CN211373814U - 精度检测装置和保润剂调制系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种精度检测装置和保润剂调制系统，涉及烟草技术领域。该精度检测装置包括控制器、计量泵、流量计、采样阀和料罐。计量泵和流量计设置在料罐的出料口和采样阀的进料口之间。采样阀的出料口通过第一管路与料罐的进料口连接。控制器分别与计量泵、流量计和采样阀电连接。本公开提高了系统精度检测的准确性。

Description

精度检测装置和保润剂调制系统

技术领域

本公开涉及烟草技术领域，特别涉及一种精度检测装置和保润剂调制系统。

背景技术

保润剂是烟草香精香料的一个重要配方，其通常是由丙二醇、甘油等单体按一定的配比调制而成。在调制过程中，根据流量计记录每种单体料液的重量，从而将各种单体料液进行混合以调制成保润剂。因此在保润剂调制过程中各单体配比的准确性直接影响保润剂的工艺质量，也影响到最终调制出来的香精香料的质量。因此为了确保保润剂调制系统的可靠性，有必要定期对保润剂调制系统的精度进行检测。

传统的检测方法是人工检测的方式。人工检测方法需要两个人配合，一个人读取记录流量计的读数，另一个人用桶从取样口取得样本并进行称重，最终得到经过流量计的样本重量读数M1与样本称重后的实际重量M2，计算出调制系统的精度。这种校准方式存在如下缺点：(1)流量计的读数靠人观察读取，存在一定的误差；(2)完成检测需要两个人配合，对两个人的配合默契程度要求高；(3)人工读取流量计读数容易存在失误，必须反复多次进行检测过程。因此这种检测方法一方面需要耗费较多的人力成本，另一方面两个人读取数据和取得样本的时间必须同步，否则也有可能出现较大误差。

实用新型内容

本公开解决的一个技术问题是：提供一种用于保润剂调制系统的精度检测装置，以提高精度检测的准确性。

根据本公开实施例的一个方面，提供了一种用于保润剂调制系统的精度检测装置，包括：控制器、计量泵、流量计、采样阀和料罐；所述计量泵和所述流量计设置在所述料罐的出料口和所述采样阀的进料口之间，所述采样阀的出料口通过第一管路与所述料罐的进料口连接；所述控制器分别与所述计量泵、所述流量计和所述采样阀电连接；其中，所述控制器接收设定重量值并对所述设定重量值进行修正以得到修正重量值，在预填充阶段控制所述计量泵运行以预填充料液，在预设的预填充时间到达后，读取所述流量计的初始重量值；在所述预填充阶段之后的采样阶段控制所述计量泵运行，并打开所述采样阀的采样口以对料液进行采样，当所述流量计的采样累计重量值达到所述修正重量值时关闭所述采样阀的采样口以停止采样；其中，所述采样累计重量值为所述流量计测得的实时累计重量值与所述初始重量值的差值；其中，对采集的料液称重以得到所述采集的料液的实际重量值，并根据所述设定重量值和所述实际重量值计算保润剂调制系统的计量精度。

在一些实施例中，所述计量泵的进料口通过第二管路与所述料罐的出料口连接，所述计量泵的出料口通过第三管路与所述流量计的进料口连接，所述流量计的出料口通过第四管路与所述采样阀的进料口连接。

在一些实施例中，所述控制器在开始采样时控制所述计量泵以第一速度运行，在所述采样累计重量值达到所述设定重量值的第一百分比时，控制所述计量泵以第二速度运行，在所述采样累计重量值达到所述设定重量值的第二百分比时，控制所述计量泵以第三速度运行；其中，所述第一速度>所述第二速度>所述第三速度，0<所述第一百分比<所述第二百分比<100％。

在一些实施例中，所述第一百分比的范围为65％至75％，所述第二百分比的范围为85％至95％。

在一些实施例中，所述计量精度Δ为：

其中， M1为所述设定重量值，M2为采集的料液的实际重量值。

在一些实施例中，所述精度检测装置还包括：人机界面单元，与所述控制器电连接；其中，所述人机界面单元将输入的设定重量值传输到所述控制器，以及响应于开始检测动作，向所述控制器发送开始信号以使得所述控制器开始执行精度检测操作。

在一些实施例中，所述精度检测装置还包括：称重设备，设置在所述采样阀的采样口的下方，与所述控制器电连接；其中，所述称重设备从所述采样阀的采样口接收料液，对所采集的料液进行自动称重以得到所述采集的料液的实际重量值，并将所述采集的料液的实际重量值发送到所述控制器；所述控制器根据所述设定重量值和所述实际重量值计算保润剂调制系统的计量精度。

在一些实施例中，所述修正重量值＝所述设定重量值×系数+修正参数，其中，所述系数和所述修正参数为预存储在所述控制器中的已知参数。

在一些实施例中，所述控制器在所述采样阶段控制关闭所述采样阀的出料口。

根据本公开实施例的另一个方面，提供了一种保润剂调制系统，包括如前所述的精度检测装置。

上述精度检测装置可以避免采样过程中因人工读取流量计读数失误导致采样不准的问题，从而提高了系统精度检测的准确性，并且节省了人力成本和时间。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是示出根据本公开一些实施例的用于保润剂调制系统的精度检测装置的结构示意图；

图2是示出根据本公开另一些实施例的用于保润剂调制系统的精度检测装置的结构示意图；

图3是示出根据本公开一些实施例的用于保润剂调制系统的精度检测方法的流程图；

图4是示出根据本公开一些实施例的在采样阶段控制计量泵运行的方法的流程图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1是示出根据本公开一些实施例的用于保润剂调制系统的精度检测装置的结构示意图。

如图1所示，该精度检测装置包括：控制器110、计量泵120、流量计130、采样阀140和料罐150。计量泵120和流量计130设置在料罐150的出料口152和采样阀140的进料口141之间。采样阀 140的出料口142通过第一管路161与料罐150的进料口151连接。控制器110分别与计量泵120、流量计130和采样阀140电连接。

料罐150可以储存料液。该料液为用于调制保润剂的一种单体料液。

计量泵120可以从料罐150抽取料液并输出该料液。即，该计量泵可以使得料液能够在精度检测装置中流动。该计量泵可以从控制器接收速度调节信号，并根据该速度调节信号调节自身的运行速度。

流量计130可以测量流过该流量计的料液的实时累计重量值，并将该实时累计重量值传输到控制器110。例如该实时累计重量值的单位可以为千克。在一些实施例中，该流量计130还可以将流过该流量计的料液的流量传输到控制器110。例如，该流量的单位可以为：千克/秒(kg/s)。

采样阀140包括采样口143。该采样阀140可以通过该采样口143 对料液采样。例如，采样阀140可以从控制器接收采样信号，并根据该采样信号打开采样口以进行采样。

控制器110可以接收设定重量值并对设定重量值进行修正以得到修正重量值。例如，修正重量值＝设定重量值×系数+修正参数。该系数和该修正参数为预存储在控制器中的已知参数。该系数和该修正参数可以由测试的物质(即单体料液)所决定。例如，系数的取值范围为1至1.01。例如，修正参数的取值范围为0.01至0.5。这里，为了使采集的料液样本重量能尽可能达到设定的重量值，通过上述系数和修正参数修正采样的设定重量值，即修正重量值＝操作人员输入的设定重量值×系数+修正参数。这样可以抵消管道的残留的误差，使得采集的样本重量更加接近样本的设定重量值。

该控制器110还可以在预填充阶段控制计量泵120运行以预填充料液，在预设的预填充时间到达后，读取流量计130的初始重量值。在该实施例中，通过预填充操作使得整个管道(也即整个精度检测装置)都充满料液，即计量泵、流量计、采样阀以及连接计量泵、流量计、采样阀和料罐的管道内都充满料液。这样在后续采样阶段能够更加精确地采样。在预设的预填充时间到后，控制器自动读取流量计数值，即初始重量值。例如，该预填充时间的范围可以为1分钟至3分钟。当然，本领域技术人员能够理解，本公开的预填充时间的范围并不仅限于此。

该控制器110还可以在预填充阶段之后的采样阶段控制计量泵 121运行，并打开采样阀140的采样口143以对料液进行采样，当流量计130的采样累计重量值达到修正重量值时关闭该采样阀140的采样口143以停止采样。这里，采样累计重量值为流量计测得的实时累计重量值与初始重量值的差值。例如，采样停止时的采样累计重量值＝采样停止时的实时累计重量值-初始重量值。

例如，控制器110在预填充时间到后向采样阀140发送采样信号，使得采样阀140打开采样口143，从而对料液进行采样；当从流量计 130读取的实时累计重量值表明实时累计重量值与初始重量值的差值 (即采样累计重量值)达到修正重量值时控制关闭采样阀140的采样口143，从而停止采样。

在一些实施例中，控制器110还可以在采样阶段控制关闭采样阀 140的出料口142。例如，控制器110向采样阀发送采样信号，采样阀 140可以在接收到采样信号时关闭该采样阀的出料口。

需要说明的是，在一些实施例中，控制器可以采用PLC (Programmable LogicController，可编程逻辑控制器)，例如西门子S7-300PLC。在另一些实施例中，控制器也可以采用硬件电路来实现。例如，可以采用比较器、加法器、乘法器和计时器等硬件组成控制电路来实现上述控制器。

在一些实施例中，对采集的料液(即料液样本)称重以得到采集的料液的实际重量值，根据设定重量值和实际重量值计算保润剂调制系统的计量精度。

例如，可以根据以下关系式计算保润剂调制系统的计量精度Δ为：

其中，M1为设定重量值，M2为采集的料液(即料液样本)的实际重量值。

至此，提供了根据本公开一些实施例的用于保润剂调制系统的精度检测装置。该精度检测装置包括：控制器、计量泵、流量计、采样阀和料罐。计量泵和流量计设置在料罐的出料口和采样阀的进料口之间，采样阀的出料口通过第一管路与料罐的进料口连接；控制器分别与计量泵、流量计和采样阀电连接。控制器接收设定重量值并对设定重量值进行修正以得到修正重量值，在预填充阶段控制计量泵运行以预填充料液，在预设的预填充时间到达后，读取流量计的初始重量值；在预填充阶段之后的采样阶段控制计量泵运行，并打开采样阀的采样口以对料液进行采样，当流量计的采样累计重量值达到修正重量值时关闭采样阀的采样口以停止采样。在对采集的料液称重后得到该料液的实际重量值，根据设定重量值和实际重量值计算保润剂调制系统的计量精度。

上述实施例的精度检测装置可以避免采样过程中因人工读取流量计读数失误导致采样不准的问题，从而提高了系统精度检测的准确性。例如，使用上述精度检测装置进行保润剂调制系统计量精度的检测只需一人就可以快速高效完成，节省了人力成本和时间。

在一些实施例中，如图1所示，计量泵120的进料口121通过第二管路162与料罐150的出料口152连接，计量泵120的出料口122 通过第三管路163与流量计130的进料口131连接，流量计130的出料口132通过第四管路164与采样阀140的进料口141连接。

在预填充阶段，计量泵120运行以从料罐150抽取料液，该料液依次经过计量泵120、流量计130和采样阀140，并从采样阀的出料口 142回到料罐150，从而将整个管路充满料液。

在采样阶段，采样阀140的采样口143打开而出料口142关闭，计量泵120运行以从料罐150抽取料液，该料液依次经过计量泵120、流量计130和采样阀140，并从采样阀的采样口143流出，从而实现对料液的采样。

在一些实施例中，控制器110可以在开始采样时控制计量泵120 以第一速度运行，在采样累计重量值达到设定重量值的第一百分比时，控制计量泵120以第二速度运行，在采样累计重量值达到设定重量值的第二百分比时，控制计量泵120以第三速度运行。例如，第一速度> 第二速度>第三速度。0<第一百分比<第二百分比<100％。

在一些实施例中，第一百分比的范围为65％至75％，第二百分比的范围为85％至95％。例如，第一百分比为70％，第二百分比为90％。

在上述实施例中，在采样开始后且采样累计重量值未达到设定重量值的第一百分比时，计量泵以第一速度运行从而高速采样。当采样累计重量值达到设定重量值的第一百分比(例如70％)时，计量泵切换至第二速度运行从而中速采样。这样，当采样累计重量值在设定重量值的第一百分比至第二百分比之间时，计量泵以第二速度运行从而中速采样。当采样累计重量值达到设定重量值的第二百分比(例如 90％)时，计量泵切换至第三速度运行从而低速采样。这样，当采样累计重量值达到设定重量值的第二百分比且直到采样结束，计量泵以第三速度运行从而低速采样。即，越接近采样结束，计量泵的运行速度越慢，采样越慢。通过在不同阶段计量泵使用不同的速度，可以在保证采样效率的同时，提高采样的准确度。

这里需要说明的是，上面描述的计量泵的速度(例如，第一速度、第二速度和第三速度)可以为流速或者转速。

例如，当采样累计重量值未达到设定重量值的70％时，计量泵按1.0kg/s(作为第一速度)的流速运行，当采样累计重量值在设定重量值的70％至90％时，按0.5kg/s(作为第二速度)的流速运行，当采样累计重量值达到设定重量值的90％后，按0.1kg/s(作为第三速度)的流速运行。例如，控制器可以存储计量泵的各个速度值，并可以根据PID(ProportionIntegration Differentiation，比例-积分- 微分)算法去控制计量泵的频率，进而控制计量泵的速度。在采样累计重量值位于设定重量值的不同百分比范围内采用恒定速度(例如流速)控制计量泵运行，可以更好地控制采样精度。

又例如，第一速度(例如第一转速)可以为1000转/分钟，第二速度(例如第二转速)可以为500转/分钟，第三速度(例如第三转速)可以为100转/分钟。

当然，本领域技术人员能够理解，上述第一速度、第二速度和第三速度可以根据实际需要来设定。因此，上述第一速度、第二速度和第三速度的具体值并不仅限于此。

图2是示出根据本公开另一些实施例的用于保润剂调制系统的精度检测装置的结构示意图。与图1所示的精度检测装置类似的，图 2所示的精度检测装置可以包括控制器110、计量泵120、流量计130、采样阀140和料罐150。

在一些实施例中，如图2所示，该精度检测装置还可以包括人机界面单元270。该人机界面单元270与控制器110电连接。例如，该人机界面单元可以包括触摸显示屏，或者显示器和输入键盘等。人机界面单元270可以将输入的设定重量值传输到控制器110，以及响应于开始检测动作，向控制器110发送开始信号以使得该控制器开始执行精度检测操作。

例如，在实际检测过程中，工作人员在人机界面单元中输入此次检测的样本设定重量值，而后点击人机界面上的精度检测开始按钮；人机界面单元就将输入的设定重量值传输到控制器，并向控制器发送开始信号以使得该控制器开始执行精度检测操作。

在一些实施例中，如图2所示，该精度检测装置还可以包括称重设备280。该称重设备280设置在采样阀140的采样口143的下方。该称重设备280与控制器110电连接。该称重设备280可以从采样阀的采样口143接收料液，对所采集的料液进行自动称重以得到该采集的料液的实际重量值，并将该采集的料液的实际重量值发送到控制器 110。该控制器110可以根据设定重量值和采集的料液的实际重量值计算保润剂调制系统的计量精度。在该实施例中，通过在采样阀的采样口下方设置称重设备，从而实现了对采集的料液的自动称重。

在另一些实施例中，也可以不设置该自动称重设备，而是由工作人员将采集的料液样本进行人工称重以得到样本的实际重量值，然后根据公式(1)计算得到保润剂调制系统的计量精度。

在本公开的一些实施例中，还提供了一种保润剂调制系统。该保润剂调制系统可以包括如前所述的精度检测装置，例如图1或图2所示的精度检测装置。

图3是示出根据本公开一些实施例的用于保润剂调制系统的精度检测方法的流程图。如图3所示，该精度检测方法可以包括步骤 S302至S310。

在步骤S302，接收设定重量值并对设定重量值进行修正以得到修正重量值。

例如，工作人员在人机界面单元中输入此次检测的样本的设定重量值，人机界面单元将输入的设定重量值传输到控制器；控制器接收该设定重量值并对设定重量值进行修正以得到修正重量值。

在步骤S304，在预填充阶段控制计量泵运行以预填充料液，在预设的预填充时间到达后，读取流量计的初始重量值。

例如，工作人员在人机界面单元点击精度检测开始按钮，人机界面单元向控制器发送开始信号以使得该控制器开始执行精度检测操作；控制器控制计量泵运行以使得整个管道都充满料液，并且判断预填充时间是否到达；如果预填充时间没有到达，则继续预填充料液，如果预填充时间到达，则读取流量计的初始重量值，并开始采样。

上述预填充时间可以预先设置在控制器内，也可以经过人机界面单元由工作人员输入到控制器内。

在步骤S306，在预填充阶段之后的采样阶段，控制计量泵运行，并打开采样阀的采样口以对料液进行采样，当流量计的采样累计重量值达到修正重量值时关闭采样阀的采样口以停止采样。该采样累计重量值为流量计测得的实时累计重量值与初始重量值的差值。

例如，控制器可以实时判断采样累计重量值是否达到修正重量值，如果没有达到修正重量值，则继续控制采样；如果达到修正重量值，则停止采样。

在步骤S308，对采集的料液称重以得到该采集的料液的实际重量值。

在步骤S310，根据设定重量值和实际重量值计算保润剂调制系统的计量精度。

至此，提供了根据本公开一些实施例的用于保润剂调制系统的精度检测方法。该精度检测方法可以避免采样过程中因人工读取流量计读数失误导致采样不准的问题，从而在一定程度上提高了系统精度检测的准确性，并且可以节省人力成本和时间。

在一些实施例中，在采样阶段控制计量泵运行的步骤可以包括：在开始采样时控制计量泵以第一速度运行；在采样累计重量值达到设定重量值的第一百分比时，控制计量泵以第二速度运行；以及在采样累计重量值达到设定重量值的第二百分比时，控制计量泵以第三速度运行。第一速度>第二速度>第三速度，0<第一百分比<第二百分比 <100％。这可以提高精度检测的准确性和工作效率。

图4是示出根据本公开一些实施例的在采样阶段控制计量泵运行的方法的流程图。如图4所示，该方法包括步骤S402至S416。

在步骤S402，开始采样。

在步骤S404，控制计量泵以第一速度运行。

在步骤S406，判断采样累计重量值是否达到设定重量值的第一百分比。如果是，则过程进入步骤S408；否则过程返回步骤S404，继续控制计量泵以第一速度运行。这里，0<第一百分比<100％。例如，该第一百分比为70％。

在步骤S408，控制计量泵以第二速度运行。这里，第二速度< 第一速度。

在步骤S410，判断采样累计重量值是否达到设定重量值的第二百分比。如果是，则过程进入步骤S412；否则过程返回步骤S408，继续控制计量泵以第二速度运行。这里，0<第一百分比<第二百分比 <100％。例如，该第二百分比为90％。

在步骤S412，控制计量泵以第三速度运行。这里，第三速度< 第二速度。

在步骤S414，判断采样累计重量值是否达到设定重量值。如果是，则过程进入步骤S416；否则过程返回步骤S412，继续控制计量泵以第三速度运行。

在步骤S416，停止采样。

至此，提供了根据本公开一些实施例的在采样阶段控制计量泵运行的方法。在该方法中，通过在不同阶段控制计量泵使用不同的速度，可以提高采样的工作效率和准确度，从而可以快速高效地完成采样。

在本公开的实施例中，上述精度检测装置和方法可以更加快速、准确地对保润剂调制系统的精度进行检测。通过控制设计实现检测过程中的自动取样，从而解决了传统人工检测方式存在的人为因素干扰多、耗费较多人力成本的问题。

至此，已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种用于保润剂调制系统的精度检测装置，其特征在于，包括：控制器、计量泵、流量计、采样阀和料罐；

所述计量泵和所述流量计设置在所述料罐的出料口和所述采样阀的进料口之间，所述采样阀的出料口通过第一管路与所述料罐的进料口连接；所述控制器分别与所述计量泵、所述流量计和所述采样阀电连接；

其中，所述控制器接收设定重量值并对所述设定重量值进行修正以得到修正重量值，在预填充阶段控制所述计量泵运行以预填充料液，在预设的预填充时间到达后，读取所述流量计的初始重量值；在所述预填充阶段之后的采样阶段控制所述计量泵运行，并打开所述采样阀的采样口以对料液进行采样，当所述流量计的采样累计重量值达到所述修正重量值时关闭所述采样阀的采样口以停止采样；其中，所述采样累计重量值为所述流量计测得的实时累计重量值与所述初始重量值的差值；

其中，对采集的料液称重以得到所述采集的料液的实际重量值，并根据所述设定重量值和所述实际重量值计算保润剂调制系统的计量精度。

2.根据权利要求1所述的精度检测装置，其特征在于，

所述计量泵的进料口通过第二管路与所述料罐的出料口连接，所述计量泵的出料口通过第三管路与所述流量计的进料口连接，所述流量计的出料口通过第四管路与所述采样阀的进料口连接。

3.根据权利要求1所述的精度检测装置，其特征在于，

所述控制器在开始采样时控制所述计量泵以第一速度运行，在所述采样累计重量值达到所述设定重量值的第一百分比时，控制所述计量泵以第二速度运行，在所述采样累计重量值达到所述设定重量值的第二百分比时，控制所述计量泵以第三速度运行；

其中，所述第一速度>所述第二速度>所述第三速度，

0<所述第一百分比<所述第二百分比<100％。

4.根据权利要求3所述的精度检测装置，其特征在于，

所述第一百分比的范围为65％至75％，所述第二百分比的范围为85％至95％。

5.根据权利要求1所述的精度检测装置，其特征在于，所述计量精度Δ为：

其中，M1为所述设定重量值，M2为采集的料液的实际重量值。

6.根据权利要求1所述的精度检测装置，其特征在于，还包括：

人机界面单元，与所述控制器电连接；

其中，所述人机界面单元将输入的设定重量值传输到所述控制器，以及响应于开始检测动作，向所述控制器发送开始信号以使得所述控制器开始执行精度检测操作。

7.根据权利要求1所述的精度检测装置，其特征在于，还包括：

称重设备，设置在所述采样阀的采样口的下方，与所述控制器电连接；

其中，所述称重设备从所述采样阀的采样口接收料液，对所采集的料液进行自动称重以得到所述采集的料液的实际重量值，并将所述采集的料液的实际重量值发送到所述控制器；所述控制器根据所述设定重量值和所述实际重量值计算保润剂调制系统的计量精度。

8.根据权利要求1所述的精度检测装置，其特征在于，

所述修正重量值＝所述设定重量值×系数+修正参数，其中，所述系数和所述修正参数为预存储在所述控制器中的已知参数。

9.根据权利要求1所述的精度检测装置，其特征在于，

所述控制器在所述采样阶段控制关闭所述采样阀的出料口。

10.一种保润剂调制系统，其特征在于，包括：如权利要求1至9任意一项所述的精度检测装置。

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