一种基于光子检测技术的中支烟缺包检测

一种基于光子检测技术的中支烟缺包检
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摘要：中支烟生产设备是采用ZB45包装机组，但是与以往所生产的其他品牌烟支不同，本次中支烟品牌设计中采用立式排列，本文涉针对立式烟包排列的烟条，重新设计并安装光子缺包检测器。

该装置能够有效地检测中支烟缺包情况。

关键词：立式排列;中支烟;光子探测器;ZB45包装机组；
《2021年贵州中烟工作会议上的报告》指出：中支品牌上市两年就跻身同价位中支卷烟销量第二位，品牌占比明显加强。

同时要求：品牌建设要加力提速，品牌发展要实现新创新。

根据公司安排，贵州中烟决定在贵定卷烟厂配合技术中心尽快完成贵烟（贵中支）、贵烟（福中支）的研发、试样、试制及量产。

烟条缺包就是条内的实际烟包数量小于工艺标准要求的数量10包，属于A 类质量缺陷，是各卷烟厂都十分重视的问题，这种A类缺陷烟一旦流入市场后将严重影响卷烟厂的企业形象。

为了解决此问题，人们想过很多种办法，使用过的检测设备主要有涡流感应式条烟缺包检测器、称重式条烟缺包检测器、负压吸风式条烟缺包检测器和光电式条烟缺包检测器等，尽管检测手段有很多，但还是有少部分缺包烟流入到市场，给企业造成了很坏的影响。

本文采用软X射线对烟条横向进行扫描的检测方案。

软X射线（也称弱光子）是介于紫外线和γ射线之间的电磁波，波长范围在0.01纳米到10纳米，对应频率范围30PHz到30EHz。

利用弱光子（频谱在紫外线附近）穿透物体时具有衰减的特性，用探测器检测弱光子穿透条烟后的强度进行判定，把光子探测技术与数字电路智能特征相结合，通过接收组件接收到的光子强度信号对通过的每一条烟进行软件智能判断，研制出新型条烟缺包检测装置，确保全面而高精度的检测效果，对缺包烟条的有效识别率可达到100%。

1 存在的问题及原因分析
1.1现有缺包检测存在问题及分析
（如图一）YB65设备的烟包在入口前经过翻转器翻转90度后排列方式在烟条中的排列方式为立式排列（1*10），原缺包检测为在烟包上端安装接近开关（电容式或电感式），直径为22mm，对上层烟包逐一检测。

原2*5排列的为烟包平面，检测尺寸为
63*91mm,可以安装该类检测器,而改为立式包装后,单包烟的检测尺寸为
14.2*91mm,导致该类检测无法安装。

因此原条缺包检测被拆卸。

1.2 存在问题总结
①电容式、电感式、负压缺包检测方式无法使用。

②出口光子缺包检测准确率仅为91%，而且没有剔除装置依靠人工识别，增加人工劳动强度,同时还有条盒缺包烟条继续混入成品的可能（如图二）。

2 系统设计
2.1方案设计
烟机设备质量检检测装置一般由检测单元，控制单元、剔除单元3部分组成，通过对上述思路的整理和讨论，得到以下创新思路：
①检测单元：利用光子检测原理识别缺包烟条；将常见的逐包式穿透检测改
变为整条穿透检测（如图三）；
②控制单元：利用MICRO控制系统对光子信号进行程序控制，合理利用原设
备资源如：CPU、输入输出、轴编码器等
③剔除单元：利用YB65剔除机构将缺条剔除成散包，避免缺陷烟条二次进
入成品。

2.2 系统总图
3 实验验证
3.1实验数据
3.2效果检查
①改进前：漏检率32\250=12.8%，存在相当大的质量隐患
②改进后：正常生产情况下立式YB65条盒包装机缺包识别剔除率：100%;
正常生产情况下立式YB65条盒包装机缺包误剔除率：<0.5%;
4 结论
本文利用光子检测技术于MICROⅡ控制系统有机结合，合理利用YB65的轴编码器、剔除装置等实现“条盒缺包”精确检测。

主要创新点在于：
①将光子缺包技术整合到YB65立式包装设备的MICROⅡ控制系统中，利用光
线整条检测，实现在线缺包剔除；
②把光子技术对条烟的检测信号通过模拟量输入，在MICROⅡ控制系统编程
实现缺包建模、逻辑运算控制，剔除，在ZB45包装机型属于行业首创；
③发现一种新的缺包检测方法：通过项目实施发现，利用光子技术检测缺包时，检测点放置于烟支的滤嘴位置比在烟丝端更加稳定而且发射高压更低，也就
更安全。

参考文献：
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[3]王其武，刘文汉.X射线吸收精细结构及其应用[M].北京：科学出版社，2011.
[4]李飞文，基于光子的总线条烟缺包检测器的研究[M]吉林：石油石化物资采购，2019
[5]蔡培良,罗勇,华卫,郑利明,金学鹏,杨彩虹,李深近,唐玉林，一种立式包装机烟条缺包检测装置。

作者简介：周宁，（1989-），男，助理工程师，主要从事卷包设备技术改进工作；
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