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_3

文档序号:9895878阅读:来源:国知局
块,均受计算机9控制;当计算机9软件发出指令,通过伺服驱动器驱动电机,实现第一 近红外光谱检测模块和第二近红外光谱检测模块在预设运动轨迹上进行机械运动; 所述的机械运动扫查装置2,包含安装于被测再造烟叶纸上方的第一运动扫查模块和 安装于被测再造烟叶纸下方的第二运动扫查模块;第一运动扫查模块上设置有运动导轨 201,第二运动扫查模块上设置有运动导轨202。
[0015]第一近红外光谱检测模块安装在第一运动扫查模块上,第二近红外光谱检测模块 安装在第二运动扫查模块上。
[0016]在目前造纸法再造烟叶产品过程质量控制领域,涂布均匀性和涂布液的稳定性控 制对再造烟叶产品质量起到重要作用,对涂布率及涂布均匀性的检测提出了很高的要求; 因此,以生产线上再造烟叶传送速度为lm/s、宽度为lm的再造烟叶纸为被测再造烟叶,采用 本发明的再造烟叶涂布均匀性在线检测系统进行检测; 如附图2所示,所述的第一光纤探头101和第二光纤探头102固定在机械运动扫查装置2 中的第一运动扫查模块上的横向运动导轨201上,两个光纤探头到被测再造烟叶3表面的距 离相等,都为〇.2m;第一运动扫查模块控制第一光纤探头101和第二光纤探头102沿相同方 向、以相同的〇. lm/s的速度做往返运动;第一光纤探头101和第二光纤探头102在运动导轨 201横向上的距离等于0.5m; 如附图2所示,所述的第三光纤探头103和第四光纤探头104固定在机械运动扫查装置2 中的第二运动扫查模块上的横向运动导轨202上,两个光纤探头到被测再造烟叶3表面的高 度相等,都为〇.2m;第二运动扫查模块控制第三光纤探头103和第四光纤探头104沿相同方 向、以相同的O.lm/s的速度做往返运动;第三光纤探头103和第四光纤探头104在运动导轨 202横向上的距离等于0.5m; 如附图3所示,第一光纤探头101、第二光纤探头102、第三光纤探头103和第四光纤探头 104在被测再造烟叶纸3上的运动扫查轨迹分别为如图3的轨迹线,各运动轨迹相互交错,呈 交叉网状形式; 所述的再造烟叶传送装置7与计算机电连接并受计算机9控制,用于进行造纸法再造烟 叶在生产线上的传输,该再造烟叶传送装置设置于机械运动扫查装置2和近红外光谱检测 装置1的下端部位。
[0017]所述的涂布均匀性智能控制装置6安装在再造叶传送装置上,并且该智能控制装 置6上设置有调节涂布液上料量8和涂布辊线4;可以根据计算机9上的主控制系统反馈的检 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;所述的涂布均匀性智能控 制装置6,调节涂布均匀性的方式可以是调节涂布液上料量8、智能控制涂布辊线4压力等工 艺方法; 所述的计算机9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; 所述的计算机9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 6; 所述的计算机9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2的运动速度、再造烟叶传送装置7的传送速度等,本实施例中设 定高速近红外光谱的积分时间为200ms; 所述的计算机9上的主控制系统控制所述的涂布均匀性智能控制装置6的参数,可以是 涂布辊线4压力、涂布液的流量、涂布点的位置等信息; 所述的计算机9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; 当近红外光源投向被测再造烟叶时,将在其表面和内部产生漫反射,由于不同样品的 成分不同,对近红外吸收也不同,经一阶导数预处理后,将近红外反射光谱和被测再造烟叶 样本的总糖、还原糖、氯、总氮等化学成分数据,用偏最小二乘法(PLS)建立模型;依据该定 量模型,计算机9可计算被测再造烟叶相应的化学成分含量,进而根据化学成分含量获得被 测再造烟叶的涂布均匀性数据; 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3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3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3下方; (4) 调整第一光纤探头101、第二光纤探头102、第三光纤探头103和第四光纤探头104的 位置,第一光纤探头101和第二光纤探头102横向上的距离等于被测烟叶纸3的宽度的一半; 第三光纤探头103和第四光纤探头104横向上的距离等于被测烟叶纸3的宽度的一半; (5) 通过计算机9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9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101、第二光纤探头102、第三光纤探头103和 第四光纤探头104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9; (8) 计算机9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9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6,通过调节涂布液8上料量、智能控制涂布辊线4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3的涂布均匀性的实时在线检测和控制。
[0018] 如附图4所示的是本发明的再造烟叶涂布均匀性在线检测系统原理框图,近红外 光谱探测器对被测再造烟叶进行实时检测,并将数据传入计算机中的主控制系统软件,软 件对相关检测数据进行快速处理并根据所建立的数学模型计算出被测再造烟叶的涂布均 匀性,并实时显示;当计算机根据预设算法分析出涂布均匀性较小或涂布液稳定性低于预 定阈值时,系统一方面反馈信息以便于工人及时进行调整控制,同时还能通过控制涂布液 的浓度,或者调节涂布液上料量、智能控制涂布辊线压力等工艺方法对涂布液稳定性进行 智能控制。
[0019] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人 员来说,在不脱离本发明技术原理的前
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