CN116609354A - 一种浸渍纸生产的质检预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浸渍纸生产的质检预警系统，具体涉及生产制造领域，采集激光扫描传感器的整体振动指数和检测精度衰减速率计算得到隐忧系数，实时监测激光扫描传感器所处环境的状态和性能变化，及时发现激光扫描传感器存在的问题或隐患；基于隐忧系数与隐忧阈值的比较结果生成紧急信号或正常信号，方便快速判断激光扫描传感器所处环境是否存在问题，并及时发出相应的信号，及时发现激光扫描传感器的问题并采取相应的措施，确保质检过程的稳定性和准确性；对维护过后的激光扫描传感器多次采集隐忧系数，并取其平均值和数据偏离指数，有助于在对维护过后的激光扫描传感器状态持续跟进了解，判断维护结果是否达到预期，对维护结果进行评估和指正。

Description

一种浸渍纸生产的质检预警系统

技术领域

本发明涉及生产制造机领域，更具体地说，本发明涉及一种浸渍纸生产的质检预警系统。

背景技术

浸渍纸是指将纸张浸泡在特定的浸渍液中，以使纸张吸收液体并改变其性质和性能的纸张制品。浸渍液可以包含各种添加剂、化学品或树脂，通过浸渍的过程，这些物质可以渗透到纸张的纤维中，改变纸张的物理、化学或功能性能。

在浸渍纸的生产质检过程中，传感器起着关键作用。相对于传统的人工质检方法，使用传感器进行质检更加高效和准确，如使用光学传感器对浸渍纸的表面进行监测，检测浸渍纸表面是否有缺陷，使用传感器进行质检相对于人工质检方法具有一些优势。它们可以提供实时、准确和一致的数据，大大提高了质检效率。然而，目前的质检过程仍存在一些不足之处：

首先，各种用于质检的传感器由于自身和所处环境的因素容易出现偏移、精度下降或故障，影响其测量准确性，传统的监测传感器方式多是在其出现明确的故障后发现问题并解决，但是在此之前传感器的不稳定性就已经开始增加，这务必会导致所受到质检的浸渍纸被质检质量难以把控，势必会导致浸渍纸的质量受到可能会使有缺陷或不合格的纸张流入市场，影响最终产品的性能和可靠性，其次，没有基于对传感器的质量提前监测，没有提前部署或安装备用的传感器，容易导致故障时直接停产，造成生产中断，打乱生产节奏。

为了解决上述问题，现提供一种技术方案。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种浸渍纸生产的质检预警系统以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种浸渍纸生产的质检预警系统，包括数据采集模块、分析判断模块、分类划分模块、总结分析模块，各个模块之间通过信号连接；

数据采集模块分别采集激光扫描传感器工作时的外界参数和内在参数，并生成参数采集信号发送至分析判断模块；

分析判断模块根据接收到的外界参数和内在参数信息，将外界参数和内在参数进行归一化得到隐忧系数，使用隐忧系数对激光扫描传感器进行评估，生成隐忧系数信号发送至总结分析模块；

分类划分模块设置隐忧阈值，将隐忧系数和隐忧阈值进行比较，根据比较结果生成紧急信号或正常信号，将生成的紧急信号或正常信号发送至总结分析模块；

总结分析模块在对生成紧急信号的激光扫描传感器进行维护后的一段时间内，获取多个隐忧系数的数据集合，计算得到平均值数据偏离指数，根据平均值与隐忧阈值、数据偏离指数与数据偏离阈值的比较结果生成稳妥信号或停机信号。

在一个优选的实施方式中，数据分析模块运行具体包括以下内容：

采集激光扫描传感器的外界参数和内在参数，其中，外界参数包括整体振动指数，内在参数包括检测精度衰减速率。

在一个优选的实施方式中，整体振动指数的获取逻辑为：

步骤a1：在激光扫描传感器上安装振动传感器连续采集振动信号；

步骤a2：使用均方根计算振动强度，计算公式如下：式中，/>表示振动信号的每个采样点，N表示采样点的总数，RMS表示振动强度；

步骤a3：设置振动强度阈值，将振动强度随时间的变化绘制成振动曲线图，横轴表示时间，纵轴表示振动强度；

步骤a4：在振动曲线图中，使用振动强度阈值线将曲线划分为两个区域，分别代表振动强度阈值内和振动强度阈值外的部分，并分别计算振动强度阈值外的图面积以及曲线图的总面积；

步骤a5：将振动强度阈值内的图面积除以曲线图的总面积，得到比值，即整体振动指数。

在一个优选的实施方式中，检测精度衰减速率的获取逻辑为：

步骤b1：将具有已知几何形状和特征的标准件放置在激光扫描传感器的工作位上，并使用激光扫描传感器对标准件进行扫描，且标准件与激光扫描传感器的工作范围和应用场景相匹配；

步骤b2：对激光扫描传感器获取的点云数据和标注件的数据格式和坐标系进行统一，使其具有相同的数据格式和坐标系；

步骤b3：将激光扫描传感器获取的点云数据与标准件的数据进行比较，计算所有点的距离之和除以点的数量，即平均误差值；

步骤b4：以t为时间间隔，记录t时间前的平均误差值以及t时间后的平均误差值，检测精度衰减速率=|t时间前的平均误差值-t时间后的平均误差值｜/t。

在一个优选的实施方式中，分类划分模块运行包括以下具体内容：

设置隐忧阈值，将隐忧系数和隐忧阈值进行比较；

若隐忧系数大于等于隐忧阈值，生成紧急信号，并发出预警通知；

若隐忧系数小于隐忧阈值，生成正常信号。

在一个优选的实施方式中，总结分析模块运行具体包括以下内容：

在对生成紧急信号的激光扫描传感器进行维护完成，且在维护过后的一段时间内，获取多个隐忧系数的数据集合，并计算出数据集合的平均值以及数据偏离指数，数据偏离指数的计算公式为：数据偏离指数=[（最大值-平均值）/（最大值+平均值）]-[（平均值-最小值）/（平均值+最小值）]，式中，最大值和最小值分别表示数据集合中的最大值和最小值，设置数据偏离阈值；若平均值小于隐忧阈值，且数据偏离指数小于数据偏离阈值，生成稳妥信号；若平均值不小于隐忧阈值，或者数据偏离指数大于等于数据偏离阈值，生成停机信号。

本发明一种浸渍纸生产的质检预警系统的技术效果和优点：

1.通过采集激光扫描传感器的整体振动指数和检测精度衰减速率计算得到隐忧系数，进而实时监测激光扫描传感器所处环境的状态和性能变化，及时发现激光扫描传感器存在的问题或隐患；基于隐忧系数与隐忧阈值的比较结果生成紧急信号或正常信号，方便快速判断激光扫描传感器所处环境是否存在问题，并及时发出相应的信号，及时发现激光扫描传感器的问题并采取相应的措施，确保质检过程的稳定性和准确性，从而提高浸渍纸的质量控制水平；

2.通过对维护过后的激光扫描传感器多次采集隐忧系数，并取其平均值和数据偏离指数，并且将平均值和隐忧阈值、数据偏离指数和数据偏离阈值分别进行比较，方便评估维护过后情况进行整体分析判断，并给出明确的提示，快速响应潜在问题，有助于在对维护过后的激光扫描传感器状态持续跟进了解，判断维护结果是否达到预期，对维护结果进行评估和指正，并及时发现残存未解决的问题，帮助维护人员更好地管理和维护激光扫描传感器，确保其正常运行和性能表现。

附图说明

图1为本发明一种浸渍纸生产的质检预警系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

图1给出了本发明一种浸渍纸生产的质检预警系统，包括数据采集模块、分析判断模块、分类划分模块、总结分析模块，各个模块之间通过信号连接；

数据采集模块分别采集激光扫描传感器工作时的外界参数和内在参数，并生成参数采集信号发送至分析判断模块；

分析判断模块根据接收到的外界参数和内在参数信息，将外界参数和内在参数进行归一化得到隐忧系数，使用隐忧系数对激光扫描传感器进行评估，生成隐忧系数信号发送至总结分析模块；

分类划分模块设置隐忧阈值，将隐忧系数和隐忧阈值进行比较，根据比较结果生成紧急信号或正常信号，将生成的紧急信号或正常信号发送至总结分析模块；

总结分析模块在对生成紧急信号的激光扫描传感器进行维护后的一段时间内，获取多个隐忧系数的数据集合，计算得到平均值数据偏离指数，根据平均值与隐忧阈值、数据偏离指数与数据偏离阈值的比较结果生成稳妥信号或停机信号。

激光扫描传感器是用于对浸渍纸表面缺陷进行检测的一种质检传感器，激光扫描传感器在使用时发射一个窄束的激光束，通常是可见光或红外光，该光束在扫描过程中持续发射，以照射浸渍纸表面，激光束照射到浸渍纸表面后，根据纸张表面的特性，光束会发生反射、散射或吸收，激光扫描传感器同时接收反射光或经过纸张透射的光信号，传感器会对接收到的光信号进行分析和处理，通过分析光信号的变化，激光扫描传感器可以检测浸渍纸表面的缺陷，例如，如果表面有裂纹、划痕、斑点或其他缺陷，光信号会发生相应的变化，传感器可以将其识别为缺陷区域，从而实现对浸渍纸外表面上的质量检测，但是激光扫描传感器所处环境的改变或者自身状态的改变都会对其检测质量和效果造成影响，因此通过对激光扫描传感器工作所处的外界环境和内在数据进行分析，判断激光扫描传感器的工作状态，帮助发现潜在隐患。

数据分析模块运行具体包括以下内容：

采集激光扫描传感器的外界参数和内在参数，其中，外界参数包括整体振动指数，内在参数包括检测精度衰减速率。

整体振动指数的获取逻辑为：

步骤a1：在激光扫描传感器上安装振动传感器连续采集振动信号；

步骤a2：使用均方根计算振动强度，计算公式如下：式中，/>表示振动信号的每个采样点，N表示采样点的总数，RMS表示振动强度；

步骤a3：设置振动强度阈值，将振动强度随时间的变化绘制成振动曲线图，横轴表示时间，纵轴表示振动强度；

步骤a4：在振动曲线图中，使用振动强度阈值线将曲线划分为两个区域，分别代表振动强度阈值内和振动强度阈值外的部分，并分别计算振动强度阈值外的图面积以及曲线图的总面积；

步骤a5：将振动强度阈值内的图面积除以曲线图的总面积，得到比值，即整体振动指数。

整体振动指数用于体现激光扫描传感器所处安装环境的优劣；

整体振动指数越大表示振动强度超过了设定阈值的比例越高，表示激光扫描传感器所处安装环境的振动水平较高，较大的整体振动指数表示安装环境存在较强的振动干扰或振动源，会对激光扫描传感器的性能和准确性产生不利影响；

较小的整体振动指数表示激光扫描传感器所处安装环境的振动水平较低，表示安装环境相对较稳定，对激光扫描传感器的工作不会产生明显的振动干扰。

检测精度衰减速率的获取逻辑为：

步骤b1：将具有已知几何形状和特征的标准件放置在激光扫描传感器的工作位上，并使用激光扫描传感器对标准件进行扫描，且标准件与激光扫描传感器的工作范围和应用场景相匹配；

步骤b2：对激光扫描传感器获取的点云数据和标注件的数据格式和坐标系进行统一，使其具有相同的数据格式和坐标系；

步骤b3：将激光扫描传感器获取的点云数据与标准件的数据进行比较，计算所有点的距离之和除以点的数量，即平均误差值；

步骤b4：以t为时间间隔，记录t时间前的平均误差值以及t时间后的平均误差值，检测精度衰减速率=|t时间前的平均误差值-t时间后的平均误差值｜/t。

检测精度衰减速率用于体现激光扫描传感器的测量稳定性和性能变化情况，反映了激光扫描传感器的精度随时间的变化程度，具体而言，检测精度衰减速率越小，表示激光扫描传感器在一段时间内的测量精度相对稳定，能够持续保持高精度测量结果；反之，检测精度衰减速率越大，表示激光扫描传感器的测量精度在一段时间内出现较大变化，存在性能下降或其他不稳定因素；因此，当检测精度衰减速率较小时，表明激光扫描传感器具有较好的测量稳定性和一致性，能够提供可靠且一致的测量结果；而当检测精度衰减速率较大时，需要进行进一步的调试、维护或更换设备，以确保测量精度和性能的可靠性。

分析判断模块运行具体包括以下内容：

将整体振动指数和检测精度衰减速率进行归一化得到隐忧系数；

例如，可以通过以下公式计算得到隐忧系数：，式中，分别表示隐忧系数、整体振动指数、检测精度衰减速率，/>分别为整体振动指数、检测精度衰减速率的预设比例系数，且/>均大于0；

隐忧系数用于体现激光传感器的整体性能和可靠性，用于衡量激光传感器在质检浸渍纸时的质检忠诚度；隐忧系数越大，表示激光传感器的性能和可靠性存在潜在隐忧，需要进一步的维护、校准或更换设备，以确保其正常运行和准确测量，较大的隐忧系数意味着工作环境较为恶劣且检测精度衰减速率较快，提示激光传感器的工作状态需要关注和改善；相反，隐忧系数较小表示激光传感器的性能和可靠性较为稳定，不存在明显的潜在问题或隐忧，较小的隐忧系数表明工作环境较为理想且检测精度衰减速率较慢，激光传感器在工作中具有良好的稳定性和可靠性。

分类划分模块运行包括以下具体内容：

设置隐忧阈值，将隐忧系数和隐忧阈值进行比较；

若隐忧系数大于等于隐忧阈值，表示激光传感器所处环境存在严重的潜在问题，意味着激光传感器的工作状态或性能已经显著下降或偏离正常范围，生成紧急信号，并发出预警通知，以引起相关人员的注意并采取紧急的措施来解决问题；

若隐忧系数小于隐忧阈值，表示激光传感器所处环境暂时没有明显的隐忧或问题，生成正常信号，表明激光传感器的工作状态正常，无需特别的注意或干预。

本发明通过采集激光扫描传感器的整体振动指数和检测精度衰减速率计算得到隐忧系数，进而实时监测激光扫描传感器所处环境的状态和性能变化，及时发现激光扫描传感器存在的问题或隐患；基于隐忧系数与隐忧阈值的比较结果生成紧急信号或正常信号，方便快速判断激光扫描传感器所处环境是否存在问题，并及时发出相应的信号，及时发现激光扫描传感器的问题并采取相应的措施，确保质检过程的稳定性和准确性，从而提高浸渍纸的质量控制水平。

总结分析模块运行具体包括以下内容：

在对生成紧急信号的激光扫描传感器进行维护完成，且在维护过后的一段时间内，获取多个隐忧系数的数据集合，并计算出数据集合的平均值以及数据偏离指数，数据偏离指数的计算公式为：数据偏离指数=[（最大值-平均值）/（最大值+平均值）]-[（平均值-最小值）/（平均值+最小值）]，式中，最大值和最小值分别表示数据集合中的最大值和最小值，设置数据偏离阈值；若平均值小于隐忧阈值，且数据偏离指数小于数据偏离阈值，表示激光扫描传感器的隐忧系数较小且隐忧系数数据偏向均衡，生成稳妥信号，表示激光扫描传感器现阶段的状态满足使用要求，需要提升监护频率；若平均值不小于隐忧阈值，或者数据偏离指数大于等于数据偏离阈值，生成停机信号，表示激光扫描传感器处于不稳定的工作状态，直接停止使用。

本发明通过对维护过后的激光扫描传感器多次采集隐忧系数，并取其平均值和数据偏离指数，并且将平均值和隐忧阈值、数据偏离指数和数据偏离阈值分别进行比较，方便评估维护过后情况进行整体分析判断，并给出明确的提示，快速响应潜在问题，有助于在对维护过后的激光扫描传感器状态持续跟进了解，判断维护结果是否达到预期，对维护结果进行评估和指正，并及时发现残存未解决的问题，帮助维护人员更好地管理和维护激光扫描传感器，确保其正常运行和性能表现。

上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数以及阈值选取由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。

上述实施例，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或其他任意组合来实现。当使用软件实现时，上述实施例可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令或计算机程序。在计算机上加载或执行所述计算机指令或计算机程序时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以为通用计算机、专用计算机、计算机网络，或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线（例如红外、无线、微波等）方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集合的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质（例如，软盘、硬盘、磁带）、光介质（例如，DVD），或者半导体介质。半导体介质可以是固态硬盘。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件，或者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。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和装置，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其他的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，既可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（read-only memory，ROM)、随机存取存储器（random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种浸渍纸生产的质检预警系统，其特征在于，包括数据采集模块、分析判断模块、分类划分模块、总结分析模块，各个模块之间通过信号连接；

数据采集模块分别采集激光扫描传感器工作时的外界参数和内在参数，并生成参数采集信号发送至分析判断模块；

分析判断模块根据接收到的外界参数和内在参数信息，将外界参数和内在参数进行归一化得到隐忧系数，使用隐忧系数对激光扫描传感器进行评估，生成隐忧系数信号发送至总结分析模块；

分类划分模块设置隐忧阈值，将隐忧系数和隐忧阈值进行比较，根据比较结果生成紧急信号或正常信号，将生成的紧急信号或正常信号发送至总结分析模块；

总结分析模块在对生成紧急信号的激光扫描传感器进行维护后的一段时间内，获取多个隐忧系数的数据集合，计算得到平均值数据偏离指数，根据平均值与隐忧阈值、数据偏离指数与数据偏离阈值的比较结果生成稳妥信号或停机信号。

2.根据权利要求1所述的一种浸渍纸生产的质检预警系统，其特征在于：

数据分析模块运行具体包括以下内容：

采集激光扫描传感器的外界参数和内在参数，其中，外界参数包括整体振动指数，内在参数包括检测精度衰减速率。

3.根据权利要求2所述的一种浸渍纸生产的质检预警系统，其特征在于：

整体振动指数的获取逻辑为：

步骤a1：在激光扫描传感器上安装振动传感器连续采集振动信号；

步骤a2：使用均方根计算振动强度，计算公式如下：式中，/>表示振动信号的每个采样点，N表示采样点的总数，RMS表示振动强度；

步骤a3：设置振动强度阈值，将振动强度随时间的变化绘制成振动曲线图，横轴表示时间，纵轴表示振动强度；

步骤a4：在振动曲线图中，使用振动强度阈值线将曲线划分为两个区域，分别代表振动强度阈值内和振动强度阈值外的部分，并分别计算振动强度阈值外的图面积以及曲线图的总面积；

步骤a5：将振动强度阈值内的图面积除以曲线图的总面积，得到比值，即整体振动指数。

4.根据权利要求3所述的一种浸渍纸生产的质检预警系统，其特征在于：

检测精度衰减速率的获取逻辑为：

步骤b1：将具有已知几何形状和特征的标准件放置在激光扫描传感器的工作位上，并使用激光扫描传感器对标准件进行扫描，且标准件与激光扫描传感器的工作范围和应用场景相匹配；

步骤b2：对激光扫描传感器获取的点云数据和标注件的数据格式和坐标系进行统一，使其具有相同的数据格式和坐标系；

步骤b3：将激光扫描传感器获取的点云数据与标准件的数据进行比较，计算所有点的距离之和除以点的数量，即平均误差值；

步骤b4：以t为时间间隔，记录t时间前的平均误差值以及t时间后的平均误差值，检测精度衰减速率=|t时间前的平均误差值-t时间后的平均误差值｜/t。

5.根据权利要求4所述的一种浸渍纸生产的质检预警系统，其特征在于：

分类划分模块运行包括以下具体内容：

设置隐忧阈值，将隐忧系数和隐忧阈值进行比较；

若隐忧系数大于等于隐忧阈值，生成紧急信号，并发出预警通知；

若隐忧系数小于隐忧阈值，生成正常信号。

6.根据权利要求5所述的一种浸渍纸生产的质检预警系统，其特征在于：总结分析模块运行具体包括以下内容：

在对生成紧急信号的激光扫描传感器进行维护完成，且在维护过后的一段时间内，获取多个隐忧系数的数据集合，并计算出数据集合的平均值以及数据偏离指数，数据偏离指数的计算公式为：数据偏离指数=[（最大值-平均值）/（最大值+平均值）]-[（平均值-最小值）/（平均值+最小值）]，式中，最大值和最小值分别表示数据集合中的最大值和最小值，设置数据偏离阈值；若平均值小于隐忧阈值，且数据偏离指数小于数据偏离阈值，生成稳妥信号；若平均值不小于隐忧阈值，或者数据偏离指数大于等于数据偏离阈值，生成停机信号。