一种滤棒圆周激光检测组件

专利摘要:
本实用新型涉及卷烟滤棒检测技术领域，更具体地，涉及一种滤棒圆周激光检测组件。具体包括激光检测器以及同轴且依次设置的配气座、导气块、检测座，所述导气块一端卡接于检测座，另一端穿插于配气块；所述导气块的轴心挖空有用于传送滤棒的过孔；所述检测座为空心结构，检测座轴向两端留有进出口；所述检测座的径向侧面设有若干透视面，所述激光检测器绕检测座径向设置，且对应各透视面。本实用新型用激光检测器对滤棒圆周进行非接触检测，易于控制，而且检测精度高，响应速度快，满足高速生产下对滤棒圆周的测量。
公开号:CN214333681U
申请号:CN202120327341.5U
申请日:2021-02-04
公开日:2021-10-01
发明作者:姚景扬；梁建刚；彭韶波；肖文睿；曾锐；李崇威
申请人:China Tobacco Guangdong Industrial Co Ltd；
IPC主号:G01B11-08

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及卷烟滤棒检测技术领域，更具体地，涉及一种滤棒圆周激光检测组件。
[n0002] 滤棒圆周是卷烟产品的一项重要物理指标，滤棒圆周波动过大会直接导致卷烟烟支漏气、滤嘴脱落、接装部位皱纹等接装质量问题，因此，滤棒圆周是滤棒成型工序的关键控制指标，同时也是控制的难点。目前滤棒成型机的主力机型KDF2使用的是气压式圆周检测方法，是借助气压检测方法测量滤棒圆周的，气路分成基准气压和测量气压，当滤棒通过测量喷嘴时，测量喷嘴通过空气量的大小反映出滤棒圆周的大小，存在精度低、稳定性差、滞后大等情况。而由于KDF2成型机组结构紧凑，空间尺寸极为有限，无法满足传统的光电式滤棒圆周检测装置安装空间要求。
[n0003] 公开号为CN104432497B的中国专利在2016-05-11公开了一种烟支和滤棒圆周在线检测控制装置及其方法，采用气压进行滤棒圆周检测，能对检测用气进行实时闭环控制调节，同时具备清理功能。但是测量信号极易被干预，气压、圆周转变是非线性转变，常需停机保养，造成的设备运行效率低、原辅料消耗大等问题，严重制约了滤棒圆周稳定性的提高。
[n0004] 本实用新型为克服上述现有技术所述的缺陷，提供了一种滤棒圆周激光检测组件，采用激光检测器对滤棒圆周进行非接触检测，易于控制，而且检测精度高，响应速度快，满足高速生产下对滤棒圆周的测量。
[n0005] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
[n0006] 一种滤棒圆周激光检测组件，包括激光检测器以及同轴且依次设置的配气座、导气块、检测座，所述导气块一端卡接于检测座，另一端穿插于配气块；所述导气块的轴心挖空有用于传送滤棒的过孔；所述检测座为空心结构，检测座轴向两端留有进出口；所述检测座的径向侧面设有若干透视面，所述激光检测器绕检测座径向设置，且对应各透视面。整体组件尺寸小巧，满足KDF2成型机组安装空间要求。滤棒在检测时，依次通过检测座、导气块、配气座，其中，滤棒在检测座中进行检测，激光检测器透过透视面，对滤棒圆周进行非接触检测，得出滤棒的圆周值。
[n0007] 进一步地，所述检测座设有四个透视面，各透视面两两夹角为直角；所述激光检测器的数量为两个，两个激光检测器呈十字型排布；每个激光检测器包括相配合的发射器和接收器，发射器、接收器分别位于相对的两个透视面外侧。
[n0008] 其中，发射器的激光源发射激光经过反射和透镜形成了连续的平行光束，当滤棒处于发射器和接收器之间时，平行光束垂直照射滤棒在CCD接收器上形成阴影，线性排列受光组件CCD可以精确测量出滤棒直径变化形成的阴影面积的大小，放大器接收来自CCD的光信号再将其转换成与滤棒直径相关的模拟电信号。
[n0009] 由于滤棒不是标准的正圆，其圆度受压力的影响，为提升滤棒圆周检测的精度，避免单一波长的激光造成的激光干涉问题，因此采用两组激光检测器检测方案，两组激光检测器在同一径向面呈十字对称分布，构成非接触测量方案，水平方向的激光检测器测得滤棒直径值A，垂直方向的激光检测器测得滤棒直径值B。通过计算A和B的差值(A-B)来计算滤棒的圆度，通过计算A和B和值(A+B)平均值来计算滤棒的圆周值。
[n0010] 进一步地，所述激光检测器为激光传感器，所述透视面包括透视孔以及覆盖于透视孔上的透视玻璃，所述透视孔正对检测座轴心位置。透视孔为检测座上的原生孔，透视孔对齐检测座轴心位置，以便滤棒通过时位于检测区域内。同时，透视玻璃安装固定于检测座上，覆盖透视孔，便于让光线透过检测座完成检测任务。
[n0011] 进一步地，所述配气座设有若干进气孔，所述导气块设有通向检测座内的导气孔，所述进气孔与导气孔相连通。灰尘堆积对激光式透过检测方式有非常大的影响，及时对检测部位进行清洁非常必要。在配气座内部形成一个气腔，压缩空气通过配气座的进气孔进入，气腔内的压缩空气经导气块的四个导气孔吹射到检测座的透视玻璃内表面上，对透视玻璃进行清洁，以防灰尘堆积造成检测失真。
[n0012] 进一步地，所述导气块包括依次连接的卡接段、过渡段和锁紧段，锁紧段直径小于过渡段直径，所述卡接段与检测座卡接；所述导气孔同时贯穿卡接段和过渡段，并平行于过孔。过渡段、锁紧段均穿插于配气座中。
[n0013] 进一步地，所述卡阶段、过渡段、锁紧段一体成型。
[n0014] 进一步地，还包括紧固件，所述紧固件设于配气座远离导气块的一侧；所述导气块整体贯穿配气座，所述紧固件与锁紧段可拆卸连接并锁紧。紧固件对整个部件进行轴向固定。
[n0015] 进一步地，所述紧固件为抱箍结构。紧固件对导气块的锁紧段进行抱紧。
[n0016] 进一步地，所述检测座远离导气块一侧的进出口为锥形喇叭口形状，所述检测座设有排气孔。检测座前端进出口设计成锥形喇叭口形状，用于引导滤棒进入检测区域和过孔。
[n0017] 进一步地，所述透视玻璃为石英玻璃。
[n0018] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型公开了一种滤棒圆周激光检测组件，采用激光检测器对滤棒圆周进行非接触检测，易于控制，相对于气压检测来说，检测精度也更高。通常会利用两组呈十字对称分布的激光检测器对滤棒圆周进行非接触式检测，提高滤棒圆周检测的精确性，以达到更稳定的滤棒圆周控制效果，并且检测组件尺寸小巧，满足KDF2成型机组安装空间要求。
[n0019] 图1是本实用新型实施例1的整体结构示意图。
[n0020] 图2是本实用新型实施例1的结构爆炸图。
[n0021] 图3是本实用新型实施例1的激光检测器检测示意图。
[n0022] 其中，1激光检测器，2配气座，3导气块，4检测座，5紧固件，6滤棒，11发射器，12接收器，21进气孔，31过孔，32导气孔，301卡接段，302过渡段，303锁紧段，41进出口，42透视面。
[n0023] 附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
[n0024] 本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[n0025] 下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体描述：
[n0026] 实施例
[n0027] 如图1-2所示，本实施例提供了一种滤棒圆周激光检测组件，包括激光检测器1以及同轴且依次设置的配气座2、导气块3、检测座4，导气块3一端与检测座4卡接，另一端则穿插于配气块中。
[n0028] 其中，检测座4为空心结构，检测座4轴向两端留有进出口41，远离导气块3一侧的进出口41则为锥形喇叭口形状，以便引导滤棒6进入检测器中。
[n0029] 同时，检测座4的径向侧面设有四个透视面42，各透视面42两两夹角为直角。具体地，透视面42包括透视孔以及覆盖于透视孔上的透视玻璃，透视孔正对检测座4轴心位置，而透视玻璃选为石英玻璃，透视玻璃安装固定于检测座4上，覆盖透视孔。
[n0030] 进一步，激光检测器1为激光传感器，具体数量为两个，两个激光检测器1同一径向面呈十字型排布，即激光检测器1绕检测座4径向设置，并对应各透视面42。具体地，每个激光检测器1包括相配合的发射器11和接收器12，发射器11、接收器12分别位于相对的两个透视面42外侧，如图3所示，由于透视玻璃的透光性，因此，发射器11和接收器12可顺利配合，如图3所示。
[n0031] 激光检测器1是一种高速、高精度的距离测量设备，为现有的常用光电传感器部件，其中包含一个平行光发射器11和一个CCD接收器12，发射器11的激光源发射激光经过反射和透镜形成了连续的平行光束，当滤棒6处于发射器11和接收器12之间时，平行光束垂直照射滤棒6在CCD接收器12上形成阴影，线性排列受光组件CCD可以精确测量出滤棒6直径变化形成的阴影面积的大小，放大器接收来自CCD的光信号再将其转换成与滤棒6直径相关的模拟电信号。
[n0032] 由于滤棒6的不是标准的正圆，其圆度受压力的影响，为提升滤棒6圆周检测的精度，本实施例采用两组激光检测器1检测方案，两组激光检测器1在同一径向面呈十字对称分布，构成非接触测量方案，比如，水平方向的激光检测器1测得滤棒6直径值A，垂直方向的激光检测器1测得滤棒6直径值B，通过计算A和B的差值(A-B)来计算滤棒6的圆度，通过计算A和B和值(A+B)平均值来计算滤棒6的圆周值，很好地解决了由于滤棒6圆度不佳引起的检测误差问题。
[n0033] 本方案采用激光检测技术替换原有的气压式检测技术，具有高效、及时、精度高的特点。本实施例选用符合传感器安装空间的非接触式激光传感器--基恩士IG-010激光传感器，IG-010激光传感器由1个发射器11与1个接收器12组成，利用其外径检测模式，发射端发出的光束被滤棒6阻挡后在接收器12上留下阴影，接收端计算阴影的面积得到滤棒6的直径值。IG-010激光传感器的量程为0-10mm，测量精度为5μm，采样周期为980μs，其激光源发射的是多波段激光(波长660nm)，能够有效避免单一波长的激光造成的激光干涉问题，足以满足高速生产下对滤棒6圆周的测量。另外，放大器为其中一个常用部件，本实施例选用与之配套的IG-1000，其最快响应时间(判断输出)可达到1.96ms，线性检测精度为±28μm，换算为周长为0.087mm，在设备高速运转情况下，精度值满足生产的需求。通过设置，放大器可输出0-5V、1-5V、4-20mA等模拟量信号给PLC进行处理。
[n0034] 另外，导气块3的轴心挖空有用于传送滤棒6的过孔31，滤棒6从检测座4进入到过孔31中持续传送，具体地，导气块3包括依次连接并且一体成型的卡接段301、过渡段302和锁紧段303，锁紧段303直径小于过渡段302直径，过渡段302、锁紧段303均穿插于配气座2中，卡接段301则与检测座4卡接。导气孔32同时贯穿卡接段301和过渡段302，并平行于过孔31。
[n0035] 为了防止检测座4内杂物或灰尘堆积在透视面42，及时对检测部位进行清洁非常必要，本实施例采用气流清洁。配气座2设有若干进气孔21，同时导气块3设有通向检测座4内的四个导气孔32，进气孔21与导气孔32在配气座2腔内相连通。另外检测座4还设有排气孔，便于气体排出。激光检测器1的光路透过透视面42，透视面42包括椭圆形透视孔，透视孔上覆盖有石英材的透视玻璃，既能让光线透过检测座4完成检测任务，又可以防止灰尘跑进去污染透视面42。检测座4的结构可快速拆卸，方便手动对透视玻璃内表面进行清洁。
[n0036] 配气座2设计了四个进气孔21，在配气座2内部形成一个气腔，压缩空气通过配气座2的进气孔21进入，气腔内的压缩空气经导气块3的四个导气孔32吹射到检测座4的透视玻璃内表面上，对透视玻璃进行清洁，以防灰尘堆积造成检测失真。配气座2作为固定整个检测组件的支撑点，通过另外的紧固板夹紧固定。
[n0037] 优选地，本实施例还包括呈抱箍结构的紧固件5，紧固件5设于配气座2远离导气块3的一侧。导气块3整体基本套于配气座2中，导气块3的锁紧段303贯穿配气座2，紧固件5对锁紧段303进行抱紧，从而对整个部件进行轴向固定。
[n0038] 灰尘堆积对激光式透过检测方式有非常大的影响，及时对检测座4内部进行清洁非常必要。本方案在激光检测器1的光路上开有椭圆形透视孔，上方覆盖有石英玻璃，既能让光线透过透视面42完成检测任务，又可以防止灰尘污染激光传感器镜面。导气块3设计加工了四个清洁气路的导气孔32，压缩空气通过配气座2、导气孔32进入检测座4，然后清洁石英玻璃内表面，以防灰尘堆积造成检测失真。
[n0039] 在上述具体实施方式的具体内容中，各技术特征可以进行任意不矛盾的组合，为使描述简洁，未对上述各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[n0040] 显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

权利要求:
Claims (10)
[0001] 1.一种滤棒圆周激光检测组件，其特征在于：包括激光检测器(1)以及同轴且依次设置的配气座(2)、导气块(3)、检测座(4)，所述导气块(3)一端卡接于检测座(4)，另一端穿插于配气块；所述导气块(3)的轴心挖空有用于传送滤棒(6)的过孔(31)；
所述检测座(4)为空心结构，检测座(4)轴向两端留有进出口(41)；所述检测座(4)的径向侧面设有若干透视面(42)，所述激光检测器(1)绕检测座(4)径向设置，且对应各透视面(42)。
[0002] 2.根据权利要求1所述滤棒圆周激光检测组件，其特征在于：所述检测座(4)设有四个透视面(42)，各透视面(42)两两夹角为直角；所述激光检测器(1)的数量为两个，两个激光检测器(1)呈十字型排布；每个激光检测器(1)包括相配合的发射器(11)和接收器(12)，发射器(11)、接收器(12)分别位于相对的两个透视面(42)外侧。
[0003] 3.根据权利要求2所述滤棒圆周激光检测组件，其特征在于：所述激光检测器(1)为激光传感器，所述透视面(42)包括透视孔以及覆盖于透视孔上的透视玻璃，所述透视孔正对检测座(4)轴心位置。
[0004] 4.根据权利要求1或3所述滤棒圆周激光检测组件，其特征在于：所述配气座(2)设有若干进气孔(21)，所述导气块(3)设有通向检测座(4)内的导气孔(32)，所述进气孔(21)与导气孔(32)相连通。
[0005] 5.根据权利要求4所述滤棒圆周激光检测组件，其特征在于：所述导气块(3)包括依次连接的卡接段(301)、过渡段(302)和锁紧段(303)，锁紧段(303)直径小于过渡段(302)直径，所述卡接段(301)与检测座(4)卡接；所述导气孔(32)同时贯穿卡接段(301)和过渡段(302)，并平行于过孔(31)。
[0006] 6.根据权利要求5所述滤棒圆周激光检测组件，其特征在于：所述卡接段(301)、过渡段(302)、锁紧段(303)一体成型。
[0007] 7.根据权利要求6所述滤棒圆周激光检测组件，其特征在于：还包括紧固件(5)，所述紧固件(5)设于配气座(2)远离导气块(3)的一侧；所述导气块(3)整体贯穿配气座(2)，所述紧固件(5)与锁紧段(303)可拆卸连接并锁紧。
[0008] 8.根据权利要求7所述滤棒圆周激光检测组件，其特征在于：所述紧固件(5)为抱箍结构。
[0009] 9.根据权利要求1所述滤棒圆周激光检测组件，其特征在于：所述检测座(4)远离导气块(3)一侧的进出口(41)为锥形喇叭口形状，所述检测座(4)设有排气孔。
[0010] 10.根据权利要求3所述滤棒圆周激光检测组件，其特征在于：所述透视玻璃为石英玻璃。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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