【技术实现步骤摘要】
本技术涉及卷烟加工，具体的说，涉及了一种基于开口微波谐振腔测量法的烟草物料水分在线检测系统。
技术介绍
1、当前，卷烟加工过程物料输送线上需要多处对烟叶或烟丝进行水分检测，以保证相关的含水率要求。
2、目前，叶片或烟丝的水分检测通常采用红外水分仪，但其只能检测物料表面的含水率信息，检测光斑的范围有限，同时，光谱信号会受到样品表面颜色的干扰，从而影响含水率检测精度。而烟草原料的颜色差异影响较大，往往需要每批次都校准使用，效率较低，影响生产。
3、微波技术穿透性强，可深入物料层内部检测出准确的含水率，是一种比较可靠的物料水分检测方法。然而，基于微波法的烟草物料在线水分检测处于空白的状态，其难点在于微波法对烟草物料的厚度分布要求较为严格。
4、例如，对于谐振腔式微波传感器，其谐振场作用高度为30mm左右，在检测水分时，要求物料能够完全填充谐振场区域。但是在生产线上，虽然对物料的流量进行了控制，但物料的分布仍伴随着随机性，无法时刻保持所期望的厚度分布，需要设计相关执行机构对其物料进行规整，以满足相关要求。
5、因此，如何实现高精度的烟草物料水分在线检测，同时能够对现有的红外水分仪进行在线校准，是亟待解决的难题。
6、为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
技术实现思路
1、本技术的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种能够实现高精度的烟草物料水分在线检测、对红外水分仪进行在线校准的基于开口微波谐振腔测量法的
2、为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：一种基于开口微波谐振腔测量法的烟草物料水分在线检测系统，包括前置激光雷达、后置激光雷达、物料收拢机构、谐振腔式微波传感器和控制系统；
3、所述前置激光雷达、物料收拢机构、后置激光雷达和谐振腔式微波传感器按照物料流转方向自前而后分布；
4、所述前置激光雷达用于确定物料初始厚度，并将物料初始厚度信息发送至控制系统；
5、所述控制系统根据初始厚度信息控制物料收拢机构对物料进行收拢，调整物料厚度；
6、所述后置激光雷达用于确定物料收拢后的物料实际厚度，并将物料实际厚度信息发送至控制系统；
7、所述控制系统根据物料实际厚度信息控制谐振腔式微波传感器确定探测端插入物料的深度，对烟草物料水分进行检测并将检测数据发送至控制系统。
8、基上所述，所述前置激光雷达、后置激光雷达和谐振腔式微波传感器均安装于物料流的上方，所述前置激光雷达、后置激光雷达和谐振腔式微波传感器的探测方向均为自上而下探测。
9、基上所述，所述物料收拢机构包括两块收拢平板，两块收拢平板在驱动机构的驱使下可水平靠近或远离，两收拢平板分别位于物料流的左右两侧。
10、基上所述，所述物料收拢机构还包括高度调整机构，所述高度调整机构用于调节两块收拢平板的整体高度，所述高度调整机构的驱动电机连接控制系统。
11、基上所述，所述物料收拢机构中用于驱动两块收拢平板的机构为具有反向对称输出的螺母丝杠机构和收拢电机，所述收拢电机连接控制系统。
12、基上所述，两块收拢平板呈喇叭口状分布，所述喇叭口的开口方向与物料流的运动方向相反。
13、基上所述，两块收拢平板的喇叭口形状的对称中心面与谐振腔式微波传感器的中心轴线相交。
14、基上所述，所述谐振腔式微波传感器基于电动升降机构安装，所述电动升降机构连接控制系统。
15、基上所述，所述谐振腔式微波传感器采用开口谐振腔的方式，腔体内外均参与谐振，开口谐振腔的端面发射谐振场，开口谐振腔的端面在检测过程中插入物料流中，并保证有一定厚度的物料充满谐振场。
16、基上所述，所述前置激光雷达、后置激光雷达、物料收拢机构、谐振腔式微波传感器和控制系统均基于一套支架安装。
17、本技术相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本技术具有以下优点：
18、1.由于该传感器对于物料厚度有技术要求，而物料流的厚度往往分布不均，故而采用两个激光雷达和一套收拢机构对物料流进行调整，分别为调整前检测、针对性物料收拢调整和调整后检测，最终确定传感器插入物料流的深度，即可保证谐振腔式微波传感器的检测精度。
19、2. 采用的物料收拢机构为两块高度可调、间距可调、呈喇叭口状分布的收拢平板，可以针对性的对物料流进行实时的聚拢，收高物料流的高度，使其满足传感器需求，简单高效。
20、3.所述谐振腔式微波传感器采用开口谐振腔的方式，让腔体内外都参与谐振，被测物料放置在谐振腔之外，无需在测量过程中对谐振腔进行操作，降低微波发射和接受过程中的微波损耗。
21、4.整个系统的位移调整功能的机构都采用丝杆机构，驱动简单高效。
22、5.基于该谐振腔式微波传感器对物料流的高精度检测，可以对现有红外水分仪进行在线校准，进而保证现有红外水分仪的检测精度，两者可同时参与工作，相互辅助，提高检测精度。
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1.一种基于开口微波谐振腔测量法的烟草物料水分在线检测系统，其特征在于：包括前置激光雷达、后置激光雷达、物料收拢机构、谐振腔式微波传感器和控制系统；
2.根据权利要求1所述的基于开口微波谐振腔测量法的烟草物料水分在线检测系统，其特征在于：所述前置激光雷达、后置激光雷达和谐振腔式微波传感器均安装于物料流的上方，所述前置激光雷达、后置激光雷达和谐振腔式微波传感器的探测方向均为自上而下探测。
3.根据权利要求1或2所述的基于开口微波谐振腔测量法的烟草物料水分在线检测系统，其特征在于：所述物料收拢机构包括两块收拢平板，两块收拢平板在驱动机构的驱使下可水平靠近或远离，两收拢平板分别位于物料流的左右两侧。
4.根据权利要求3所述的基于开口微波谐振腔测量法的烟草物料水分在线检测系统，其特征在于：所述物料收拢机构还包括高度调整机构，所述高度调整机构用于调节两块收拢平板的整体高度，所述高度调整机构的驱动电机连接控制系统。
5.根据权利要求3所述的基于开口微波谐振腔测量法的烟草物料水分在线检测系统，其特征在于：所述物料收拢机构中用于驱动两块收拢平板的机
6.根据权利要求4或5所述的基于开口微波谐振腔测量法的烟草物料水分在线检测系统，其特征在于：两块收拢平板呈喇叭口状分布，所述喇叭口的开口方向与物料流的运动方向相反。
7.根据权利要求6所述的基于开口微波谐振腔测量法的烟草物料水分在线检测系统，其特征在于：两块收拢平板的喇叭口形状的对称中心面与谐振腔式微波传感器的中心轴线相交。
8.根据权利要求1或2或4或5或7所述的基于开口微波谐振腔测量法的烟草物料水分在线检测系统，其特征在于：所述谐振腔式微波传感器基于电动升降机构安装，所述电动升降机构连接控制系统。
9.根据权利要求1或2或4或5或7所述的基于开口微波谐振腔测量法的烟草物料水分在线检测系统，其特征在于：所述谐振腔式微波传感器采用开口谐振腔的方式，腔体内外均参与谐振，开口谐振腔的端面发射谐振场，开口谐振腔的端面在检测过程中插入物料流中，并保证有一定厚度的物料充满谐振场。
10.根据权利要求1或2或4或5或7所述的基于开口微波谐振腔测量法的烟草物料水分在线检测系统，其特征在于：所述前置激光雷达、后置激光雷达、物料收拢机构、谐振腔式微波传感器和控制系统均基于一套支架安装。
...【技术特征摘要】
1.一种基于开口微波谐振腔测量法的烟草物料水分在线检测系统，其特征在于：包括前置激光雷达、后置激光雷达、物料收拢机构、谐振腔式微波传感器和控制系统；
2.根据权利要求1所述的基于开口微波谐振腔测量法的烟草物料水分在线检测系统，其特征在于：所述前置激光雷达、后置激光雷达和谐振腔式微波传感器均安装于物料流的上方，所述前置激光雷达、后置激光雷达和谐振腔式微波传感器的探测方向均为自上而下探测。
3.根据权利要求1或2所述的基于开口微波谐振腔测量法的烟草物料水分在线检测系统，其特征在于：所述物料收拢机构包括两块收拢平板，两块收拢平板在驱动机构的驱使下可水平靠近或远离，两收拢平板分别位于物料流的左右两侧。
4.根据权利要求3所述的基于开口微波谐振腔测量法的烟草物料水分在线检测系统，其特征在于：所述物料收拢机构还包括高度调整机构，所述高度调整机构用于调节两块收拢平板的整体高度，所述高度调整机构的驱动电机连接控制系统。
5.根据权利要求3所述的基于开口微波谐振腔测量法的烟草物料水分在线检测系统，其特征在于：所述物料收拢机构中用于驱动两块收拢平板的机构为具有反向对称输出的螺母丝杠机构和收拢电机，所述收拢电机连接...
【专利技术属性】
技术研发人员：宁英豪，曾波，杨荣超，苗芊，张勍，张鹏飞，史占东，于千源，
申请(专利权)人：中国烟草总公司郑州烟草研究院，
类型：新型
国别省市：
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