一种基于光谱共焦技术的喷胶调节系统和方法与流程

本发明属于烟草机械设备，具体涉及一种基于光谱共焦技术的喷胶调节系统和方法。

背景技术：

1、卷烟纸包裹住烟丝，在烟道内移动中卷制而成烟条。在这一过程中，胶水喷头在卷烟纸的一侧边均匀地喷涂上胶水，从而使卷烟纸两边能粘连在一起。当卷烟机转速突然变化或者人工加装胶水的时候，涂胶层的厚度会随之改变，会出现粘结不牢或胶水溢出的情况,这会引起爆烟等质量缺陷。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种基于光谱共焦技术的喷胶调节系统和方法。本发明通过光谱共焦传感器实时采集涂胶层厚度信息，导入到系统控制单元，并结合卷烟机转速，进而调节减压阀的压力阈值，实现在上胶过程中减少各种因素对涂胶厚度的扰动，从而达到均匀涂胶的目的。

2、本发明采用的技术方案是：

3、一种基于光谱共焦技术的喷胶调节系统，其特征在于，包括光谱共焦传感器、喷涂单元、系统控制单元和液压控制单元，所述系统控制单元分别与光谱共焦传感器、喷涂单元和液压控制单元控制连接：其中：

4、光谱共焦传感器，安装方向与卷烟纸带的输送方向垂直，实时监测反馈烟支涂胶层的厚度信息，并将监测得到的厚度信息传输至系统控制单元；

5、喷涂单元，在卷烟纸带的一侧边喷涂上胶水，以使卷烟纸带的两边粘连在一起；

6、系统控制单元，根据光谱共焦传感器监测得到的涂胶层厚度信号和卷烟纸卷制成型的转速信号对液压控制单元做出相应指令；

7、液压控制单元，液压控制单元接收到系统控制单元相应指令后调节其包含的减压阀压力阈值，实现喷涂单元生产恒定均匀的涂胶层厚度。

8、进一步的，所述光谱共焦传感器设置在一遮光容器内，所述遮光容器的底部开设有小孔，所述光谱共焦传感器的检测端透过小孔与卷烟纸带设置设置。

9、进一步的，所述光谱共焦传感器还包括滤波电路，用以将检测到的厚度信号经过滤波处理后降低信号干扰。

10、进一步的，所述液压控制单元包括伺服气动阀、供胶泵和减压阀，所述伺服气动阀的控制端与所述系统控制单元相连，所述供胶泵与所述减压阀相连，所述伺服气动阀的输出端控制减压阀的压力阈值；所述伺服气动阀的输出端通过油路与所述减压阀的压力阈值调节端相连，当伺服气动阀的控制端接收到来自系统控制单元的信号后，改变开度，调节减压阀的弹簧压缩量，所述减压阀的压力阈值由弹簧压缩量控制。

11、进一步的，所述喷胶单元的喷胶口内壁涂覆有防粘胶涂层，在喷胶口外围安装加热装置。

12、一种基于光谱共焦技术的喷胶调节方法,其特征在于，系统控制单元的电路按照如下公式设计：

13、

14、其中h为涂胶层厚度；

15、cd为小孔流量系数，通过实验测定；

16、b为涂胶层宽度，因为喷胶口距离涂胶区域较近，故可忽略流体射流的情况，即喷胶口直径；

17、v为卷烟纸卷制成型的线速度，从卷烟机中获取参数；

18、δp为喷胶口两端的压差；

19、ρ为胶水密度；

20、其中确定满足标准涂胶层厚度时喷胶口两端的压差δp的步骤：

21、a)从产品标准中获得涂胶层标准厚度h，烟用胶水的密度ρ由厂商提供；

22、b)通过实验测定喷胶口小孔流量系数cd；

23、c)用游标卡尺测定喷胶口直径b；

24、d)卷烟机运行速度至某一恒定值时从显示屏上记录此时卷烟纸卷制成型的线速度v；

25、e)在上述步骤d中的线速度v下调节供胶泵的排量，直至光谱共焦传感器检测涂胶厚度为h；

26、f)用压力表测喷胶口端供胶管道压力δp；

27、g)确定此时δp:

28、

29、当系统控制单元接收到涂胶层厚度信号和线速度信号后会得到当前的压力值，与当前线速度下目标压差进行比较，从而获得压差的变化量，再转化为减压阀阈值调节弹簧的形变量信号，从而实现喷胶口压力差的控制。

30、进一步的，在步骤b)中，所述喷胶口小孔流量系数cd的测量过程如下：

31、1：确定卷烟机正常工作过程中烟用胶水的雷诺数re：

32、re＝ρv胶b/γ

33、其中ρ为胶水密度，γ为胶水的动力粘度，均可由厂商提供，v胶为该工况下胶水流速，可用文丘里管进行测定；

34、b为喷胶口直径，游标卡尺测定；

35、测定可得在卷烟机最大运行速度下，其re<105

36、2:由于胶水处于完全收缩的流动状态，故可采用经验公式：

37、cd＝0.964re-0.05。

38、与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

39、通过将实时的涂胶层厚度信息和卷烟纸卷制成型的速度信息反馈给系统控制单元，依据电路中内置的逻辑控制液压系统调整喷胶口两端的压差，从而达到均匀涂胶的目的。

技术特征：

1.一种基于光谱共焦技术的喷胶调节系统，其特征在于，包括光谱共焦传感器、喷涂单元、系统控制单元和液压控制单元，所述系统控制单元分别与光谱共焦传感器、喷涂单元和液压控制单元控制连接：其中：

2.如权利要求1所述的一种基于光谱共焦技术的喷胶调节系统，其特征在于，所述光谱共焦传感器设置在一遮光容器内，所述遮光容器的底部开设有小孔，所述光谱共焦传感器的检测端透过小孔与卷烟纸带设置设置。

3.如权利要求2所述的一种基于光谱共焦技术的喷胶调节系统，其特征在于，所述光谱共焦传感器还包括滤波电路，用以将检测到的厚度信号经过滤波处理后降低信号干扰。

4.如权利要求1所述的一种基于光谱共焦技术的喷胶调节系统，其特征在于，所述液压控制单元包括伺服气动阀、供胶泵和减压阀，所述伺服气动阀的控制端与所述系统控制单元相连，所述供胶泵与所述减压阀相连，所述伺服气动阀的输出端控制减压阀的压力阈值；所述伺服气动阀的输出端通过油路与所述减压阀的压力阈值调节端相连，当伺服气动阀的控制端接收到来自系统控制单元的信号后，改变开度，调节减压阀的弹簧压缩量，所述减压阀的压力阈值由弹簧压缩量控制。

5.如权利要求1所述的一种基于光谱共焦技术的喷胶调节系统，其特征在于，所述喷胶单元的喷胶口内壁涂覆有防粘胶涂层，在喷胶口外围安装加热装置。

6.一种基于光谱共焦技术的喷胶调节方法,其特征在于，系统控制单元的电路按照如下公式设计：

7.如权利要求6所述的一种基于光谱共焦技术的喷胶调节方法,其特征在于，在步骤b)中，所述喷胶口小孔流量系数cd的测量过程如下：

技术总结本发明公开了一种基于光谱共焦技术的喷胶调节系统和方法，系统包括光谱共焦传感器、喷涂单元、系统控制单元和液压控制单元，所述系统控制单元分别与光谱共焦传感器、喷涂单元和液压控制单元控制连接：光谱共焦传感器，监测得到的厚度信息传输至系统控制单元；喷涂单元，在卷烟纸带的一侧边喷涂上胶水，以使卷烟纸带的两边粘连在一起；系统控制单元，根据光谱共焦传感器监测得到的涂胶层厚度信号和卷烟纸卷制成型的转速信号对液压控制单元做出相应指令；液压控制单元，液压控制单元接收到系统控制单元相应指令后调节其包含的减压阀压力阈值，实现喷涂单元生产恒定均匀的涂胶层厚度。技术研发人员：宋韬,余林可,席攀攀受保护的技术使用者：浙江中烟工业有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/3/24