CN205333018U - 一种烟支和滤嘴棒的圆周检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种烟支和滤嘴棒的圆周检测装置。公开的烟支和滤嘴棒的圆周检测装置，传动齿轮及检测圆盘之上安装有随传动齿轮及检测圆盘转动的检测视窗座、平行光光源和CCD光电传感器，检测视窗座与传动齿轮及检测圆盘同轴安装，且检测视窗座与传动齿轮及检测圆盘中心开有通孔形成检测通道，检测视窗座两侧分别安装有圆形玻璃视窗，平行光光源和CCD光电传感器安装于传动齿轮及检测圆盘两侧，且平行光光源、两扇圆形玻璃视窗和CCD光电传感器处于一条直线；检测视窗座与导烟块连接，传动齿轮及检测圆盘与轴承座连接，导烟块的中心孔、检测通道和轴承座中心孔依次串接。该检测装置结构紧凑、维护简单，能够准确测量烟支和滤嘴棒的圆周。

Description

一种烟支和滤嘴棒的圆周检测装置

技术领域

本实用新型涉及到烟草加工领域，尤其涉及一种烟支和滤嘴棒的圆周检测装置。

背景技术

烟草行业使用的卷接机组和滤嘴成型机组生产的烟支和滤嘴棒的圆周指标是卷烟产品一项国标规定的重要物理指标，实际生产中烟支和滤嘴棒在加工过程中都是不圆体，烟支圆周的波动会产生漏气、掉头、皱纹等卷烟成品质量缺陷，直接影响烟支的外观质量问题，而滤嘴棒的圆周波动直接影响到后工序烟支生产的加工质量。

目前烟草加工制造使用的与卷接机组和滤嘴成型机组配套的或通过技术改进的在线圆周检测装置有以下几种：1、采用气压式圆周检测，但是检测受设备的速度变化、卷烟纸的厚度变化和透气度变化、检测头内部污垢等影响较大，经常出现检测精度不高和检测失误的现象；2、采用1组平行光束式CCD传感器，摆动180度测量N次直径，或采用2组平行光束式CCD传感器摆动90度测量N次直径，然后计算直径的平均值。但是必须有1根排线或电缆跟随检测装置摆动，提供传感器的电源和数据输出。反复的摆动易造成排线的损伤和故障多发；采样和数据处理装置必须与摆动装置同步进行，以保证同步均匀采样，摆动装置需要位置检测，造成电子电路部分设计复杂，造价高。3、采用2组对射式CCD传感器成90度放置，测量2个方向的直径，测量的2个方向的直径不能准确反映不圆体的圆周，只是2个纬度的直径，不符合烟支质量检验要求。

而且烟支和滤嘴棒制造环境存在较多烟灰、纸灰和胶雾情况，圆周检测装置由于密封问题容易进灰而导致检测装置轴承造成损坏，故障率高；传感器镜头部份因为经常使用毛刷清洁，造成镜头磨损影响检测精度，而圆周检测装置的传感器为一体化设计必须整体更换，配件费用高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种烟支和滤嘴棒的圆周检测装置，该检测装置结构紧凑、维护简单，能够准确测量烟支和滤嘴棒的圆周，以保证烟支和滤嘴棒的质量。

本实用新型提供的烟支和滤嘴棒的圆周检测装置，传动齿轮及检测圆盘之上安装有随传动齿轮及检测圆盘转动的检测视窗座、平行光光源和CCD光电传感器，检测视窗座与传动齿轮及检测圆盘同轴安装，且检测视窗座与传动齿轮及检测圆盘中心开有通孔形成检测通道，检测视窗座两侧分别安装有圆形玻璃视窗，平行光光源和CCD光电传感器安装于传动齿轮及检测圆盘两侧，且平行光光源、两扇圆形玻璃视窗和CCD光电传感器处于一条直线；检测视窗座与导烟块连接，传动齿轮及检测圆盘与轴承座连接，导烟块的中心孔、检测通道和轴承座中心孔依次串接。

优选地，所述检测视窗座与导烟块之间还有配气座，所述配气座为圆环形状，配气座内部内外环之间设置有进气通道，配气座外环边缘设置有进气管，配气座内环边缘设置有出气孔；检测视窗座前端设置有导气管，导气管上设置有进气孔，导气管套接在配气座内环内，导气管上的进气孔与配气座内环上的出气孔处于同一平面；导气管内部设置有导气块，导气块上下表面设置有气槽，所述检测通道、导气块中心孔与导烟块中心孔依次串联。

优选地，所述传动齿轮及检测圆盘为360度连续旋转。

优选地，所述配气座中进气通道旁和传动齿轮及检测圆盘后端分别设置有密封圈。

优选地，所述密封圈为高压旋转斯特封。

优选地，传动齿轮及检测圆盘之上还安装有无线供电接收线圈和无线供电发射线圈用以给CCD光电传感器提供电源。

优选地，所述CCD光电传感器包括驱动单元、光敏单元、模数转换单元、数据处理单元和无线收发单元，其中：

驱动单元，用于为模数转换单元、数据处理单元和无线收发单元提供电源；

光敏单元，用于将光线转变成模拟图像信号；

模数转换单元，与光敏单元连接，用于将光敏单元发出的模拟图像信号转换为数字图像信号，并发送给数据处理单元；

数据处理单元，将数字图像信号进行处理后发送给无线收发单元；

无线收发单元，与数据处理单元连接，进行数据收发。

优选地，所述无线收发单元采用无线蓝牙4.0串口模块。

优选地，所述装置还包括人机交互单元，用于通过无线方式与CCD光电传感器进行数据交换。

优选地，所述装置还包括步进电机用于驱动传动齿轮及检测圆盘。

本装置采用连续匀速旋转来测量烟条和/或滤嘴棒的直径，CCD光电传感器每秒均匀采样若干次并计算烟支或滤嘴棒的直径平均值进而得出烟支或滤嘴棒的平均圆周值。均匀采样烟条和/或滤嘴棒的直径并计算直径平均值后，能够保证准确测量烟支或滤棒的平均圆周值，由于旋转装置传动齿轮及检测圆盘与CCD光电传感器始终保持同步，不需要复杂的电子控制和采样设计，进一步确保了不圆体圆周值的计算精确。本装置安装在卷烟设备或滤棒成型设备的连续烟条或滤棒条的封口装置和打条器之后，烟条切割装置之前的中间位置。该位置空间窄小，本装置由于平行光光源、CCD光电传感器等全部集成在传动齿轮及检测圆盘之上，结构简单紧凑，维护简单，整个装置宽度只有50mm。

附图说明

图1为本实用新型提供的第一种烟支和滤嘴棒的圆周检测装置结构示意剖面图；

图2为本实用新型提供的一种传动齿轮及检测圆盘结构示意正视图；

图3为本实用新型提供的第二种烟支和滤嘴棒的圆周检测装置结构示意俯视图；

图4为本实用新型提供的一种CCD光电传感器结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

参见图1和图2，图1为本实用新型提供的第一种烟支和滤嘴棒的圆周检测装置结构示意剖面图。图2为本实用新型提供的一种传动齿轮及检测圆盘结构示意正视图。

本实用新型提供的烟支和滤嘴棒的圆周检测装置，传动齿轮及检测圆盘5之上安装有随传动齿轮及检测圆盘5转动的检测视窗座3、平行光光源14和CCD光电传感器11，检测视窗座3与传动齿轮及检测圆盘5同轴安装，且检测视窗座3与传动齿轮及检测圆盘5中心开有通孔形成检测通道，检测视窗座3两侧分别安装有圆形玻璃视窗12，平行光光源14和CCD光电传感器11安装于传动齿轮及检测圆盘5两侧，且平行光光源14、两扇圆形玻璃视窗12和CCD光电传感器11处于一条直线；检测视窗座3与导烟块1连接，传动齿轮及检测圆盘5与轴承座8连接，导烟块1的中心孔、检测通道和轴承座8中心孔依次串接。

优选地，所述传动齿轮及检测圆盘为360度连续旋转。

烟条和/或滤嘴棒13从导烟块1圆孔中心进入检测通道，检测视窗座3与传动齿轮及检测圆盘5中心孔形成检测通道，烟条和/或滤嘴棒13在检测通道中进行检测，检测完毕后从轴承座8的中心孔出来。传动齿轮及检测圆盘5之上安装检测视窗座3、平行光光源14和CCD光电传感器11，检测视窗座3两侧分别安装有圆形玻璃视窗12，平行光光源14和CCD光电传感器11安装于传动齿轮及检测圆盘5两侧，且平行光光源14、两扇圆形玻璃视窗12和CCD光电传感器11处于一条直线。当烟条和/或滤嘴棒13处于检测通道时，平行光光源14透过安装于检测视窗座3的一扇圆形玻璃视窗12将12mm宽的平行光束穿过烟条和/或滤嘴棒13以及另一扇的圆形玻璃视窗12进入CCD光电传感器11。传动齿轮及检测圆盘5作360度连续旋转，安装在传动齿轮及检测圆盘5上的检测视窗座3、平行光光源14和CCD光电传感器11也随传动齿轮及检测圆盘5绕烟条和/或滤嘴棒13作360度连续旋转，烟条和/或滤嘴棒13在检测通道中不随传动齿轮及检测圆盘5转动，平行光光源14和CCD光电传感器11作360度连续旋转时对烟条和/或滤嘴棒13的圆周进行采样，CCD光电传感器11每秒均匀采样若干次，并计算烟支或滤嘴棒13的直径平均值进而得出烟支或滤嘴棒13的平均圆周值。

优选地，传动齿轮及检测圆盘5每秒转动1次，CCD光电传感器11每秒钟均匀采样1000次，计算平均直径值后通过内部运算转换为平均圆周值。该装置直径检测精度达到5微米，圆周检测精度达到0.02mm。

本装置采用连续匀速旋转来测量烟条和/或滤嘴棒的直径，CCD光电传感器每秒均匀采样若干次并计算烟支或滤嘴棒的直径平均值进而得出烟支或滤嘴棒的平均圆周值。均匀采样烟条和/或滤嘴棒的直径并计算直径平均值后，能够保证准确测量烟支或滤棒的平均圆周值，由于旋转装置传动齿轮及检测圆盘与CCD光电传感器始终保持同步，不需要复杂的电子控制和采样设计，进一步确保了不圆体圆周值的计算精确。本装置安装在卷烟设备或滤棒成型设备的连续烟条或滤棒条的封口装置和打条器之后，烟条切割装置之前的中间位置。该位置空间窄小，本装置由于平行光光源、CCD光电传感器等全部集成在传动齿轮及检测圆盘之上，结构简单紧凑，维护简单，整个装置宽度只有50mm。

优选地，所述装置还包括步进电机10用于驱动传动齿轮及检测圆盘5。为了保证传动齿轮及检测圆盘5均匀旋转，可以采用伺服电机或步进电机对传动齿轮及检测圆盘5进行驱动。

参见图3，图3为本实用新型提供的第二种烟支和滤嘴棒的圆周检测装置结构示意俯视图。

由于烟支和滤嘴棒制造环境存在较多烟灰、纸灰和胶雾情况，为了保证检测的密封性，所述检测视窗座3与导烟块1之间还有配气座2，所述配气座2为圆环形状，配气座2内部内外环之间设置有进气通道，配气座2外环边缘设置有进气管，配气座2内环边缘设置有出气孔；检测视窗座3前端设置有导气管，导气管上设置有进气孔，导气管套接在配气座2内环内，导气管上的进气孔与配气座2内环上的出气孔处于同一平面；导气管内部设置有导气块4，导气块4上下表面设置有气槽，所述检测通道、导气块4中心孔与导烟块1中心孔依次串联。

压缩空气从配气座2外环的进气管中进入到配气座2内部的进气通道中，从配气座2内环上的出气孔，通过检测视窗座3前端的导气管上的进气孔进入检测视窗座3。导气管内部设置有上下表面开有气槽的导气块4，使进入检测视窗座3的压缩空气定向被导入到圆形玻璃视窗12之上。使用专用的检测视窗座3可方便更换和清洁，采用圆形玻璃视窗12确保密封，方便更换和维护，为视窗玻璃不间断提供了空气幕帘，确保灰尘和胶雾不与视窗接触。

在进一步的方案中，所述配气座中2进气通道旁和传动齿轮及检测圆盘5后端分别设置有密封圈9。

优选地，所述密封圈为高压旋转斯特封。

在配气座中2进气通道旁和传动齿轮及检测圆盘5后端分别设置有密封圈9，防止外部灰尘进入检测装置内。

优选地，传动齿轮及检测圆盘5之上还安装有无线供电接收线圈6和无线供电发射线圈7用以给CCD光电传感器11提供电源。所述无线供电方式可以为电磁感应方式、磁共振方式、电场偶合方式实现无线供电。当传动齿轮及检测圆盘5进行360旋转时，无摆动排线或电缆，采用无线供电方式为旋转检测装置的传感器提供电源。将无线线圈6、7集成在传动齿轮及检测圆盘5内，结构紧凑。

参见图4，图4为本实用新型提供的一种CCD光电传感器结构框图。

为了进一步的简化检测装置的结构，所述CCD光电传感器11包括驱动单元111、光敏单元112、模数转换单元113、数据处理单元114和无线收发单元115，其中：驱动单元111，用于为模数转换单元113、数据处理单元114和无线收发单元115提供为电源；光敏单元112，用于将光线转变成模拟图像信号；模数转换单元113，与光敏单元112连接，用于将光敏单元112发出的模拟图像信号转换为数字图像信号，并发送给数据处理单元114；数据处理单元114，将数字图像信号进行处理后发送给无线收发单元115；无线收发单元115，与数据处理单元114连接，进行数据收发。

CCD光电传感器11通过光敏单元112采集平行光光源14穿过烟条和/或滤嘴棒13的平行光，并将光线转变成模拟图像信号，模数转换单元113将光敏单元112发出的模拟图像信号转换为数字图像信号，并发送给数据处理单元114，数据处理单元114，将数字图像信号进行处理即计算出烟支或滤棒直径平均值后得到测量烟支或滤棒的平均圆周值，并将处理后结果通过无线收发单元115进行数据收发。

优选地，所述无线收发单元采用无线蓝牙4.0串口模块。

优选地，所述装置还包括人机交互单元，用于通过无线方式与CCD光电传感器进行数据交换。人机交互单元作为显示和操作界面，操作简单、直观，提供圆周实时数据、圆周实时趋势图、视窗污垢检测、烟支或滤嘴不圆度曲线、超标报警和输出、故障报警等功能。

以上对本实用新型所提供的一种烟支和滤嘴棒的圆周检测装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种烟支和滤嘴棒的圆周检测装置，其特征在于，传动齿轮及检测圆盘之上安装有随传动齿轮及检测圆盘转动的检测视窗座、平行光光源和CCD光电传感器，检测视窗座与传动齿轮及检测圆盘同轴安装，且检测视窗座与传动齿轮及检测圆盘中心开有通孔形成检测通道，检测视窗座两侧分别安装有圆形玻璃视窗，平行光光源和CCD光电传感器安装于传动齿轮及检测圆盘两侧，且平行光光源、两扇圆形玻璃视窗和CCD光电传感器处于一条直线；检测视窗座与导烟块连接，传动齿轮及检测圆盘与轴承座连接，导烟块的中心孔、检测通道和轴承座中心孔依次串接。

2.根据权利要求1所述的烟支和滤嘴棒的圆周检测装置，其特征在于，所述检测视窗座与导烟块之间还有配气座，所述配气座为圆环形状，配气座内部内外环之间设置有进气通道，配气座外环边缘设置有进气管，配气座内环边缘设置有出气孔；检测视窗座前端设置有导气管，导气管上设置有进气孔，导气管套接在配气座内环内，导气管上的进气孔与配气座内环上的出气孔处于同一平面；导气管内部设置有导气块，导气块上下表面设置有气槽，所述检测通道、导气块中心孔与导烟块中心孔依次串联。

3.根据权利要求2所述的烟支和滤嘴棒的圆周检测装置，其特征在于，所述传动齿轮及检测圆盘为360度连续旋转。

4.根据权利要求3所述的烟支和滤嘴棒的圆周检测装置，其特征在于，所述配气座中进气通道旁和传动齿轮及检测圆盘后端分别设置有密封圈。

5.根据权利要求4所述的烟支和滤嘴棒的圆周检测装置，其特征在于，所述密封圈为高压旋转斯特封。

6.根据权利要求5所述的烟支和滤嘴棒的圆周检测装置，其特征在于，传动齿轮及检测圆盘之上还安装有无线供电接收线圈和无线供电发射线圈用以给CCD光电传感器提供电源。

7.根据权利要求5所述的烟支和滤嘴棒的圆周检测装置，其特征在于，所述CCD光电传感器包括驱动单元、光敏单元、模数转换单元、数据处理单元和无线收发单元，其中：

驱动单元，用于为模数转换单元、数据处理单元和无线收发单元提供电源；

光敏单元，用于将光线转变成模拟图像信号；

模数转换单元，与光敏单元连接，用于将光敏单元发出的模拟图像信号转换为数字图像信号，并发送给数据处理单元；

数据处理单元，将数字图像信号进行处理后发送给无线收发单元；

无线收发单元，与数据处理单元连接，进行数据收发。

8.根据权利要求7所述的烟支和滤嘴棒的圆周检测装置，其特征在于，所述无线收发单元采用无线蓝牙4.0串口模块。

9.根据权利要求8所述的烟支和滤嘴棒的圆周检测装置，其特征在于，所述装置还包括人机交互单元，用于通过无线方式与CCD光电传感器进行数据交换。

10.根据权利要求3所述的烟支和滤嘴棒的圆周检测装置，其特征在于，所述装置还包括步进电机用于驱动传动齿轮及检测圆盘。