一种造纸法再造烟叶涂布均匀性在线检测系统及检测方法_2

文档序号:9895878阅读:来源:国知局
方向,在同一时刻相反; 优选的,第一光纤探头、第二光纤探头、第三光纤探头和第四光纤探头在被测再造烟叶 纸上的运动扫查轨迹相互交错,呈网状形式; 所述的再造烟叶传送装置,受计算机控制,用于进行造纸法再造烟叶在生产线上的传 输; 优选的,所述的再造烟叶传送装置传送再造烟叶的速度为〇~5m/s; 所述的涂布均匀性智能控制装置,可以根据计算机上的主控制系统的反馈的检测结 果,实时调节涂布过程中相关工艺参数,保证涂布均匀稳定; 优选的,所述的涂布均匀性智能控制装置,调节涂布均匀性的方式可以是调节涂布液 上料量、智能控制涂布辊线压力等工艺方法; 所述的计算机上安装了主控制系统软件,用于检测过程控制,接收近红外光谱检测装 置所述输出的光谱检测数据,检测数据存储,采用预设的数据处理算法对采集的数据进行 处理,并通过预设的数学模型和预设的涂布均匀性判断算法,计算涂布均匀性; 优选的,采用偏最小二乘法(PLS)建立所述的数学模型,将近红外光谱信息与被测再造 烟叶样品的相关化学成分数据关联; 所述的计算机上的主控制系统,实时地将检测结果反馈给涂布均匀性智能控制装置; 所述的计算机上的主控制系统控制检测过程的参数,可以是高速近红外光谱仪的积分 时间、机械运动扫查装置的运动速度、再造烟叶传送装置的传送速度等; 所述的计算机上的主控制系统控制所述的涂布均匀性智能控制装置的参数,可以是涂 布辊线压力、涂布液的流量、涂布点的位置等信息; 所述的计算机与其他各个部件装置连接过程中,数据的接收和控制信号的发送的方式 采用无线传输方式; 所述的预设的数据处理算法可以是一阶导数处理、多元散射校正、数据平滑、基线校 正、正交信号校正和小波变换等数学算法(参考在先技术[3],宋海燕,土壤近红外光谱检测 [M],北京:化学工业出版社,2013.12); 一种造纸法再造烟叶涂布均匀性在线检测方法,实现步骤如下: (1) 将检测系统固定在再造烟叶经涂布工序后的传送装置支架上; (2) 首先对近红外光谱检测模块进行扫查探测坐标标定,建立扫查坐标系与被测再造 烟叶笛卡尔坐标系的映射关系; (3) 调整光源、第一近红外光谱检测模块、第二近红外光谱检测模块、第一运动扫查模 块和第二运动扫查模块的位置,将第一近红外光谱检测模块安装在第一运动扫查模块上并 位于被测再造烟叶上方,将第二近红外光谱检测模块安装在第二运动扫查模块上并位于被 测再造烟叶下方; (4) 调整第一光纤探头、第二光纤探头、第三光纤探头和第四光纤探头的位置,第一光 纤探头和第二光纤探头横向上的距离等于被测烟叶纸的宽度的一半;第三光纤探头和第四 光纤探头横向上的距离等于被测烟叶纸的宽度的一半; (5) 通过计算机上的主控制系统,设定高速近红外光谱仪的积分时间和机械运动扫查 装置的运动速度; (6) 启动本发明的涂布均匀性在线检测装置,采集近红外光谱仪暗条件下的光谱和参 考样本的光谱信息; (7) 开启再造烟叶生产线,计算机上的主控制系统控制探测器传动模块对近红外光谱 检测装置的运动状态进行控制,第一光纤探头、第二光纤探头、第三光纤探头和第四光纤探 头分别按照预设速度和运动方向实时检测被测再造烟叶的光谱信息,并将数据信息传送给 计算机; (8) 计算机上的主控制系统软件对采集的近红外光谱数据采用预设的算法进行处理和 分析,计算被测再造烟叶的涂布均匀性; (9) 当计算机上的主控制系统根据预设涂布均匀性判别算法判断涂布均匀性低于预设 阈值时,会反馈信息并显示被测再造烟叶上涂布不均匀的区域,并控制涂布均匀性智能控 制装置,通过调节涂布液上料量、智能控制涂布辊线压力等工艺方法,调节涂布均匀性,从 而实现对被测再造烟叶的涂布均匀性的实时在线检测和控制。
[0010] 与在先技术相比,本发明具有如下优点: 1、 本发明采用高速近红外光谱在线检测方式采用预设算法处理光谱数据,分析被测再 造烟叶涂布均匀性,检测速度快、精度高; 2、 本发明的涂布均匀性在线检测系统结合机械扫查装置,实现对生产过程中的再造烟 叶涂布均匀性进行实时检测,当检测结果不符合均匀性生产要求时会反馈信息,便于及时 调整控制。
[0011] 本发明还具有如下特点: 1、 两组光纤探头分别检测被测再造烟叶上方和下方的光谱数据,检测准确度更高; 2、 四个光纤探头在再造烟叶纸上的运动扫查轨迹呈交叉网状,采样速度快,采样密度 高,漏检率低。
【附图说明】
[0012] 图1为本发明的再造烟叶涂布均匀性在线检测系统示意图; 图2为探测器运动扫查轨迹示意图; 图3为探测器传动结构示意图; 图4为本发明的再造烟叶涂布均匀性在线检测系统原理框图; 1、红外光谱检测装置;2、机械运动扫查装置;3、再造烟叶;4、涂布辊线;5、传送带;6、智 能控制装置;7、再造烟叶传送装置;8、调节涂布液上料量;9、计算机;101、第一光纤探头; 102、第二光纤探头;103、第三光纤探头;104、第四光纤探头;201、运动导轨、202、运动导轨。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合附图和实施例,对本发明的【具体实施方式】作进一步描述。以下实施例仅 用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0014] 本发明具体实施例如下: 图1为本发明的再造烟叶涂布均匀性在线检测系统示意图,由图可见,该系统结构包 括:本装置包括近红外光谱检测装置1、机械运动扫查装置2、再造烟叶传送装置7、涂布均匀 性智能控制装置6和计算机9; 所述的近红外光谱检测装置1,对进入检测区的涂布后被测再造烟叶3进行检测,检测 出被测再造烟叶近红外光谱,向所述的计算机9输出相应检测数据,该检测数据包含被测再 造烟叶3中预定对比波长区间的近红外光谱数据; 所述的近红外光谱检测装置1,包含安装于被测再造烟叶3上方的第一近红外光谱检测 模块和安装于被测再造烟叶纸下方和第二近红外光谱检测模块; 所述的第一近红外光谱检测模块,包含近红外光源、高速近红外光谱仪、光纤、第一光 纤探头101和第二光纤探头102; 所述的第二近红外光谱检测模块,包含近红外光源、高速近红外光谱仪、光纤、第三光 纤探头103和第四光纤探头104; 所述的第一近红外光谱检测模块201,用来检测被测再造烟叶上表面光谱数据; 所述的第二近红外光谱检测模块,用来检测被测再造烟叶下表面光谱数据; 所述的第一近红外光谱检测模块上和所述的第二近红外光谱检测模块上的近红外光 源、高速近红外光谱仪、光纤和光纤探头的规格和性能参数相同; 优选的,所述的高速近红外光谱仪的测量范围是900~2500nm; 优选的,所述的高速近红外光谱仪的积分时间是1 〇~1 〇〇〇ms; 所述的近红外光谱检测装置1上安装的第一近红外光谱检测模块和第二近红外光谱检 测模
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