[發明專利]一種基于激光測距系統的煙草物料流量標定方法

在審

• 申請號: 202011161943.4
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN114485410A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 李斌;李嘉康;魯端峰;王爽;林玉紅;慎龍舞;黃鋒;付麗麗;鄧楠;王兵
• 申請（專利權）人: 中國煙草總公司鄭州煙草研究院
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01B11/28;G01N9/02
• 代理公司: 北京瑞恒信達知識產權代理事務所(普通合伙) 11382
• 代理人: 曹津燕

一種基于激光測距系統的煙草物料流量標定方法，通過標定系統來指導卷煙制絲環節中煙草物料傳送的過程，減少由于堆積程度的不同而導致測量各個指標的誤差，其特征在于，所述標定方法包括，采集每一時刻下煙絲橫截表面點到激光傳感器的距離；通過傳送帶空載的距離差值獲取此時刻的橫截面積，在時間下積分獲取此時刻的流量；獲取單位長度下此重量的煙絲體積；得到單位長度下不同重量的煙絲的密度來評估填充度；選取一定堆積量的煙絲密度穩定區域為標定值。通過本發明提供的一種基于激光測距系統的煙草物料流量標定方法，針對激光測距系統和煙草加工過程中應用場景，以減少對煙草物料傳送中動態檢測時的誤差。

技術領域

本發明屬于煙草工藝檢測技術領域，具體涉及一種基于激光測距系統的煙草物料流量標定方法。

背景技術

卷煙加工過程需要對片煙、煙梗、煙絲、或者其他類型的卷煙原料進行多次回潮與干燥處理和大量的定量摻配和混合處理，過程中卷煙原料的流量對可以利用電子皮帶秤或核子秤等技術對流量進行測量與控制，皮帶秤應用范圍極廣，這些流量控制與測量技術成本高，占地大，不適合局部空間下流量監測與控制，現有技術中，通過基于光場成像的測試流量的方法，具有成本低，占地空間小的特點，靈活性好，但由于卷煙加工在不同工序對煙草這種生物質顆粒的膨脹或者收縮作用，造成了利用光學手段測量的數據只能獲得體積流量數據，在很多環節例如混合和摻配環節(對質量流量要求比較高)就顯示出技術不足了。而在煙草測量過程中式一個動態的過程，也需要對數據中研究或分析其其堆積程度對填充值，密度，質量，體積等特性的動態影響。

中國專利CN201610226610.2發明了一種基于單相機結構光的煤炭流量測量方法，但由于煙草物料表面為卷曲狀，結構光在物料表面形成的特征點與其對應的深度存在算法無法彌補的誤差，因此本專利選用激光測距法，數據直觀，計算方便，景深信息豐富，誤差更小。

發明內容

為克服現有的缺陷，本發明提出了一種基于激光測距系統的煙草物料流量標定方法。

一種基于激光測距系統的煙草物料流量標定方法，通過標定系統來指導卷煙制絲環節中煙草物料傳送的過程，減少由于堆積程度的不同而導致測量各個指標的誤差，其特征在于，所述標定方法包括，

采集每一時刻下煙絲橫截表面點到激光傳感器的距離；

通過傳送帶空載的距離差值獲取此時刻的橫截面積，在時間下積分獲取此時刻的流量；

獲取單位長度下此重量的煙絲體積；

得到單位長度下不同重量的煙絲的密度來評估填充度；

選取一定堆積量的煙絲密度穩定區域為標定值。

其中，標定系統包括線型激光器、光場接收器、傳送帶、信息處理計算機、速度傳感器、信息采集卡和可編程控制器，其中，所述線型激光器設置于光場接收器上，光場接收器連接信息采集卡和可編程控制器；傳送帶通過速度傳感器連接信息采集卡和可編程控制器；信息處理計算機與信息采集卡和可編程控制器連接，所述線型激光器垂直于傳送帶上方。

線型激光器用于采集煙絲表面的某一時刻的橫截面中的點距；速度傳感器用以實時測量輸送帶輸送速度；信息采集卡和可編程控制器用于采集速度信號，距離信號，并對激光傳感器的工作進行控制；信息處理計算機用于對采集的信息進行數據處理獲取煙絲截面，根據輸送帶的速度計算得到煙絲的體積流量，計算并繪制密度變化圖。

其中，采集每一時刻下煙絲橫截表面點到激光傳感器的距離，通過三角測量原理，計算被測對象到線型激光器上主透鏡的距離，

距離表達式：L＝bf/x×sin(α)

式中，b為激光器光軸與接收器光軸之間的距離；f為接受鏡頭的焦距；x為光斑在光敏單元上偏離極限位置的位移；入射光與基線的夾角為α。