CN204988191U - 一种采用平行激光投影法测量卷烟长度和直径的便携装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种采用平行激光投影法测量卷烟长度和直径的便携装置，包括外壳、设置在外壳上的电源开关、充电接口、功能触摸按键、显示屏、设置在外壳内部的激光发射筒、线阵CCD、信号处理线路板、旋转装置、两个卷烟限位轴、卷烟放置槽以及驱动装置；线阵CCD的接收面垂直于水平面，激光发射筒与线阵CCD对称设置，激光发射筒与线阵CCD接收面垂直，且激光发射筒的圆心与线阵CCD中点等高；本实用新型能够快速、无损、高精度检测卷烟直径与长度，且价格较低，可大量配置，即适合工艺人员随身携带快速抽检指标、又适合生产人员生产时自检，为实时调整生产参数提供最快速的量化依据，可满足卷烟高速生产过程控制的要求。

Description

一种采用平行激光投影法测量卷烟长度和直径的便携装置

技术领域

本实用新型涉及一种测量卷烟长度和直径的便携装置，特别涉及一种采用平行激光投影法测量卷烟长度和直径的便携装置。

背景技术

目前，卷烟生产工艺指标中，烟支的直径与长度关系到自身的吸阻与重量，直接影响产品品质，是十分重要的一环；提升卷烟直径与长度检测精度，缩短检测时间，使检测结果能够快速有效的作用到生产过程当中，为设备参数的调整、维保提供可靠的、准确的量化依据，是提升卷烟生产品质的重要研究内容。目前现有的卷烟直径与长度检测方式在检测时间和检测精度上相互制约。

现阶段在卷烟企业生产过程中：

产线上生产人员常用的检测方式是使用一种长度与周长的对比板，主要靠手感与目测最大精度0.5mm的刻度尺来估算长度与直径，主要代表形式为类似专利ZL201320006039.5所公开描述的对比板；此种检测方式速度快，分布广，但是精度比较低，且由于是接触式的检测，检测过程也会对样品形态有影响，从而影响检测结果，因此检测结果只能判别出严重超标产品，不能为精细化过程控制提供量化依据；此种检测方式一般为15分钟检测一次，一次10秒钟出结果。

然且，工艺人员检测长度与直径的方式主要是使用一种卷烟综合质量测试台，该测试台能够检测卷烟的硬度、吸阻、含水率、直径、长度等指标，主要代表形式为类似专利200910153692.2公开所描述的卷烟综合测试台；此种检测方式精度很高，能够综合检测各项指标；但是此种类型装置体积较大，安装放置要求苛刻，不宜随意搬运，且价格十分昂贵，工厂购置数量较少，检测方式为各个产线上批量抽样卷烟，集中后依次检测，不能随到随测，且检测时间较长；一般要求一条产线每小时抽检一次，无法满足卷烟生产过程控制对检测结果的实效性要求，只能作为工艺生产数据存档。

我国卷烟机额定的生产速度最低为7000支每分钟，最高可达20000支每分钟；快速低精度与慢速高精度的卷烟直径与长度检测方式，都不能够满足卷烟产品的生产过程控制。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种采用检测平行激光投影法的，能够快速、无损、高精度检测卷烟直径与长度的便携式装置。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种采用平行激光投影法测量卷烟长度和直径的便携装置，包括外壳、设置在外壳上的电源开关、充电接口、功能触摸按键以及显示屏，所述便携装置还包括：

一设置在外壳内部的激光发射筒，所述激光发射筒平行于水平面放置在外壳内部；

一设置在外壳内部的线阵CCD，所述线阵CCD的接收面垂直于水平面，所述激光发射筒与线阵CCD对称设置，且两者之间形成一卷烟长度、直径测量区，激光发射筒与线阵CCD接收面垂直，且激光发射筒的圆心与线阵CCD中点等高；

一用于接收线阵CCD电信号的信号处理线路板，其负责将线阵CCD的电信号转换为投影遮盖的像素的个数，并计算出卷烟直径，然后将结果显示在显示屏上；

一设置在卷烟长度、直径测量区内的旋转装置，所述旋转装置用于带动卷烟进行旋转，从而进行直径测量；

所述旋转装置包括嵌入在外壳内的轴承、设置在轴承上的转轴以及设置在转轴两端的转轮，所述转轴上设有齿轮；所述转轴平行于水平面，且转轴平行于线阵CCD接收面，转轴的中点位于包含激光发射筒圆心与线阵CCD中点连线且垂直于水平面的平面上；

两个卷烟限位轴，所述卷烟限位轴分别设置在转轮的一侧，所述两个卷烟限位轴均垂直于水平面，两个卷烟限位轴轴心线所构成的平面平行于线阵CCD接收面，分置于包含激光发射筒圆心与线阵CCD中点连线且垂直于水平面的平面的两侧；转轮与限位轴所形成的夹角区域可以使直径9mm的料棒遮挡的激光所形成的投影处在线阵CCD的检测区内；

一用于测量卷烟长度时放置卷烟的卷烟放置槽，所述卷烟放置槽设置在外壳上；

一设置在外壳内部，且用于带动旋转装置工作的驱动装置。

在本实用新型的一个实施例中，所述卷烟放置槽为两个对称设置，且切面为半圆形的长槽，该长槽的轴心线垂直于水平面，当放标准84.0mm长料棒时，料棒上端遮挡的平行激光投影在线阵CCD中点附近1mm区域内，卷烟放置槽的长度小于84.0mm。

在本实用新型的一个实施例中，所述其中任意一个卷烟放置槽的底部设有凸台，该两个卷烟放置槽用于放置不同尺寸标准的料棒。

在本实用新型的一个实施例中，所述驱动装置为电动机，所述电动机的输出轴上安装驱动齿轮，所述驱动齿轮通过一套齿轮变速机构与转轴上的齿轮齿合，从而带动旋转装置旋转。

通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、相对于现有的采用成品测微仪或者成品传感器等组合出的测量装置而言，本装置采用小型封装的线阵CCD元件，对产品的外形有极大的自主权，因此设计体积较小，本装置长宽高为158mm、56mm、108mm即可，完全可以实现随身携带，达到便携的目的。

2、由于采用了线阵CCD，测量精度上可达一个像素大小(1个像素小于20微米)，到达了国标中对卷烟物理指标测量的精度要求；卷烟直径测量时采用转轮与限位轴结构，检测时不接触测量部位，并能够保持被测件的稳定性。

3、卷烟长度测量时，采用卷烟放置槽，保证测量时的垂直度，且在CCD中可浮动标记标准长度位置，因此不需要基准平面，减小了本装置加工的难度。

4、结合水平放置卷烟与竖直放置卷烟的测量方式，在单个CCD上实现检测卷烟直径(小于CCD检测量程)与检测卷烟长度(大于CCD检测量程)，相对于一个检测指标使用一个设备(装置)的现有情况减少了检测步骤，减轻检测人员操作强度，检测过程不超过5秒；即适合工艺人员随身携带快速抽检指标、又适合生产人员生产时自检，为实时调整生产工艺参数提供高精度的量化依据，可满足卷烟高速生产过程控制的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的主视图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为测量卷烟直径时的安装示意图；

图4为测量卷烟长度时的安装示意图；

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

10、外壳20、功能触摸按键30、显示屏40、激光发射筒41、激光42、投影50、线阵CCD60、信号处理线路板70、转轴80、转轮90、卷烟限位轴100、卷烟放置槽101、凸台110、卷烟。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图1和图2所示，本实用新型公开了一种采用平行激光投影法测量卷烟长度和直径的便携装置，包括外壳10、设置在外壳上的电源开关、充电接口、功能触摸按键20以及显示屏30，电源开关、充电接口设置在外壳的背部(图中未画出)；便携装置还包括设置在外壳内部的激光发射筒40、设置在外壳内部的线阵CCD50、用于接收线阵CCD电信号的信号处理线路板60、用于带动卷烟进行旋转的旋转装置、两个卷烟限位轴90、用于测量卷烟长度时放置卷烟的卷烟放置槽100以及用于带动旋转装置工作的驱动装置。

本实用新型激光发射筒40平行于水平面，且放置在外壳内部；线阵CCD50位于激光发射筒激光发射方向所指的一侧，线阵CCD50的接收面垂直于水平面，激光发射筒40与线阵CCD50之间形成一卷烟长度、直径测量区，激光发射筒40与线阵CCD50接收面垂直，且激光发射筒40的圆心与线阵CCD50中点等高。

信号处理线路板60安装在外壳的内部，用于负责将线阵CCD50的电信号转换为投影遮盖的像素的个数，并计算出卷烟直径，然后将结果显示在显示屏上。

本实用新型旋转装置包括嵌入在外壳内的轴承、设置在轴承上的转轴70以及设置在转轴两端的转轮80，转轴70上设有齿轮；转轴70平行于水平面，且转轴70平行于线阵CCD50接收面，转轴70的中点位于包含激光发射筒40圆心与线阵CCD50中点连线且垂直于水平面的平面上。

本实用新型卷烟限位轴90分别设置在两个转轮80的一侧，两个卷烟限位轴均垂直于水平面，两个卷烟限位轴轴心线所构成的平面平行于线阵CCD接收面，分置于包含激光发射筒圆心与线阵CCD中点连线且垂直于水平面的平面的两侧；转轮80与卷烟限位轴90所形成的夹角区域可以使直径9mm的料棒遮挡的激光所形成的投影处在线阵CCD的检测区内。

本实用新型卷烟放置槽100为两个对称设置，且切面为半圆形的长槽，该长槽的轴心线垂直于水平面，当放标准84.0mm长料棒时，料棒上端遮挡的平行激光投影在线阵CCD中点附近1mm区域内，卷烟放置槽的长度小于84.0mm；为了使本实用新型装置能够满足不同尺寸标准料棒高度的测量，本申请在其中任意一个卷烟放置槽的底部设有凸台101，凸台101的高度可根据实际需要测量的料棒长度来设定，此处不加赘述。

本申请中的驱动装置优选为电动机，在电动机的输出轴上安装驱动齿轮(图中未画出)，驱动齿轮通过一套齿轮变速机构与转轴上的齿轮齿合，从而带动旋转装置旋转；当然驱动装置也可以采用其它能够带动旋转装置旋转的设备，其功能只要和本申请的电动机功能一样，均落入本申请的保护之内，此处不加赘述。

参见图3所示，本实用新型测量卷烟直径时的原理为：

首先将卷烟110水平放置在转轮80上，由于重力作用，卷烟会被限定在转轮80与卷烟限位轴90构成的夹角空间内，卷烟在水平方向上与转轮相切，在垂直方向上与卷烟限位轴相切；转轮不动时，卷烟在激光投影方向上会产生投影，利用线阵CCD将投影转化为电信号，并将电信号传输给信号处理线路板，信号处理线路板将电信号转换为投影所覆盖的像素个数，并转化为绝对尺寸，最后将结果显示在显示屏上；此过程中通过操作按钮控制驱动转轮的电动机启停以及切换在显示屏上显示的信息；上述测量的精度可达到一个像素的大小；当转轮逆时针转动时，转轮与卷烟之间的摩擦力带动卷烟转动，又由于重力与卷烟限位轴的作用，卷烟始终保持在夹角空间内，不会超出激光覆盖范围，根据国标GB/T22838.3-2009指导思想，当卷烟转动超过180度以上时完成直径数据的测量。

参见图4所示，本实用新型测量卷烟长度时的原理为：

首先将标准84.0mm料棒放置在卷烟放置槽内，料棒上端会遮挡部分激光41，并在激光投影方向上产生投影42，利用线阵CCD测量此投影所覆盖的像素个数X，然后移除标准料棒，再放置被测卷烟110，同理测量卷烟的投影所覆盖的像素个数Y，将Y与X之间的像素个数住转换为绝对尺寸Z，则该卷烟的长度为84+Z，最后将结果显示在显示屏上；此测量精度可达一个像素的大小；根据GB/T22838.2-2009指导思想；可多次测量以算术平均值来表示卷烟长度。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种采用平行激光投影法测量卷烟长度和直径的便携装置，包括外壳、设置在外壳上的电源开关、充电接口、功能触摸按键以及显示屏，其特征在于，所述便携装置还包括：

一设置在外壳内部的激光发射筒，所述激光发射筒平行于水平面放置在外壳内部；

一设置在外壳内部的线阵CCD，所述线阵CCD的接收面垂直于水平面，所述激光发射筒与线阵CCD对称设置，且两者之间形成一卷烟长度、直径测量区，激光发射筒与线阵CCD接收面垂直，且激光发射筒的圆心与线阵CCD中点等高；

一用于接收线阵CCD电信号的信号处理线路板，其负责将线阵CCD的电信号转换为投影遮盖的像素的个数，并计算出卷烟直径，然后将结果显示在显示屏上；

一设置在卷烟长度、直径测量区内的旋转装置，所述旋转装置用于带动卷烟进行旋转，从而进行直径测量；

所述旋转装置包括嵌入在外壳内的轴承、设置在轴承上的转轴以及设置在转轴两端的转轮，所述转轴上设有齿轮；所述转轴平行于水平面，且转轴平行于线阵CCD接收面，转轴的中点位于包含激光发射筒圆心与线阵CCD中点连线且垂直于水平面的平面上；

两个卷烟限位轴，所述卷烟限位轴分别设置在转轮的一侧，所述两个卷烟限位轴均垂直于水平面，两个卷烟限位轴轴心线所构成的平面平行于线阵CCD接收面，分置于包含激光发射筒圆心与线阵CCD中点连线且垂直于水平面的平面的两侧；转轮与限位轴所形成的夹角区域可以使直径9mm的料棒遮挡的激光所形成的投影处在线阵CCD的检测区内；

一用于测量卷烟长度时放置卷烟的卷烟放置槽，所述卷烟放置槽设置在外壳上；

一设置在外壳内部，且用于带动旋转装置工作的驱动装置。

2.根据权利要求1所述的一种采用平行激光投影法测量卷烟长度和直径的便携装置，其特征在于：所述卷烟放置槽为两个对称设置，且切面为半圆形的长槽，该长槽的轴心线垂直于水平面，当放标准84.0mm长料棒时，料棒上端遮挡的平行激光投影在线阵CCD中点附近1mm区域内，卷烟放置槽的长度小于84.0mm。

3.根据权利要求1所述的一种采用平行激光投影法测量卷烟长度和直径的便携装置，其特征在于：所述其中任意一个卷烟放置槽的底部设有凸台，该两个卷烟放置槽用于放置不同尺寸标准的料棒。

4.根据权利要求1所述的一种采用平行激光投影法测量卷烟长度和直径的便携装置，其特征在于：所述驱动装置为电动机，所述电动机的输出轴上安装驱动齿轮，所述驱动齿轮通过一套齿轮变速机构与转轴上的齿轮齿合，从而带动旋转装置旋转。