烟丝振动分选机中的称重信号滤波与处理方案，可显著提升检测精度

烟丝振动分选机中的称重信号滤波与处理方案，可显著提升检测精度

称重检测分析设备在卷烟生产企业中是很重要的检测分析设备工具，其检测精度对卷烟生产企业中的工艺检测部门起着关键的作用。烟丝在线振动分选机是用来检测卷烟生产企业烟丝生产水平的检测设备，其通过分层振动筛分烟丝实时称重得到烟丝中不同等级烟丝的含量，从而来分析烟丝生产的工艺水平，因此其设备中的称重部分是关键所在，称重部分精度对检测分析数据起着关键的作用。

作者详细分析了称重部分的滤波分析处理功能，并提出了可靠的解决方案，实际应用效果明显，提升了称重部分的精度，提升了卷烟生产企业工艺检测部门的检测水平。

烟丝在线振动分选机是卷烟生产企业工艺质检部门用来检测分析烟丝生产工艺水准的检测分析系统。该系统通过多层不同尺寸的筛网振动筛分得到不同层次的烟丝，然后通过实时称重得到每层烟丝种类的重量，从而来分析评鉴烟丝生产的工艺水准。

因此，该系统中的称重部分是核心所在，只有称重部分数据精准，才能保证得到的数据可靠有效，从而能保证卷烟生产企业工艺质检部门检测水准的有效性。

本文针对烟丝振动分选机系统的称重核心部分做了详细的分析，对称重部分存在的干扰、波动、滤波等做了系统的分析研究，并提出了相应有效的解决技术，从而提升烟丝振动分选系统数据的可靠有效性，提升称重部分的精确度。

称重技术和烟丝振动分选机系统简介

1 称重技术

称重传感器位于称体之中，是整个硬件系统的起始部分，是构成系统信息输入的主要窗口，为系统提供赖以处理和决策控制所必需的原始信息。它将称重信号转换成电压信号，其性能好坏直接影响整个系统的计量精度和稳定性。

传感器的选择主要依据称重数量、量程、精准度、环境、介质性能等方面。测量重量的传感器有很多种，按工作原理分有弹性力平衡式压力传感器、感应式传感器、应变式传感器、压电式传感器、霍尔式压力传感器、电容式、光纤式、数字式传感器等。

2 烟丝振动分选机系统

烟丝振动分选机系统是用来检测分析卷烟生产企业烟丝生产水准的检测分析系统。该系统通过多层不同筛网振动筛分得到烟丝中不同等级的烟丝，然后通过实时称重得到各类烟丝的重量，从而来评鉴分析烟丝生产工艺水平。

该系统中称重部分是核心所在，称重系统的精准度直接关系到称重数据的可靠有效性，直接关系影响到卷烟生产企业工艺质检部门的检测分析效果。

称重信号滤波分析与处理

1 称重信号干扰分析

称重信号的干扰源很多，主要包括环境、称重本体、信号转换、信号传输等干扰影响。

环境影响主要是温度与振动对称重部分的影响，温度的变换会引起称重弹性体的变换，同时外部的振动也会对称重部分产生干扰；称重体本身的线性水准也会对称重产生影响；信号A/D转换精度也会对称重产生影响；同时信号传输过程也会对称重信号产生干扰。

2 称重信号滤波分析处理

针对外部环境的信号干扰，称重支撑架采用铸铁机械件，铸铁可以吸收部分外部振动源，减少外部振动对称重体的干扰，从而减少外部振动对称重体的影响。图1为称重铸铁缓冲支撑架图。

图1 称重铸铁缓冲支撑架图

针对称重传感器本身的性能稳定性，在设计选型中选用不锈钢工业级电容式传感器，该传感器相比传统的电阻式传感器具有稳定性好、抗干扰能力强、计量精度高、过载保护好、测量速度快等优点，能很好的满足本系统的要求。同时针对传感器保护，在设计中也对传感器做了防撞保护和过载限位保护，这样可以更加合理地使用传感器。图2是具有防撞限位保护的电容式称重传感器图。

图2 具有防撞限位保护的电容式传感器

针对称重信号传输过程信号干扰、衰减、扰动等干扰情况，在设计中采用就地采集计算分析信号，通过网络传输信号结果的方式，这样可以减少信号衰减、干扰等不安全因素，提升了信号的可靠度，同时使用网络传送也简化了整体的布局，方便可靠。图3为信号就地采集分析处理，网络传送结果的整体方案图。

图3 信号采集计算分析传送方案图

同时为了能更好地提升称重信号质量，在信号分析处理中，采用低通滤波算法抵制高频干扰信号、程序判断滤波算法可以抵制失真信号、平滑滤波算法抵制白噪声，这样可以提升信号的质量，提升分析检测效果。

3 系统实际应用

称重信号采集分析处理部分在烟丝振动分选机系统中是核心部分，该部分的可靠性直接关系到系统检测分析数据的有效可靠性，直接关系到烟厂工艺检测部分的检测效果。

通过对称重支撑架的改进，采用可靠的不锈钢工业级电容式专用称重传感器，采用就地信号采集分析网络传送的方案，同时通过软件算法滤波抵制不可靠信号，大大提升了系统的称重传感器信号的可靠度。

产品在实际现场使用中，效果也得到了提升，检测分析数据比较可靠稳定，图4为实际称重传感器原始值，图5中实际应用称重数据，料斗1、2、3、4分别放置标准砝码200克、200克、100克、50克，实际检测称重符合精度要求。

图4 称重传感器原始值

图5 实际应用称重数据图

结束语

烟丝在线振动分选机系统是广泛应用于烟草生产企业工艺检测部门的检测分析系统，该系统通过分层筛分烟丝，通过实时称重得到不同等级的烟丝重量，分析计算得出烟丝生产工艺质量，从而评价烟丝生产的水平。

该系统中称重部分是核心，称重部分的精度可靠性直接关系到检测效果。因此本文针对称重部分，详细分析了各种滤波的方案，并将方案应用于实际的产品中，实际应用证明通过改进后的称重部分，检测分析数据可靠，大大提升了检测效果，从而提升了卷烟生产企业工艺检测部门的检测分析的水平。

本文编自《电气技术》，标题为“称重信号滤波与处理在烟丝振动分选机系统的研究”，作者为袁兴、张乐年 等。

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