專利名稱：一種成箱卷煙的包裝缺陷檢測裝置及檢測方法
技術領域：
本發明屬于卷煙無損檢測技術領域，主要用于在無損的狀態下，檢測傳送帶上的成箱卷煙是否缺條，缺包，受潮，嚴重擠壓變形，金屬包裝紙是否缺少或多層。也可用于檢測成條卷煙內是否缺支。
背景技術：
現有的成箱卷煙包裝缺陷檢測技術主要有以下兩種，一種是通過稱重方式進行檢測，另一種是通過成像技術如X光透視技術進行檢測。稱重方式一般分為電子稱稱重與核子稱稱重，雖然對物體稱重時都具有較高的重量精確度，但是因為成品卷煙件煙重量容易受原材及輔料重量波動變化的影響，例如煙支圓周增大，煙絲重量就增大，煙支圓周減小，煙絲重量也減少，批次包裝紙箱厚度及大小的變化影響等，常常造成所稱成品卷煙重量沒有一個比較恒定可靠的重量準確值。例如煙支圓周太大，如果少條，但因為所稱重量和標準圓周的成品件煙重量相同，將無法檢測出卷煙產品少條；煙支圓周太細，即使所稱重量和標準圓周的成品件煙重量輕很多，但成品件煙卻沒有少條，將誤報檢測為卷煙產品少條。因此，稱重檢測的準確度實質上并不高，造成稱重檢測的識別度不高，誤檢率高。成像技術是在成品卷煙件煙未封箱前對每一層的25條卷煙利用電子攝像頭進行拍攝，如果有一層數量沒有達到25條而報警進行攔截檢測的。雖然成像技術對每一件每一層卷煙擁有所拍攝圖像照片而具有較強的說服力，但是成像技術只能安裝于自動化封箱機上，如果生產企業采用了人工裝箱，這些人工裝箱的成品件煙將沒有成像照片記錄，當人工裝箱少條的時候將無法發現，無法追蹤。因此成像技術的應用依然具有安裝的局限性，只僅僅適合于自動化機器裝箱線，不適合人工裝箱。在金屬檢測技術領域，早在20世紀五六十年代，就已采用磁場的低頻穿透式檢測技術對金屬進行無損檢測。低頻磁場穿透是利用物質磁導率的差異，初級線圈電生磁，次級線圈磁生電，通過被測物體的磁導率變化對于感應電動勢的影響來檢測，當感應電動勢瞬間漂移到閥值，觸發開關進行報警。但由于沒有能力進行精細化的數據處理，檢測時需要同時使用兩個線圈，探測結構復雜，敏感度不高而且易受干擾產生誤報，因此，即便將其應用于件煙的無損檢測仍存在問題。 發明目的本發明的目的是為了克服上述現有技術的不足，綜合吸取各種檢測技術的優點，提升成品煙箱包裝缺陷檢測技術的準確性與適用性，提供一種成箱卷煙的包裝缺陷檢測裝置及其檢測方法。本發明的目的通過如下技術方案實現。—種成箱卷煙的包裝缺陷檢測裝置，該裝置包括設置在輸送成箱卷煙的傳送帶上的分別作為探測器啟動開關和傳送帶速度感應裝置的兩個光電開關，設置于傳送帶上并位于光電開關后的作為LCR串聯諧振回路電感的門型線圈，電感與電容和電阻串聯構成LCR諧振回路，LCR串聯諧振回路的中的電感作為探測器，LCR串聯諧振回路中電阻的壓降經檢波和線性放大構成信號拾取電路，信號拾取電路與信號處理系統電連接，信號處理系統與傳送帶開關電連接。 進行成箱卷煙包裝缺陷檢測的方法，采用LCR串聯諧振回路的中的電感做探測器，使用門型線圈裝置作為LCR串聯諧振回路的電感L，通過門型線圈的被測物體的磁導率決定電感的大小，當成箱卷煙通過門型線圈中心時，引起電感的變化，電感的變化通過信號拾取電路把信號線性放大處理后送至信號處理系統進行檢測，預先儲存有正常信號的信號處理系統處理檢測信號，判讀檢測信號與正常信號狀態的差異，檢測信號與正常信號狀態一致為合格，不一致為不合格；當檢測到檢測信號與正常信號狀態不一致時，信號處理系統關閉傳送帶開關，從而識別檢測出有包裝缺陷的成箱卷煙。采用本發明方法，物體磁導率的測量方法是在樣環上繞N匝線圈測其電感，U = U 0x u S=L^- (N2XS/1)；式中，y C1指真空磁導率，= 4 X 10(4，p s指被測物質的相對磁導系數，空心的時候y s=l, U0X y S即為被測物體的磁導率y，N指線圈的匝數，N=2 16，S指線圈所圍面積，I指線圈長度；LCR串聯諧振回路的激勵信號源中信號的頻率4采用線圈中心為空時的諧振頻率，計算公式如下f° = 2^LC式中，L為電感，C為電容，當LRC串聯諧振回路的電感發生變化時，其諧振頻率的變化會導致負載電阻的電流變化，從而引起負載電阻的壓降發生變化，LCR串聯諧振回路諧振時通過負載電阻的電流最大，只要有物體通過門型線圈中心，都會導致負載電阻電流減小，對此可做標量測量；在正式測試前需要調試LCR串聯諧振回路的電容，以負載電阻的功耗最大時，認為信號源的頻率是LCR串聯諧振回路的諧振頻率。信號處理系統預先儲存的正常信號是在正常工作前對標準樣品做采樣并建模獲取的；建模方法是將標準件反復測試多遍，形成10個標準數據識別單元，每個數據單元又是多次采樣的平均值，測試得到的標準差為建議閥值；檢測時，將檢測到的數據單元分別與標準數據識別單元進行比對，比對結果不超過閥值為合格，超過閥值即可報警。本發明方法從成箱卷煙開始經過門型線圈時即刻開始采樣，由兩個光電開關控制采樣經過的時間^與^，門型線圈距最近的光電開關距離是S，兩個光電開關之間的距離是S1，成箱卷煙經過距線圈最近的光電開關后，采樣延時T=(t2-ti) XSZS1,以此判定傳送帶速度、檢測采樣需要開啟的延時參數、以及采樣的間隔時間，確保所有煙箱被測時采樣方式不受傳送帶速度的影響。本發明至少具有以下優點I、本發明的檢測裝置及其檢測方法均與件煙重量無關，原材料及輔料的輕重變化不會影響檢測結果，只有箱內的物質材質和存在的結構能夠影響檢測結果。從而解決了稱重檢測技術的不確定性，提升煙箱缺條或缺支檢測的準確性。2、封箱后的件煙無論是自動化生產線裝箱方式還是人工裝箱方式，都能進行統一檢測，從而彌補成像檢測技術的局限性，提高了檢測技術的適用性。3、本發明裝置結構簡單，信號處理系統借助現代計算機技術，具有強大的數據處理能力，可簡化探測結構，改進檢測項目，提高檢測精細程度。下面結合說明書附圖進一步闡述本發明的內容。


圖I是本發明檢測裝置的示意圖；圖2是檢測裝置的信號拾取示意圖；圖3是LRC串聯諧振回路的電感變化時，其諧振頻率的變化導致負載電阻R的電流變化趨勢圖。
具體實施例方式圖I所示為本發明的一種成箱卷煙的包裝缺陷檢測裝置，該裝置包括設置在輸送成箱卷煙的傳送帶2上的分別作為探測器啟動開關和傳送帶速度感應裝置的兩個光電開關3，設置于傳送帶上并位于光電開關后的作為LCR串聯諧振回路電感L的門型線圈1，電感L與電容C和電阻R串聯構成LCR串聯諧振回路，LCR串聯諧振回路的中的電感L作為探測器，LCR串聯諧振回路中電阻R的壓降經檢波和線性放大構成信號拾取電路4，信號拾取電路4與信號處理系統5電連接，信號處理系統5與傳送帶開關6電連接。電感L與串聯電容C構成LC振蕩回路，LC振蕩回路的諧振頻率不易高，在中波頻段300K-1. OMhz即可，太高分布電容引入干擾增大，太小則LCR串聯諧振回路的諧振狀態很難找。信號拾取電路4對檢測到的信號進行線性放大及采樣，以便于AD轉換器進行數字化處理。采樣周期的確定方法是傳送帶傳送煙箱的速度控制在每個570mm-650_長的煙箱通過門型線圈的時間是2秒左右，2秒左右的時間共計采樣200次，約3_行程采樣一次，每根84_長的香煙煙支被采樣20次左右。通常成品卷煙件煙都要經過傳送帶進行出入庫輸送，可在傳送帶的某一中途點固定兩個光電開關3，兩個光電開關之間要有一定距離。光電開關用于檢測是否有成品卷煙貫通經過此輸送位置，并作為采樣控制開關和傳送帶速度的監控。采用本發明檢測裝置進行成箱卷煙缺條檢測的方法如下采用LCR串聯諧振回路的中的電感做探測器，使用門型線圈裝置I作為LCR串聯諧振回路的電感L，通過門型線圈的被測物體的磁導率U決定電感L的大小，當成箱卷煙通過門型線圈中心時，引起電感的變化，電感的變化使LCR串聯諧振回路的諧振頻率發生變化，LCR串聯回路對于信號源的阻抗隨之變化，通過信號拾取電路4把電阻R的壓降信號線性放大處理后送至工控機組成的信號處理系統5進行檢測，預先儲存有正常信號的信號處理系統5處理檢測信號，判讀檢測信號與正常信號狀態的差異，檢測信號與正常信號狀態一致為合格，不一致為不合格；當檢測到檢測信號與正常信號狀態不一致時，信號處理系統5關閉傳送帶開關6，從而識別出有包裝缺陷的成箱卷煙。本發明如圖2所示采用LCR的串聯諧振回路構成檢測裝置。門型線圈裝置構成空心線圈，其電感L的經驗公式是L=(u 0X u sXNXNXS)/l ；式中y C1指真空磁導率，真空磁導率=4 X 10(_7)，u s指被測物質的相對磁導系數,線圈空心的時候Us=I, UciX Us即為被測物體的磁導率U，N指線圈的匝數，N=2 16，S指線圈所圍面積，I指線圈長度。LCR串聯諧振回路的激勵信號源中信號的頻率采用線圈中心為空時的諧振頻率，計算公式如下
權利要求
1.一種成箱卷煙的包裝缺陷檢測裝置，其特征在于，該裝置包括設置在輸送成箱卷煙的傳送帶(2)上的分別作為探測器啟動開關和傳送帶速度感應裝置的兩個光電開關(3)，設置于傳送帶上并位于光電開關后的作為LCR串聯諧振回路電感(L)的門型線圈(1)，電感(L)與電容(C)和電阻(R)串聯構成LCR諧振回路，LCR串聯諧振回路的中的電感(L)作為探測器，LCR串聯諧振回路中電阻(R)的壓降經檢波和線性放大構成信號拾取電路(4)，信號拾取電路(4)與信號處理系統(5)電連接，信號處理系統(5)與傳送帶開關(6)電連接。
2.采用權利要求I所述裝置進行成箱卷煙包裝缺陷檢測的方法，其特征在于，采用LCR串聯諧振回路的中的電感做探測器，使用門型線圈裝置(I)作為LCR串聯諧振回路的電感L，通過門型線圈的被測物體的磁導率(U )決定電感(L)的大小，當成箱卷煙通過門型線圈中心時，引起電感的變化，電感的變化通過信號拾取電路(4)把信號線性放大處理后送至信號處理系統(5)進行檢測，預先儲存有正常信號的信號處理系統(5)處理檢測信號，判讀檢測信號與正常信號狀態的差異，檢測信號與正常信號狀態一致為合格，不一致為不合格；當檢測到檢測信號與正常信號狀態不一致時，信號處理系統(5)關閉傳送帶開關(6)，從而識別檢測出有包裝缺陷的成箱卷煙。
3.根據權利要求2所述進行成箱卷煙包裝缺陷檢測的方法，其特征在于，物體磁導率(U )的測量方法是在門型環上繞N匝線圈測其電感(L)，U =U oX y S=L+ (N2XS/1)； 式中，y 0指真空磁導率，= 4 31 X 10卜7)，u s指被測物質的相對磁導系數，空心的時候y s=l, U0X y S即為被測物體的磁導率y，N指線圈的匝數，N=2 16，S指線圈所圍面積，I指線圈長度； LCR串聯諧振回路的激勵信號源中信號的頻率&采用線圈中心為空時的諧振頻率，計算公式如下
4.根據權利要求2所述進行成箱卷煙包裝缺陷檢測的方法，其特征在于，信號處理系統(5)預先儲存的正常信號是在正常工作前對標準樣品做采樣并建模獲取的；建模方法是將標準件反復測試多遍，形成10個標準數據識別單元，每個數據單元又是多次采樣的平均值，測試得到的標準差為建議閥值；檢測時，將檢測到的數據單元分別與標準數據識別單元進行比對，比對結果不超過閥值為合格，超過閥值即可報警。
5.根據權利要求2所述進行成箱卷煙包裝缺陷檢測的方法，其特征在于，從成箱卷煙開始經過門型線圈時即刻開始采樣，由兩個光電開關控制采樣經過的時間h與t2，門型線圈距最近的光電開關距離是S，兩個光電開關之間的距離是S1，成箱卷煙經過距線圈最近的光電開關后，采樣延時T=(^t1) XSA1，以此判定傳送帶速度、檢測采樣需要開啟的延時參數、以及采樣的間隔時間，確保所有煙箱被測時采樣方式不受傳送帶速度的影響。
全文摘要
一種成箱卷煙的包裝缺陷檢測裝置及檢測方法，裝置包括設置在輸送成箱卷煙的傳送帶(2)上的分別作為探測器啟動開關和傳送帶速度感應裝置的兩個光電開關(3)，設置于傳送帶上并位于光電開關后的作為LCR串聯諧振回路電感(L)的門型線圈(1)，電感(L)與電容(C)和電阻(R)串聯構成LCR諧振回路，電感作為探測器，電阻的壓降經檢波和線性放大構成信號拾取電路(4)，信號拾取電路與信號處理系統(5)電連接，信號處理系統與傳送帶開關(6)電連接。本發明綜合各種檢測技術的優點，可提升成品煙箱包裝缺陷檢測的準確性與適用性。
文檔編號B65B57/04GK102730245SQ20121022234
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月29日 優先權日2012年6月29日
發明者巫曉東, 蔡榮忠 申請人:巫曉東, 昆明展華科技有限公司, 蔡榮忠