【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种定量条件下皮棉品质在线检测系统，属于棉花加工装备。
技术介绍
1、随着棉花全程机械化采摘的普及，棉花采收效率显著提高。但机采棉的普及导致棉花加工质量下降，有效监测加工环节皮棉品质参数变化对棉花提质增效具有重要意义。
2、近年来，我国棉花加工质量整体呈下降趋势，其中颜色级尤为明显。棉花的颜色级是评估棉纤维外观品质的重要指标，与棉花的内在质量密切相关，并且对纺织品的织造、染色和后续加工工艺有着直接的影响。颜色级的检测受到棉花的重量、压力、密度等因素的影响大，目前在线检测环节无法实现棉样定量化检测，导致颜色级检测过程中棉样的压力、密度不稳定，检测结果不准确，亟需研发一种定量条件下皮棉品质在线检测装置，提高颜色级检测的准确性。
3、皮棉轧工质量表征皮棉外观形态粗糙程度及所含疵点种类的程度。轧工质量的好坏直接影响着皮棉的使用价值。目前的在线检测系统中还没有针对皮棉轧工质量的检测。本专利技术利用图像检测和机器视觉技术，实现皮棉轧工质量的在线检测，能够准确快速地对皮棉轧工质量进行分级。
4、棉花回潮率也是影响棉花加工工艺参数的重要指标之一，高回潮率会使得棉花变得难以清理，同时也会影响棉花顺利进入轧花工作箱。相反，回潮率过低也会导致棉花纤维与金属表面产生较强的静电吸附效应，使得棉纤维在机器内部聚集，造成机器堵塞和停机。实时监控加工过程棉花回潮率的大小变化，对棉花加工过程工艺参数调节具有重要意义。目前加工环节中棉花回潮率检测常用方法有在线取样压缩式和插针式。在线取样压缩式一般安装在管道上，检测
5、含杂率成为机采棉和采棉机械质量评估的重要标准。而现有的机采棉杂质检测方法工序复杂，效率低下。图像处理技术可实现机采棉杂质的快速检测，提高生产效率，但利用机器视觉进行含杂率的预测无法获取准确的重量，预测值会有较大误差，因此需要一种精确获取棉样重量的皮棉含杂率预测模型用于精确检测加工环节皮棉杂质含量。同时gb/t6499-2020原棉含杂率试验方法中调整原棉含杂率测试试样量为50g，定量检测符合国标要求，加工环节皮棉在线定量取样并精确获取棉样重量，极大的消除加工环节皮棉含杂率在线计算时由于检测棉样重量未知带来的计算误差。同时，对于棉花的加工工艺来说，不同的加工环节具有不同的作用，而且每个环节的最优加工工艺参数也会有所不同。考虑到棉纤维的物理特性，实时检测加工环节中皮棉的品质指标，对于改进和优化棉花加工工艺参数具有十分重要的意义。
6、专利cn 202837167 u中描述了一种轧棉在线检测控制系统，该系统主要由控制处理单元、采样器和在线检测单元组成，可实现棉样水分、颜色、杂质等品质的在线检测。但不同国家施行的检测体系不同，检测数据之间存在差异，并且该系统无法完成定量条件下棉花品质检测。
7、长岭纺电研发的yz-1型棉花加工生产智能在线检测系统，该系统主要由籽棉工作站、皮棉工作站、控制系统和中央处理软件组成，通过抓手抓取棉样压实在测试窗口上，完成棉样回潮率、含杂率、颜色等相关信息的获取。但因其使用环境温度低、相对湿度不均匀，所以检测结果与国家公检数据存在一定差异，加之该系统颜色级、含杂率和回潮率等指标分别在两种不同检测仪器上进行，其在线检测过程复杂繁琐。
8、综上所述，本专利技术提供一种应用于加工环节的定量条件下皮棉品质在线检测系统及方法，该系统结合皮棉物料特性，通过plc控制技术和现代机械设计手段，实现棉花定量取样、品质检测、棉样回收于一体的自动化检测流程，会极大的降低操作人员的劳动强度，提高皮棉品质在线检测的精度和效率。
技术实现思路
1、本专利技术的专利技术目的：本专利技术其中一个目的是提供一种安装于棉花加工厂负压输棉管道上的皮棉品质在线检测系统，该系统结构简单、操作便捷，能够较快校准的实现输送环节皮棉品质定量化检测，该系统根据gb1103.1-2012锯齿加工细绒棉标准、gb/t6102.2-2012原棉回潮率试验方法、gb/t6499-2020原棉含杂率试验方法以及加工环节皮棉的物料特性，提出定量条件下皮棉品质在线检测方法，通过定量取样模块将(50±5)g的棉样从输棉管道取至在线检测系统中，通过检测模块完成棉样品质实时检测，解决负压输送环节皮棉品质检测精度受取样多少影响的问题，实现集定量取样、实时检测、样品回收于一体的自动化在线检测功能。
2、本专利技术另一个目的是提供一种方法简单、操作便捷，能够较快校准的实现定量条件下皮棉品质在线检测系统的应用方法，该方法有效利用在线检测系统，通过系统开机、定量取样、自动刮棉、棉样称重、实时检测、样品回收、系统关机的流程，准确获取负压输送环节皮棉的颜色级、轧工质量、回潮率与含杂率，为棉花加工工艺参数调整提供准确反馈信息，可快速实现加工过程中棉花品质一体化实时检测，解决加工过程中皮棉检测精度受每次取样量多少影响的技术问题。
3、本专利技术所要保护的一种定量条件下皮棉品质在线检测系统，包括检测装置和控制系统，所述检测装置主要包含定量取样装置、称重装置和皮棉品质检测装置，所述控制系统主要包含工控机、plc；
4、其中所述定量取样装置，其结构主要包含检测装置连接板、安装底板、取样板、旋转轴、直线导轨、负压调节机构、气动喷嘴；所述检测装置连接板上，设有棉样口；
5、所述直线导轨固定于检测装置连接板上，所述负压调节机构，其结构包含气缸ⅰ、气缸ⅱ、负压调节板ⅰ、负压调节板ⅱ，所述负压调节板ⅰ、负压调节板ⅱ覆盖于所述棉样口上，分别在气缸ⅰ、气缸ⅱ作用下可上下移动位置；
6、所述取样板，其结构为梳齿状板，在所述梳齿状板上间隔设有多条的条形梳棉口，所述旋转轴与取样板连接，可随旋转轴做往复旋转运动；所述气动喷嘴设于取样板的两侧，开口对准取样板位置；
7、所述称重装置靠近棉样口，其结构主要包含定量集棉盒、称重传感器、垫块；所述称重传感器安装于所述垫块上，垫块固定于安装底板上，所述定量集棉盒设于称重传感器正上方，所述定量集棉盒上端、前端和后端均为敞口，前端敞口位置与棉样口齐平；
8、所述品质本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种定量条件下皮棉品质在线检测系统，包括检测装置和控制系统，所述检测装置主要包含定量取样装置、称重装置和皮棉品质检测装置，所述控制系统主要包含工控机、PLC；
2.如权利要求1所述的定量条件下皮棉品质在线检测系统，其特征在于：其中所述检测装置连接板上还设有安装顶板、安装侧板，所述旋转轴通过伺服电机带动旋转，所述安装顶板上，开有条状通孔，通过螺栓固定在所述检测装置连接板上，所述负压调节机构能够通过条状通孔在气缸作用下上下移动；所述安装侧板上，通过螺栓固定在所述检测装置连接板上，并分别开有圆孔和腰型孔，所述旋转轴通过圆孔和轴承安装于两个安装侧板之间，所述气动喷嘴穿过腰型孔，对准取样板位置；所述安装底板，通过加强筋和螺栓与所述安装侧板固定连接；所述伺服电机上，设有减速器和电机座，通过螺栓固定连接在所述安装侧板上；所述取样板上，通过螺钉连接固定在所述旋转轴上，并随旋转轴做往复旋转运动；所述旋转轴通过联轴器与所述减速器连接，通过所述伺服电机带动旋转轴做旋转取样运动；所述直线导轨通过螺钉固定在所述检测装置连接板上；所述气缸Ⅰ、气缸Ⅱ，通过气缸连接件固定在所述检测装置连接板上；
3.如权利要求1或2所述的定量条件下皮棉品质在线检测系统，其特征在于：所述控制系统设有控制柜，所述工控机、PLC安装于所述控制柜中，所述控制柜通过螺纹固接在所述安装底板正下方；所述控制柜外壳上设有触摸屏，在工控机上安装有棉样重量实时读取软件、颜色级预测模型软件、轧工质量预测模型软件、回潮率预测模型软件、含杂率预测模型软件；通过PLC控制所述定量取样装置、称重装置、品质检测装置，完成棉样重量、电阻、数字图像的信息采集和上传，并通过颜色级预测模型软件、轧工质量预测模型软件、回潮率预测模型软件、含杂率预测模型软件对上传数据进行处理。
4.一种如权利要求1或2所述的定量条件下皮棉品质在线检测系统的应用方法，其特征在于基于所述的皮棉品质在线检测系统，通过PLC进行逻辑控制，完成负压输送环节皮棉定量取样、棉花样品检测和棉花样品回收的过程，主要包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种定量条件下皮棉品质在线检测系统，包括检测装置和控制系统，所述检测装置主要包含定量取样装置、称重装置和皮棉品质检测装置，所述控制系统主要包含工控机、plc；
2.如权利要求1所述的定量条件下皮棉品质在线检测系统，其特征在于：其中所述检测装置连接板上还设有安装顶板、安装侧板，所述旋转轴通过伺服电机带动旋转，所述安装顶板上，开有条状通孔，通过螺栓固定在所述检测装置连接板上，所述负压调节机构能够通过条状通孔在气缸作用下上下移动；所述安装侧板上，通过螺栓固定在所述检测装置连接板上，并分别开有圆孔和腰型孔，所述旋转轴通过圆孔和轴承安装于两个安装侧板之间，所述气动喷嘴穿过腰型孔，对准取样板位置；所述安装底板，通过加强筋和螺栓与所述安装侧板固定连接；所述伺服电机上，设有减速器和电机座，通过螺栓固定连接在所述安装侧板上；所述取样板上，通过螺钉连接固定在所述旋转轴上，并随旋转轴做往复旋转运动；所述旋转轴通过联轴器与所述减速器连接，通过所述伺服电机带动旋转轴做旋转取样运动；所述直线导轨通过螺钉固定在所述检测...
【专利技术属性】
技术研发人员：张若宇，王培宇，王虎挺，徐健康，黄杰，刘向，王凯，闫文斌，
申请(专利权)人：石河子大学，
类型：发明
国别省市：
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