新型煙支缺嘴檢測器在有色嘴棒煙支生產(chǎn)中的應(yīng)用

顏西斌， 曾清， 趙文濤

（1.廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司柳州卷煙廠，廣西柳州 545000；2.廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司梅州卷煙廠，廣東梅州514011）

0 引言

Protos70卷接機(jī)組由VE提絲機(jī)、SE卷煙機(jī)、MAX濾嘴接裝機(jī)三部分構(gòu)成，其中煙支質(zhì)量檢測單元安裝于MAX檢測鼓輪處，煙支缺嘴檢測器安裝于A18殼體上，用于實(shí)時(shí)在線檢測煙支嘴棒是否完好，如出現(xiàn)缺失、歪斜等，則在Y31剔除閥處自動剔除。

新型褐色嘴棒煙支類似雪茄煙，主要用于出口，屬于新型工藝的卷煙。此類煙支同普通煙支相比，煙支嘴棒由白色變?yōu)榱撕稚瑹熃z顏色非常接近。因此，原煙支缺嘴檢測器不能夠準(zhǔn)確區(qū)分嘴棒是否存在，無嘴棒煙支不能在線剔除，進(jìn)而流入后續(xù)工位，影響煙支生產(chǎn)質(zhì)量。本文就新型煙支缺嘴檢測器的工作原理及其應(yīng)用作以介紹。

1 改造背景

新型卷接工藝的出現(xiàn)，導(dǎo)致原卷接設(shè)備質(zhì)量檢測單元模塊的失效，進(jìn)而造成生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題，為確保卷接生產(chǎn)質(zhì)量，提高廠家聲譽(yù)，維護(hù)消費(fèi)者權(quán)益，結(jié)合當(dāng)前先進(jìn)的光電檢測技術(shù)手段，決定采用紅色光源構(gòu)成的光電開關(guān)，研制新型煙支缺嘴檢測器。

新型煙支缺嘴檢測器設(shè)計(jì)主要考慮以下內(nèi)容：1）新型煙支缺嘴檢測器光源發(fā)射部分采用波長更長、效率更高的紅光，同綠光相比，抗干擾性增強(qiáng)；2）新型煙支缺嘴檢測器光源發(fā)射接收采用調(diào)制解調(diào)的方式，將發(fā)射光變?yōu)檎{(diào)制光，在接收部分進(jìn)行解調(diào)，降低外界環(huán)境光對新型煙支缺嘴檢測器的檢測影響；3）新型煙支缺嘴檢測器光源發(fā)射功率需要更高，檢測距離更長，靈敏度調(diào)節(jié)范圍更大；4）新型煙支缺嘴檢測器需要具備背景抑制功能，根據(jù)距離進(jìn)行檢測，顏色對其檢測效果幾乎無影響。

綜上所述，我們決定采用紅色光源構(gòu)成的光電開關(guān)對卷接機(jī)組煙支質(zhì)量檢測器進(jìn)行改造。

2 原理分析

光電傳感器是一種非接觸無損傷的檢測器件，目前被廣泛應(yīng)用于煙草設(shè)備上，作質(zhì)量檢測、距離控制等，具備精度高、速度快、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。新型煙支缺嘴檢測器采用紅色光源，同綠光相比，具有傳輸性能好，不易被干擾等特點(diǎn)，同時(shí)具有反射、折射、直線傳輸和被物質(zhì)吸收的特性，該檢測器就是利用煙絲、嘴棒對紅光產(chǎn)生的反射有無、強(qiáng)弱來區(qū)分嘴棒是否存在或完好，其原理如圖1。

圖1 原理框圖

該檢測器主要有紅光發(fā)射部分（如圖2）和紅光接收部分（如圖3）組成。發(fā)射管采用高功率的GaAlAs的SFH464型，因頭部采用環(huán)氧透鏡，可使發(fā)射角小于40°，有很好的指向特性。接收管為BPW34型，該型號能夠兼容發(fā)射管的波長。頭部也有環(huán)氧透鏡，會聚入射的輻射光線，使受輻射角也小于40°，有利于抗干擾。

調(diào)制脈沖發(fā)生器產(chǎn)生調(diào)制脈沖，經(jīng)發(fā)射管發(fā)射出被調(diào)制的紅光脈沖，當(dāng)接裝了褐色嘴棒的煙支進(jìn)入設(shè)定的作用范圍內(nèi)時(shí)（即檢測鼓輪），紅光脈沖從被檢的褐色嘴棒反射回部分調(diào)制紅光脈沖，被紅光接收管接收，經(jīng)放大、解調(diào)后觸發(fā)驅(qū)動器，從而帶動負(fù)載工作。

紅光發(fā)射電路由時(shí)基電路組成多諧振蕩器，頻率為46kHz，脈沖信號驅(qū)動發(fā)光二極管向外發(fā)射46kHz的紅光脈沖。調(diào)整RP2的大小可以改變紅光強(qiáng)度，即可以增大檢測距離。

圖2 發(fā)射部分原理圖

圖3 接收部分原理圖

3 測試效果

新型缺嘴檢測器已經(jīng)被應(yīng)用于柳州卷煙廠Protos70卷接機(jī)組，經(jīng)現(xiàn)場檢測，能夠準(zhǔn)確識別新型褐色煙支嘴棒，可靠性強(qiáng)、穩(wěn)定性高。設(shè)備運(yùn)行3個(gè)月來，無缺失嘴棒、嘴棒歪斜等嘴棒缺陷的煙支流入后續(xù)工位的現(xiàn)象發(fā)生，質(zhì)檢部門檢測未發(fā)現(xiàn)有嘴棒缺陷的煙支包至小包煙盒內(nèi)部。因此，新型煙支缺嘴檢測器應(yīng)用于卷接機(jī)組，能夠有效解決新型工藝、新型材料使用造成的缺陷煙支進(jìn)入后續(xù)工位導(dǎo)致的質(zhì)量問題，同時(shí)能夠兼容檢測舊材料、舊工藝生產(chǎn)的煙支質(zhì)量檢測，具有推廣使用價(jià)值。

4 結(jié)語

新型煙支嘴棒檢測器設(shè)計(jì)思想、電路構(gòu)成、器件選用等較原檢測器有很大改進(jìn)，從而能夠準(zhǔn)確識別新型褐色煙支嘴棒，提高卷煙生產(chǎn)質(zhì)量，應(yīng)該大力推廣。

［參考文獻(xiàn)］

［1］蔡錦福.運(yùn)算放大器原理與應(yīng)用［M］.北京：中國科學(xué)出版社，2007.

［2］何希才，尤克.振蕩電路的設(shè)計(jì)與應(yīng)用［M］.北京：中國科學(xué)出版社，2008.

［3］馮冠平.諧振傳感理論及器件［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2008.