ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛЯ МНОГОСЕГМЕНТНЫХ СТЕРЖНЕОБРАЗНЫХ ИЗДЕЛИЙ ТАБАЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Российский патент 2019 года по МПК A24C5/34 

Данное изобретение относится к измерительному устройству и способу измерения для многосегментных стержнеобразных изделий табачной промышленности.

В настоящем документе используется термин «многосегментное стержнеобразное изделие табачной промышленности». Предполагается, что этот термин включает в себя любые стержнеобразные изделия и промежуточные изделия табачной промышленности, в том числе многосегментные фильтрующие стержни, содержащие фильтрующие сегменты, причем многосегментные фильтрующие стержни содержат фильтрующие сегменты и дополнительные компоненты, изменяющие аромат изделия или дающие такой аромат, при этом многосегментные фильтрующие стержни содержат фильтрующие сегменты и дополнительные элементы, изменяющие фильтрующие свойства используемых фильтрующих материалов, причем многосегментные стержни содержат как фильтрующие, так и не фильтрующие сегменты, многосегментные изделия с пониженным содержанием табака, а также сигареты с одним сегментом или прикрепленным многосегментным фильтрующим наконечником.

В процессе изготовления многосегментные изделия табачной промышленности проверкам качества подвергаются как промежуточные продукты, так и готовые продукты. Проверяемые параметры включают в себя геометрические параметры, включающие в себя длину отдельных сегментов, длину всего изделия или промежуточного продукта, диаметр изделия или промежуточного продукта, размеры дополнительных элементов, положение дополнительных элементов и так далее.

В опубликованной патентной заявке США 2005/0054501 А1 раскрыто измерительное устройство, выполненное с возможностью измерения свойств изделий табачной промышленности, в частности готовых сигарет, на основе измерения интенсивности света, отраженного от изделия или проходящего через изделие, при этом изделия перемещают в поперечном направлении относительно оси изделий на барабанных конвейерах. В документе WO 2012/130402 A1 раскрыто сходное решение для изделий, перемещающихся в осевом направлении. Однако оба эти решения не обеспечивают достаточной точности измерения из-за возможных помех при приеме отраженного излучения.

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы раскрыть улучшенные измерительное устройство и способ измерения.

Сущность настоящего изобретения заключается в способе измерения геометрических параметров многосегментного стержнеобразного изделия табачной промышленности посредством пучка электромагнитного излучения, направленного на изделие. Способ согласно настоящему изобретению характеризуется тем, что излучение, испускаемое многосегментным изделием табачной промышленности под воздействием возбуждения, индуцированного излучением, направленным на многосегментное изделие табачной промышленности, принимают излучение посредством приемного устройства, при этом генерируют сигнал, соответствующий принятому излучению. Кроме того, в устройстве приема излучения или с использованием средств обработки в системе управления такого устройства обрабатывают сигнал, соответствующий излучению, принятому устройством приема излучения, и на его основе создают изображение, соответствующее виду многосегментного изделия. Затем с помощью средств обработки определяют геометрические элементы изделия на основе различия в интенсивности излучения, испускаемого многосегментным изделием табачной промышленности, что визуализировано в созданном изображении. Кроме того, с помощью средств обработки измеряют геометрические параметры многосегментного изделия на основе положения геометрических элементов изделия в упомянутом изображении.

Кроме того, способ согласно настоящему изобретению характеризуется тем, что с помощью средств обработки измеряют длину и/или диаметр сегмента и/или многосегментного изделия на основе положения геометрических элементов изделия в изображении.

Кроме того, способ согласно настоящему изобретению характеризуется тем, что электромагнитное излучение, направленное на поверхность изделия, представляет собой излучение в диапазоне длин волн от 100 нм до 1500 нм.

Кроме того, способ согласно настоящему изобретению характеризуется тем, что электромагнитное излучение, направленное на поверхность изделия, представляет собой излучение в диапазоне длин волн от 300 нм до 400 нм.

Кроме того, способ согласно настоящему изобретению характеризуется тем, что электромагнитное излучение, направленное на поверхность изделия, представляет собой излучение в диапазоне длин волн от 630 нм до 650 нм.

Кроме того, способ согласно настоящему изобретению характеризуется тем, что электромагнитное излучение принимают в диапазоне длин волн от 100 нм до 1500 нм.

Кроме того, способ согласно настоящему изобретению характеризуется тем, что излучение, испускаемое многосегментным изделием, перед приемом фильтруют посредством фильтра, пропускающего диапазон излучения с шириной, соответствующей диапазону длин волн электромагнитного излучения, испускаемого многосегментным изделием.

Кроме того, способ согласно настоящему изобретению характеризуется тем, что электромагнитное излучение принимают в диапазоне длин волн от 440 нм до 450 нм.

Кроме того, способ согласно настоящему изобретению характеризуется тем, что электромагнитное излучение принимают в диапазоне длин волн от 680 нм до 690 нм.

Кроме того, способ согласно настоящему изобретению характеризуется тем, что электромагнитное излучение принимают в диапазоне длин волн от 730 нм до 740 нм.

Кроме того, способ согласно настоящему изобретению характеризуется тем, что электромагнитное излучение принимают в диапазоне длин волн от 720 нм до 1500 нм.

Кроме того, способ согласно настоящему изобретению характеризуется тем, что многосегментное изделие табачной промышленности содержит сегмент, имеющий гранулу, и измеряемый геометрический параметр представляет собой положение гранулы.

Кроме того, способ согласно настоящему изобретению характеризуется тем, что созданное изображение представляет собой цифровое изображение, при этом средства обработки представляют собой средства, использующие микропроцессор и обработку цифрового изображения.

Решение в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает возможность гибкой регулировки измерительного устройства для любых геометрических параметров продуктов или промежуточных продуктов. От производителя не требуется нести расходы по замене устройства в случае изменения изготавливаемых изделий.

Варианты осуществления настоящего изобретения показаны на чертежах, где:

на фиг. 1 показан фрагмент установки, содержащей барабанный конвейер, перемещающий многосегментные изделия,

на фиг. 2 показан вид многосегментного изделия на барабанном конвейере,

на фиг. 3 и 4 показана область обзора приемного устройства, включающая изображение изделия с фиг 2,

на фиг. 5 показан вид другого многосегментного изделия на барабанном конвейере,

на фиг. 6 и 7 показана область обзора приемного устройства, включающая изображение изделия с фиг 5,

на фиг. 8 показан вид сигареты на барабанном конвейере,

на фиг. 9 показана область обзора приемного устройства, включающее сигарету с фиг 8.

Многосегментные стержнеобразные изделия табачной промышленности обычно перемещают в поперечном направлении относительно их осей, реже вдоль своих осей, при этом проверка качества изделия может осуществляться в обоих случаях. Изделия могут перемещаться поперек своих осей на барабанных конвейерах, а также на линейных конвейерах, таких как ленточные или цепные конвейеры. На фиг. 1 показан фрагмент установки для перемещения многосегментных изделий 1 на барабанах 2, 3, 4, при этом изделия 1 перемещаются в канавках 5, в которых они удерживаются вакуумом, обычно с использованием нескольких отверстий, расположенных вдоль канавок 5. Источник 6 излучения, расположенный около барабана 3, генерирует пучок электромагнитного излучения (обозначенный как 6А) который направлен на боковую поверхность изделия 1, по существу, перпендикулярно оси X изделия 1. Однако упомянутый пучок излучения может быть направлен под любым углом к оси X изделия 1 и даже вдоль этой оси, как в случае перемещения в поперечном направлении относительно оси X, так и в направлении, соответствующем оси X. Подаваемое излучение 6А может иметь длину волны как в видимом, так и в невидимом диапазоне. Некоторые материалы, используемые в табачной промышленности, поглощают это излучение и испускают излучение (обозначенное как 7А) с другой длиной волны, при этом волны регистрируются устройством 7 приема излучения, например, камерой.

Как источник 6 излучения, так и устройство 7 приема излучения соединены с системой 30 управления, управляющей их работой соответственно посредством отправки и получения сигналов 31 и 32.

На фиг. 2 показан вид многосегментного изделия 1, расположенного в канавке 5 барабана 3, при этом оно показано так, как если бы оберточный материал или оберточные материалы были прозрачными, причем все составные сегменты 1А, 1В, 1С, 1D являются видимыми. Обычно на практике отдельные составные сегменты 1А, 1В, 1С и 1D невидимы снаружи. Оберточный материал или оберточные материалы являются по меньшей мере частично проницаемыми как для видимого, так и для невидимого электромагнитного излучения. На фиг. 3 многосегментное изделие 1 показано так, как его "видит" устройство 7 приема излучения - показана область 8 обзора устройства 7 приема излучения с изображением Р изделия 1, при этом область обзора соответствует направлению, которое в целом перпендикулярно оси X изделия 1. Устройство приема излучения может быть направлено под любым углом к оси X изделия 1, и даже в осевом направлении, в зависимости от того, какая часть изделия должна быть видимой. Устройство 7 приема излучения регистрирует излучение 7А, испускаемое многосегментным изделием 1 в результате возбуждения излучением 6А молекул материала сегментов изделия 1. Участки отдельных сегментов 1А, 1В, 1С, 1D, имеющие точечные штриховки с различной плотностью, демонстрируют различные интенсивности излучения 7А, испускаемого этими сегментами. Устройство 7 приема излучения генерирует сигнал 32, соответствующий полученному излучению 7А, и отправляет его в систему 30 управления. Излучение 7А также может обрабатываться в устройстве 7А приема излучения. Сигнал 32 может обрабатываться с использованием средств 33 обработки системы 30 управления.

Излучение 6А может быть в диапазоне длин волн от 100 нм до 1500 нм. В случае сегментов, содержащих табак или обработанный табак, предпочтительно использовать излучение с диапазоном длин волн от 300 до 400 нм. Также предпочтительно использовать излучение с диапазоном длин волн от 630 нм до 650 нм. Испускаемое излучение 7А может быть в диапазоне длин волн от 100 нм до 1500 нм. Излучение 7А может состоять как из излучения, испускаемого сегментами 1А, 1В, 1С, 1D под воздействием излучения 6А, так и излучения, представляющего собой отраженное излучение 6А. Для предотвращения возникновения помех измерению может использоваться фильтр с шириной диапазона пропускания, соответствующей диапазону электромагнитного излучения, испускаемого изделием 1. Предпочтительно, излучение принимается в диапазоне длин волн от 440 нм до 450 нм, от 680 нм до 690 нм, от 730 нм до 740 нм, и от 720 нм до 1500 нм.

На фиг. 4 показана та же область 8 обзора, что и на фиг. 3, при этом на основе регистрированных различий в излучении от сегментов 1А, 1В, 1С, 1D изделия 1, в цифровом изображении, регистрированном в устройстве приема излучения или в системе управления такого устройства, были отмечены линии 10, 11, 12, представляющие собой, соответственно, ограничивающие линии между сегментами 1А и 1В, 1В и 1С и 1С и 1D. С помощью определенного положения ограничивающих линий 10, 11 можно точно измерить расстояние z1 между этими линиями, т.е. между краями сегмента, что представляет собой длину сегмента 1В. Аналогичным образом, в направлении, перпендикулярном линиям 10, 11, могут быть отмечены линии 21 и 22, ограничивающие сегмент 1А. Посредством определенных положений линий 21, 22 с образующими линиями сегмента 1А может быть измерен диаметр D1 этого сегмента. Для выделения линий, разграничивающих или ограничивающих контур сегмента или всего изделия, и для обработки самого изображения Р могут использоваться известные программы для обработки изображений, представляющие собой средства 33 обработки.

На фиг. 5 показан вид многосегментного изделия 1', расположенного в канавке 5 барабана 3, при этом упомянутое изделие отличается от изделия 1 тем, что в сегменте 1С помещена гранула 9, например, с ароматическим веществом, и дополнительно сегменты 1В', 1С выполнены материала, отличного от материала сегментов 1В и 1С с фиг. 2. Аналогично предыдущему случаю, в регистрированном цифровом изображении Р' изделия 1', вследствие наличия различий в интенсивности излучения 7А от отдельных сегментов и компонентов изделия 1' соответственно, отмечены линии 13, 14, ограничивающие сегменты 1В' и 1С, а также 1С и 1D, на основе которых может быть определена длина z2 сегмента 1С. Также отмечена линия 15, ограничивающая гранулу 9; в этом случае эта линия близка по форме к окружности, при этом дополнительно были отмечены вертикальная линия 16 и горизонтальная линия 17, пересекающие центр окружности 15. С помощью определенного центра круга 15 и положения ограничивающей линии 13 может быть определено расстояние от центра гранулы 9 до левого края сегмента 1С, обозначенное как z3. На фиг. 7 также показана линия 18, ограничивающая сегмент 1А и все изделие 1' с левой стороны, при этом отметка линии 18 обеспечивает возможность определения как расстояния z4, т.е. положения левого края сегмента 1С, так и расстояния z5, т.е. положения гранулы 9 от левого края изделия 1'.

Описание способа измерения может быть также использовано для измерения геометрических параметров оберточного материала, например, может быть измерена длина бумажной обертки фильтра или табачной части изделия. На фиг. 8 показано изделие 1'' в виде сигареты с фильтром, расположенным в канавке перемещающего барабана 3, при этом видна часть изделия, обернутая оберткой фильтра 1F, и часть изделия, обернутая оберткой табачной части 1Т. На фиг. 9 показано изделие с фиг. 8 в виде изображения Р'', как оно визуализируется для устройства приема излучения в области 8 обзора, при этом разность принятого излучения аналогично обозначена пунктирной линией.

Изобретение относится к измерительному устройству и способу измерения для многосегментных стержнеобразных изделий табачной промышленности. Способ измерения геометрических параметров многосегментного стержнеобразного изделия (1, 1', 1'') табачной промышленности посредством пучка электромагнитного излучения (6А), направленного на изделие (1, 1', 1''), при этом излучение (7А), испускаемое многосегментным изделием (1, 1', 1'') табачной промышленности под воздействием возбуждения, индуцированного излучением (6А), имеющим длину волны, отличающуюся от длины волны принятого излучения (7А), и направленным на многосегментное изделие (1, 1', 1'') табачной промышленности, принимают посредством устройства (7) приема излучения и генерируют сигнал (32), соответствующий принятому излучению (7А), в устройстве (7) приема излучения или с помощью средств (33) обработки в системе (30) управления такого устройства обрабатывают сигнал (32), соответствующий излучению (7А), принятому устройством (7) приема излучения, и на его основе создают изображение (Р, Р', Р''), соответствующее виду многосегментного изделия (1, 1', 1''), с помощью средств (33) обработки определяют геометрические элементы изделия (1, 1', 1'') на основе различия в интенсивности излучения (7А), испускаемого многосегментным изделием (1, 1', 1'') табачной промышленности, что визуализируется в созданном изображении (Р, Р', Р''), после чего с помощью средств (33) обработки измеряют геометрические параметры многосегментного изделия (1, 1', 1'') на основе положения геометрических элементов изделия (1, 1', 1'') в изображении (Р, Р', Р''). Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения за счет исключения возможных помех при приёме отраженного излучения. 12 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Способ измерения геометрических параметров многосегментного стержнеобразного изделия (1, 1', 1'') табачной промышленности посредством пучка электромагнитного излучения (6А), направленного на изделие (1, 1', 1''), отличающийся тем, что

излучение (7А), испускаемое многосегментным изделием (1, 1', 1'') табачной промышленности под воздействием возбуждения, индуцированного излучением (6А), имеющим длину волны, отличающуюся от длины волны принятого излучения (7А), и направленным на многосегментное изделие (1, 1', 1'') табачной промышленности, принимают посредством устройства (7) приема излучения и генерируют сигнал (32), соответствующий принятому излучению (7А),

в устройстве (7) приема излучения или с помощью средств (33) обработки в системе (30) управления такого устройства обрабатывают сигнал (32), соответствующий излучению (7А), принятому устройством (7) приема излучения, и на его основе создают изображение (Р, Р', Р''), соответствующее виду многосегментного изделия (1, 1', 1''),

с помощью средств (33) обработки определяют геометрические элементы изделия (1, 1', 1'') на основе различия в интенсивности излучения (7А), испускаемого многосегментным изделием (1, 1', 1'') табачной промышленности, что визуализируется в созданном изображении (Р, Р', Р''), после чего

с помощью средств (33) обработки измеряют геометрические параметры многосегментного изделия (1, 1', 1'') на основе положения геометрических элементов изделия (1, 1', 1'') в изображении (Р, Р', Р'').

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что с помощью средств (33) обработки измеряют длину и/или диаметр сегмента (1А, 1В, 1В', 1С', 1С, 1D, 1F, 1Т) и/или многосегментного изделия (1, 1', 1'') на основе положения геометрических элементов изделия (1, 1', 1'') в изображении (Р, Р', Р'').

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что электромагнитное излучение (6А), направленное на поверхность изделия (1, 1', 1''), представляет собой излучение в диапазоне длин волн от 100 нм до 1500 нм.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что электромагнитное излучение (6А), направленное на поверхность изделия (1, 1', 1''), представляет собой излучение в диапазоне длин волн от 300 нм до 400 нм.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что электромагнитное излучение (6А), направленное на поверхность изделия (1, 1', 1''), представляет собой излучение в диапазоне длин волн от 630 нм до 650 нм.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что электромагнитное излучение (7А) принимают в диапазоне длин волн от 100 нм до 1500 нм.

7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что излучение (7А), испускаемое многосегментным изделием (1, 1', 1''), перед приемом фильтруют посредством фильтра, пропускающего диапазон излучения с шириной, соответствующей диапазону волн электромагнитного излучения (7А), испускаемого многосегментным изделием (1, 1', 1'').

8. Способ по п. 6, отличающийся тем, что электромагнитное излучение (7А) принимают в диапазоне длин волн от 440 нм до 450 нм.

9. Способ по п. 6, отличающийся тем, что электромагнитное излучение (7А) принимают в диапазоне длин волн от 680 нм до 690 нм.

10. Способ по п. 6, отличающийся тем, что электромагнитное излучение (7А) принимают в диапазоне длин волн от 730 нм до 740 нм.

11. Способ по п. 6, отличающийся тем, что электромагнитное излучение (7А) принимают в диапазоне длин волн от 720 нм до 1500 нм.

12. Способ по любому из пп. 1-6, 8-11, отличающийся тем, что многосегментное изделие (1, 1', 1'') табачной промышленности содержит сегмент (1С), имеющий гранулу (9), и измеряемый геометрический параметр представляет собой положение гранулы.

13. Способ по любому из пп. 1-6, 8-11, отличающийся тем, что созданное изображение (Р, Р', Р'') представляет собой цифровое изображение, при этом средства (33) обработки представляют собой средства, использующие микропроцессор и обработку цифрового изображения.