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    紅外光纖式松頭傳感器

      紅外光纖式松頭傳感器

      一、概述 煙支空頭(也稱松頭)常常成為吸煙者不滿或抱怨的原因之一。為了保證減少空頭煙支流入消費市場,煙草制品生產商在生產過程采用了許多檢測和控制方法進行質量控制。PROTOS70卷接機組目前使用的煙支空頭傳感器為電容式,電容式傳感器利用煙支點火端在電場中介質變化來判斷是否“空頭”,這種電容式傳感器在使用中存在一些缺陷,德國虹霓公司新生產的卷接機組如PROTOS 90E、PROTOS 1-8、PROTOS 2-2、PROTOS M5、PROTO M8已采用新的檢測方式替代電容式傳感器。電容式傳感器主要存在以下幾點缺陷:

    由于電容式空松檢測裝置電場作用距離小,它對被檢測煙支的位置要求非常高,被檢測煙支必須緊貼著電容式空松檢測裝置的工作平面,微小的距離變化將引起較大的檢測結果誤差。由于煙支在生產過程中的排列不可能整齊劃一,因此,在生產過程中經常有誤剔現象,增加了不應有的消耗。 電容式空松檢測裝置中被檢測煙支必須緊貼著電容式空松檢測裝置的工作平面傳送,裝置的工作平面會產生磨損,隨著時間的推移,其工作平面上的貼膜或陶瓷涂膜會被磨出溝槽,電容元件的特性會自然地發生變化。由于這種變化是漸進式的,不易被及時發現,在一定程度上會影響檢測結果,從而影響設備質量保證能力。故需要經常加以檢查和維護。 煙絲的水分對電場介質參數影響比較大,采用電容式空松檢測裝置容易造成誤剔現象發生。 檢測不精確,導致更多的消耗。由于下游包裝機器也裝有空頭檢測裝置,在檢測過程中1支被檢測為“空頭”將有19支好煙被剔除,同時會導致包裝材料的消耗。 根據用戶提出的要求,我們已經開發出一款紅外光纖式空頭傳感器。

      二、工作原理 紅外光纖式空頭傳感器光路及相對煙支位置如圖1示。由紅外光發生裝置產生的紅外光經過一根光纖軸向投射到被檢測煙支點燃端,均勻分布于點火端周圍垂直于煙支軸向的四個光接收點構成一個紅外接收矩陣,在檢測瞬間,投射到被檢測煙支點燃端的紅外光被煙支吸收掉一部分能量的同時,另一部分從煙支點火端周圍透出并被四個光接收點接收,通過光纖將接收的光傳至紅外光接收裝置進一步轉換,轉換成穩定的電信號由信號處理板進行評估。

     

    圖1 紅外光纖式空頭傳感器光路及相對煙支位置

      當煙支從檢測區域經過時,若出現空頭煙支,則四個接受器所接受的紅外光密度會發生變化,光電變換后產生的電信號經變換處理電路識別為“不合格”煙支而在剔廢點剔除。 試驗數據表明:將被測煙支點燃端切面離檢測器表面的距離從0.5mm變化到1mm,同樣的煙支在電容式空頭傳感器中對應輸出的電信號有明顯的變化,而在紅外光纖式空頭傳感器中輸出的電信號的變化不明顯,只有當距離調到3mm以上才有一定的變化。另外煙絲中的水分對紅外光纖式空頭傳感器測量結果影響沒有電容式空頭傳感器明顯。 從檢測原理上和試驗數據表明,紅外光纖式空頭傳感器比容式空頭傳感器有更高檢測精度和更好適應能力。

      兩種空頭傳感器檢測方法結果比較: 

    比較項目

    電容式傳感器

    紅外光纖式空頭傳感器

    檢測準確性

    微小距離變化產生較大誤差

    一定范圍內位置變化不影響檢測結果

    安裝調試要求

    精度要求高,調試困難

    精度要求低,調試方便

    維護

    由于磨損,需經常檢查和維護

    免維護,只需每周一次清潔

    可靠性

    一般

    結論

    紅外光纖式空頭傳感器有更高檢測精度和更好適應能力

      三、特點

     1. 紅外光纖式空頭傳感器有更高檢測精度和更好適應能力。更少的好煙被誤剔,更少壞煙留在產品中,明顯減少包裝機中因空頭而剔出的煙包數量,從而減少原輔料消耗。  

      2.紅外光纖式空頭傳感器煙支與傳感器無接觸,故無磨損現象。僅需要每周一次清潔其發射光纖和接收光纖表面即可。  

      3.現場更換方便。用紅外光纖式空頭傳感器替換電容式空頭傳感器時,由于安裝位置和安裝尺寸和電氣接口定義完全一樣,安裝和調試比較簡單。同時該傳感器留有OTIS接口,OTIS裝置可直接集成進紅外光纖式空頭傳感器中。    

      4.該傳感器采用光纖接入方式,所有電路進行了屏蔽,使得傳感器不受任何電磁信號干擾,該傳感器具有性能穩定、抗干擾能力強特點。  

      5.該傳感器信號處理電路進行優化設計,檢測精度高,系統誤剔率低。

     

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