CN110672457A - 一种烟草薄片浆料浓度的测定方法及其测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种烟草薄片浆料浓度的测量装置，包括有以下部件：测试部件；压滤部件；废液部件；控制部件。本发明还进一步提供了一种采用上述测量装置的烟草薄片浆料浓度的测定方法。本发明提供的一种烟草薄片浆料浓度的测定方法及其测量装置，在确保测量准确性的基础上，大幅缩短测量时间，提高测量效率，填补了行业在烟草薄片浆料浓度检测方法中的空白，具有十分重要的行业推广价值。

Description

一种烟草薄片浆料浓度的测定方法及其测量装置

技术领域

本发明属于烟草薄片检测技术领域，涉及一种烟草薄片浆料浓度的测定方法及其测量装置，具体涉及一种快速测定烟草薄片浆料浓度的方法及其测量装置。

背景技术

在造纸法制造烟草薄片工艺中，烟草纤维制浆后浆料浓度是影响薄片质量的关键工艺参数，目前烟草行业没有关于烟草薄片浆料浓度测量的技术标准，通常是参照造纸行业的标准(《纸浆浆料浓度的测定》GB/T 5399-2004)进行测量。根据该标准文件的规定，测量浆料浓度的主要步骤为：①取样；②预处理；③滤纸干燥(至恒重)；④浆片制备(真空抽滤)；⑤浆片烘干(至恒重)；⑥结果计算。虽然该方法的测量准确性高(误差不超过0.2％)，但是整个测试过程需要约4个小时，耗时过长直接影响生产过程控制的及时性。

针对以上情况，为了对薄片浆料浓度进行快速测量，目前烟草行业有布袋干燥法和离心脱水法两种测量方法。

首先，布袋干燥法取有代表性的浆料样品，放入白布袋中，用手拧干，并撕成小块，置于已知重量的样品盒中，将粘附在布袋上的浆料尽量完全移入盒中，然后将样品置于烘箱或红外干燥器中，在120～125℃温度下烘干至恒重。该方法采用白布袋代替真空吸滤法的滤纸，减少了滤纸恒重步骤，简化了操作，但是白布袋和滤纸相比，脱水稳定性差，并且后续的测量还是需要采用烘箱将粘附在布袋上的浆料纤维进行烘干才能获得数据，仍然耗费大量时间(通常也需要3个小时)。

其次，离心脱水法取有代表性的浆料样品，放入离心脱水容器中，通过离心机进行甩干，取出甩干后的浆料，并置于已知重量的样品盒中，然后将样品置于烘箱或红外干燥器中，在120～125℃温度下烘干至恒重。该方法是采用通过离心机脱干来提高浆料的脱水速度，离心机在对浆料样品脱水过程中，可能发生筛网堵塞或较小的浆料纤维从筛网脱出来，不确定性较大，同时最终的浆料浓度仍然需要采用烘箱将粘附滤网滤出的湿浆进行烘干才能获得，还是需要耗费大量时间(通常也需要2-3小时)。

以上两种方法均不是一种完善的快速测量方法，耗时仍然较长，其关键问题在于浆料脱水，难以做到在不影响浆料中烟草悬浮纤维完整性的基础上，稳定的对浆料进行快速脱水。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种烟草薄片浆料浓度的测定方法及其测量装置，用于解决现有技术中缺乏快速、准确、效率高的烟草薄片浆料浓度的测量装置与测定方法的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种烟草薄片浆料浓度的测量装置，包括有以下部件：

测试部件，所述测试部件包括有活动平台，所述活动平台的下部设有称重工位和压滤工位，所述称重工位上设有称重天平，所述活动平台的上部设有活动板，所述活动板两侧分别设有旋转工位，所述旋转工位中空且上下两端开口，所述旋转工位内套接安装有料杯，所述旋转工位可经活动板的旋转定位至称重工位或压滤工位的上方；所述测试部件用于将旋转工位上的料杯，转移至称重工位或压滤工位，使料杯在称重工位上经称重天平进行称重，或使料杯在压滤工位上待压滤；

压滤部件，所述压滤部件位于所述压滤工位的正上方，所述压滤部件与料杯相匹配；所述压滤部件用于对料杯中的烟草薄片浆料进行压滤；

废液部件，所述废液部件经管路与所述压滤工位相连通；所述废液部件用于接收所述压滤部件对料杯中的烟草薄片浆料进行压滤后，流到压滤工位的压出废液；

控制部件，所述控制部件分别与活动平台、称重天平、压滤部件相连接；所述控制部件用于向活动平台发送旋转和升降信号，向压滤部件发送压滤信号，并接收称重天平发送的称重数据信号。

优选地，所述测量装置包括支撑台，所述支撑台的顶部设有操作台面，所述支撑台中空且内设有储物橱，所述支撑台的底部四角设有支脚，所述支脚下端设有滚轮。

更优选地，所述储物橱的双开门上分别设有拉手。

优选地，所述测试部件放置在所述操作台面上。

优选地，所述测试部件外设有安全防护罩。所述安全防护罩的材质为透明有机玻璃。

优选地，所述旋转工位对称设于所述活动板的短边两侧。

优选地，所述活动板的材质为合金钢。

优选地，所述活动平台还包括有旋转气缸和升降气缸，所述升降气缸的上端与活动板相连接，所述升降气缸的下端与旋转气缸相连接。所述升降气缸用于驱动活动板进行上下升降，所述旋转气缸用于驱动升降气缸旋转从而带动活动板进行水平旋转。

更优选地，所述升降气缸的上端与活动板底部轴心位置相连接。

更优选地，所述升降气缸的下端经过渡套与旋转气缸相连接。

更优选地，所述旋转气缸和升降气缸均为本领域常规使用的旋转气缸和升降气缸，均可以从市场上购买获得。所述旋转气缸的旋转速度可通过旋转气缸上的节流阀调节。所述升降气缸的升降速度可通过升降气缸上的节流阀调节。

优选地，所述料杯内中空，所述料杯内的上部活动设有密封活塞压头，所述料杯内底部设有压力活塞阀，所述压力活塞阀的上部设有滤网。

更优选地，所述滤网的网孔孔径为600-800目。最优选地，所述滤网的网孔孔径为600目。

更优选地，所述滤网的材质为不锈钢。

优选地，所述料杯内的加样量为200-400g。

更优选地，所述料杯内的加样量为200g。

优选地，所述称重天平为常规使用的称重天平，可从市场上购买获得。具体来说，所述称重天平为由赛多利斯公司生产的WZA8202-L型全套称重元件，其最大量程为8.2kg，分辨率为10mg，该称重天平具有力量补偿技术和可调节超载感受器以及剥离保护，适合于称重检测。

所述压滤部件与料杯相匹配是指，所述压滤部件的投影位置与料杯所在位置可重叠。

优选地，所述压滤部件包括有液压缸、压滤压头，所述压滤压头的上端与所述液压缸相连接，所述压滤压头的下端与所述料杯内的密封活塞压头相匹配。

所述压滤压头的下端与所述料杯内的密封活塞压头相匹配是指，所述压滤压头的下端的投影位置与所述料杯内的密封活塞压头所在位置可重叠。

更优选地，所述压滤压头的下端直径小于所述料杯的内径，所述压滤压头的下端直径不大于所述密封活塞压头的直径。

更优选地，所述液压缸外设有压滤支架，所述压滤支架的顶部与液压缸相连接，所述压滤支架的底部放置在所述操作台面上。所述压滤支架用于有效支撑固定液压缸、压滤压头。

更优选地，所述液压缸为气液增压缸。所述气液增压缸为常规使用的气液增压缸，可从市场上购买获得，具体来说，所述气液增压缸为CPT-125-150-10-20T型气液增压缸。其速度传送较快，气压较稳定。

更优选地，所述液压缸的施加液压压力为10-15吨，保压时间4-6分钟。

进一步优选地，所述液压缸的施加液压压力为10吨，保压时间5分钟。

更优选地，所述压滤压头的上部设有压力传感器。所述压力传感器为常规使用的压力传感器，可从市场上购买获得。

优选地，所述废液部件为废液桶。

更优选地，所述废液桶设置在所述储物橱内。

优选地，所述控制部件为控制器。所述控制器为常规使用的可编程控制器(PLC)。本领域技术人员均了解，如上所述控制器的计算、判断、输出指令过程、均可以利用现有技术中的集成电路模块、可编程逻辑器件、其它硬件或现有的软件模块来实现。具体来说，所述控制器为西门子公司生产的S7-200型可编程控制器(PLC)。

优选地，所述控制部件分别与活动平台中的旋转气缸、升降气缸相连接，用于向旋转气缸发送旋转信号，向升降气缸发送升降信号，所述旋转气缸接收旋转信号后驱动活动板进行水平旋转，所述升降气缸接收升降信号后驱动活动板进行上下升降。

优选地，所述控制部件与压滤部件中的液压缸相连接，用于向液压缸发送压滤信号，所述液压缸接收压滤信号后驱动压滤压头下降，压滤压头经密封活塞压头对料杯中的烟草薄片浆料进行压滤。

优选地，所述控制部件与称重天平相连接，用于接收称重天平发送的压滤前后的烟草薄片浆料的称重数据信号，从而计算获得烟草薄片浆料的浓度。

优选地，所述测量装置还包括有触摸显示屏，所述触摸显示屏与控制部件相连接，用于向控制部件发送指令信号，并显示称重天平发送至控制部件的称重数据。

更优选地，所述触摸显示屏放置在操作台面上。

更优选地，所述触摸显示屏为常规使用的触摸屏，可从市场上购买获得。具体来说，所述触摸屏为TPC-1008P-CM2600/MSATA16G型8寸液晶触摸屏。所述触摸屏为T高精度ABS模具和铝合金一体成型。

优选地，所述测量装置还包括有电源开关，所述电源开关外接有电源。所述电源开关用于连通或切断电源，所述电源用于为测量装置提供电力。

更优选地，所述电源开关放置在操作台面上。

优选地，所述测量装置还包括有料杯拆卸部件，所述料杯拆卸部件包括有盒体，所述盒体顶部设有拆卸气缸，所述拆卸气缸贯穿盒体顶部且在拆卸气缸下端设有拆卸压头，所述盒体顶部还设有手动控制阀，所述手动控制阀与拆卸气缸相连接，所述盒体的内底面上设有料杯固定座，所述料杯固定座与拆卸压头相匹配。

更优选地，所述料杯拆卸部件放置在操作台面上。

更优选地，所述盒体为铝板拼接而成的盒体。

更优选地，所述拆卸气缸为本领域常规使用的升降气缸，均可以从市场上购买获得。

更优选地，所述手动控制阀为本领域常规使用的手动控制阀，用于控制拆卸气缸进行上下伸缩，从而带动拆卸压头进行上下运动，从而推动料杯内的密封活塞压头向下运动脱离料杯，实现料杯的拆卸。

更优选地，所述拆卸压头与所述料杯内的密封活塞压头相匹配。所述拆卸压头的投影位置与所述料杯内的密封活塞压头所在位置可重叠。

更优选地，所述拆卸压头为常规使用的压头，可以从市场上购买获得。

更优选地，所述料杯固定座为常规使用的料杯固定座，可以从市场上购买获得。用于将料杯固定安放在料杯固定座上。具体来说，所述料杯固定座内由上至下依次设有三层U型卡槽，上中两层所述U型卡槽的形状与料杯的外圆直径相匹配，用于固定安放料杯，下层所述U型卡槽完全贯通，用于拆卸时存放密封活塞压头。

所述料杯固定座与拆卸头相匹配是指，所述拆卸头的投影位置与料杯固定座所在位置相符合。

本发明第二方面提供一种采用上述测量装置对烟草薄片浆料浓度的测定方法，包括以下步骤：

1)采用测量装置中的称重天平，在称重工位上称取料杯的净重量为m₀，再在料杯内加入烟草薄片浆料样品，在称重工位上称取加样料杯的重量为m₁，按公式(1)计算获得烟草薄片浆料样品的重量为M₀，所述公式(1)为：M₀＝m₁-m₀；

2)采用测量装置中的压滤部件，在压滤工位上对料杯内的烟草薄片浆料样品进行压滤脱水，再在称重工位上称取压滤脱水后的加样料杯的重量为m₂，按公式(2)计算获得压滤脱水后的烟草薄片浆料样品的重量为M₁，所述公式(2)为：M₁＝m₂-m₀；

3)将M₀和M₁代入公式(3)中，计算获得烟草薄片浆料样品的浓度W，所述公式(3)为：W＝(M₁×A)/M₀×100％，其中，A为修正系数。

优选地，步骤1)中，所述在称重工位上称取料杯的净重量，是通过控制部件向旋转气缸发送旋转信号，所述旋转气缸接收旋转信号后驱动活动板水平旋转后使在旋转工位内的料杯旋转至称重工位的正上方，再通过控制部件向升降气缸发送升降信号，所述升降气缸接收升降信号后驱动活动板下降至称重工位，通过称重天平称取料杯的净重量m₀。

优选地，步骤1)中，所述在称重工位上称取加样料杯的重量，是通过控制部件向升降气缸发送升降信号，所述升降气缸接收升降信号后驱动活动板上升，手动加入烟草薄片样品，再通过控制部件向旋转气缸发送旋转信号，所述旋转气缸接收旋转信号后驱动活动板水平旋转后使在旋转工位内的料杯旋转至称重工位的正上方，然后通过控制部件向升降气缸发送升降信号，所述升降气缸接收升降信号后驱动活动板下降至称重工位，通过称重天平称取加样料杯的重量m₁。

优选地，步骤2)中，所述在压滤工位上对料杯内的烟草薄片浆料样品进行压滤脱水，是通过控制部件向旋转气缸发送旋转信号，所述旋转气缸接收旋转信号后驱动活动板水平旋转后使在旋转工位内的料杯旋转至压滤工位的正上方，再通过控制部件向升降气缸发送升降信号，所述升降气缸接收升降信号后驱动活动板下降至压滤工位，然后通过控制部件向液压缸发送压滤信号，所述液压缸接收压滤信号后驱动压滤压头下降，压滤压头经密封活塞压头对料杯中的烟草薄片浆料进行压滤脱水。

更优选地，所述压滤脱水后，所述料杯中的烟草薄片浆料样品经压滤脱水产生的压出废液由管路排入废液部件。

优选地，步骤2)中，所述再在称重工位上称取压滤脱水后的加样料杯的重量，是通过控制部件向升降气缸发送升降信号，所述升降气缸接收升降信号后驱动活动板上升，再通过控制部件向旋转气缸发送旋转信号，所述旋转气缸接收旋转信号后驱动活动板水平旋转后使在旋转工位内的料杯旋转至称重工位的正上方，然后再通过控制部件向升降气缸发送升降信号，所述升降气缸接收升降信号后驱动活动板下降至称重工位，通过称重天平称取压滤脱水后的加样料杯的重量为m₂。

优选地，步骤1)或2)中，所述料杯的净重量m₀、加样料杯的重量m₁及压滤脱水后的加样料杯的重量m₂，由称重天平发送m₀、m₁或m₂称重数值信号至控制部件，控制部件接收m₀、m₁或m₂称重数值信号后通过触摸显示屏显示m₀、m₁或m₂数值。

优选地，步骤1)或2)中，所述控制部件接收触摸显示屏发送指令信号，从而向升降气缸发送升降信号，向旋转气缸发送旋转信号，向液压缸发送压滤信号。

优选地，步骤3)中，所述修正系数A按公式(4)计算，所述公式(4)为：A＝1-W＇，其中，W＇为压滤后的样品含水率的平均值。

更优选地，所述W＇按公式(5)计算，所述公式(5)为：W＇＝(M₁-M₂)/M₁×100％，其中，M₁为若干个样品采用本发明中压滤脱水后获得的重量，M₂为若干个样品采用烘箱法烘干后获得的重量。

如上所述，本发明提供的一种烟草薄片浆料浓度的测定方法及其测量装置，是以液压原理作为技术基础，通过液压系统产生超高压强，对烟草薄片浆料进行压滤脱水，只要测量压滤前和压滤后的薄片浆料重量，即可直接计算出浆料浓度。具有以下有益效果：

(1)本发明提供的一种烟草薄片浆料浓度的测定方法及其测量装置，根据烟草薄片浆料的特性(浆料中95％以上是水)，为了实现快速测量，是以液压原理作为技术基础，通过液压高效地压滤浆料，使之稳定有效的脱水，简化了测量流程，减少了中间环节，特别是省去了对浆料进行烘箱法烘干的步骤，在确保测量准确性(测量误差不超过0.2％，与现有的烘箱法同精度)的基础上，整个测量时间从4小时缩短为30分钟以内，大幅度地提高烟草薄片浆料浓度的测量效率，提升了薄片加工过程在线控制水平，保障成品薄片的质量。

(2)本发明提供的一种烟草薄片浆料浓度的测定方法及其测量装置，以液压法为原理，对烟草薄片浆料浓度进行快速测量，在烟草行业属于首创，在保证可靠性的前提下，可以取代目前参照使用的纸浆浓度烘箱法，大幅缩短测量时间，提高测量效率。

(3)本发明提供的一种烟草薄片浆料浓度的测定方法及其测量装置，建立了测定方法的计算公式，据此在实际测量中可以根据不同位的烟草薄片浆料(浓度值不同)，分别进行标定，确定修正系数，避免不同浓度的浆料用一个修正系数会带来测量误差，从而提升测量的准确性。

(4)本发明提供的一种烟草薄片浆料浓度的测定方法及其测量装置，能够比较容易实现自动化检测，通过自动检测装置可以进一步消除人工操作的不确定性，使测量结果更加准确稳定。

(5)本发明提供的一种烟草薄片浆料浓度的测定方法及其测量装置，在烟草行业内是一种创新，不仅为各烟草薄片制造企业在浆料浓度检测中提供了一种方法依据，而且该方法可以成为行业的相关检测标准，从而填补了行业在烟草薄片浆料浓度检测方法中的空白，具有十分重要的行业推广价值。

附图说明

图1显示为本发明中的一种烟草薄片浆料浓度的测定方法的流程示意图。

图2显示为本发明的一种烟草薄片浆料浓度的测量装置的整体结构示意图。

图3显示为本发明的一种烟草薄片浆料浓度的测量装置的测试部件结构示意图。

图4显示为本发明的一种烟草薄片浆料浓度的测量装置的压滤部件结构示意图。

图5显示为本发明的一种烟草薄片浆料浓度的测量装置的料杯结构示意图。

附图标记

1 测试部件

11 活动平台

111 活动板

112 旋转工位

113 旋转气缸

114 升降气缸

115 过渡套

12 料杯

121 密封活塞压头

122 压力活塞阀

123 滤网

13 称重工位

14 压滤工位

15 称重天平

16 安全防护罩

2 压滤部件

21 液压缸

22 压滤压头

23 压滤支架

24 压力传感器

3 支撑台

31 操作台面

32 储物橱

33 支脚

34 滚轮

35 拉手

4 触摸显示屏

5 电源开关

6 料杯拆卸部件

61 盒体

62 拆卸气缸

63 手动控制阀

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

如图2-5示，本发明提供一种烟草薄片浆料浓度的测量装置，包括有以下部件：

测试部件1，所述测试部件1包括有活动平台11，所述活动平台11的下部设有称重工位13和压滤工位14，所述称重工位13上设有称重天平15，所述活动平台11的上部设有活动板111，所述活动板111两侧分别设有旋转工位112，所述旋转工位112中空且上下两端开口，所述旋转工位112内套接安装有料杯12，所述旋转工位112可经活动板111的旋转定位至称重工位13或压滤工位14的上方；所述测试部件1用于将旋转工位112上的料杯，转移至称重工位13或压滤工位14，使料杯12在称重工位13上经称重天平15进行称重，或使料杯12在压滤工位14上待压滤；

压滤部件2，所述压滤部件2位于所述压滤工位14的正上方，所述压滤部件2与料杯12相匹配，所述压滤部件2用于对料杯12中的烟草薄片浆料进行压滤；

废液部件，所述废液部件经管路与所述压滤工位14相连通，所述废液部件用于接收所述压滤部件2对料杯12中的烟草薄片浆料进行压滤后，流到压滤工位14的压出废液；

控制部件，所述控制部件分别与活动平台11、称重天平15、压滤部件2相连接，所述控制部件用于向活动平台11发送旋转和升降信号，向压滤部件2发送压滤信号，并接收称重天平15发送的称重数据信号。

在一个优选的实施例中，如图2所示，所述测量装置包括支撑台3，所述支撑台3的顶部设有操作台面31，所述支撑台3中空且内设有储物橱32，所述支撑台3的底部四角设有支脚33，所述支脚33下端设有滚轮34。

进一步地，如图2所示，所述储物橱32的双开门上分别设有拉手35。

在一个优选的实施例中，如图2所示，所述测试部件1放置在所述操作台面31上。

在一个优选的实施例中，如图2-3所示，所述测试部件1外设有安全防护罩16。所述安全防护罩16的材质为透明有机玻璃。

在一个优选的实施例中，如图3所示，所述旋转工位112对称设于所述活动板111的短边两侧。

在一个优选的实施例中，如图3所示，所述活动平台11还包括有旋转气缸113和升降气缸114，所述升降气缸114的上端与活动板111相连接，所述升降气缸114的下端与旋转气缸113相连接。所述升降气缸114用于驱动活动板111进行上下升降，所述旋转气缸113用于驱动升降气缸114旋转从而带动活动板111进行水平旋转。

进一步地，如图3所示，所述升降气缸114的上端与活动板111底部轴心位置相连接。所述升降气缸114的下端经过渡套115与旋转气缸113相连接。

在一个优选的实施例中，如图5所示，所述料杯12内中空，所述料杯12内的上部活动设有密封活塞压头121，所述料杯12内底部设有压力活塞阀122，所述压力活塞阀122的上部设有滤网123。所述密封活塞压头121可以有效封闭料杯12，并通过压力传感器24实时侦测料杯12在压滤时承受的压力数值。所述压力活塞阀122当压力到达阀值时，自动打开料杯12底部释放出压出的废液，废液经管路流入废液部件。

进一步地，所述滤网123的网孔孔径为600-800目，优选为600目。所述滤网123的目数太低，则浆料中的纤维也过滤掉了，影响测量精度；滤网123的目数太高，则滤网123容易堵塞，影响脱水效率，当滤网123目数在600目到800目时，浆料的过滤效率趋于稳定，因此滤网123优选600目。

进一步地，所述料杯12内的加样量为200-400g，优选为200g。液压法对样品压滤，样本量不能过少，同时样品容器不宜太大，由于浆料浓度数据在样本量达到200g后趋于稳定，与烘箱法测得的标准值接近，因此取样量优选200g。

在一个优选的实施例中，如图4所示，所述压滤部件2包括有液压缸21、压滤压头22，所述压滤压头22的上端与所述液压缸21相连接，所述压滤压头221的下端与所述料杯12内的密封活塞压头121相匹配。

进一步地，如图4所示，所述压滤压头22的下端直径小于所述料杯12的内径，所述压滤压头22的下端直径不大于所述密封活塞压头121的直径。

进一步地，如图2、4所示，所述液压缸21外设有压滤支架23，所述压滤支架23的顶部与液压缸21相连接，所述压滤支架23的底部放置在所述操作台面31上。所述压滤支架23用于有效支撑固定液压缸21、压滤压头22。

进一步地，所述液压缸21的施加液压压力为10-15吨，优选为10吨。保压时间4-6分钟，优选为5分钟。为确保浆料中的水分被充分压滤出，压力不能太小，但是考虑到安全性，压力也不能太大，当压力达到10吨后，压滤后的烟草薄片浆料，其脱水率趋于稳定，因此压滤压力优选10t。

进一步地，如图4所示，所述压滤压头22的上部设有压力传感器24。所述液压缸21通过压力传感器24实时侦测其施加的液压压力数值。

在一个优选的实施例中，如图2所示，所述废液部件为废液桶。所述废液桶设置在所述储物橱32内。

在一个优选的实施例中，所述控制部件为控制器。所述控制器为常规使用的可编程控制器(PLC)。本领域技术人员均了解，如上所述控制器的计算、判断、输出指令过程、均可以利用现有技术中的集成电路模块、可编程逻辑器件、其它硬件或现有的软件模块来实现。具体来说，所述控制器为西门子公司生产的S7-200型可编程控制器(PLC)。

在一个优选的实施例中，所述控制部件分别与活动平台11中的旋转气缸113、升降气缸114相连接，用于向旋转气缸113发送旋转信号，向升降气缸114发送升降信号，所述旋转气缸113接收旋转信号后驱动活动板111进行水平旋转，所述升降气缸114接收升降信号后驱动活动板111进行上下升降。

在一个优选的实施例中，所述控制部件与压滤部件2中的液压缸21相连接，用于向液压缸21发送压滤信号，所述液压缸21接收压滤信号后驱动压滤压头22下降，压滤压头22经密封活塞压头121对料杯12中的烟草薄片浆料进行压滤。

在一个优选的实施例中，所述控制部件与称重天平15相连接，用于接收称重天平15发送的压滤前后的烟草薄片浆料的称重数据信号，从而计算获得烟草薄片浆料的浓度。

在一个优选的实施例中，如图2所示，所述测量装置还包括有触摸显示屏4，所述触摸显示屏4与控制部件相连接。用于向控制部件发送指令信号，并显示称重天平15发送至控制部件的称重数据。所述触摸显示屏4放置在操作台面31上。

在一个优选的实施例中，如图2所示，所述测量装置还包括有电源开关5，所述电源开关5外接有电源。所述电源开关5放置在操作台面31上。所述电源开关5用于连通或切断电源，所述电源用于为测量装置提供电力。

在一个优选的实施例中，如图2所示，所述测量装置还包括有料杯拆卸部件6，所述料杯拆卸部件6包括有盒体61，所述盒体61顶部设有拆卸气缸62，所述拆卸气缸62贯穿盒体61顶部且在拆卸气缸62下端设有拆卸压头，所述盒体61顶部还设有手动控制阀631，所述手动控制阀63与拆卸气缸62相连接，所述盒体61的内底面上设有料杯固定座，所述料杯固定座与拆卸压头相匹配。所述料杯拆卸部件6放置在操作台面31上。所述拆卸压头与所述料杯12内的密封活塞压头121相匹配。

下面结合图1-5，说明本发明中一种烟草薄片浆料浓度的测量装置的使用过程。

使用者获得如图1-5所示的一种烟草薄片浆料浓度的测量装置后，通过控制部件向旋转气缸113发送旋转信号，所述旋转气缸113接收旋转信号后驱动活动板111水平旋转后使在旋转工位112内的料杯12旋转至称重工位13的正上方，再通过控制部件向升降气缸114发送升降信号，所述升降气缸114接收升降信号后驱动活动板111下降至称重工位13，通过称重天平15称取料杯12的净重量m₀。再通过控制部件向升降气缸114发送升降信号，所述升降气缸114接收升降信号后驱动活动板111上升，手动加入烟草薄片样品，再通过控制部件向旋转气缸113发送旋转信号，所述旋转气缸113接收旋转信号后驱动活动板111水平旋转后使在旋转工位112内的料杯12旋转至称重工位13的正上方，然后通过控制部件向升降气缸114发送升降信号，所述升降气缸114接收升降信号后驱动活动板111下降至称重工位13，通过称重天平15称取加样料杯12的重量m₁。然后按公式(1)计算获得烟草薄片浆料样品的重量为M₀，所述公式(1)为：M₀＝m₁-m₀。

再通过控制部件向旋转气缸113发送旋转信号，所述旋转气缸113接收旋转信号后驱动活动板111水平旋转后使在旋转工位112内的料杯12旋转至相匹配的压滤工位14的正上方，再通过控制部件向升降气缸114发送升降信号，所述升降气缸114接收升降信号后驱动活动板111下降至压滤工位14，然后通过控制部件向液压缸21发送压滤信号，所述液压缸21接收压滤信号后驱动压滤压头22下降，压滤压头22经密封活塞压头121对料杯12中的烟草薄片浆料进行压滤脱水。压滤脱水后，再在称重工位13上称取压滤脱水后的加样料杯12的重量，是通过控制部件向升降气缸114发送升降信号，所述升降气缸114接收升降信号后驱动活动板111上升，再通过控制部件向旋转气缸113发送旋转信号，所述旋转气缸113接收旋转信号后驱动活动板111水平旋转后使在旋转工位112内的料杯12旋转至称重工位13的正上方，然后再通过控制部件向升降气缸114发送升降信号，所述升降气缸114接收升降信号后驱动活动板111下降至称重工位13，通过称重天平15称取压滤脱水后的加样料杯12的重量为m₂。然后按公式(2)计算获得压滤脱水后的烟草薄片浆料样品的重量为M₁，所述公式(2)为：M₁＝m₂-m₀。所述压滤脱水后，所述料杯12中的烟草薄片浆料样品经压滤脱水产生的压出废液由管路排入废液部件。

所述控制部件接收触摸显示屏4发送指令信号，从而向升降气缸114发送升降信号，向旋转气缸113发送旋转信号，向液压缸21发送压滤信号。所述料杯12的净重量m₀、加样料杯12的重量m₁及压滤脱水后的加样料杯12的重量为m₂，由称重天平15发送m₀、m₁或m₂称重数值信号至控制部件，控制部件接收m₀、m₁或m₂称重数值信号后通过触摸显示屏4显示m₀、m₁或m₂数值。

将M₀和M₁代入公式(3)中，计算获得烟草薄片浆料样品的浓度W，所述公式(3)为：W＝(M₁×A)/M₀×100％，其中，A为修正系数。所述修正系数A按公式(4)计算，所述公式(4)为：A＝1-W＇，其中，W＇为压滤后的样品含水率的平均值。所述W＇按公式(5)计算，所述公式(5)为：W＇＝(M₁-M₂)/M₁×100％，其中，M₁为若干个样品采用本发明中压滤脱水后获得的重量，M₂为若干个样品采用烘箱法烘干后获得的重量。

实施例1

将烟草薄片浆料浓度的测量装置进行初始化，检查测试部件、压滤部件是否复位正常，是否有料杯遗留在活动平台内部，废液部件内的废液液位是否超限，压力传感器和电源开关是否输出正常，称重天平是否清零，活动平台是否处于称重工位。测量装置复位后一切正常，测量装置会通过控制部件在触摸显示屏上提示“准备好，提示可以进样测量”。

打开安全防护罩，在活动平台的活动板的一个旋转工位上放置一个空料杯，空料杯内安装600目滤网，并且盖上密封活塞压头，通过触摸显示屏发送指令信号至控制部件，通过控制部件向旋转气缸发送旋转信号，所述旋转气缸接收旋转信号后驱动活动板水平旋转后使在旋转工位内的料杯旋转至称重工位的正上方，再通过控制部件向升降气缸发送升降信号，所述升降气缸接收升降信号后驱动活动板下降至称重工位，通过称重天平称取料杯的净重量m₀。控制部件接收称重天平发送的称重数据信号后，在触摸显示屏上提示“可以加注浆料”。通过控制部件向升降气缸发送升降信号，所述升降气缸接收升降信号后驱动活动板上升，取出空料杯，取下密封活塞压头，倒入200g烟草浆料，盖上密封活塞压头，将装有浆料的料杯重新放入旋转工位，关闭安全防护罩。通过控制部件向旋转气缸发送旋转信号，所述旋转气缸接收旋转信号后驱动活动板水平旋转后使在旋转工位内的料杯旋转至称重工位的正上方，然后通过控制部件向升降气缸发送升降信号，所述升降气缸接收升降信号后驱动活动板下降至称重工位，通过称重天平称取加样料杯的重量m₁。将m₁-m₀就得到浆料的重量M₀，完成进料过程。

然后，通过控制部件向旋转气缸发送旋转信号，所述旋转气缸接收旋转信号后驱动活动板水平旋转后使在旋转工位内的料杯旋转至压滤工位的正上方，再通过控制部件向升降气缸发送升降信号，所述升降气缸接收升降信号后驱动活动板下降至压滤工位。再通过触摸显示屏设定的工作压力(如10t)和保压时间(如5分钟)，由控制部件向液压缸发送压滤信号，所述液压缸接收压滤信号后驱动压滤压头下降，压滤压头经密封活塞压头对料杯中的烟草薄片浆料进行压滤脱水，压滤压头将密封活塞压头压入料杯，对浆料施加压力，浆料中的水分受压从滤网下析出，料杯底部设有一个控制压力的压力活塞阀，当压力到达阀值，自动完全打开释放析出的废液，废液经管道导出至废液部件如废液桶内。液压缸持续加压，压力由串接于压滤压头和密封活塞压头的压力传感器实时侦测，和比例控制阀和安全溢流阀构成闭环压力控制，精确控制压力于设定点，压力到达设定点，启动计时器，开始按照设定的时间进行计时保压，让浆料中的水分持续压滤析出，保压计时时间到达设定，比例阀控制液压缸上升到顶点，完成压滤过程。

再通过控制部件向升降气缸发送升降信号，所述升降气缸接收升降信号后驱动活动板上升，再通过控制部件向旋转气缸发送旋转信号，所述旋转气缸接收旋转信号后驱动活动板水平旋转后使在旋转工位内的料杯旋转至称重工位的正上方，然后再通过控制部件向升降气缸发送升降信号，所述升降气缸接收升降信号后驱动活动板下降至称重工位，通过称重天平称取压滤脱水后的加样料杯的重量为m₂。根据m₂-m₀计算获得压滤脱水后的烟草薄片浆料样品的重量M₁。

上述料杯的净重量m₀、加样料杯的重量m₁及压滤脱水后的加样料杯的重量m₂，由称重天平发送m₀、m₁或m₂称重数值信号至控制部件，控制部件接收m₀、m₁或m₂称重数值信号后通过触摸显示屏显示m₀、m₁或m₂数值。

最后，根据W＝(M₁×A)/M₀×100％，计算获得烟草薄片浆料的浓度。其中，A＝1-W＇，其中，W＇为压滤后的样品含水率的平均值。W＇＝(M₁-M₂)/M₁×100％，其中，M₁为若干个样品采用本发明中压滤脱水后获得的重量，M₂为若干个样品采用烘箱法烘干后获得的重量。

实施例2

取一定量的样品，分为8个子样，每个子样的浆料重量为M₀，在浆料浓度工艺值为3.0％时，用本方法测量得到压滤脱水后的重量M₁，然后将这些子样用烘箱法进行烘干，得到烘干后的重量M₂，通过计算获得修正系数A为0.471，具体数据结果见表1。

表1

然后，将烘箱法得到烘干后的重量M₂，与子样的浆料重量为M₀，通过浆料浓度W＝M₂/M₀×100％，计算获得烘箱法的浆料浓度。同时采用本发明中修正系数A的计算公式，获得浆料浓度结果，具体结果见表2。由表2可知，本发明中测试方法获得的浆料浓度与烘箱法获得的浆料浓度误差极小，可见本发明中的测试方法可以替代烘箱法。

表2

再根据实施例1中的测试方法，对浆料浓度工艺值3.0％的工位，进行取10个样品测量，具体数据结果见表3。其中，浆料浓度的标准值用烘箱法测得。计算浆料浓度时用到方法中的测量模型，其中修正系数A根据标定情况取0.471。从表3可知，每个样品的实际误差均小于0.2％，测量数据准确、可靠。

表3

综上所述，本发明提供的一种烟草薄片浆料浓度的测定方法及其测量装置，在确保测量准确性的基础上，大幅缩短测量时间，提高测量效率，填补了行业在烟草薄片浆料浓度检测方法中的空白，具有十分重要的行业推广价值。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (13)

1.一种烟草薄片浆料浓度的测量装置，其特征在于，包括有以下部件：

测试部件(1)，所述测试部件(1)包括有活动平台(11)，所述活动平台(11)的下部设有称重工位(13)和压滤工位(14)，所述称重工位(13)上设有称重天平(15)，所述活动平台(11)的上部设有活动板(111)，所述活动板(111)两侧分别设有旋转工位(112)，所述旋转工位(112)中空且上下两端开口，所述旋转工位(112)内套接安装有料杯(12)，所述旋转工位(112)可经活动板(111)的旋转定位至称重工位(13)或压滤工位(14)的上方；

压滤部件(2)，所述压滤部件(2)位于所述压滤工位(14)的正上方，所述压滤部件(2)与料杯(12)相匹配，所述压滤部件(2)用于对料杯(12)中的烟草薄片浆料进行压滤；

废液部件，所述废液部件经管路与所述压滤工位(14)相连通，所述废液部件用于接收所述压滤部件(2)对料杯(12)中的烟草薄片浆料进行压滤后，流到压滤工位(14)的压出废液；

控制部件，所述控制部件分别与活动平台(11)、称重天平(15)、压滤部件(2)相连接，所述控制部件用于向活动平台(11)发送旋转和升降信号，向压滤部件(2)发送压滤信号，并接收称重天平(15)发送的称重数据信号。

2.根据权利要求1所述的一种烟草薄片浆料浓度的测量装置，其特征在于，所述测量装置包括支撑台(3)，所述支撑台(3)的顶部设有操作台面(31)，所述支撑台(3)中空且内设有储物橱(32)，所述支撑台(3)的底部四角设有支脚(33)，所述支脚(33)下端设有滚轮(34)。

3.根据权利要求2所述的一种烟草薄片浆料浓度的测量装置，其特征在于，所述储物橱(32)的双开门上分别设有拉手(35)。

4.根据权利要求1所述的一种烟草薄片浆料浓度的测量装置，其特征在于，所述测试部件(1)外设有安全防护罩(16)。

5.根据权利要求1所述的一种烟草薄片浆料浓度的测量装置，其特征在于，所述活动平台(11)还包括有旋转气缸(113)和升降气缸(114)，所述升降气缸(114)的上端与活动板(111)相连接，所述升降气缸(114)的下端与旋转气缸(113)相连接。

6.根据权利要求1所述的一种烟草薄片浆料浓度的测量装置，其特征在于，所述料杯(12)内中空，所述料杯(12)内的上部活动设有密封活塞压头(121)，所述料杯(12)内底部设有压力活塞阀(122)，所述压力活塞阀(122)的上部设有滤网(123)。

7.根据权利要求1所述的一种烟草薄片浆料浓度的测量装置，其特征在于，所述压滤部件(2)包括有液压缸(21)、压滤压头(22)，所述压滤压头(22)的上端与所述液压缸(21)相连接，所述压滤压头(221)的下端与所述料杯(12)内的密封活塞压头(121)相匹配。

8.根据权利要求7所述的一种烟草薄片浆料浓度的测量装置，其特征在于，所述液压缸(21)外设有压滤支架(23)，所述压滤支架(23)的顶部与液压缸(21)相连接，所述压滤支架(23)的底部放置在所述操作台面(31)上；所述压滤压头(22)的上部设有压力传感器(24)。

9.根据权利要求1所述的一种烟草薄片浆料浓度的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括有触摸显示屏(4)，所述触摸显示屏(4)与控制部件相连接；所述测量装置还包括有电源开关(5)，所述电源开关(5)外接有电源。

10.根据权利要求1所述的一种烟草薄片浆料浓度的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括有料杯拆卸部件(61)，所述料杯拆卸部件(6)包括有盒体(61)，所述盒体(61)顶部设有拆卸气缸(62)，所述拆卸气缸(62)贯穿盒体(61)顶部且在拆卸气缸(62)下端设有拆卸压头，所述盒体(61)顶部还设有手动控制阀(631)，所述手动控制阀(63)与拆卸气缸(62)相连接，所述盒体(61)的内底面上设有料杯固定座，所述料杯固定座与拆卸压头相匹配。

11.根据权利要求1-10任一所述的一种测量装置对烟草薄片浆料浓度的测定方法，包括以下步骤：

1)采用测量装置中的称重天平，在称重工位上称取料杯的净重量为m₀，再在料杯内加入烟草薄片浆料样品，在称重工位上称取加样料杯的重量为m₁，按公式(1)计算获得烟草薄片浆料样品的重量为M₀，所述公式(1)为：M₀＝m₁-m₀；

2)采用测量装置中的压滤部件，在压滤工位上对料杯内的烟草薄片浆料样品进行压滤脱水，再在称重工位上称取压滤脱水后的加样料杯的重量为m₂，按公式(2)计算获得压滤脱水后的烟草薄片浆料样品的重量为M₁，所述公式(2)为：M₁＝m₂-m₀；

3)将M₀和M₁代入公式(3)中，计算获得烟草薄片浆料样品的浓度W，所述公式(3)为：W＝(M₁×A)/M₀×100％，其中，A为修正系数。

12.根据权利要求11所述的一种测量装置对烟草薄片浆料浓度的测定方法，其特征在于，步骤3)中，所述修正系数A按公式(4)计算，所述公式(4)为：A＝1-W＇，其中，W＇为压滤后的样品含水率的平均值。

13.根据权利要求12所述的一种测量装置对烟草薄片浆料浓度的测定方法，其特征在于，所述W＇按公式(5)计算，所述公式(5)为：W＇＝(M₁-M₂)/M₁×100％，其中，M₁为若干个样品采用本发明中压滤脱水后获得的重量，M₂为若干个样品采用烘箱法烘干后获得的重量。

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