CN110447950B - 一种卷烟机烟支标准样的在线取样方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种卷烟机烟支标准样的在线取样方法，该方法包括沿烟支流向布置的n个质量传感器采集烟支的n项物理指标，其中n≥2，该方法包括如下步骤：当烟支到达MAX流程时，信号处理系统建立取样信息缓存表，然后发出标准样取样指令；信号处理系统将各个物理指标分别与n项物理指标预设的标准中心值进行比较；且当某支烟的n项物理指标的检测值都符合预设的标准中心值，发出取样信号，即该烟支被当做标准样取出；当某支烟的n项物理指标，只要有1项不符合设计值的中心值，则不用发出取样信号。

Description

一种卷烟机烟支标准样的在线取样方法及系统

技术领域：

本发明涉及烟草行业卷烟机设备，具体涉及卷烟机设备上的烟支物理指标标准样在线取样方法。

背景技术:

烟支卷制过程由卷烟机完成，卷烟机一般由VE、MAX和SE三部分组成。由于卷烟机速度快、并且过程中有很多的材料自动拼接，所以不可避免的是，烟支卷制过程是有次品(或称废品产生)的。近年来，随着传感器技术以及控制系统技术实时性的飞速发展，当前烟草行业的主要卷烟机型基本都具备以下传感器(物理指标检测器)：在SE部位有重量、水分、圆周检测传感器；MAX部分有吸阻、通风度、漏气、缺嘴、外观等，这些检测数据可以在线直接表征烟支的物理指标。基于上述检测器，卷烟机不仅可以实现对单支烟进行实时检测和剔除，即实现有单支烟超过系统预设的检测上下限时，在剔废阀进行剔除，对于剔废阀，在生产过程中，最重要的是要保障其工作的稳定性，确保无不合格品进入下一工序。关于基于检测器、光电传感器以及基于其的剔废阀联动控制方法，浙江中烟公开的发明专利一种烟支卷制过程剔废阀联动控制装置及其控制方法(201910318377.4)公开了一种使得卷烟机N个剔废阀之间相互联动控制的装置和方法，使得卷烟机所有的剔废阀能够进行联动性级联控制，其系统失效率是所有剔废阀失效率的乘积，该发明能最大限度地保障卷烟生产质量。

与此同时，卷烟机上除了剔废阀，还有取样阀、取样盒(装置)，联合上述物理指标检测器，卷烟机也具备单支烟各种取样功能，如典型的目标重量取样、重烟取样、吸阻取样、通风度、外观取样等等。在烟草行业，卷烟机在线取样装置这个名词一般包含2种意思：1)第一种意思，即卷烟机本机自带的取样装置，该装置一般位于卷烟机内部MAX子机处，该取样装置的作用是卷烟机按照操作员的指令将相关要求的烟支在取样阀门处进行吹气取样，并收集；2)第二种意思，即在卷烟机输出通道，一些企业会部署一些离线检测仪器，为实现自动地将卷烟输出通道的卷烟自动地投入到离线检测器进行检测，技术人员设计了各种各样的取样装置，实现了上述功能。本发明的技术的内容和第一种意思即卷烟机内部的在线取样装置有关，与第二种意思无关。

当前行业在卷烟卷接过程中，对取样装置的使用主要从以下几个方面展开：

1)在线随机取样，以便进行外观质量检测；

2)在线按照某个标准取样，典型的有目标重量取样、重烟取样、吸阻取样、通风度、外观取样。举例说明何为按照标准取样，如重量，目标重量取样，即卷烟机上设定有目标重量的中心值，目标重量取样即是烟机系统将其认为是目标重量的卷烟从取样阀吹到取样盘，然后，操作人员将上述所取得的卷烟到离线仪器上进行比对，看系统所取的目标重量的样本的值是否和离线检测仪器相同。因此，也可以认为在线按照某个标准取样具备校准卷烟机在线传感器的功能。每次取样校准一种传感器。

3)通过取样，收集符合某一条件的评吸烟，属于产品开发的评价阶段。

其他一些基于此的需求不再展开。

以上是当前烟草行业的普遍做法。但是，上述做法存在以下不足：

1)针对单一指标的取样方法，每次只能校准一种传感器，按照当前烟草行业卷烟机的配置，一般是配置3种在线物理指标检测系统，每种校准需要15分钟，则需要45分钟才能完成校准，效率很低。

2)当进行评价性取样时，也只能按照某一指标的中心值进行取样，而卷烟产品设计的是包含各种指标的中心值的，因此，评价取样的中心值覆盖度不够全面。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种使得卷烟机可以一次性将符合各种指标的中心值的卷烟进行取样阀取样的方法，即实现取样功能既能按照只满足单一指标中心值取样，也可以按照同时满足多种指标中心值取样，该方法能够提高工作有效率，改变行业传统取样校准的方式；也能够提高产品评价针对性，可以解决传统产品评价取样无法取到各项物理指标处于中心值的标准样本的难题。

具体地，本发明采用如下技术方案：

一种卷烟机烟支标准样的在线取样方法，沿烟支流向布置的n个质量传感器采集烟支的n项物理指标，其中n≥2，该方法包括如下步骤：

步骤001，当烟支到达MAX流程时，信号处理系统建立取样信息缓存表，然后发出标准样取样指令；

在步骤101，烟支到达MAX质量传感器1，MAX质量传感器1将采集到的关于物理指标1的取样检测结果1传输至信号处理系统；步骤102，所述信号处理系统将取样检测结果1与物理指标1的标准中心值进行比较判断；当检测结果1≠物理指标1的标准中心值，在步骤103，信号处理系统向取样信息缓存表写入标准样取样要求1不符合物理指标1标准中心值的标记位；当检测结果1＝物理指标1的标准中心值，在步骤104，信号处理系统向取样信息缓存表写入标准样取样要求1符合物理指标1标准中心值的标记位；

以此类推直到在步骤n01，烟支到达MAX质量传感器n，MAX质量传感器n将采集到的关于物理指标n的取样检测结果n传输至信号处理系统；步骤n02，所述信号处理系统(7)将取样检测结果n与物理指标n的标准中心值进行比较判断；当检测结果n≠物理指标n的标准中心值，在步骤n03，信号处理系统向取样信息缓存表写入标准样取样要求n不符合物理指标n标准中心值的标记位；当检测结果n＝物理指标n的标准中心值，在步骤n04，信号处理系统向取样信息缓存表写入标准样取样要求n符合物理指标n标准中心值的标记位；

当某支烟的n项物理指标的检测值都符合设计值的中心值，在步骤n04的下一步骤N04’，该烟支被取样出，即该烟支被当做标准样取出；

当某支烟的n项物理指标，只要有1项不符合设计值的中心值，则该烟支不会被取出，在步骤n03的下一步骤N03’进入下一工序流程。

在本发明一些实施方式中，所述质量传感器选自重量、水分、圆周检测传感器、吸阻、通风度、漏气、缺嘴、外观传感器中的至少二种。

在本发明一些实施方式中，所述的信号处理系统包括：

质量传感器输入模块，其用于接收n个质量传感器采集到的关于烟支的n项物理指标；

主控制器，其用于接收质量传感器输入模块输入的n项物理指标，并将其各个物理指标分别与n项物理指标预设的标准中心值进行比较；且当某支烟的n项物理指标的检测值都符合预设的标准中心值，发出取样信号，即该烟支被当做标准样取出；当某支烟的n项物理指标，只要有1项不符合设计值的中心值，则不发出取样信号；

取样阀控制输出模块，其用于接收主控制器输出的取样信号进而控制取样阀的取样。

在本发明一些实施方式中，所述主控制器对取样信息缓存表中的n个取样检测结果进行“与”运算，当某支烟的n项物理指标的检测值都符合设计值的中心值时，主控制器输出取样信号至取样阀，通过取样阀，烟支被作为标准样取出。

在本发明一些实施方式中，所述的n＝3，所述的质量传感器1为重量传感器，所述的质量传感器2为吸阻检测传感器，所述的质量传感器3为圆周检测传感器。

在本发明一些实施方式中，在步骤101、201至n01中，当每项取样检测结果≠标准中心值时，即写0；每项取样检测结果＝标准中心值时，即写1。

本发明还提供一种卷烟机烟支标准样的在线取样系统，该系统包括：

n个质量传感器，其沿烟支流向布置，所述的n个质量传感器分别用于检测烟支的n项物理指标；

质量传感器输入模块，其用于接收n个质量传感器采集到的关于烟支的n项物理指标；

主控制器，其用于接收质量传感器输入模块输入的n项物理指标，并将其各个物理指标分别与n项物理指标预设的标准中心值进行比较；且当某支烟的n项物理指标的检测值都符合预设的标准中心值，发出取样信号，即该烟支被当做标准样取出；当某支烟的n项物理指标，只要有1项不符合设计值的中心值，则不发出取样信号；

取样阀控制输出模块，其用于接收主控制器输出的取样信号进而控制取样阀的取样。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1)可以实现一次性地将符合多个物理指标的中心值的烟支取下，进而实现多个在线检测器的离线同步校准，所需时间只需以前的n分之一，在实际的生产应用中，质量传感器的数量多达8种以上，在线取样时间仅需要现有取样时间的8分之一，显著提高了工作效率。

2)当进行评吸烟取样时，可以取到完全符合产品设计中心值的样品，进而实现精准评吸，提高产品设计的精确度，解决了烟草行业当前评吸烟取样时，样品物理指标无法按照设计中心值取样进行的传统难题。

附图说明

图1为本发明提供的在线取样方法的流程图；

图2为实施例提供的质量传感器、取样阀以及取样盒的布局示意图；

图3为实施例提供的系统的示意图。

具体实施方式

为了更好地帮助技术人员理解本发明的技术方案及目的，以下结合说明书附图对本发明的实施方式作进一步描述。本实施例选择在中国常德烟草烟机有限责任公司出产的ZJ17E型卷接机上实施。

作为烟草行业公知，一台卷烟机一般有若干个质量检测传感器，对应也有若干个取样阀；如图2所示，本实施例设计3种质量传感器：质量传感器1(11)为烟支重量检测传感器，质量传感器2(12)为烟支吸阻检测传感器，质量传感器3(13)为烟支圆周检测传感器，对应的取样阀3个，分别是1、3、5，取样盒为2、4、6。显而易见的是，单独符合质量传感器1(11)烟支重量检测传感器检测要求的可以被取样阀1吹落，从取样盒2取出，也可以在最后一个取样盒6取出；单独符合质量传感器2(12)烟支吸阻检测传感器检测要求的可以被取样阀(3)吹落，从取样盒4取出，也可以在最后一个取样盒6取出；单独符合质量传感器3(13)烟支圆周检测传感器检测要求的可以被取样阀5吹落，从取样盒6取出；上述实施方式的示意图如附图2所示；考虑到此种取样方法每种校准需要15分钟，则需要45分钟才能完成校准，效率很低，因此本发明的发明人发现将符合所有质量传感器检测结果的标准样烟支在最后一个取样盒6取出可以大幅提高工作效率，且能够使得评价取样的中心值覆盖度全面；具体采用如下控制装置以及控制方法实现：

如上所述，在本实施例中，设计3种质量传感器，质量传感器1(11)为烟支重量检测传感器，该检测器检测烟支的物理指标为重量，预设烟支重量的标准中心值为600mg；质量传感器2(12)为烟支吸阻检测传感器，预设烟支吸阻的标准中心值为105mmH₂O；质量传感器3(13)为烟支圆周检测传感器，预设烟支圆周的标准中心值为24.3mm。

如图3所示，本实施例提供的信号处理系统21包含质量传感器输入模块23、主控制器22以及取样阀控制输出模块10；

质量传感器输入模块23采用模拟量模块，用于连接质量传感器(11)、(12)、(13)，

主控制器22采用Beckhoff(倍福)IPC CX2020，其接收质量传感器输入模块23的输入信号，并输出取样信号至取样阀控制输出模块，主控制器将其质量检测传感器检测到的3个物理指标分别与其预设的标准中心值进行比较；且当某支烟的3项物理指标的检测值都符合预设的标准中心值，发出取样信号，即该烟支被当做标准样取出；当某支烟的n项物理指标，只要有1项不符合设计值的中心值，则不用发出取样信号；

取样阀控制输出模块10采用高速数字量输出模块，用于连接取样阀13、3、5，其接受主控制器发出的取样信号，将符合所有标准中心值的烟支当做标准样通过取样阀取出。

示例性地，本实施例还提供单支烟的流转过程及其在线取样方法：

步骤001为烟支到达MAX流程，烟支的流向为101到304，信号处理系统建立取样信息缓存表，然后发出标准样取样指令。

在步骤101，烟支到达重量检测传感器(11)，此时质量传感器模块9接收质量传感器1(11)输入的重量检测传感器的数据；步骤102，由主控制器22进行判断，给出质量传感器1关于重量的取样检测结果；当检测结果≠重量的标准中心值600mg时，在步骤103，主控制器22向取样信息缓存表写入标准样取样的重量要求不符合重量标准中心值的标记位，即写0；当检测结果1＝重量的标准中心值600mg时，在步骤104，主控制器22向取样信息缓存表写入标准样的重量要求符合重量标准中心值的标记位，即写1。

在步骤201，烟支到达MAX质量传感器2(12)吸阻检测传感器，此时质量传感器模块9接收吸阻检测传感器的数据,；步骤202，由主控制器进行判断，给出质量传感器2(12)关于吸阻的取样检测结果；当检测结果2≠吸阻的标准中心值105mmH₂O时，在步骤203，主控制器22向取样信息缓存表写入标准样取样的吸阻要求不符合吸阻标准中心值的标记位，即写0；当检测结果2＝吸阻的标准中心值105mmH₂O时，在步骤204，主控制器22向取样信息缓存表写入标准样取样的吸阻要求符合吸阻标准中心值的标记位，即写1。

在步骤301，烟支到达MAX质量传感器3(13)圆周检测传感器，此时质量传感器模块(9)接收质量传感器3(13)圆周检测传感器的数据,；步骤303，由主控制器22进行判断，给出第一质量传感器3(13)关于圆周的取样检测结果；当检测结果3≠圆周的标准中心值105mmH₃O时，在步骤303，主控制器22向取样信息缓存表写入标准样取样的圆周要求不符合圆周标准中心值的标记位，即写0；当检测结果3＝圆周的标准中心值24.3mm时，在步骤304，信号处理系统7向取样信息缓存表写入标准样取样的圆周要求符合圆周标准中心值的标记位，即写1。

本实例为3个质量传感器，本领域技术人员可以理解的是可以设计n种传感器，n大于等于2，该n个传感器沿烟支流向依次安置，用于检测烟支的n项指标。

最终，主控制器进行综合判断，对检测结果1、2、3进行“与”运算，参照表1，即当且仅当某支烟的各项物理指标的检测值都符合设计值的中心值，主控制器输出取样信号至取样阀控制输出模块，在步骤304的下一步骤304’，取样阀6打开，该烟支被取样出，即该烟支被当做标准样取出；

当某支烟的各项物理指标，只要有1项不符合设计值的中心值，则该烟支不会被取出，在步骤303的下一步骤303’进入下一工序流程。

表1取样信息缓存表

Claims (7)

1.一种卷烟机烟支标准样的在线取样方法，沿烟支流向布置的n个质量传感器采集烟支的n项物理指标，其中n≥2，该方法包括如下步骤：

步骤001，当烟支到达MAX流程时，信号处理系统建立取样信息缓存表，然后发出标准样取样指令；

在步骤101，烟支到达MAX质量传感器1(11)，MAX质量传感器1将采集到的关于物理指标1的取样检测结果1传输至信号处理系统；步骤102，所述信号处理系统(7)将取样检测结果1与物理指标1的标准中心值进行比较判断；当检测结果1≠物理指标1的标准中心值，在步骤103，信号处理系统(7)向取样信息缓存表写入标准样取样要求1不符合物理指标1标准中心值的标记位；当检测结果1＝物理指标1的标准中心值，在步骤104，信号处理系统(7)向取样信息缓存表写入标准样取样要求1符合物理指标1标准中心值的标记位；

以此类推直到在步骤n01，烟支到达MAX质量传感器n，MAX质量传感器n将采集到的关于物理指标n的取样检测结果n传输至信号处理系统；步骤n02，所述信号处理系统(7)将取样检测结果n与物理指标n的标准中心值进行比较判断；当检测结果n≠物理指标n的标准中心值，在步骤n03，信号处理系统(7)向取样信息缓存表写入标准样取样要求n不符合物理指标n标准中心值的标记位；当检测结果n＝物理指标n的标准中心值，在步骤n04，信号处理系统(7)向取样信息缓存表写入标准样取样要求n符合物理指标n标准中心值的标记位；

当某支烟的n项物理指标的检测值都符合设计值的中心值，在步骤n04的下一步骤n04’，该烟支被取样出，即该烟支被当做标准样取出；

当某支烟的n项物理指标，只要有1项不符合设计值的中心值，则该烟支不会被取出，在步骤n03的下一步骤n03’进入下一工序流程。

2.根据权利要求1所述的在线取样方法，其特征在于，所述质量传感器选自重量、水分、圆周、吸阻、通风度、漏气、缺嘴、外观传感器中的至少二种。

3.根据权利要求1所述的在线取样方法，其特征在于，所述的信号处理系统包括：

质量传感器输入模块，其用于接收n个质量传感器采集到的关于烟支的n项物理指标；

主控制器，其用于接收质量传感器输入模块输入的n项物理指标，并将其各个物理指标分别与该项物理指标相对应的预设的标准中心值进行比较；且当某支烟的n项物理指标的检测值都符合预设的标准中心值，发出取样信号，即该烟支被当做标准样取出；当某支烟的n项物理指标，只要有1项不符合设计值的中心值，则不发出取样信号；

取样阀控制输出模块，其用于接收主控制器输出的取样信号进而控制取样阀的取样。

4.根据权利要求3所述的在线取样方法，其特征在于，所述主控制器对取样信息缓存表中的n个取样检测结果进行“与”运算，当某支烟的n项物理指标的检测值都符合设计值的中心值时，主控制器输出取样信号至取样阀，通过取样阀，烟支被作为标准样取出。

5.根据权利要求1所述的在线取样方法，其特征在于，所述的n＝3，所述的质量传感器1为重量传感器，所述的质量传感器2为吸阻检测传感器，所述的质量传感器3为圆周检测传感器。

6.根据权利要求4所述的在线取样方法，其特征在于，在步骤101、201至n01中，当每项取样检测结果≠标准中心值时，即写0；每项取样检测结果＝标准中心值时，即写1。

7.一种卷烟机烟支标准样的在线取样系统，其特征在于，该系统包括：

n个质量传感器，其沿烟支流向布置，所述的n个质量传感器分别用于检测烟支的n项物理指标，其中n≥2；

质量传感器输入模块，其用于接收n个质量传感器采集到的关于烟支的n项物理指标；

主控制器，其用于接收质量传感器输入模块输入的n项物理指标，并将其各个物理指标分别与该项物理指标相对应的预设的标准中心值进行比较；且当某支烟的n项物理指标的检测值都符合预设的标准中心值，发出取样信号，即该烟支被当做标准样取出；当某支烟的n项物理指标，只要有1项不符合设计值的中心值，则不发出取样信号；

取样阀控制输出模块，其用于接收主控制器输出的取样信号进而控制取样阀。

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