煙絲在線振動(dòng)分選機(jī)是卷煙生產(chǎn)企業(yè)工藝質(zhì)檢部門(mén)用來(lái)檢測(cè)分析煙絲生產(chǎn)工藝水準(zhǔn)的檢測(cè)分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)多層不同尺寸的篩網(wǎng)振動(dòng)篩分得到不同層次的煙絲，然后通過(guò)實(shí)時(shí)稱重得到每層煙絲種類的重量，從而來(lái)分析評(píng)鑒煙絲生產(chǎn)的工藝水準(zhǔn)。

因此，該系統(tǒng)中的稱重部分是核心所在，只有稱重部分?jǐn)?shù)據(jù)精準(zhǔn)，才能保證得到的數(shù)據(jù)可靠有效，從而能保證卷煙生產(chǎn)企業(yè)工藝質(zhì)檢部門(mén)檢測(cè)水準(zhǔn)的有效性。

本文針對(duì)煙絲振動(dòng)分選機(jī)系統(tǒng)的稱重核心部分做了詳細(xì)的分析，對(duì)稱重部分存在的干擾、波動(dòng)、濾波等做了系統(tǒng)的分析研究，并提出了相應(yīng)有效的解決技術(shù)，從而提升煙絲振動(dòng)分選系統(tǒng)數(shù)據(jù)的可靠有效性，提升稱重部分的精確度。

稱重技術(shù)和煙絲振動(dòng)分選機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1 稱重技術(shù)

稱重傳感器位于稱體之中，是整個(gè)硬件系統(tǒng)的起始部分，是構(gòu)成系統(tǒng)信息輸入的主要窗口，為系統(tǒng)提供賴以處理和決策控制所必需的原始信息。它將稱重信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，其性能好壞直接影響整個(gè)系統(tǒng)的計(jì)量精度和穩(wěn)定性。

傳感器的選擇主要依據(jù)稱重?cái)?shù)量、量程、精準(zhǔn)度、環(huán)境、介質(zhì)性能等方面。測(cè)量重量的傳感器有很多種，按工作原理分有彈性力平衡式壓力傳感器、感應(yīng)式傳感器、應(yīng)變式傳感器、壓電式傳感器、霍爾式壓力傳感器、電容式、光纖式、數(shù)字式傳感器等。

2 煙絲振動(dòng)分選機(jī)系統(tǒng)

煙絲振動(dòng)分選機(jī)系統(tǒng)是用來(lái)檢測(cè)分析卷煙生產(chǎn)企業(yè)煙絲生產(chǎn)水準(zhǔn)的檢測(cè)分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)多層不同篩網(wǎng)振動(dòng)篩分得到煙絲中不同等級(jí)的煙絲，然后通過(guò)實(shí)時(shí)稱重得到各類煙絲的重量，從而來(lái)評(píng)鑒分析煙絲生產(chǎn)工藝水平。

該系統(tǒng)中稱重部分是核心所在，稱重系統(tǒng)的精準(zhǔn)度直接關(guān)系到稱重?cái)?shù)據(jù)的可靠有效性，直接關(guān)系影響到卷煙生產(chǎn)企業(yè)工藝質(zhì)檢部門(mén)的檢測(cè)分析效果。

稱重信號(hào)濾波分析與處理

1 稱重信號(hào)干擾分析

稱重信號(hào)的干擾源很多，主要包括環(huán)境、稱重本體、信號(hào)轉(zhuǎn)換、信號(hào)傳輸?shù)雀蓴_影響。

環(huán)境影響主要是溫度與振動(dòng)對(duì)稱重部分的影響，溫度的變換會(huì)引起稱重彈性體的變換，同時(shí)外部的振動(dòng)也會(huì)對(duì)稱重部分產(chǎn)生干擾；稱重體本身的線性水準(zhǔn)也會(huì)對(duì)稱重產(chǎn)生影響；信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換精度也會(huì)對(duì)稱重產(chǎn)生影響；同時(shí)信號(hào)傳輸過(guò)程也會(huì)對(duì)稱重信號(hào)產(chǎn)生干擾。

2 稱重信號(hào)濾波分析處理

針對(duì)外部環(huán)境的信號(hào)干擾，稱重支撐架采用鑄鐵機(jī)械件，鑄鐵可以吸收部分外部振動(dòng)源，減少外部振動(dòng)對(duì)稱重體的干擾，從而減少外部振動(dòng)對(duì)稱重體的影響。圖1為稱重鑄鐵緩沖支撐架圖。

圖1 稱重鑄鐵緩沖支撐架圖

針對(duì)稱重傳感器本身的性能穩(wěn)定性，在設(shè)計(jì)選型中選用不銹鋼工業(yè)級(jí)電容式傳感器，該傳感器相比傳統(tǒng)的電阻式傳感器具有穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、計(jì)量精度高、過(guò)載保護(hù)好、測(cè)量速度快等優(yōu)點(diǎn)，能很好的滿足本系統(tǒng)的要求。同時(shí)針對(duì)傳感器保護(hù)，在設(shè)計(jì)中也對(duì)傳感器做了防撞保護(hù)和過(guò)載限位保護(hù)，這樣可以更加合理地使用傳感器。圖2是具有防撞限位保護(hù)的電容式稱重傳感器圖。

圖2 具有防撞限位保護(hù)的電容式傳感器

針對(duì)稱重信號(hào)傳輸過(guò)程信號(hào)干擾、衰減、擾動(dòng)等干擾情況，在設(shè)計(jì)中采用就地采集計(jì)算分析信號(hào)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸信號(hào)結(jié)果的方式，這樣可以減少信號(hào)衰減、干擾等不安全因素，提升了信號(hào)的可靠度，同時(shí)使用網(wǎng)絡(luò)傳送也簡(jiǎn)化了整體的布局，方便可靠。圖3為信號(hào)就地采集分析處理，網(wǎng)絡(luò)傳送結(jié)果的整體方案圖。

圖3 信號(hào)采集計(jì)算分析傳送方案圖

同時(shí)為了能更好地提升稱重信號(hào)質(zhì)量，在信號(hào)分析處理中，采用低通濾波算法抵制高頻干擾信號(hào)、程序判斷濾波算法可以抵制失真信號(hào)、平滑濾波算法抵制白噪聲，這樣可以提升信號(hào)的質(zhì)量，提升分析檢測(cè)效果。

3 系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用

稱重信號(hào)采集分析處理部分在煙絲振動(dòng)分選機(jī)系統(tǒng)中是核心部分，該部分的可靠性直接關(guān)系到系統(tǒng)檢測(cè)分析數(shù)據(jù)的有效可靠性，直接關(guān)系到煙廠工藝檢測(cè)部分的檢測(cè)效果。

通過(guò)對(duì)稱重支撐架的改進(jìn)，采用可靠的不銹鋼工業(yè)級(jí)電容式專用稱重傳感器，采用就地信號(hào)采集分析網(wǎng)絡(luò)傳送的方案，同時(shí)通過(guò)軟件算法濾波抵制不可靠信號(hào)，大大提升了系統(tǒng)的稱重傳感器信號(hào)的可靠度。

產(chǎn)品在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)使用中，效果也得到了提升，檢測(cè)分析數(shù)據(jù)比較可靠穩(wěn)定，圖4為實(shí)際稱重傳感器原始值，圖5中實(shí)際應(yīng)用稱重?cái)?shù)據(jù)，料斗1、2、3、4分別放置標(biāo)準(zhǔn)砝碼200克、200克、100克、50克，實(shí)際檢測(cè)稱重符合精度要求。

圖4 稱重傳感器原始值

圖5 實(shí)際應(yīng)用稱重?cái)?shù)據(jù)圖

結(jié)束語(yǔ)

煙絲在線振動(dòng)分選機(jī)系統(tǒng)是廣泛應(yīng)用于煙草生產(chǎn)企業(yè)工藝檢測(cè)部門(mén)的檢測(cè)分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)分層篩分煙絲，通過(guò)實(shí)時(shí)稱重得到不同等級(jí)的煙絲重量，分析計(jì)算得出煙絲生產(chǎn)工藝質(zhì)量，從而評(píng)價(jià)煙絲生產(chǎn)的水平。

該系統(tǒng)中稱重部分是核心，稱重部分的精度可靠性直接關(guān)系到檢測(cè)效果。因此本文針對(duì)稱重部分，詳細(xì)分析了各種濾波的方案，并將方案應(yīng)用于實(shí)際的產(chǎn)品中，實(shí)際應(yīng)用證明通過(guò)改進(jìn)后的稱重部分，檢測(cè)分析數(shù)據(jù)可靠，大大提升了檢測(cè)效果，從而提升了卷煙生產(chǎn)企業(yè)工藝檢測(cè)部門(mén)的檢測(cè)分析的水平。

本文編自《電氣技術(shù)》，標(biāo)題為“稱重信號(hào)濾波與處理在煙絲振動(dòng)分選機(jī)系統(tǒng)的研究”，作者為袁興、張樂(lè)年 等。