用于烟草行业的多区段杆状物品的测量设备和测量方法与流程

本发明的目标是用于烟草行业的多区段杆状物品的一种测量设备和一种测量方法。

在本文中，将使用术语“烟草行业的多区段杆状物品”。该术语意在包括烟草行业的任何杆状产品以及半成品，包括包含过滤区段的多区段过滤杆、包含过滤区段以及改变物品的香气或者提供这种香气的附加部件的多区段过滤杆、包含过滤区段以及改变所使用的过滤材料的过滤属性的附加物体的多区段过滤杆、包括过滤区段和非过滤区段二者的多区段杆、具有减少的烟草含量的多区段物品以及具有附接的单区段或多区段过滤嘴的香烟。

在制造过程中，烟草行业的多区段物品要作为半成品和成品接受质量检验。所检验的参数包括包含单个区段的长度、整个物品或者半成品的长度、物品或者半成品的直径、附加物体的尺寸、附加物体的位置等的几何参数。

美国专利申请公开文本2005/0054501a1公开了一种测量装置，其被设计成基于从物品反射的光或者穿过物品的光的强度的测量，来测量烟草行业的物品的属性，特别是成品香烟的属性，而物品在滚筒输送机上在相对于物品的轴线交叉的方向运动。文献wo2012/130402a1提出了一种用于在轴线方向上运动的物品的类似解决方案。然而，由于在接收反射的辐射时的可能的干扰，这些解决方案都不能确保足够的测量准确度。

本发明的目的是开发一种改进的测量设备和测量方法。

本发明的实质是一种用于借助于射向烟草行业的多区段杆状物品的电磁辐射束来测量该物品的几何参数的方法。根据本发明的方法的特征在于，借助于辐射接收装置，接收在由射向烟草行业的多区段物品的辐射引起的激励的影响下由烟草行业的多区段物品发出的辐射，并且产生与所接收的辐射相对应的信号。进一步地，在辐射接收装置中或者使用这种设备的控制系统中的处理工具，转换与由辐射接收装置接收的辐射相对应的信号，并且在此基础上，创建与多区段物品的视图相对应的图像。然后，借助于处理工具，基于在所创建的图像中可见的、由烟草行业的多区段物品发出的辐射的强度差异，确定物品的几何要素。进一步地，借助于处理工具，基于在图像中物品的几何要素的位置，测量多区段物品的几何参数。

进一步地，根据本发明的方法的特征在于，借助于处理工具，基于在图像中物品的几何要素的位置，测量单个区段物品和/或多区段物品的长度和/或直径。

进一步地，根据本发明的方法的特征在于，射向物品的表面的电磁辐射是波长范围在100nm与1500nm之间的辐射。

进一步地，根据本发明的方法的特征在于，射向物品的表面的电磁辐射是波长范围在300nm与400nm之间的辐射。

进一步地，根据本发明的方法的特征在于，射向物品的表面的电磁辐射是波长范围在630nm与650nm之间的辐射。

进一步地，根据本发明的方法的特征在于，接收在100nm与1500nm之间的波长范围的所述电磁辐射。

进一步地，根据本发明的方法的特征在于，在接收之前，借助于滤波器对多区段物品发出的辐射进行滤波，该滤波器传输的辐射的带宽对应于多区段物品发出的电磁辐射的波长带。

进一步地，根据本发明的方法的特征在于，波长范围在440nm与450nm之间的电磁辐射被接收。

进一步地，根据本发明的方法的特征在于，波长范围在680nm与690nm之间的电磁辐射被接收。

进一步地，根据本发明的方法的特征在于，波长范围在730nm与740nm之间的电磁辐射被接收。

进一步地，根据本发明的方法的特征在于，波长范围在720nm与1500nm之间的电磁辐射被接收。

进一步地，根据本发明的方法的特征在于，烟草行业的多区段物品包括含有珠子的区段，并且所测量的几何参数是珠子的位置。

进一步地，根据本发明的方法的特征在于，所创建的图像是数字图像，并且处理工具是使用微处理器和数字图像处理的工具。

根据本发明的解决方案使其能够灵活地调整测量设备以适配产品或者半成品的任意几何参数。制造商不必在制造产品变化的情况下承担设备更换的成本。

本发明的目标已经在附图中通过实施方案示出，在附图中：

图1示出包括输送多区段物品的滚筒输送机的机器的片段，

图2示出滚筒输送机上的多区段物品的视图，

图3和图4示出包括图2的物品的图像的接收装置的视场(fieldofview，视界)，

图5示出滚筒输送机上的另一多区段物品的视图，

图6和图7示出包括图5的物品的图像的接收装置的视场，

图8示出滚筒输送机上的香烟的视图，

图9示出包括图8的香烟的接收装置的视场。

烟草行业的多区段杆状物品通常沿着与其轴线交叉的方向被输送，沿其轴线输送不那么频繁，而在两种情况下均可以进行物品的质量检验。物品可以在滚筒输送机上以及在线性输送机诸如带式或链式输送机上沿着与其轴线交叉的方向被输送。图1示出用于在滚筒2、3和4上输送多区段物品1的机器的片段，而物品1在凹槽5中被输送，在凹槽5中通常借由沿着凹槽5布置的若干孔通过真空保持所述物品。位于滚筒3处的辐射源6产生射向物品1的侧表面的、主要垂直于物品1的轴线x的被标记为6a的电磁辐射束，但是也可能将辐射束以任意角度射向物品1的轴线x，并且甚至沿着该轴线，在沿着与轴线x交叉的方向输送以及在对应于轴线x的方向输送的两种情况下都如此。所施加的辐射6a可以具有在可见范围以及不可见范围内的波长。在烟草行业中使用的某些材料吸收辐射并且发出标记为7a的具有不同波长的辐射，波被辐射接收装置7例如照相机记录。

辐射源6和辐射接收装置7都与控制系统30相连，该控制系统分别通过发送信号31和接收信号32来控制其操作。

图2示出位于滚筒3的凹槽5中的多区段物品1的视图，不过其被示出为似乎包裹材料或多种包裹材料是透明的，并且所有组成区段1a、1b、1c和1d都是可见的。通常，实际上，单个组成区段1a、1b、1c和1d从外部是不可见的。所述包裹材料或多种包裹材料对于可见和不可见的电磁辐射均为至少部分半透明的。图3示出由辐射接收装置7“看到”的多区段物品1，即示出了具有物品1的图像p的辐射接收装置7的视场8，而它是主要垂直于物品1的轴线x的方向上的视场。辐射接收装置可以以任意角度射向物品1的轴线x，并且甚至轴向地，这取决于想要使物品的哪部分可见。辐射接收装置7记录作为物品1的区段的材料分子被辐射6a激发的结果而由多区段物品1发出的辐射7a。以不同程度被加点标记的各个区段1a、1b、1c和1d的区域显示由区段发出的辐射7a的不同强度。辐射接收装置(7)产生与所接收的辐射7a相对应的信号32，并且将该信号发送至控制系统30。也可以在辐射接收装置7中处理所述辐射7a。可以使用控制系统30的处理工具33来处理信号32。

辐射6a可以在100nm与1500nm之间的波长范围内。在区段含有烟草或者处理过的烟草的情况下，有利的是使用波长范围在300nm与400nm之间的辐射。还有利的是，使用波长范围在630nm与650nm之间的辐射。发出的辐射7a可以在100nm与1500nm之间的波长范围内。辐射7a可以由在辐射6a的影响下区段1a、1b、1c、1d发出的辐射以及作为被反射的辐射6a的辐射组成。为了避免对测量的干扰，可以使用如下滤波器，该滤波器具有的通带宽度与物品1发出的电磁辐射的带相对应。优选地，在440nm与450nm之间、在680nm与690nm之间、在730nm与740nm之间以及在720nm与1500nm之间的波长范围内接收辐射。

图4示出与图3所示的相同的视场8，而由于在来自物品1的区段1a、1b、1c、1d的辐射中所记录的差异，在辐射接收装置中或者这种装置的控制系统中记录的数字图像中，已经标记出分别构成区段1a和1b、1b和1c以及1c和1d之间的分界线的线10、11和12。通过分界线10和11的确定的位置，可以精确地测量这些线之间的距离z1，即作为区段1b的长度的在区段边缘之间的距离。同样地，可以在垂直于线10、11的方向上标记限定区段1a的界限的线21和22。通过线21和22以及区段1a的母线(generatingline，生成线)的确定的位置，可以测量该区段的直径d1。构成处理工具33的用于图像处理的已知程序可以用于标记限制或者限定区段或者整个物品的轮廓的界线，并且用于处理图像p本身。

图5示出位于滚筒3的凹槽5中的多区段物品1’的视图，而其与物品1的不同之处在于在区段1c’中放置有珠子9，例如该珠子具有芳香物质，并且此外，区段1b’和1c’由与图2中的区段1b和1c不同的材料制成。与之前的情况类似，在所记录的物品1’的数字图像p’中，由于来自物品1’的单个区段和部件的辐射7a的强度差异的存在，已经标记出分别限制区段1b’与1c’的界限的线13以及限制区段1c’与1d的界限的线14，基于此可以确定区段1c’的长度z2。进一步地，已经标记出限定珠子9的线15；在此情况下，线接近于圆形，此外，还标记了在圆15的中心交叉的垂直线16与水平线17。通过确定圆15的中心以及分界线13的位置，可以确定从珠子9的中心到区段1c’的左边缘的距离，该距离被标记为z3。图7也在左侧示出限定区段1a和整个物品1’的线18，该线18的标记允许确定距离z4(即，从物品1’的左边缘到区段1c’的左边缘的位置)以及距离z5(即，从物品1’的左边缘到珠子9的位置)。

还可以使用对测量方法的描述来测量包裹材料的几何参数，例如可以测量物品的过滤部分或烟草部分的包装纸的长度。图8示出过滤嘴位于输送滚筒3的凹槽中的香烟形式的物品1”，而物品的包裹有滤嘴1f的包裹物的部分以及物品的包裹有烟草部分1t的包裹物的部分是可见的。图9以图像p”的形式示出图8的物品，因为在视场8中其对于辐射接收装置是可见的，而相似地，借助于加点线标记出所接收的辐射中的差异。