CN113884512A - 一种废纸含水量检测系统 - Google Patents
一种废纸含水量检测系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113884512A CN113884512A CN202111262791.1A CN202111262791A CN113884512A CN 113884512 A CN113884512 A CN 113884512A CN 202111262791 A CN202111262791 A CN 202111262791A CN 113884512 A CN113884512 A CN 113884512A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water content
- modules
- humidity
- temperature
- transceiver
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 59
- 239000010893 paper waste Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N22/00—Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more
- G01N22/04—Investigating moisture content
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种废纸含水量检测系统，包括上位机、检测单元、控制终端、运动系统，所述检测单元包括通信模块、测距模块、温湿度模块，所述测距模块至少设置六个，两侧和顶部各设置至少两个，测距模块和温湿度模块安装在运动系统上，测距模块和温湿度模块通过通信模块连接控制终端，控制终端连接上位机；上位机内置根据温湿度计算含水量的公式和数据库，可根据检测的温湿度数据输出含水量数据，上位机还设置有显示屏，可显示含水量分布图。天线的扫描对物料上中下分别检测，线的收发转换又分别检测了左右含水量的分布，因此把单一剖面细化为六个区域组成的剖面，可以有效定位含水量集中的部分，提高了测水效率。
Description
技术领域
本发明涉及废纸回收技术领域，尤其涉及一种废纸含水量检测系统。
背景技术
废纸、木片、竹片、秸秆、浆板等材料是主要的造纸原料，约占造纸厂成本结构的70％—80％，其中造纸原料的质检质量在造纸原料收购中起到至关重要的作用，含水率检测精度在质检中占有很大的比重，也是进行业务结算的关键指标之一。由于水分位置分布不均匀，目前没有准确定位高水分位置的方法，造成检测精度低，不能解决原料掺水造假的问题。因此，这些问题一直是质检环节中未能解决的痛点。
本公开发明人发现传统造纸原料的水分测量方法主要有：烘干法、电阻法、电容法、单包微波法、整车微波法。这些方法的缺点分别为：烘干法测水周期长，测水效率低。电容法和电阻法测量纸包水分误差大。单包微波法只针对取样包水分测量，无法准确评估整车水分。整车微波法测量水分，只能测量到局部，不能测量全车，而且当车上的纸包水分含量不均匀时，微波水分仪测量误差偏大约5个水分点，不同水分的纸包在同一车上多种方式摆放，整车微波水分仪测量一致性差，约差3个水分点；整车微波法不能在整车中准确定位湿包位置。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，研制一种废纸含水量检测系统，该系统采用多天线同频交叉相互收发的方式，保证整车原料无死角检测，然后根据能量衰减值和相位的变化，结合原料尺寸及温湿度等环境因素，进行计算，实现了对整车原料水分的高精度测量和对高含水量位置的精准定位，同时提高了测水效率。
本发明解决技术问题的技术方案为：一方面，本发明的实施例提供了一种废纸含水量检测系统，包括上位机、检测单元、控制终端、运动系统，所述检测单元包括通信模块、测距模块、温湿度模块，所述测距模块至少设置六个，两侧和顶部各设置至少两个，测距模块和温湿度模块安装在运动系统上，测距模块和温湿度模块通过通信模块连接控制终端，控制终端连接上位机；上位机内置根据温湿度计算含水量的公式和数据库，可根据检测的温湿度数据输出含水量数据，上位机还设置有显示屏，可显示含水量分布图。每侧两个测距模块可采集垂直方向的多个距离点，顶部有两个测距模块用于测量整车原料的高度。控制终端通过通信模块将采集的各种数据通过网络上传到上位机。
作为优化，所述检测单元还包括至少两个收发机。
作为优化，所述收发机采用500MHz—3GHz频率信道，收发机具备至少三个天线接口，收发机采用分时工作方式，通过不同的天线接口进行发射和接收数据，收发机通过同步线来控制通道切换，切换时间小于10ms。
作为优化，所述检测单元还包括收发天线和馈线，收发天线通过馈线与收发机连接。
作为优化，所述收发机每个可同时接入至少三个同频收发天线。
作为优化，所述收发天线采用平板天线，收发天线的频率为500MHz—3GHz。
作为优化，所述至少两个收发机之间的天线参数相同，每个收发机至少有一个水平角度和垂直角度小于20°和40°，有两个水平角度和垂直角度小于20°和20°。
作为优化，所述收发天线都使用窄波束。
作为优化，所述运动系统为电机带动的直线运动机构。运动系统通过伺服控制器和PLC实现自动测量，以及天线垂直、水平移动的精确定位。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案具有如下优点或有益效果：
1.三对天线的扫描对物料上中下分别检测，三对天线的收发转换又分别检测了左右含水量的分布，因此把单一剖面细化为六个区域组成的剖面，可以有效定位含水量集中的部分。
2.收发天线都使用窄波束。大幅减少了环境干扰。收发天线在垂直方向上均匀排列，保证了检测范围。双收发机的配置形成左右成对天线的收发转换，结合测距数据有效修正了整车原料与天线距离造成的测量误差。
3.采用多天线同频交叉相互收发的方式，保证整车原料无死角检测，然后根据能量衰减值和相位的变化，结合原料尺寸及温湿度等环境因素，通过人工智能算法，实现了对整车原料水分的高精度测量和对高含水量位置的精准定位，同时提高了测水效率。
4.提高了检测精度，将整车原料水分含量的误差控制在一个水分点以内。同一车原料不同摆放方式，测量整车原料水分的重复误差小于一个水分点。精确的定位水分含量过高的原料位置，防止供应商掺水造假。
5.公平公正的水分检测，有利于原料收购的良性循环，有利于造纸厂和废纸供应商互惠共利。实现了无人化自动测量，减少人工成本，提高测量效率。
附图说明
图1为本发明一种实施例的原理图。
具体实施方式
为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为本发明的一种实施例，如图所示，一种废纸含水量检测系统，包括上位机、检测单元1、控制终端2、运动系统3，所述检测单元1包括通信模块1-1、测距模块1-2、温湿度模块1-3，所述测距模块1-2至少设置六个，两侧和顶部各设置至少两个，测距模块1-2和温湿度模块1-3安装在运动系统3上，测距模块1-2和温湿度模块1-3通过通信模块1-1连接控制终端2，控制终端2连接上位机；上位机内置根据温湿度计算含水量的公式和数据库，可根据检测的温湿度数据输出含水量数据，上位机还设置有显示屏，可显示含水量分布图。每侧两个测距模块1-2可采集垂直方向的多个距离点，顶部有两个测距模块1-2用于测量整车原料的高度。控制终端2通过通信模块1-1将采集的各种数据通过网络上传到上位机。
所述检测单元1还包括至少两个收发机1-4。
所述收发机1-4采用500MHz—3GHz频率信道，收发机1-4具备至少三个天线接口，收发机1-4采用分时工作方式，通过不同的天线接口进行发射和接收数据，收发机1-4通过同步线来控制通道切换，切换时间小于10ms。
所述检测单元1还包括收发天线和馈线，收发天线通过馈线与收发机1-4连接。
所述收发机1-4每个可同时接入至少三个同频收发天线。三对天线的扫描对物料上中下分别检测，三对天线的收发转换又分别检测了左右含水量的分布，因此把单一剖面细化为六个区域组成的剖面，可以有效定位含水量集中的部分。
所述收发天线采用平板天线，收发天线的频率为500MHz—3GHz。
所述至少两个收发机1-4之间的天线参数相同，每个收发机1-4至少有一个水平角度和垂直角度小于20°和40°，有两个水平角度和垂直角度小于20°和20°。
所述收发天线都使用窄波束。大幅减少了环境干扰。收发天线在垂直方向上均匀排列，保证了检测范围。双收发机1-4的配置形成左右成对天线的收发转换，结合测距数据有效修正了整车原料与天线距离造成的测量误差。
所述运动系统3为电机带动的直线运动机构。运动系统3通过伺服控制器和PLC实现自动测量，以及天线垂直、水平移动的精确定位。
采用多天线同频交叉相互收发的方式，保证整车原料无死角检测，然后根据能量衰减值和相位的变化，结合原料尺寸及温湿度等环境因素，通过人工智能算法，实现了对整车原料水分的高精度测量和对高含水量位置的精准定位，同时提高了测水效率。
提高了检测精度，将整车原料水分含量的误差控制在1个水分点以内。同一车原料不同摆放方式，测量整车原料水分的重复误差小于1个水分点。
精确的定位水分含量过高的原料位置，防止供应商掺水造假。
公平公正的水分检测，有利于原料收购的良性循环，有利于造纸厂和废纸供应商互惠共利。实现了无人化自动测量，减少人工成本，提高测量效率。
温湿度与含水量的关系：
饱和湿度Φ，在某温度下，样品中所能容纳水量，叫做饱和湿度。
相对湿度α，某温度下样品的绝对湿度与该温度下的饱和湿度的比值和样品多少无关，能够客观衡量湿度的大小，定义为相对湿度。
α＝φ/Φ×100％
α＝0，样品完全干燥，不含水。
α＝100％，饱和状态。
样品中的含水量和温度有关，温度越高，能容纳的水也越多。样品中水蒸气含量随温度不同而变化。
通过大量样板的数据采集可得出根据温湿度计算含水量的公式和数据库，将所测得的温湿度数据输入公式或在数据库搜索都可以得到含水量数据。
将所得到的数据进行图像显示，并根据含水量高低进行颜色深浅区分，对本领域技术人员来说没有技术难度，不需要创新。
上述虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (9)
1.一种废纸含水量检测系统，包括上位机、检测单元(1)、控制终端(2)、运动系统(3)，其特征是：所述检测单元(1)包括通信模块(1-1)、测距模块(1-2)、温湿度模块(1-3)，所述测距模块(1-2)至少设置六个，两侧和顶部各设置至少两个，测距模块(1-2)和温湿度模块(1-3)安装在运动系统(3)上，测距模块(1-2)和温湿度模块(1-3)通过通信模块(1-1)连接控制终端(2)，控制终端(2)连接上位机；上位机内置根据温湿度计算含水量的公式和数据库，可根据检测的温湿度数据输出含水量数据，上位机还设置有显示屏，可显示含水量分布图。
2.根据权利要求1所述的一种废纸含水量检测系统，其特征是，所述检测单元(1)还包括至少两个收发机(1-4)。
3.根据权利要求2所述的一种废纸含水量检测系统，其特征是，所述收发机(1-4)采用500MHz—3GHz频率信道，收发机(1-4)具备至少三个天线接口，收发机(1-4)采用分时工作方式，通过不同的天线接口进行发射和接收数据，收发机(1-4)通过同步线来控制通道切换，切换时间小于10ms。
4.根据权利要求2所述的一种废纸含水量检测系统，其特征是，所述检测单元(1)还包括收发天线和馈线，收发天线通过馈线与收发机(1-4)连接。
5.根据权利要求2所述的一种废纸含水量检测系统，其特征是，所述收发机(1-4)每个可同时接入至少三个同频收发天线。
6.根据权利要求4所述的一种废纸含水量检测系统，其特征是，所述收发天线采用平板天线，收发天线的频率为500MHz—3GHz。
7.根据权利要求2所述的一种废纸含水量检测系统，其特征是，所述至少两个收发机(1-4)之间的天线参数相同，每个收发机(1-4)至少有一个水平角度和垂直角度小于20°和40°，有两个水平角度和垂直角度小于20°和20°。
8.根据权利要求4所述的一种废纸含水量检测系统，其特征是，所述收发天线都使用窄波束。
9.根据权利要求1所述的一种废纸含水量检测系统，其特征是，所述运动系统(3)为电机带动的直线运动机构。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111262791.1A CN113884512A (zh) | 2021-10-28 | 2021-10-28 | 一种废纸含水量检测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111262791.1A CN113884512A (zh) | 2021-10-28 | 2021-10-28 | 一种废纸含水量检测系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113884512A true CN113884512A (zh) | 2022-01-04 |
Family
ID=79013826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111262791.1A Pending CN113884512A (zh) | 2021-10-28 | 2021-10-28 | 一种废纸含水量检测系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113884512A (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010237135A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 木材含水率同定装置および木材含水率同定方法 |
| CN102175696A (zh) * | 2011-02-10 | 2011-09-07 | 清华大学 | 测量物料水分的方法及装置 |
| CN203965345U (zh) * | 2014-02-27 | 2014-11-26 | 清华大学 | 测量物料水分的装置 |
| CN108398441A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-08-14 | 杨厚荣 | 在线非接触式微波雷达水分仪及其测量方法实现 |
| CN109632834A (zh) * | 2019-01-23 | 2019-04-16 | 浙江大学 | 一种基于微波扫频技术的谷物含水率测量方法 |
| CN109725118A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-07 | 上海海事大学 | 一种粉丝厂粉丝水分自动检测装置 |
| US20210010752A1 (en) * | 2017-10-13 | 2021-01-14 | Malcolm FREDRIC | Moisture measurement of timber |
| CN112505069A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-03-16 | 山东盖特航空科技有限公司 | 一种提高微波测量废纸包水分精度的装置及方法 |
| CN112730466A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-04-30 | 山东盖特航空科技有限公司 | 一种在线微波水分检测装置及方法 |
-
2021
- 2021-10-28 CN CN202111262791.1A patent/CN113884512A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010237135A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 木材含水率同定装置および木材含水率同定方法 |
| CN102175696A (zh) * | 2011-02-10 | 2011-09-07 | 清华大学 | 测量物料水分的方法及装置 |
| CN203965345U (zh) * | 2014-02-27 | 2014-11-26 | 清华大学 | 测量物料水分的装置 |
| US20210010752A1 (en) * | 2017-10-13 | 2021-01-14 | Malcolm FREDRIC | Moisture measurement of timber |
| CN108398441A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-08-14 | 杨厚荣 | 在线非接触式微波雷达水分仪及其测量方法实现 |
| CN109725118A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-07 | 上海海事大学 | 一种粉丝厂粉丝水分自动检测装置 |
| CN109632834A (zh) * | 2019-01-23 | 2019-04-16 | 浙江大学 | 一种基于微波扫频技术的谷物含水率测量方法 |
| CN112505069A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-03-16 | 山东盖特航空科技有限公司 | 一种提高微波测量废纸包水分精度的装置及方法 |
| CN112730466A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-04-30 | 山东盖特航空科技有限公司 | 一种在线微波水分检测装置及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104076358B (zh) | 一种被动式毫米波成像安检设备 | |
| CN100529654C (zh) | 适于远程监控的混凝土裂缝宽度测量仪及测量方法 | |
| US20150226682A1 (en) | Detection System Based on Modulation of Line Structured Laser Image of Glass | |
| CN203965345U (zh) | 测量物料水分的装置 | |
| CN203298721U (zh) | 一种粮仓仓容实时监测系统 | |
| CN104793216A (zh) | 一种基于气象探测的地基多通道微波辐射计 | |
| CN105783988A (zh) | 一种智能冰箱检测系统及其方法 | |
| CN104767573A (zh) | 一种室外天线增益测试多径干涉识别的处理方法及装置 | |
| CN108230811A (zh) | 一种高压计量箱接线仿真培训系统及其操作方法 | |
| CN113884512A (zh) | 一种废纸含水量检测系统 | |
| CN111487623B (zh) | 一种星载太赫兹大气廓线探测仪 | |
| CN103105362A (zh) | 一种多量程水质在线检测仪 | |
| CN204989451U (zh) | 电能表现场校验通讯测试仪 | |
| CN210927638U (zh) | 无线终端信号测试装置 | |
| CN111624598A (zh) | 一种基于毫米波雷达的结构动态变形测量信号处理方法 | |
| CN204556498U (zh) | 木材力学强度测量装置 | |
| CN109725363A (zh) | 毫米波成像双面扫描检测系统 | |
| CN113390371B (zh) | 一种基于微波感知的目标多点形变快速检测与分析方法 | |
| CN205643531U (zh) | 一种电磁辐射测试系统 | |
| CN105352891B (zh) | 基于分束镜的尿液干化分析方法及装置 | |
| CN201819795U (zh) | 一种激光器测试用双轴旋转扫描机构及激光器远场测试装置 | |
| CN213278764U (zh) | 适用于变电站室内机器人智能巡检的保护屏柜柜体 | |
| CN201194007Y (zh) | 一种基于can总线的边缘电场粮食水分测定仪 | |
| CN203396721U (zh) | 一种基于ZigBee网络的木地板含水率检测系统 | |
| CN211375036U (zh) | 一种基于三次样条插值的新颖rfid定位系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |