浅谈卷烟及烟用滤棒在线自动取样/检测系统简介及

浅谈卷烟及烟用滤棒在线自动取样 /检测系统简介及

优缺点

王段刚

云南养瑞科技集团有限公司 云南 昆明 650000

摘要：烟草行业发展过程中，对于卷烟产品的质量控制要求越来越高。文章以卷烟及烟用滤棒在线自动取样/检测系统为核心，首先指出系统设计原则，然后对系统进行简介并分析了优缺点，最后介绍了系统优化设计方案，以期为实际检测工作提供一些参考。

关键词：卷烟；烟用滤棒；自动取样/检测系统；优缺点；优化设计

引言

得益于工业生产技术的进步，我国卷烟和烟用滤棒的生产速度加快，但综合测试台的工作效率慢，无法实现在线测量的目标。在此背景下，在线取样/检测系统应运而生，可对卷烟和烟用滤棒进行自动取样，并测量长度、圆度、重量、压降等物理参数，为卷烟产品的质量控制提供数据支持^[1]。以下结合笔者的工作实践，对自动取样/检测系统的使用情况进行分析总结。

1．烟草产品在线自动取样/检测系统的设计原则

1.1 均衡连续取样

系统运行可均衡连续取样，不需要工作人员介入其中，消除人为因素带来的干扰，从而提高检验结果的准确性。而且，系统提供多种取样方式，可满足实际生产需要，尤其是应用在高速生产线上，能反映出实际生产情况，是流程控制和质量监测的重要手段。

1.2 无干扰取样

卷烟产品因结构脆弱，在线取样是一个困扰性的难题。长距离传送时，可能造成烟丝掉落；使用压缩空气风送，可能影响烟支的通风率，因此要控制好传送距离。系统自动取样时，可避免人为操作对烟支造成物理损伤；取样过程由机械装置完成，避免了对烟支的尺寸、吸阻造成影响；传送过程中不接触制造机，可避免产生震动；全程没有压缩空气参与，可防止烟丝掉落。另外，该系统自动化运行，操作人员解脱出来，可显著降低人力成本。

1.3 自动化检测

对卷烟及烟用滤棒进行检测，内容主要有重量、直径、长度、密度、吸阻、通风率等指标^[2]。得益于信息技术和工业制造技术的发展，综合检测仪器的功能不断丰富，可检测的指标有烟支的重量、长度、直径、圆周，烟嘴的通风率，整个烟支的通风率，滤嘴的长度、吸阻等。系统设计时，一方面要合理安排检测顺序，提高检测效率；另一方面要对检测数据进行校准，发现异常值并进行处理，从而提高检测结果的准确性和稳定性。

2．卷烟及烟用滤棒在线自动取样/检测系统简介

2.1 系统分类

按照不同标准，在线自动取样/检测系统有不同分类。第一，从结构组成上：整体式系统是在测试台上安装取样装置，必须对测试台进行改造；分体式系统的取样装置是独立的，不需要依赖测试台。第二，从取样方式上：表面吸取式是使用弧形取样头，在真空作用下取样；鼓轮吹出式是利用鼓轮将样品吹出；底部开孔式是在捧烟台底部开孔，样品直接落进测量系统。第三，从传送距离上：近距离传送系统将测试台安装在机台旁边，取样时间短，检测效率高；远距离传送系统的测试台设置在单独检测室内，可减少灰尘、电磁干扰等因素。

2.2 系统运行

以成都瑞拓公司生产的在线自动取样/检测系统为例，介绍系统运行情况。

OASM-Ⅰ型是整体式系统，取样装置安装在测试台上，具有一套独立的计算系统。取样装置和测试台之间，利用电缆交换数据，并在故障时发出报警信息。该系统运行时，工作人员操作取样系统，测试台自动调整为取样模式，完成取样和测量，将数据传输给取样系统，同步发送至数据中心。实际工作中，除了发生故障、进行标定以外，不需要工作人员查看或操作测试台。

OASM-Ⅱ型是分体式系统，取样装置不在测试台上，两者在空间位置上相互独立，但运行操作和整体式系统基本一致。也是利用电缆交换数据，系统运行时工作人员只操作取样系统即可，测试台可将数据传输给取样系统和数据中心。

2.3 主要技术指标

在线自动取样/检测系统的主要技术指标如下：①可对普通滤棒、高透滤棒进行检测，滤棒的直径在5-8 mm之间；事先需设置滤棒的直径，粗、细滤棒不能切换。②取样时，每次1支，速率为4-6支/min。③产品传送距离在3-50 m之间，可同时控制2个测试台。④针对不同长度的卷烟和滤棒，均能进行取样，常见如84 mm、100 mm、120 mm和144 mm。⑤样头压力在10-20 g之间。⑥可实现一拖二，即一个测试台带动两套取样装置。

2.4 基本运行条件

该系统基本运行条件如下：①环境方面。系统一般安装在成型机、装盘机之间的过桥处，要求过桥的长度至少有0.3 m，将取样装置固定在机台上或地面上。测量单元安装后，利用风送管道和取样装置相连，传送距离在3-50 m之间，且满足空间高度要求。系统运行期间，要求温度和湿度基本稳定，以减小检测结果的误差。②人员方面。工作人员要经过专业的理论知识和操作技术培训，熟练掌握系统使用情况，并且具备一定的维护技能，可完成日常保养、简单维修和定期校准等工作

^[3]。

3．在线自动取样/检测系统的优缺点

3.1 优点

结合实际使用情况，该系统的优点有：①检测速率较高，最高达到4支/min，优于人工手动检测。②检测数据真实可靠，可及时反馈到机台和数据中心。③可实现多点检测，能对过程数据进行保存，为质量分析提供充足的数据支持。④自动化检测，可降低人力成本，减少人为因素带来的干扰。⑤在办公室、质检部门设置终端设备，可同步获得检测数据，实现数据信息共享。⑥配合分选装置，可将合格样品、不合格样品筛分出来，避免重复检测^[4]。

3.2 缺点

该系统在使用时，也存在一些缺点，总结如下：①取样装置每次的取样数量为1支，明显低于手工检测时的取样数量。②目前的检测项目中，缺少硬度这一指标，但手工检测时质检人员可以完成硬度检测^[5]。③测试台进行检测时，单项检测指标的时间过长，易造成滤棒浪费现象。④系统只能对滤棒的常规物理指标进行检测，非常规指标例如外观，必须进行手工检测。

4．系统优化改造方案

针对系统缺点和运行存在的问题，可通过优化改造进行解决，这里举例说明。某种型号的取样装置中，旋转电磁铁控制外钢管的旋转，电磁铁要想回位，必须依靠弹簧。随着使用时间延长，弹簧的弹性变差，回位力变小，灰尘容易进入内外钢管之间。外钢管旋转时，因阻力增大常出现无法回位的情况。对此，使用叶片式摆动气缸取代旋转电磁铁，摆动气缸能输出扭矩，通过减压阀调整压缩空气的压力大小，从而控制外钢管旋转。适宜的压力，既能确保外钢管旋转，又不会损伤滤棒。如此改进后，取样装置在实际运行中，一方面外钢管能可靠旋转和回位，另一方面摆动气缸工作时不会产生热量，显著提高了工作性能。

5．结语

综上所述，在线自动取样/检测系统，是烟草生产环节的重要装置，也是进行质量控制的有效手段。文章介绍了该系统的分类、运行、优缺点，针对不足之处提出优化改造方案。在未来，随着卷烟及滤棒的生产效率提高，在线自动取样/检测系统将会发挥出更大的作用，以便为消费者提供高质量的卷烟产品，促进整个烟草行业健康发展。

参考文献：

[1]刘会杰,郭跃平,胡忠鸿.卷烟滤棒增塑剂含量检测取样方法的研究与应用[J].中国高新技术企业,2013(5):46-48.

[2]应伟.烟草业大型计量设备采购管理实践研究[D].浙江工业大学,2012.

[3]黄幼斌.影响卷烟滤棒硬度的因素分析[J].大众科技,2012,14(6):127-128.

[4]黄威.滤棒自动取样检测系统的计量要求导出和测量不确定度评定[A]. 上海烟草系统2004年度优秀学术论文集[C].:上海市烟草学会,2004:11.

[5]陆延年,袁兴,张乐年,等.基于光电图像处理的卷烟滤棒圆周在线自动控制系统的研究[J].电气技术,2014(11):52-54.