CN115165789A - 一种水分仪自动校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水分仪自动校准方法，包括以下步骤：制作标准水分物料并用水分仪进行检测记录显示值；校准人员根据标准水分物料水分真值，对水分仪修正值T往上或往下进行调整；并将标准水分物料再次放入水分仪下进行检测，经过多次调整跟踪，得到相应数量的水分仪调整量和实际响应量；控制器通过统计方法，以水分仪调整响应数据为样本，得到水分仪调整响应函数。通过本技术方案，校准人员将水分仪检测物料水分显示值、物料水分真值录入该水分仪的控制器，该水分仪的控制器自动对水分仪参数进行修正，解决卷烟加工过程水分仪校准工作量大、人工经验依赖性高以及最重要的校准结果准确性不足问题。
Description
技术领域
本发明属于烟草水分检测技术领域，具体涉及一种水分仪自动校准方法。
背景技术
水分控制是卷烟制造过程重要控制指标。卷烟制丝过程所用水分仪均为近红外水分仪，近红外水分仪是根据近红外波长会被水分子吸收的原理，分析某特定波长的近红外能量变化，从而计算得出水分含量。但由于被测物料、色泽、环境等因素的变化，近红外水分仪测量值与真值之间常存在一定的偏差，烟草行业称之为水分仪示值误差，当水分仪示值误差值超过制造过程控制要求标准时，即须对水分仪进行校准。否则，水分仪检测结果将失去对生产过程控制的指导意义。为此，通过科学的校准保证近红外水分仪检测结果的准确是保证制造过程产品质量的前提。
水分仪显示值：F＝f(x)+T，其中F为水分仪显示值，f(x)为水分仪检测信号折算值，T为水分仪修正值。在卷烟制造加工过程中，需要定期对水分仪进行校准，即须对水分仪修正值T进行修正，以保证水分仪显示值F与物料水分真值M的偏离程度小于标准要求K；最终在物料检测过程中，使水分仪检测显示值可以表征物料的物理指标。
在实际校准过程中，校准人员记录取样时水分仪显示值F，同时在水分仪后取样用烘箱法检测得到物料含水率真值M，根据水分仪显示值F与水分仪检测物料水分真值M的差值N，凭借校准经验对水分仪修正值T进行适度调整△T，使F-M的绝对值≤K，但由于校准人员经验差异，对水分仪调整量△T亦就存在差异，最终导致水分仪存在N的绝对值≥K、K＞N的绝对值两种情况，致使水分仪对生产的指导性不足而影响过程加工的精准性以及产品质量。
具体校准流程为：
①校准人员到达水分仪位置现场取样、记录水分仪显示值；
②送样品至实验室进行检测，确定物料水分真值；
③校准人员计算水分仪显示值与物料水分真值差值N；
④当N的绝对值≥K时，校准人员依据N值以及经验确定水分仪调整量△T，并再次到达水分仪位置对水分仪T值进行△T修正，待调整水分仪稳定后再次重复操作流程①-③；直至N的绝对值＜K时，即认为综合测试台相应检测单元已满足需求。
(4)当K＞N＞0或0＞N＞-K时，则不对水分仪T值进行修正。
存在问题：
假设K＝0.5％，F-M＝N＝-0.6％时，第一种情况：校准人员根据经验修正水分仪T值△TA＝0.9，但由于水分仪本身、被测物料以及环境因素影响，水分仪实际响应△TX＝1.15，校准后F-M＝N＝0.55％≥0.5％，此问题将导致校准人员多次重复校准；第二种情况：校准人员A根据经验修正水分仪T值△TA校准后F-M＝N＝-0.35％，校准人员B根据经验修正水分仪T值△TB校准后F-M＝N＝0.45％，虽然校准人员A、B对水分仪校准后，水分仪均满足N的绝对值≤K的要求，但由于校准人员A的经验与校准人员B的经验差异，最终导致水分仪的显示将存在0.8％的偏差。
发明内容
本发明的目的是提供一种水分仪自动校准方法，以解决卷烟加工过程水分仪校准工作量大、人工经验依赖性高以及最重要的校准结果准确性不足问题。
为实现上述目的，本申请是通过以下技术方案实现的：
一种水分仪自动校准方法，包括以下步骤：
S1、根据水分仪所在位置及检测物料特性，制作标准水分物料；
S2、校准人员将步骤S1的标准水分物料放入水分仪下进行检测，记录水分仪显示值；
S3、校准人员根据标准水分物料水分真值，对水分仪修正值T往上或往下进行调整；并将标准水分物料再次放入水分仪下进行检测，记录水分仪的显示值，经过N次调整跟踪，得到N个水分仪调整量△T1、△T2、△T3......△TN、N个水分仪实际响应量△Tx1、△Tx2、△Tx3......△TxN；
S4、将步骤S3的所有数据均录入控制该水分仪的控制器；
S5、控制器通过统计方法，剔除水分仪异常调整响应数据，并以水分仪剩余调整响应数据为样本，得到水分仪调整响应函数。
进一步的，在每次校准时均需要将步骤S3的数据录入控制器，以增加样本量，提高水分仪调整响应函数的测算准确度。
进一步的，步骤S5的统计方法为线性回归等统计方法中的一种。
进一步的，在步骤S5后，校准人员记录水分仪显示值F，同时在水分仪后取样用烘箱法检测得到物料含水率真值M，根据水分仪显示值F与水分仪检测物料水分真值M，得到水分仪偏差为N，仅需将其录入该水分仪的控制器后，控制器将根据水分仪调整响应函数自动推算出水分仪调整量△T并对该水分仪的参数进行调整。
本发明的有益效果是：
通过本技术方案，校准人员将水分仪检测物料水分显示值、物料水分真值录入该水分仪的控制器，该水分仪的控制器自动对水分仪参数进行修正，解决卷烟加工过程水分仪校准工作量大、人工经验依赖性高以及最重要的校准结果准确性不足问题。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
本技术方案适用于卷烟、滤棒加工过程中用于对卷烟、滤棒进行检测的综合测试台的校准。
本申请提供一种水分仪自动校准系统及校准方法，包括以下步骤：
S1、根据水分仪所在位置及检测物料特性，制作标准水分物料；此处的水分仪所在位置是指使用水分仪检测待检测的物料时所处的位置，比如以对烟丝进行水分检测时，水分仪设置于烟丝工序的适当位置。
S2、校准人员将步骤S1的标准水分物料放入水分仪下进行检测，记录水分仪显示值；通常情况下，校准人员在每次检测的检测数据均直接输入控制器，并且，也可以采用水分仪与控制器电信号连接，这样就能够避免人工输入出现数据输入错误的现象。
S3、校准人员根据标准水分物料水分真值，对水分仪修正值T往上或往下进行调整；并将标准水分物料再次放入水分仪下进行检测，记录水分仪的的显示值，经过N次调整跟踪，得到N个水分仪调整量△T1、△T2、△T3......△TN、N个水分仪实际响应量△Tx1、△Tx2、△Tx3......△TxN。
S4、将步骤S3的所有数据均录入控制该水分仪的控制器。在每次校准时，均需要将步骤S3的数据录入控制器，以增加样本量，提高水分仪调整响应函数的测算准确度。
S5、控制器通过统计方法，剔除水分仪异常调整响应数据，并以水分仪剩余调整响应数据为样本，得到水分仪调整响应函数。本实施例的统计方法为线性回归等统计方法中的一种，校准人员根据实际需要进行选用，但是，为保证水分仪的校准精度，在使用确定的线性回归等统计方法后，除非有明确的数据显示有更精确的线性回归等统计方法，否则以后的校准工作均采用第一次校准时采用的线性回归等统计方法。
在步骤S5后，校准人员记录水分仪显示值F，同时在水分仪后取样用烘箱法检测得到物料含水率真值M，根据水分仪显示值F与水分仪检测物料水分真值M，得到水分仪偏差为N，仅需将其录入该水分仪的控制器后，控制器将根据水分仪调整响应函数自动推算出水分仪调整量△T并对该水分仪的参数进行调整。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
Claims (5)
1.一种水分仪自动校准方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据水分仪所在位置及检测物料特性，制作标准水分物料；
S2、校准人员将步骤S1的标准水分物料放入水分仪下进行检测，记录水分仪显示值；
S3、校准人员根据标准水分物料水分真值，对水分仪修正值T往上或往下进行调整；并将标准水分物料再次放入水分仪下进行检测，记录水分仪的显示值，经过N次调整跟踪，得到N个水分仪调整量△T1、△T2、△T3......△TN、N个水分仪实际响应量△Tx1、△Tx2、△Tx3......△TxN，其中N为自然数；
S4、将步骤S3的所有数据均录入控制该水分仪的控制器；
S5、控制器通过统计方法，剔除水分仪异常调整响应数据，并以水分仪剩余调整响应数据为样本，得到水分仪调整响应函数。
2.根据权利要求1所述的水分仪自动校准方法，其特征在于，在每次校准时均需要将步骤S3的数据录入控制器，以增加样本量，提高水分仪调整响应函数的测算准确度。
3.根据权利要求1所述的水分仪自动校准方法，其特征在于，步骤S5的统计方法为线性回归统计方法中的一种。
4.根据权利要求1所述的水分仪自动校准方法，其特征在于，在步骤S5后，校准人员记录水分仪显示值F，同时在水分仪后取样用烘箱法检测得到物料含水率真值M，根据水分仪显示值F与水分仪检测物料水分真值M，得到水分仪偏差为N，仅需将其录入该水分仪的控制器后，控制器将根据水分仪调整响应函数自动推算出水分仪调整量△T并对该水分仪的参数进行调整。
5.根据权利要求1所述的水分仪自动校准方法，其特征在于，所述水分仪与控制器电信号连接。
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