《光谱检测在水松纸涂胶检测中的应用》
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[摘 要]本文对卷烟厂卷接机的水松纸涂胶检测提出了一种新的方式,即利用光谱成像技术对水松纸涂胶进行检测.论证了利用光谱成像技术对水松纸涂胶检测的优越性.通过对采集的图像进行深入处理,能够准确检测水松纸涂胶面薄厚不均,甚至局部无胶的情况.最后对该设备进行了现场应用,得到了良好的反馈,充分证明了光谱成像技术在水松纸涂胶检测中的应用的可行性.
[关键词]高光谱、光源、水松纸涂胶、检测
中图分类号：S62 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）05-0396-01
1.引言
随着国内卷烟包裝行业的发展,产品质量也得到了提升.卷包车间接装机上使用涂胶卷接烟支与嘴棒.
2.问题的存在与分析
2.1存在问题的分析
水松纸由胶缸滚轮涂装稀释后的白乳胶,当水松纸上所涂白乳胶不均匀,经过搓板搓接后,所生产的烟支易出现爆口、漏胶等诸多问题.且搓接后的搓板易固化胶块,若未及时清洗,则易造成后期烟支褶皱等故障.
分析原因如下：
假如设备未连续运行,白乳胶存在挥发、固化等现象.若滚轮上存在固化胶块,则涂装过程不可控,所涂胶面薄厚不均,甚至局部无胶.
2.2主要问题的确定
为了检测水松纸上涂胶情况,保证水松纸上所涂白乳胶均匀,且白乳胶内所含水分满足生产需求,避免白乳胶固化,特采用高光谱相机,在全光谱光源下对涂胶后的水松纸进行检测.
3 、解决方法
设计相机支架,一端安装固定于设备侧壁,另一端安装高光谱相机.光源支架为全光谱光源的安装支架,安装于相机支架.控制箱安装于设备顶部,报警装置安装于控制箱顶部.设计光源防护装置安装于设备侧壁.涂胶水松纸是设备运行时,经过涂胶辊后的已涂胶水松纸,水松纸未涂胶部分是涂胶水松纸上涂胶质量问题的部位.
全光谱光源采用Prophotonix的COBRA SLim,详细参数如下表（表1）.
高光谱相机采用RedEye1.7高光谱相机,工作于近红外谱段950-1700nm,其光通量：F2.6,光谱弥散106nm/mm,光谱分辨率10nm（80nm狭缝）,空间分辨率：集中的光斑弥散半径<35nm,Smile效应<60nm,传感器材质：InGaAs,功率<9W,电源24VDC,最大帧频330fps,通信为RS-485.
基于棱镜分光的CCD线扫描相机对涂胶水松纸进行高速扫描成像,扫描频率为16700Hz,CCD靶面具有1024个14um像元.水平分辨率为0.6mm/pixel,垂直分辨率为1.2mm/pixel.
经过实验表明,使用NIR漫反射光谱法测定烟用白乳胶中的乙酸乙烯酯的含量,此含量表征明显（NIR光谱法快速测定烟用白乳胶中的乙酸乙烯酯,罗琼,《烟草化学》2013年第7期）.使用此方法检测白乳胶含量,进以确定水松纸表面是否涂胶.波长选择950-1050nm,此时化学测定值的决定系数R2与均方根误差RMSECV分别达到最大和最小.据此确定被检测物表面是否存在白乳胶.
图象处理过程分俩个阶段,第一阶段为特征分类建模,第二阶段为实时图象辩识与报警.
首先采集多幅高光谱图象,依据背景颜色与灰度进行分割,将未涂胶与涂胶表面进行区分,将NIR数据与图象纹理统计值作为提取特征样本,以高维相量的形式存入特征样本库.当特征样本库累积后,其涂胶表面特征具有连续性和相似性, 以此作为依据区分未涂胶表面,进行实时辩识尝试,若误辩识动作出现概率过高,则其特征样本库不够完善,继续进行丰富特征样本库,重复此过程,至误辩识动作出现概率降低到可接受范围,至此完成特征分类建模阶段.
其次开启实时图象辩识与报警过程.若检测到水松纸表面未涂满白乳胶,则控制箱控制报警灯输出报警信号,提醒操作人员进行检查、处理.系统独立于卷接设备,不会影响设备整体运行.
具体使用过程如下：
当被检测物涂胶水松纸5经过检测区域时,安装于光源支架4的全光谱光源2为被检测物提供稳定的光照.光源支架4安装于相机支架3侧面.光源防护装置7和相机支架3安装于设备侧壁.安装于相机支架3的高光谱相机1对被检测物进行实时扫描,经过通讯线路将图象传送至控制箱8.控制箱8安装于设备顶部.控制箱8对扫描图象进行比对分析处理.如果被检测物涂胶水松纸5上出现水松纸未涂胶部分6,则控制箱8输出报警信号,控制报警装置9报警输出.
4.结束语
此装置的设计完成了卷烟厂卷接包装生产线上对水松纸涂胶检测的工作任务,降低了操作工人的工作量,提升了卷烟企业的自动化水平,保证了生产的安全、稳定,更加树立了卷烟企业信誉、形象.
参考文献
[1]《图解电器及PLC控制技术》 北京：机械工业出版社.2010
[2]《ZB45型包装机组》编写组.北京：中国科学技术出版社.2001
综上所述，此文是适合水松和涂胶和光谱检测论文写作的大学硕士及关于检测本科毕业论文，相关检测开题报告范文和学术职称论文参考文献.
检测引用文献:
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