，而是向下移动，即可使得烟支从套筒中掉落，再使用横向推动机构把从套筒中掉落的烟支横向推开，然后使活动底盘复位，即可进行下一轮的烟支检测。

进一步限定，所述成像机构为CCD相机或CMOS相机。这样的结构设计，通过CCD相机或CMOS相机对烟支的孔洞图像进行检测，然后传输给数据处理系统。

进一步限定，所述成像机构与所述数据处理系统采用有线或无线方式信号连接。

进一步限定，所述孔洞图像为完整烟支旋转一圆周形成的图像，所述孔洞图像包括孔洞数量、孔洞排数、孔洞宽度、孔洞形状信息。

本发明较现有技术相比，具有以下优点:

1、结构简单、操作简便、易于维护；

2、通过光源发出光线对烟支进行照射，然后对通过成像机构对孔洞附近位置进行拍摄的方式，对烟支孔洞信息进行收集，不破坏烟支完整性，可重复测量，再现性好；

3、装置自动化程度高，能够连续进样，多次测量，检测效率高。

附图说明

本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；

图1为本发明无损检测卷烟烟支孔洞情况的装置实施例一的结构示意图；

图2为本发明无损检测卷烟烟支孔洞情况的装置实施例二的结构示意图；

图3为本发明无损检测卷烟烟支孔洞情况的装置实施例中旋转夹持器的三维结构示意图；

图4为本发明无损检测卷烟烟支孔洞情况的装置实施例中旋转夹持器的剖视三维结构示意图；

图5为本发明无损检测卷烟烟支孔洞情况的装置实施例中旋转座部分的剖视三维结构示意图；

图6为本发明无损检测卷烟烟支孔洞情况的装置实施例中电磁铁部分的结构示意图；

图7为本发明无损检测卷烟烟支孔洞情况的装置实施例中弧形铁板的结构示意图；

图8为本发明无损检测卷烟烟支孔洞情况的装置实施例中固定板的结构示意图；

主要元件符号说明如下：

旋转夹持器1、烟支10、孔洞100、底座11、旋转电机110、齿轮111、旋转座12、外齿圈120、通孔121、长筒122、轴承1220、环形槽123、安装套13、电磁铁130、电源线131、电环132、电杆固定器133、电杆134、弧形铁板14、燕尾槽141、燕尾块140、固定板15、加强杆151、横板152、拉伸弹簧150、弧形加厚板16、安装板161、凸柱162、盲孔163、套筒2、成像机构3、活动底盘4、透光孔41、光源5、横向推动机构51。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。

实施例一：

如图1和图3-图8所示，本实施例的无损检测卷烟烟支孔洞情况的装置，包括检测系统和数据处理系统；检测系统包括旋转夹持器1和成像机构3，旋转夹持器1用于夹持固定待检测烟支10，并带动待检测烟支10旋转。

具体的，旋转夹持器1包括底座11，底座11内转动安装有旋转座12，旋转座12上固定安装有外齿圈120，底座11外侧壁上安装有旋转电机110，旋转电机110的动力输出轴上固定安装有齿轮111，齿轮111和外齿圈120啮合，旋转座12上开设有通孔121，旋转座12上端面于通孔121周围均匀设有两个安装套13，安装套13为中空结构、且内部设有电磁铁130，旋转座12下端面设有长筒122，旋转座12于每个电磁铁130下方均开设有两个穿线孔，电磁铁130连接有电源线131，电源线131穿设在穿线孔内，安装套13外壁于穿线孔末端开设有两个环形槽123，环形槽123内安装有电环132，电源线131与对应的电环132电性连接，底座11下方还安装有电杆固定器133，电杆固定器133于电环132对应位置安装有电杆134，电杆134自由端与对应的电环132触离；旋转座12上还设有两个弧形铁板14，弧形铁板14位于两个安装套13之间，弧形铁板14下端设有燕尾槽141，旋转座12上设有与燕尾槽141相匹配的燕尾块140，旋转座12于弧形铁板14外侧固定安装有固定板15，固定板15与弧形铁板14之间设有拉伸弹簧150。这样的结构设计，通过对电磁铁130进行通电，从而使得电磁铁130具有磁力，再通过磁力对弧形铁板14进行吸附，从而通过弧形铁板14对通孔121内的烟支10进行夹持，再通过旋转电机110带动旋转座12进行旋转，达到带动烟支10旋转的目的，结构简单，使用方便。

旋转夹持器1还包括弧形加厚板16，弧形加厚板16位于弧形铁板14内侧，弧形加厚板16上端外侧设有安装板161，安装板161下端面设有凸柱162，弧形铁板14上开设有与凸柱162相匹配的盲孔163；这样的结构设计，在针对直径尺寸不同的烟支10时，可通过在弧形铁板14上安装厚度尺寸不同的弧形加厚板16，以达到对烟支10稳固夹持的目的，增强旋转夹持器1的适应范围，结构简单，更换方便。

底座11与长筒122之间安装有轴承1220；这样的结构设计，通过在底座11和旋转座12之间安装轴承1220，减少底座11和旋转座12的摩擦力，实用性较强；固定板15内侧面竖向设有两根加强杆151，固定板15内侧面下部设有横板152；这样的结构设计，通过加强杆151可加强固定板15本身的结构刚度，避免固定板15本身过度弯曲，通过横杆152可增强固定板15与旋转座2之间的连接强度，实用性较强。

成像机构3为CCD相机或CMOS相机，用于捕捉孔洞100的图像；孔洞100的图像为完整烟支10旋转一圆周形成的图像，孔洞100的图像包括孔洞数量、孔洞排数、孔洞宽度、孔洞形状等信息；成像机构3与数据处理系统采用有线或无线方式信号连接，成像机构3将孔洞100的图像传输至数据处理系统，由数据处理系统按照预设定的常规程序进行计算处理，得到孔洞面积、孔洞密度、孔洞间距等数据信息。

检测系统还包括活动底盘4和光源5；活动底盘4用于承载烟支10，活动底盘4的中间位置开设有透光孔41，透光孔41的直径尺寸小于烟支10的直径尺寸；活动底盘4上方设有套筒2，套筒2上部呈漏斗状，套筒2套设在待检测烟支10上；套筒2于待检测烟支10的孔洞100对应的位置开设有缺口，成像机构3安装在缺口内；光源5安装于待检烟支10正下方，并发出光线照射在待检烟支10上；

光源5安装于透光孔41内，活动底盘4的运动轨迹为左右移动，具体的，可直接在活动底盘4上安装气缸，通过气缸带动活动底盘4左右移动。

本实施例中，使用时，把烟支10送入旋转夹持器1内，同时烟支10在自身重力的作用下下落至套筒2，并由活动底盘4承接；

然后旋转夹持器1夹持烟支10、并带动烟支10进行旋转，同时光源5发出光线，光线照亮烟支10，使得烟支10上的孔洞100更加清晰；

成像机构3拍摄孔洞100位置附近的图像，并把图像信息转化成电子信息传递给数据处理系统；

再由数据处理系统把接收到的电子信息转换为数据信息，并进行计算，得到孔洞100的面积、单位面积比和孔洞间距等信息；

最后，在旋转夹持器1把烟支10松开后，活动底盘4向一侧移动，即可使得烟支10从套筒2中掉落，然后活动底盘4复位，即可进行下一轮的烟支10检测。

实施例二：

本实施例与实施例一的不同之处在于：

如图2所示，光源5位于活动底盘4下方，活动底盘4的运动轨迹为上下移动，光源5与活动底盘4之间的距离尺寸不小于烟支10的长度尺寸，活动底盘4侧下方于活动底盘4和光源5之间还设有横向推动机构51，具体的，横向推动机构51可采用气缸横推，结构简单，操作方便。

这样的结构设计，在旋转夹持器1把烟支10松开后，活动底盘4不向一侧移动，而是向下移动，即可使得烟支10从套筒2中掉落，再使用横向推动机构51把从套筒2中的烟支推开，然后活动底盘4复位，即可进行下一轮的烟支10检测。

以上对本发明提供的无损检测卷烟烟支孔洞情况的装置进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.无损检测卷烟烟支孔洞情况的装置，其特征在于：包括检测系统和数据处理系统；

所述检测系统包括旋转夹持器和成像机构，所述旋转夹持器用于夹持固定待检测烟支，并带动待检测烟支旋转，所述成像机构用于捕捉孔洞图像；所述孔洞图像为完整烟支旋转一圆周形成的图像；

所述数据处理系统与成像机构信号连接，用于计算处理成像机构传输过来的孔洞图像信息，得到烟支接装纸上的孔洞参数；

所述旋转夹持器包括底座，所述底座内转动安装有旋转座，所述旋转座上固定安装有外齿圈，所述底座外侧壁上安装有旋转电机，所述旋转电机的动力输出轴上固定安装有齿轮，所述齿轮和外齿圈啮合，所述旋转座上开设有通孔，所述旋转座上端面于通孔周围均匀设有两个安装套，所述安装套为中空结构、且内部设有电磁铁，所述旋转座上还设有两个弧形铁板，所述弧形铁板位于两个安装套之间，所述弧形铁板下端设有燕尾槽，所述旋转座上设有与燕尾槽相匹配的燕尾块，所述旋转座于弧形铁板外侧固定安装有固定板，所述固定板与弧形铁板之间设有拉伸弹簧；对电磁铁进行通电，使电磁铁具有磁力，再通过磁力对弧形铁板进行吸附，从而通过弧形铁板对通孔内的烟支进行夹持；

所述检测系统还包括活动底盘和光源；

所述活动底盘用于承载烟支，所述活动底盘的中间位置开设有透光孔，所述透光孔的直径尺寸小于烟支的直径尺寸；所述光源安装于透光孔内；

所述光源安装于待检烟支正下方；

所述活动底盘上方设有套筒，所述套筒套设在待检测烟支上，所述套筒于待检测烟支的孔洞对应的位置开设有缺口，所述成像机构安装在缺口内。

2.根据权利要求1所述的无损检测卷烟烟支孔洞情况的装置，其特征在于：所述套筒上部呈漏斗状。

3.根据权利要求1所述的无损检测卷烟烟支孔洞情况的装置，其特征在于：所述活动底盘的运动轨迹为左右移动。

4.根据权利要求1所述的无损检测卷烟烟支孔洞情况的装置，其特征在于：所述成像机构为CCD相机或CMOS相机。

5.根据权利要求1所述的无损检测卷烟烟支孔洞情况的装置，其特征在于：所述成像机构与所述数据处理系统采用有线或无线方式信号连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的无损检测卷烟烟支孔洞情况的装置，其特征在于：所述孔洞图像包括孔洞数量、孔洞排数、孔洞宽度、孔洞形状信息。

7.根据权利要求6所述的无损检测卷烟烟支孔洞情况的装置，其特征在于：所述数据处理系统将成像机构传输过来的孔洞图像信息计算处理后，转换为孔洞面积、孔洞密度、孔洞间距数据信息。