CN114747800A - 醋酸纤维丝束拼接段检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种醋酸纤维丝束拼接段检测方法及装置，所述方法包括：通过可见光穿透丝束经反光板反射，再次穿透丝束，进入光照度阵列传感器；根据光照度阵列传感器接收的反射光，得到照度数据列；根据照度数据列计算光照度平均数据，并计算丝束宽度；将照度数据列分割为背景数据列和目标数据列，并计算目标数据列的平均光照度数据；根据丝束宽度和目标数据列的平均光照度数据判断当前丝束状态。本发明的醋酸纤维丝束拼接段检测方法及装置，基于光照度检测技术，采用丝束相应的吸收波段作为光源对丝束进行照射，接收其发射光，检测反射光照度，进行数据处理，以判断丝束当前处于何种工况，提高设备剔除的准确性和有效性，降低材料损耗。
Description
技术领域
本发明涉及烟草检测技术领域，尤其涉及一种醋酸纤维丝束拼接段检测方法及装置。
背景技术
滤棒生产过程中，在上一个丝束包与下一个丝束包拼接过程中，需要对拼接段进行高温焊接，以便于设备进行不停机生产。拼接段丝束因为高温焊接形成碳化焊疤，无法进行风开、开松操作，因此需要进行定向剔除。目前常见的拼接段操作方法包括：人工捧出法、定点标记剔除法和丝束宽度检测剔除法。
人工捧出法需要操作人员观察拼接段是否从成型机进入滤棒通道，并在拼接段从成型机进入滤棒通道时，将拼接段滤棒进行人工捧出。定点标记剔除法是操作人员对拼接段焊接后，将拼接段摆放在特定光电传感器位置，当使用到拼接段时，拼接段丝束离开光电传感器，那么此时设备根据丝束行程长度，计算出剔除数量。丝束宽度检测剔除法是在输入辊V1和输入辊V2辊之间加装光电检测器，测量丝束宽度，根据丝束宽度大小是否触发门限值，判定是否为拼接段，是否需要剔除。以上三种方法均未考虑丝束突然扭曲的工况。
因此，亟需一种醋酸纤维丝束拼接段检测方法及装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种醋酸纤维丝束拼接段检测方法及装置，以解决上述现有技术中的问题，能够解决滤棒生产环节丝束工作状态的判断和拼接段的检测剔除问题。
本发明提供了一种醋酸纤维丝束拼接段检测方法，其中，包括：
通过可见光穿透丝束经反光板反射，再次穿透所述丝束，进入光照度阵列传感器，所述光照度阵列传感器包括呈阵列排布的若干个光电二极管；
根据所述光照度阵列传感器所接收的反射光，得到所述光照度阵列传感器中各所述光电二极管的照度数据列；
根据所述照度数据列计算光照度平均数据，并根据所述光照度平均数据计算丝束宽度；
将所述照度数据列分割为背景数据列和目标数据列，并计算所述目标数据列的平均光照度数据；
根据所述丝束宽度和所述目标数据列的平均光照度数据，判断当前丝束状态。
如上所述的醋酸纤维丝束拼接段检测方法，其中，优选的是，所述通过可见光穿透丝束经反光板反射，再次穿透所述丝束，进入光照度阵列传感器，具体包括：
通过面光源自上而下的向丝束发射可见光，所述面光源采用可发射丝束的吸收波长波段的可见光；
所述面光源所发射的可见光穿过所述丝束后照射到反光板上，其中，所述反光板设置在所述面光源的正下方；
可见光经所述反光板反射后，穿过所述丝束后，进入所述光照度阵列传感器。
如上所述的醋酸纤维丝束拼接段检测方法，其中，优选的是，所述根据所述光照度阵列传感器所接收的反射光，得到所述光照度阵列传感器中各所述光电二极管的照度数据列，具体包括：
在接收到所述反射光后，所述光照度阵列传感器中的各所述光电二极管产生对应的电信号；
对各所述电信号进行模电转换处理，以将所述电信号转换成数字信号；
根据与各所述光电二极管对应的所述数字信号，得到各所述光电二极管的照度数据列M。
如上所述的醋酸纤维丝束拼接段检测方法，其中，优选的是，所述根据所述照度数据列计算光照度平均数据，并根据所述光照度平均数据计算丝束宽度，具体包括：
计算所述照度数据列M中的各照度数据的平均值，以得到光照度平均数据L；
根据所述光照度平均数据L与丝束宽度W的线性关系W＝k*L+b，计算丝束宽度W，其中，k为斜率，b为截距。
如上所述的醋酸纤维丝束拼接段检测方法，其中，优选的是，所述将所述照度数据列分割为背景数据列和目标数据列，并计算所述目标数据列的平均光照度数据，具体包括：
对所述照度数据列M进行噪声消除处理；
对经过所述噪声消除处理后的所述照度数据列进行阈值计算，得到照度数据阈值；
根据所述照度数据阈值，将经过所述噪声消除处理后的所述照度数据列分割为背景数据列M1和目标数据列M2；
计算所述目标数据列M2中的各照度数据的平均值，得到平均光照度数据LM。
如上所述的醋酸纤维丝束拼接段检测方法，其中，优选的是，所述对所述照度数据列M进行噪声消除处理，具体包括：
对所述照度数据列M进行前后6个照度数据的中值处理，以消除噪声。
如上所述的醋酸纤维丝束拼接段检测方法，其中，优选的是，所述根据所述丝束宽度和所述目标数据列的平均光照度数据，判断当前丝束状态，具体包括：
若丝束宽度W小于预设宽度门限值WL，则判断当前丝束状态为丝束收窄状态；
在丝束收窄状态下，若预设丝束拼接光照度门限值Lh<平均光照度数据LM<预设丝束收窄光照度门限值LL，则判断当前丝束状态为丝束扭曲状态；
在丝束收窄状态下，若平均光照度数据LM<预设丝束拼接光照度门限值Lh，则判断当前丝束状态为丝束拼接状态；
若丝束宽度W大于等于预设宽度门限值WL，则判断当前丝束状态为丝束正常状态。
本发明还提供一种采用上述方法的醋酸纤维丝束拼接段检测装置，包括：
面光源，用于自上而下的向丝束发射可见光，所述面光源采用可发射丝束的吸收波长波段的可见光；
反光板，位于所述面光源的正下方，用于将所述面光源发射出的可见光反射回去；
光照度阵列传感器，用于接收所述反光板所反射的可见光，并进行光照度测量。
如上所述的醋酸纤维丝束拼接段检测装置，其中，优选的是，所述醋酸纤维丝束拼接段检测装置还包括箱体，所述面光源和所述光照度阵列传感器集成在所述箱体中。
如上所述的醋酸纤维丝束拼接段检测装置，其中，优选的是，所述光照度阵列传感器包括呈阵列排布的若干个光电二极管，所述光照度阵列传感器通过各所述光电二极管进行光照度测量。
本发明提供一种醋酸纤维丝束拼接段检测方法及装置，基于光照度检测技术，采用丝束相应的吸收波段可将作为光源，利用该光源对丝束进行照射，接收其发射光，检测反射光照度，进行数据处理，从而判断丝束当前处于何种工况，便于根据丝束工况执行对应的操作，解决滤棒生产环节丝束工作状态的判断和拼接段检测剔除问题，提高了设备剔除的准确性和有效性，降低了不必要的材料损耗。
附图说明
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：
图1为本发明提供的醋酸纤维丝束拼接段检测方法的实施例的流程图；
图2为本发明提供的醋酸纤维丝束拼接段检测方法的实施例的逻辑图；
图3为本发明提供的醋酸纤维丝束拼接段检测装置的实施例的结构示意图；
图4为本发明提供的醋酸纤维丝束拼接段检测装置的实施例的面光源和光照度阵列传感器的排列示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
本公开中使用的“第一”、“第二”：以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
在本公开中，当描述到特定部件位于第一部件和第二部件之间时，在该特定部件与第一部件或第二部件之间可以存在居间部件，也可以不存在居间部件。当描述到特定部件连接其它部件时，该特定部件可以与所述其它部件直接连接而不具有居间部件，也可以不与所述其它部件直接连接而具有居间部件。
本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
目前的拼接段操作方法中，人工捧出法为人工干预，定点标记剔除法和丝束宽度检测剔除法均采用光电传感器进行标记和测量，但实际生产过程中，时常会出现丝束突然扭曲的现象，为此不能简单的将丝束收窄定义为拼接段进行相应操作，而应该将丝束正常工况、丝束扭曲工况和丝束拼接工况加以区分。
如图1和图2所示，本实施例提供的醋酸纤维丝束拼接段检测方法在实际执行过程中，具体包括如下步骤：
步骤S1、通过可见光穿透丝束经反光板反射，再次穿透所述丝束，进入光照度阵列传感器，所述光照度阵列传感器包括呈阵列排布的若干个光电二极管。
如图3和图4所示，在本发明的醋酸纤维丝束拼接段检测方法的一种实施方式中，所述步骤S1具体可以包括：
步骤S11、通过面光源1自上而下的向丝束5发射可见光，所述面光源1采用可发射丝束5的吸收波长波段的可见光。
其中，如图3所示，所述面光源1和所述光照度阵列传感器2集成在箱体4中。
步骤S12、所述面光源1所发射的可见光穿过所述丝束5后照射到反光板3上，其中，所述反光板3设置在所述面光源1的正下方。
步骤S13、可见光经所述反光板3反射后，穿过所述丝束5后，进入所述光照度阵列传感器2。
在正常生产情况下，丝束5如图3所示，在箱体4下方和反光板3上方运行，面光源1稳定地向丝束5发射平行光，该平行光的波段为丝束5的吸收波长，平行光经两次丝束5的吸收和一次反光板3的反射，进入光照度阵列传感器2中。
步骤S2、根据所述光照度阵列传感器2所接收的反射光，得到所述光照度阵列传感器中各所述光电二极管的照度数据列。
在本发明的醋酸纤维丝束拼接段检测方法的一种实施方式中，所述步骤S2具体可以包括：
步骤S21、在接收到所述反射光后，所述光照度阵列传感器中的各所述光电二极管产生对应的电信号。
步骤S22、对各所述电信号进行模电转换处理，以将所述电信号转换成数字信号。
其中，可通过模数(AD)转换器或数据采集卡AD口进行模电转换处理。
步骤S23、根据与各所述光电二极管对应的所述数字信号，得到各所述光电二极管的照度数据列M。
在具体实现中，可以模数转换器将电信号转换成数字信号后，由模数转换器将数字信号数据上传到数据处理单元，数据处理单元对数字信号进行处理，分析出光照度阵列传感器上各点(即各光电二极管)的光照度数据，组成照度数据列M。
步骤S3、根据所述照度数据列计算光照度平均数据，并根据所述光照度平均数据计算丝束宽度。
在本发明的醋酸纤维丝束拼接段检测方法的一种实施方式中，所述步骤S3具体可以包括：
步骤S31、计算所述照度数据列M中的各照度数据的平均值，以得到光照度平均数据L。
步骤S32、根据所述光照度平均数据L与丝束宽度W的线性关系W＝k*L+b，计算丝束宽度W，其中，k为斜率，b为截距，k和b均为已知量。
步骤S4、将所述照度数据列分割为背景数据列和目标数据列，并计算所述目标数据列的平均光照度数据。
在本发明的醋酸纤维丝束拼接段检测方法的一种实施方式中，所述步骤S4具体可以包括：
步骤S41、对所述照度数据列M进行噪声消除处理。
具体地，对所述照度数据列M进行前后6个照度数据的中值处理，以消除噪声。
步骤S42、对经过所述噪声消除处理后的所述照度数据列进行阈值计算，得到照度数据阈值。
步骤S43、根据所述照度数据阈值，将经过所述噪声消除处理后的所述照度数据列分割为背景数据列M1和目标数据列M2。
步骤S44、计算所述目标数据列M2中的各照度数据的平均值，得到平均光照度数据LM。
步骤S5、根据所述丝束宽度和所述目标数据列的平均光照度数据，判断当前丝束状态。
在得到丝束宽度和平均光照度数据后，可根据事先设置好的宽度门限值和光照度门限值，来判断当前丝束状态。由于丝束正常、丝束收窄和丝束拼接状态下，反射光穿透丝束后进入光电二极管的照度是不同的，因此对目标数列M2的平均光照度数据LM设置门限，结合宽度数据，即可判断当前丝束状态。在本发明的醋酸纤维丝束拼接段检测方法的一种实施方式中，所述步骤S5具体可以包括：
步骤S51、若丝束宽度W小于预设宽度门限值WL，则判断当前丝束状态为丝束收窄状态。
步骤S52、在丝束收窄状态下，若预设丝束拼接光照度门限值Lh<平均光照度数据LM<预设丝束收窄光照度门限值LL，则判断当前丝束状态为丝束扭曲状态。
步骤S53、在丝束收窄状态下，若平均光照度数据LM<预设丝束拼接光照度门限值Lh，则判断当前丝束状态为丝束拼接状态。
步骤S54、若丝束宽度W大于等于预设宽度门限值WL，则判断当前丝束状态为丝束正常状态。
本发明实施例提供的醋酸纤维丝束拼接段检测方法，基于光照度检测技术，采用丝束相应的吸收波段可将作为光源，利用该光源对丝束进行照射，接收其发射光，检测反射光照度，进行数据处理，从而判断丝束当前处于何种工况，便于根据丝束工况执行对应的操作，解决滤棒生产环节丝束工作状态的判断和拼接段检测剔除问题，提高了设备剔除的准确性和有效性，降低了不必要的材料损耗。
相应地，如图3和图4所示，本发明还提供一种醋酸纤维丝束拼接段检测装置，包括：
面光源1，用于自上而下的向丝束5发射可见光，所述面光源1采用可发射丝束5的吸收波长波段的可见光；
反光板3，位于所述面光源1的正下方，用于将所述面光源1发射出的可见光反射回去；
光照度阵列传感器2，用于接收所述反光板3所反射的可见光，并进行光照度测量。
其中，所述醋酸纤维丝束拼接段检测装置还包括箱体4，所述面光源1和所述光照度阵列传感器2集成在所述箱体4中。
在本发明中，所述光照度阵列传感器2包括呈阵列排布的若干个光电二极管，所述光照度阵列传感器2通过各所述光电二极管进行光照度测量。
本发明实施例提供的醋酸纤维丝束拼接段检测装置，基于光照度检测技术，采用丝束相应的吸收波段可将作为光源，利用该光源对丝束进行照射，接收其发射光，检测反射光照度，便于根据反射光照度判断丝束当前处于何种工况，便于根据丝束工况执行对应的操作，解决滤棒生产环节丝束工作状态的判断和拼接段检测剔除问题，提高了设备剔除的准确性和有效性，降低了不必要的材料损耗。
至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种醋酸纤维丝束拼接段检测方法，其特征在于，包括：
通过可见光穿透丝束经反光板反射，再次穿透所述丝束，进入光照度阵列传感器，所述光照度阵列传感器包括呈阵列排布的若干个光电二极管；
根据所述光照度阵列传感器所接收的反射光，得到所述光照度阵列传感器中各所述光电二极管的照度数据列；
根据所述照度数据列计算光照度平均数据，并根据所述光照度平均数据计算丝束宽度；
将所述照度数据列分割为背景数据列和目标数据列，并计算所述目标数据列的平均光照度数据；
根据所述丝束宽度和所述目标数据列的平均光照度数据，判断当前丝束状态。
2.根据权利要求1所述的醋酸纤维丝束拼接段检测方法，其特征在于，所述通过可见光穿透丝束经反光板反射，再次穿透所述丝束，进入光照度阵列传感器，具体包括：
通过面光源自上而下的向丝束发射可见光，所述面光源采用可发射丝束的吸收波长波段的可见光；
所述面光源所发射的可见光穿过所述丝束后照射到反光板上，其中，所述反光板设置在所述面光源的正下方；
可见光经所述反光板反射后，穿过所述丝束后，进入所述光照度阵列传感器。
3.根据权利要求1所述的醋酸纤维丝束拼接段检测方法，其特征在于，所述根据所述光照度阵列传感器所接收的反射光，得到所述光照度阵列传感器中各所述光电二极管的照度数据列，具体包括：
在接收到所述反射光后，所述光照度阵列传感器中的各所述光电二极管产生对应的电信号；
对各所述电信号进行模电转换处理，以将所述电信号转换成数字信号；
根据与各所述光电二极管对应的所述数字信号，得到各所述光电二极管的照度数据列M。
4.根据权利要求3所述的醋酸纤维丝束拼接段检测方法，其特征在于，所述根据所述照度数据列计算光照度平均数据，并根据所述光照度平均数据计算丝束宽度，具体包括：
计算所述照度数据列M中的各照度数据的平均值，以得到光照度平均数据L；
根据所述光照度平均数据L与丝束宽度W的线性关系W＝k*L+b，计算丝束宽度W，其中，k为斜率，b为截距。
5.根据权利要求4所述的醋酸纤维丝束拼接段检测方法，其特征在于，所述将所述照度数据列分割为背景数据列和目标数据列，并计算所述目标数据列的平均光照度数据，具体包括：
对所述照度数据列M进行噪声消除处理；
对经过所述噪声消除处理后的所述照度数据列进行阈值计算，得到照度数据阈值；
根据所述照度数据阈值，将经过所述噪声消除处理后的所述照度数据列分割为背景数据列M1和目标数据列M2；
计算所述目标数据列M2中的各照度数据的平均值，得到平均光照度数据LM。
6.根据权利要求5所述的醋酸纤维丝束拼接段检测方法，其特征在于，所述对所述照度数据列M进行噪声消除处理，具体包括：
对所述照度数据列M进行前后6个照度数据的中值处理，以消除噪声。
7.根据权利要求5所述的醋酸纤维丝束拼接段检测方法，其特征在于，所述根据所述丝束宽度和所述目标数据列的平均光照度数据，判断当前丝束状态，具体包括：
若丝束宽度W小于预设宽度门限值WL，则判断当前丝束状态为丝束收窄状态；
在丝束收窄状态下，若预设丝束拼接光照度门限值Lh<平均光照度数据LM<预设丝束收窄光照度门限值LL，则判断当前丝束状态为丝束扭曲状态；
在丝束收窄状态下，若平均光照度数据LM<预设丝束拼接光照度门限值Lh，则判断当前丝束状态为丝束拼接状态；
若丝束宽度W大于等于预设宽度门限值WL，则判断当前丝束状态为丝束正常状态。
8.一种醋酸纤维丝束拼接段检测装置，其特征在于，包括：
面光源，用于自上而下的向丝束发射可见光，所述面光源采用可发射丝束的吸收波长波段的可见光；
反光板，位于所述面光源的正下方，用于将所述面光源发射出的可见光反射回去；
光照度阵列传感器，用于接收所述反光板所反射的可见光，并进行光照度测量。
9.根据权利要求8所述的醋酸纤维丝束拼接段检测装置，其特征在于，所述醋酸纤维丝束拼接段检测装置还包括箱体，所述面光源和所述光照度阵列传感器集成在所述箱体中。
10.根据权利要求8所述的醋酸纤维丝束拼接段检测装置，其特征在于，所述光照度阵列传感器包括呈阵列排布的若干个光电二极管，所述光照度阵列传感器通过各所述光电二极管进行光照度测量。
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2022
- 2022-02-28 CN CN202210218415.0A patent/CN114747800A/zh active Pending
Patent Citations (5)
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