CN112255189A - 烟草物料在线水分仪调节方法以及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烟草物料在线水分仪调节方法以及装置。本发明的构思在于提供能够稳定烟草物料在线水分仪探测精度的解决方案,具体是从烟草物料在线水分仪的阻尼系数入手,基于实测的环境因素数据以及预先构建的环境与阻尼系数对应关系,实现快速、灵活、高度适应性地调整在线水分仪的探测参数,使得水分仪的显示精度得到有效提升,本发明为提高生产过程中烟草物料水分监控的稳定性提供了有力的技术支撑。
Description
技术领域
本发明涉及烟草加工领域,具体涉及一种烟草物料在线水分仪调节方法以及装置。
背景技术
烟草物料在线水分仪是烟草加工的关键在线检测设备之一,在线水分仪探测精度是反映烟草物料实际含水率的重要保障。烟草物料在线水分仪的探测原理是基于红外信号非接触地实现水分测量,即,水会对一些特定波长的红外光表现出强烈的吸收特性,当用特定波长的红外光照射物料时,物料中所含的水就会吸收部分红外光的能量,含水越多吸收也越多,因此可测量反射光的减少量计算物料的含水量。例如在烟草物料水分测定的某些场景中,烘箱为烟草物料脱湿同时会给出一个接近于实际含水量的实测值,同时中央控制系统通过在线水分仪会得到一个经由红外光分析后的水分显示值用于集中监控。
但经实践发现,在线水分仪提供的显示值与烘箱实测值会有较大出入,在充分考虑各项条件后,本发明认为是由于在线水分仪的探测精度很容易受到多种因素影响,因而有必要对在线水分仪的参数进行调整,以保证在线水分仪的测量精度,避免在中控系统中出现较大偏差。
发明内容
本发明的目的是提供一种烟草物料在线水分仪调节方法以及装置,以实现能够适应性地灵活调整在线水分仪的探测精度。
为了实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:
第一方面,本发明提供一种烟草物料在线水分仪调节方法,包括
实时获取生产区域的环境因素数据以及在线水分仪的阻尼系数;
基于当前的所述环境因素数据以及预先标定的环境与阻尼系数映射关系,判断当前的阻尼系数是否符合预设的匹配标准;
如果符合,则保持当前的阻尼系数;
如果不符合,则基于所述映射关系对当前的阻尼系数进行调节。
在其中至少一种可能的实现方式中,所述环境因素数据包括:生产区域的温度和/或湿度实测数据。
在其中至少一种可能的实现方式中,所述预先标定的环境与阻尼系数映射关系包括:
预先构建生产区域的温度和/或湿度与在线水分仪的阻尼系数的映射关系数据。
在其中至少一种可能的实现方式中,所述映射关系数据包括如下一种或多种:用于加载在中控系统中的映射关系表、映射关系曲线图或者映射关系模型。
在其中至少一种可能的实现方式中,所述方法还包括:
监测烟草加工相关设备的运行情况;
在所述相关设备运行平稳后,再执行判断当前的阻尼系数是否符合标准的步骤。
第二方面,本发明提供一种烟草物料在线水分仪调节装置,包括
当前数据获取模块,用于实时获取生产区域的环境因素数据以及在线水分仪的阻尼系数;
标准判定模块,用于基于当前的所述环境因素数据以及预先标定的环境与阻尼系数映射关系,判断当前的阻尼系数是否符合预设的匹配标准;
阻尼系数调节模块,用于当所述标准判定模块输出为是时,保持当前的阻尼系数;以及用于当所述标准判定模块输出为否时,基于所述映射关系对当前的阻尼系数进行调节。
在其中至少一种可能的实现方式中,所述当前数据获取模块具体包括:温度实测单元和/或湿度实测单元;
所述温度实测单元用于获取生产区域的温度实测数据;
所述湿度实测单元用于获取生产区域的湿度实测数据。
在其中至少一种可能的实现方式中,所述标准判定模块具体包括:
映射关系数据构建单元,用于预先构建生产区域的温度和/或湿度与在线水分仪的阻尼系数的映射关系数据。
在其中至少一种可能的实现方式中,所述映射关系数据包括如下一种或多种:用于加载在中控系统中的映射关系表、映射关系曲线图或者映射关系模型。
在其中至少一种可能的实现方式中,所述装置还包括:设备运行监测模块,用于监测烟草加工相关设备的运行情况;
所述标准判定模块,具体用于在所述设备运行监测模块监测到相关设备运行平稳后,再判断当前的阻尼系数是否符合标准。
本发明的构思在于提供能够稳定烟草物料在线水分仪探测精度的解决方案,具体是从烟草物料在线水分仪的阻尼系数入手,基于实测的环境因素数据以及预先构建的环境与阻尼系数对应关系,实现快速、灵活、高度适应性地调整在线水分仪的探测参数,使得水分仪的显示精度得到有效提升,本发明为提高生产过程中烟草物料水分监控的稳定性提供了有力的技术支撑。
附图说明
图1是本发明提供的烟草物料在线水分仪调节方法的实施例的流程图;
图2是本发明提供的叶丝干燥区域温度变化趋势的曲线图;
图3是本发明提供的叶丝干燥区域湿度变化趋势的曲线图;
图4是本发明提供的烟草物料在线水分仪调节装置的实施例的示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员能更进一步了解本发明的特征及技术内容,下面结合附图和实施方式对本发明实施例作详细说明。
在对本发明方案进行说明前,先从发明人对技术问题的探究和分析介进行绍:
在本发明构思前期,发明人考察导致烟草物料水分仪失准的各项可能原因,最终锁定到生产区域的环境因素对水分仪探测精度起到了关键的影响。当然,这里的环境因素也有多种维度,例如温度、湿度、会干扰到红外信号的粉尘、杂质、辐射热,以及会影响在线水分仪信号传输的电磁干扰等多方面。
这些环境因素中均可能导致在线水分仪的测量及显示偏离烘箱提供的实测值。因而本发明可以基于这些多种温度的环境因素予以设计和展开。具体如图1所示,本发明提供了一种烟草物料在线水分仪调节方法的实施例,具体可以包括如下过程:
步骤S1、实时获取生产区域的环境因素数据以及在线水分仪的阻尼系数;
步骤S2、基于当前的所述环境因素数据以及预先标定的环境与阻尼系数映射关系,判断当前的阻尼系数是否符合预设的匹配标准;
如果符合,则执行步骤S3、保持当前的阻尼系数;
如果不符合,则执行步骤S4、基于所述映射关系对当前的阻尼系数进行调节。
对于在线水分仪的调节对象,同样存在多种选择,例如与红外光发射和/或反射相关参数,在线水分仪的探测周期或时间点,但本发明在综合考量可行性、便利性以及操作成本,选择在线水分仪的阻尼系数作为较佳的调节对象。本领域技术人员皆可以理解的是,这里所述阻尼系数相当于最终作用在显示数值上的校正因子,因此也可以将其理解为偏置参数、修定参数、误差调节参数等等能够使得水分显示数值变更为接近实测的数值。
关于判断当前的阻尼系数是否符合预设的匹配标准的步骤,实际操作中可以经由大量测试、实验,统计出在某一个或多个环境因素数据下,能够将水分仪显示数据变更为接近或等于烘箱实测数据的相应的阻尼系数。
这样在获取到实时的当前数据后,基于当前的环境数据和阻尼系数,通过前述统计关系可以判断出当前阻尼系数是否与当前环境因素数据对应,若对应,则说明二者是匹配的,无需对当前阻尼系数进行调整;若不对应,则说明二者不匹配,则需要根据预先构建出的二者关系,调节当前阻尼系数,也即是由当前环境因素数据从预先统计的关系中找到匹配的目标阻尼系数,基于该目标阻尼系数对当前阻尼系数进行修正,于是便可以保证在线水分仪的显示精度。
在上述实施例及构思基础上,本发明进一步经分析发现,在前述多种环境维度中更为直接的影响因素是环境温度以及与环境温度直接相关的相对湿度。具体来说,相对湿度是由一定温度条件下,空气中实际水蒸气含量与同温下的饱和水蒸气含量之比决定,当环境温度升高时,饱和水蒸气含量增加,环境相对湿度就会变小;反之,当温度降低时,环境相对湿度会变大。基于此,发明人对生产环境进行了实际测量统计,图2和图3提供了一天之中叶丝干燥区域环境温湿度实时数据参考,从图中数据可知,一天之中该区域温湿度变化趋势明显,随着区域温度的升高,湿度呈逐渐降低趋势。
结合前文提及的优选的调节对象,本发明还进一步统计了某生产区域的烘丝机(烘箱)出口处设置的在线水分仪在不修改水分仪阻尼系数条件下,烟丝水分的水分仪显示值与烘箱实测值的差异。从表1数据可知,在水分仪阻尼系数设为1.8且若保持不变时,随着温度升高,水分仪显示值与实测值的差异逐渐变大,说明随着温湿度的变化,在线水分仪的探测精度受到环境影响逐渐变差。
表1
表1设置相同的水分仪阻尼系数的水分显示值与烘箱实测值数据
由上述分析,当环境温湿度变化超过10%,对同一种物料样品而言,可能会导致水分显示出现误差达0.3%以上。这对于烟草物料乃至烟叶加工的集中管理来说属于较大波动,甚至会影响对后续产品质量的把控,因此有必要从温湿度入手,来稳定在线水分仪的输出显示。
具体结合前文实施例,在本发明至少一种可能的实现方式中,所述预先标定的环境与阻尼系数映射关系包括:预先构建生产区域的温度和/或湿度与在线水分仪的阻尼系数的映射关系数据,例如但不限于用于加载在加工中控系统中的映射关系表、映射关系曲线图或者映射关系模型等,那么相应地,基于该映射关系数据进行阻尼系数匹配判断时,可以通过查表、查询曲线图或者向映射关系模型输入当前温湿度数据由模型输出标定的目标阻尼系数等等具体手段予以实现,并且实际修改操作可以由人工进行更改,更佳地,可以采用自动方式根据目标值自适应性地进行阻尼系数的调整,对此,本发明不作限定和赘述;但这里可以进一步补充的是,考虑到在调节水分仪过程中的生产运行整体情况,本发明在一些较佳实施例中提出,还可以先监测烟草加工相关设备的运行情况,例如通过其他生产机组的监测信号给到中控系统,待相关的生产设备运行平稳后,再执行前述判断当前的阻尼系数是否符合标准的步骤,从而避免本发明所提方案孤立于整体生产环节,避免调节参数后导致其他生产环节运行不稳的非预期情况。
基于本发明的构思和实施方式,发明人进行了测试验证,表2示出了为与表1同一区域的烘丝机出口红外水分仪的水分显示值与实测值的比对。从表2数据可以看到,当调节了水分仪的阻尼系数后,水分仪显示值与实测值的差异相对未调整前来说更为接近,说明随着温湿度的变化,本发明提出的在线水分仪的阻尼系数调节方案,可以保持水分仪显示值与实际值基本趋于稳定。
表2
表2水分仪阻尼系数调整后的水分显示值与烘箱实测值数据
最后,相应于上述方法各实施例及优选方案,本发明还提供了一种烟草物料在线水分仪调节装置的实施例,如图4所示,包括:
当前数据获取模块1,用于实时获取生产区域的环境因素数据以及在线水分仪的阻尼系数;
标准判定模块2,用于基于当前的所述环境因素数据以及预先标定的环境与阻尼系数映射关系,判断当前的阻尼系数是否符合预设的匹配标准;
阻尼系数调节模块3,用于当所述标准判定模块输出为是时,保持当前的阻尼系数;以及用于当所述标准判定模块输出为否时,基于所述映射关系对当前的阻尼系数进行调节。
在其中至少一种可能的实现方式中,所述当前数据获取模块具体包括:温度实测单元和/或湿度实测单元;
所述温度实测单元用于获取生产区域的温度实测数据;
所述湿度实测单元用于获取生产区域的湿度实测数据。
在其中至少一种可能的实现方式中,所述标准判定模块具体包括:
映射关系数据构建单元,用于预先构建生产区域的温度和/或湿度与在线水分仪的阻尼系数的映射关系数据。
在其中至少一种可能的实现方式中,所述映射关系数据包括如下一种或多种:用于加载在中控系统中的映射关系表、映射关系曲线图或者映射关系模型。
在其中至少一种可能的实现方式中,所述装置还包括:设备运行监测模块,用于监测烟草加工相关设备的运行情况;
所述标准判定模块,具体用于在所述设备运行监测模块监测到相关设备运行平稳后,再判断当前的阻尼系数是否符合标准。
应理解以上图4所示的烟草物料在线水分仪调节装置中各个部件的划分仅仅是一种逻辑功能的划分,实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上,也可以物理上分开;且这些部件同样可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现;也可以全部以硬件的形式实现;还可以部分部件以软件通过处理元件调用的形式实现,部分部件通过硬件的形式实现。例如物理实体可以包含但不限于检测各相关数据的传感器、探头以及用于显示相关数值并存储设定参数的计算机设备;例如,某个上述模块或单元或组件为可被调用的软件程序;再例如,某个上述模块可以为单独设立的处理元件,也可以集成在电子设备的某一个芯片中实现。其它部件的实现与之类似。此外这些部件全部或部分可以集成在一起,也可以独立实现。在实现过程中,上述方法的各步骤或以上各个部件可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
例如,以上这些部件可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路,例如:一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit;以下简称:ASIC),或,一个或多个微处理器(Digital Singnal Processor;以下简称:DSP),或,一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array;以下简称:FPGA)等。再如,这些部件可以集成在一起,以片上系统(System-On-a-Chip;以下简称:SOC)的形式实现。
本发明实施例中,“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达,是指的这些项中的任意组合,包括单项或复数项的任意组合。例如,a,b和c中的至少一项可以表示:a,b,c,a和b,a和c,b和c或a和b和c,其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。
重申,本领域技术人员可以意识到,本说明书中公开的实施例中描述的各模块、单元及方法步骤,能够以电子硬件、计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方式来实现所描述的功能。
此外,以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果,但以上仅为本发明的较佳实施例,需要言明的是,上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征,本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下,合理地组合搭配成多种等效方案;因此,本发明不以图面所示限定实施范围,凡是依照本发明的构想所作的改变,或修改为等同变化的等效实施例,仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时,均应在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种烟草物料在线水分仪调节方法,其特征在于,包括
实时获取生产区域的环境因素数据以及在线水分仪的阻尼系数;
基于当前的所述环境因素数据以及预先标定的环境与阻尼系数映射关系,判断当前的阻尼系数是否符合预设的匹配标准;
如果符合,则保持当前的阻尼系数;
如果不符合,则基于所述映射关系对当前的阻尼系数进行调节。
2.根据权利要求1所述的烟草物料在线水分仪调节方法,其特征在于,所述环境因素数据包括:生产区域的温度和/或湿度实测数据。
3.根据权利要求2所述的烟草物料在线水分仪调节方法,其特征在于,所述预先标定的环境与阻尼系数映射关系包括:
预先构建生产区域的温度和/或湿度与在线水分仪的阻尼系数的映射关系数据。
4.根据权利要求3所述的烟草物料在线水分仪调节方法,其特征在于,所述映射关系数据包括如下一种或多种:用于加载在中控系统中的映射关系表、映射关系曲线图或者映射关系模型。
5.根据权利要求1~4任一项所述的烟草物料在线水分仪调节方法,其特征在于,所述方法还包括:
监测烟草加工相关设备的运行情况;
在所述相关设备运行平稳后,再执行判断当前的阻尼系数是否符合标准的步骤。
6.一种烟草物料在线水分仪调节装置,其特征在于,包括
当前数据获取模块,用于实时获取生产区域的环境因素数据以及在线水分仪的阻尼系数;
标准判定模块,用于基于当前的所述环境因素数据以及预先标定的环境与阻尼系数映射关系,判断当前的阻尼系数是否符合预设的匹配标准;
阻尼系数调节模块,用于当所述标准判定模块输出为是时,保持当前的阻尼系数;以及用于当所述标准判定模块输出为否时,基于所述映射关系对当前的阻尼系数进行调节。
7.根据权利要求6所述的烟草物料在线水分仪调节装置,其特征在于,所述当前数据获取模块具体包括:温度实测单元和/或湿度实测单元;
所述温度实测单元用于获取生产区域的温度实测数据;
所述湿度实测单元用于获取生产区域的湿度实测数据。
8.根据权利要求7所述的烟草物料在线水分仪调节装置,其特征在于,所述标准判定模块具体包括:
映射关系数据构建单元,用于预先构建生产区域的温度和/或湿度与在线水分仪的阻尼系数的映射关系数据。
9.根据权利要求8所述的烟草物料在线水分仪调节装置,其特征在于,所述映射关系数据包括如下一种或多种:用于加载在中控系统中的映射关系表、映射关系曲线图或者映射关系模型。
10.根据权利要求6~9任一项所述的烟草物料在线水分仪调节装置,其特征在于,所述装置还包括:设备运行监测模块,用于监测烟草加工相关设备的运行情况;
所述标准判定模块,具体用于在所述设备运行监测模块监测到相关设备运行平稳后,再判断当前的阻尼系数是否符合标准。
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