CN205879781U - 一种红外线水分仪测量误差自动判定及显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种红外线水分仪测量误差自动判定及显示装置，该装置包括温湿度仪、PLC控制器、Ethernet交换机、监控机和红外线水分仪，所述的红外线水分仪主要由水分仪探头和水分仪HMI组成。所述的红外线水分仪、PLC控制器和监控机通过Ethernet交换机相连接，采用基于TCP/IP通信协议的现场总线通信；所述的PLC控制器通过I/O接口采集了温湿度仪输出的模拟量信号。该装置可以提前计算和预判红外线水分仪在当前环境温湿度下的检测误差，并能实时将水分仪测量误差值在监控系统中显示，质量检验员可以根据该误差值的大小作出是否校准水分仪的决策。

Description

一种红外线水分仪测量误差自动判定及显示装置

技术领域

本实用新型涉及烟草制品水分的测量装置，特别指红外线水分仪在线测量误差的数学计算模型和显示装置。

背景技术

红外线水分仪是一种无接触式的在线检测仪器，使用方便、维护简单，广泛地应用在烟草制品加工生产线中。红外线水分仪主要由水分仪探头、水分仪HMI及连接电缆组成，水分仪探头安装于待测物料上方约200mm处。其工作原理是利用水分仪探头发出的红外光束照射到被检测物料的表面，表面物料的水分子对红外光进行吸收和反射，反射后的红外光束被探测头内置的光学系统接收和处理，得到被测物的水分含量。由于红外光线的特点，红外线水分仪的检测误差容易受物料表面的颜色、形状、物料配方和环境的温湿度的影响。

一般水分仪的校准方法采用烘箱法(含水率检测法)，即以烘箱检测的水分值作为计算红外线水分仪测量误差的标准值，通过计算水分仪的检测值和烘箱法的测量值之间的误差来修正水分仪的基值，使得水分仪的显示值与烘箱法的测量值一致。随着卷烟工艺技术的发展，卷烟工艺技术的控制方向已由结果控制转向过程控制，因此红外线水分仪作为烟草制品水分的测量量仪器，其测量的准确性显得尤为重要。然而由于烘箱法检测烟丝水分每次时长要2小时，无法及时发现和修正在线红外线水分仪的测量误差，特别是当环境温湿度波动比较大时，对产品的质量产生不良的影响。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种红外线水分仪测量误差自动判定及显示装置。该装置可以提前计算和预判红外线水分仪在当前环境温湿度下的检测误差，并能实时将水分仪测量误差值在监控系统中显示，质量检验员可以根据该误差值的大小作出是否校准水分仪的决策。

为实现上述目的，本实用新型技术方案为：

一种红外线水分仪测量误差自动判定及显示装置，该装置包括温湿度仪、PLC控制器、Ethernet交换机、监控机和红外线水分仪；所述的红外线水分仪、PLC控制器和监控机通过Ethernet交换机相连接，采用基于TCP/IP通信协议的现场总线通信；所述的PLC控制器通过I/O接口采集了温湿度仪输出的模拟量信号。

如上所述的一种红外线水分仪测量误差自动判定及显示装置，所述的红外线水分仪主要由水分仪探头和水分仪HMI组成。

上述技术方案的有益之处在于：

本实用新型红外线水分仪测量误差自动判定及显示装置通过实时采集生产作业环境的温湿度值，经过PLC控制器的计算并在监控机上输出，可以实时反映在线水分仪检测误差受环境温湿度变化的影响，为质量检验员校准水分仪提供参考依据。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型装置的结构示意图一；

图2是本实用新型装置的结构示意图二；

图3是本实用新型装置的数据处理流程示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1、2所示的一种红外线水分仪测量误差自动判定及显示装置，该装置包括温湿度仪1、PLC控制器2、Ethernet交换机3、监控机4和红外线水分仪5,所述的红外线水分仪5主要由水分仪探头51和水分仪HMI52组成。

本实用新型红外线水分仪5、PLC控制器2和监控机4通过Ethernet交换机3相连接，采用基于TCP/IP通信协议的现场总线通信；所述的PLC控制器2通过I/O接口采集了温湿度仪1输出的模拟量信号。以通过实时采集生产作业环境的温湿度值，经过PLC控制器2的计算并在监控机4上输出，可以实时反映在线水分仪检测误差受环境温湿度变化的影响，为质量检验员校准水分仪提供参考依据。

如图2所示，本实用新型红外线水分仪测量误差自动判定及显示装置实施步骤如下：

首先质检员每次校准水分仪取样时须同时记录当时环境温度值(t₀)和湿度值(Ψ₀)，经烘箱法校验后在修正水分仪基值时同时在监控界面上输入取样时环境的温湿度值(t₀和Ψ₀)。

其次，PLC控制器2接收来自温湿度传感器1输出的当前环境下的温度(t₁)和湿度(Ψ₁)信号。

PLC控制器2将采集的两种状态下的环境温湿度值根据公式

$\mathrm{\ϵ}=\frac{1.88357}{{\mathrm{\ψ}}_0*{\mathrm{\Σ}}_{i=0}^5{b}_i*t_0^i}-\frac{1.88357}{{\mathrm{\ψ}}_1*{\mathrm{\Σ}}_{i=0}^5{b}_i*t_1^i}$

计算水分仪所检测烟丝水分的测量误差值ε。

其中为标准大气压下环境温度为t₀和t₁时，饱和空气的含湿量，b_i为多项式系数。

b₀＝3.703

b₁＝0.286

b₂＝9.164*10^-3

b₃＝1.446*10^-4

b₄＝1.741*10^-6

b₅＝5.195*10^-8

最后将水分仪显示误差值ε通过监控器4输出供操作及质检员参考。

本实用新型红外线水分仪测量误差自动判定及显示装置，可以在监控机4上实时显示红外线水分仪5的测量值的误差，为质量检验人员校准水分仪提供判断的依据和参考，解决水分仪受车间环境温湿度变化而引起的检测误差。

上述说明示出并描述了本实用新型的优选实施例，如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (2)

1.一种红外线水分仪测量误差自动判定及显示装置，其特征在于：该装置包括温湿度仪(1)、PLC控制器(2)、Ethernet交换机(3)、监控机(4)和红外线水分仪(5)；所述的红外线水分仪(5)、PLC控制器(2)和监控机(4)通过Ethernet交换机(3)相连接，采用基于TCP/IP通信协议的现场总线通信；所述的PLC控制器(2)通过I/O接口采集了温湿度仪(1)输出的模拟量信号。

2.如权利要求1所述的一种红外线水分仪测量误差自动判定及显示装置，所述的红外线水分仪主要由水分仪探头(51)和水分仪HMI(52)组成。