摄像组件及包括该摄像组件的高速造纸机的制作方法

1.本技术涉及造纸技术领域，具体来说涉及高速造纸机，特别是对该高速造纸机中的摄像装置的改进。


背景技术：

2.高速造纸机越来越广泛地应用在造纸行业中。为了保证所生产的纸张的质量，在高速造纸机的各个工段配备有高速摄像头，用于在生产过程中监控纸张的质量。这些高速摄像头从多个方面来控制纸张的质量，例如用来诊断纸张上是否存在斑点，而更为关键的高速摄像头诊断连续纸幅上是否存在破损、甚至断裂的情况。这些高速摄像头与高速造纸机的控制系统相连通，当检测到纸张上存在诸如斑点、破损、断裂之类的缺陷时，控制系统可相应于检测到的缺陷而控制高速造纸机停机。
3.高速造纸机中设置高速摄像头的方案在生产过程中会产生一些问题。具体来说，高速造纸机多数情况下是在高温高湿的环境中运行的，高速摄像头的监测精度会受到影响。而在高速造纸机的相对干燥的部分中，会存在较多的纸粉和灰尘等，这也会造成摄像头测量准确度受到影响。例如，高速摄像头上会沾染纸粉、灰尘、湿气等，使得摄像头误判离开纸幅的距离、误以为纸幅上存在斑点、甚至以为纸幅已经损坏或断裂，从而发出错误的缺陷信号。该错误的缺陷信号会引发错误的停机，进而造成生产和经济上的损失。该问题在所生产的纸张是精制纸张时尤其如此，其中，当在高速造纸机中生产精制纸张，且该精制纸张的纸幅以较高的速度通过摄像头时，会有更多的粉尘产生且更易沾染到高速摄像头上。
4.因此，在造纸技术领域中，仍需要结构改进的高速造纸机、特别是对其中的摄像装置的改进。


技术实现要素：

5.本实用新型是为解决至少一个以上所述的现有技术所存在的问题而做出的。本实用新型的目的是提供一种改进的摄像组件，该摄像组件可不受粉尘和湿气的沾染，以确保对纸幅精确的测试，避免因误判而停机的情况发生。本实用新型的另一个目的是提供具有精确的检测手段的高速造纸机。
6.本实用新型的摄像组件包括摄像装置，摄像装置包括摄像头；摄像组件还包括保护箱，摄像装置容纳在该保护箱中，其中，保护箱包括背板和侧板，侧板沿着背板的周边至少部分地延伸；以及在保护箱中设置有至少一个气体喷嘴，气体喷嘴朝着摄像装置的摄像头吹送气流。其中，侧板较佳地可沿着背板的周边延伸而形成封闭环状。
7.摄像组件的保护箱使容纳于其中的摄像装置免受外界运行环境的影响，而所设置的气体喷嘴则进一步将摄像装置、特别是其摄像头与粉尘和湿气屏蔽开，从而减少、甚而避免因摄像头镜面脏污而引起的误检测，降低错误停机的风险。
8.在一种较佳的结构中，上述至少一个气体喷嘴包括：第一气体喷嘴，第一气体喷嘴设置在保护箱的下侧，并与第一进气管相连，垂直向上地沿朝向摄像头的方向吹送气流；
和/或第二气体喷嘴，第二气体喷嘴设置在保护箱的左侧或右侧，并与第二进气管相连，以在水平方向上沿朝向摄像头的方向吹送气流。
9.第一和第二气体喷嘴分别可沿垂直方向和水平方向向摄像头吹送气流。除此之外，还可在保护箱中的其它附加的或替代的位置设置摄像头，例如在保护箱的上侧等。
10.较佳地，在第一进气管上设置有第一控制阀；和/或在第二进气管上设置有第二控制阀。可通过第一控制阀和第二控制阀来控制第一和第二气体喷嘴的气体吹送以及所吹送的气体量。
11.较佳地，至少一个气体喷嘴与压缩气源相连接，从而从至少一个气体喷嘴吹送高速气流，以形成气幕。该气幕可进一步有助于防止粉尘和湿气沾染到摄像装置上。
12.对于保护箱的与背板相对且面向待检测物体的正面来说，其可以是至少部分地开口的，以至少暴露出摄像头，且气流被吹送到摄像头上。
13.或者，可以在保护箱的正面设置有正面板，该正面板中至少与摄像头对应的部分由透明材料制成，且气流被吹送到该透明材料的背向摄像装置的一侧上。例如，在设有正面板的情况下，第一空气喷嘴和第二空气喷嘴设置在正面板的外侧、即背向摄像装置的一侧上，以能够向正面板的外侧面吹送气流。
14.较佳地，为了提供足量且有效的气流，通常来说，第一进气管和/或第二进气管的尺寸可以是具有5～15mm的直径。另外，所吹送的气流具有 0.5～6bar的气压。进一步较佳地，第一进气管和/或第二进气管的尺寸可为 10mm左右，而吹送气流的气压为1.5～3.5bar，这样的尺寸和气压设置可以更加有效地将气流吹送到所要吹扫的表面上，例如摄像头、正面板的透明部分的外侧等，从而更有效地防止粉尘、湿气等的附着。
15.较佳地，上述摄像组件具体是用于监测在高速纸机的生产过程中高速通过的纸幅。
16.进一步地，该摄像组件在纸幅为包括高档文化用纸、特种纸等的精制纸张的纸幅时尤其有用。其例子包括高档印刷纸、复印纸、离型纸、包装纸等等。
17.本实用新型还涉及一种高速造纸机，该高速造纸机包括如上所述的摄像组件。该摄像组件可设置在高速造纸机的多个工位上，以检测各个阶段中的纸幅质量。
附图说明
18.附图中示出了本实用新型的非限制性的较佳实施结构，结合附图，可使本实用新型的特征和优点更加明显。其中：
19.图1是本实用新型的高速造纸机的一部分的示意图，其中显示纸卷和对该纸卷进行检测的摄像组件。
20.图2是本实用新型的摄像组件的正视图。
具体实施方式
21.为了便于理解本实用新型，下面将结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细描述。应当理解，附图中所示的仅仅是本实用新型的较佳实施例，其不应理解为对本实用新型的范围的限制。本领域的技术人员可以在附图所示的实施例的基础上对本实用新型进行各种显而易见的修改、变型、等效替换，并且在不相矛盾的前提下，以下所描述的不同实
施例中的技术特征可以互相任意地组合，而这些都落在本实用新型的范围之内。
22.在以下的对本实用新型的具体描述中，所使用的诸如“上”、“下”、“左”、“右”之类的表示方向和朝向的用语是以图中所示的摄像组件工作状态下惯常的朝向为基准的。应理解，该摄像组件的朝向有可能根据具体的应用场合而有所改变。
23.图1示出了本实用新型的高速造纸机的一部分的示意图，其中显示出用于存储制造好的纸幅的纸卷10，该纸卷10可以高速旋转，从而来自上游工位的纸幅以高速被卷绕在该纸卷10上。在该纸卷10的侧面设置有摄像组件20，该摄像组件20可检测被卷绕在纸卷10上的纸张是否存在斑点、破损之类的缺陷。
24.若检测到纸幅上存在缺陷，则摄像组件20将检测到缺陷的信号经由诸如通信线25之类的方式传送给高速造纸机的控制系统，控制系统可根据该信号来决定是否需要停机以排除纸幅上的缺陷。
25.图2示出了图1中的摄像组件20的正视图。在本实用新型中，摄像组件20中设置有保护箱21，摄像装置24被放置在该保护箱21中，以保护摄像装置24不受高速造纸机的周围运行环境的影响。
26.该保护箱21为一侧开口的，具体的来说是面对纸卷10的一侧开口。在此，将保护箱21的面对纸卷10的一侧称为正面。被放置在该保护箱21 中的摄像装置24的摄像头26(图2中示出)对着保护箱21的该正面，从而能够对纸卷10进行摄像检测。如图2所示的，保护箱21包括与上述保护箱21的正面相对的背板22和沿着该背板22的周边延伸而形成封闭环状的侧板23。例如，在图中所示的示例性的保护箱21包括四个侧板23，这四个侧板23围成矩形形状。
27.在保护箱21的下侧面上设置有第一气体喷嘴31，该第一气体喷嘴31 通过第一进气管41与外部的气源(未示出)相连，从而可以将空气供应给第一气体喷嘴31，然后经由第一气体喷嘴31朝着摄像装置24从下往上地吹送气流，如图2中的虚线箭头a所示。例如，该气源是空气源，由此从第一气体喷嘴31吹出的是空气。
28.另外，在保护箱21的左、右侧面中的至少一个上可设置有第二气体喷嘴32，该第二气体喷嘴32通过第二进气管42与该气源相连，从而可将空气供应给第二气体喷嘴32，然后经由第二气体喷嘴32朝着摄像装置24沿水平方向吹送气流，如图2中的虚线箭头b所示。
29.从第一气体喷嘴31和/或第二气体喷嘴32吹出的气流的至少能够覆盖摄像装置24的摄像头26，从而将附着在摄像头26上的以及在摄像头26 附近的粉尘和湿气吹走。或者，较佳地，第一气体喷嘴31和/或第二气体喷嘴32与压缩气源相连接，从而从第一气体喷嘴31和/或第二气体喷嘴32 吹出高速气流，以在摄像头26上形成气幕，该气幕能够防止粉尘和湿气附着到摄像头26上。这样，通过从第一气体喷嘴31和/或第二气体喷嘴32 吹出的气流，保持摄像头26的镜面清洁，由此可减少甚至避免由于摄像头 26的镜面脏污而导致的误检测故障。
30.在一种较佳的具体实施结构中，第一进气管41和/或第二进气管42的直径为5～15mm，例如可设置为10mm左右。此外，来自气源的气体的压力较佳地可在0.5～6bar的范围中，较佳地可在1.5～3.5bar的范围中。通过这样的管径以及气体压力，可以确保气体足量且有效的吹送到摄像头26 上，进而有效地防止粉尘、湿气等的附着。
31.进一步地，如图2中所示的，在第一进气管41上可设置有第一控制阀 51，通过开关
该第一控制阀51，可以控制对第一气体喷嘴31供应气流的开启和关闭。另外，还可以调节第一控制阀51的开度，以调节向第一气体喷嘴31供应的气流的量。
32.类似的，在第二进气管42上可设置有第二控制阀52，以用于控制对第二气体喷嘴32气流供应的开启和关闭以及控制所供应的气流量。
33.上述第一控制阀51和第二控制阀52可以由操作人员手动开关和调节，或者，第一控制阀51和第二控制阀52也可以是自动控制阀门，例如电动阀门、气动阀门等，其开关和开度由高速造纸机的控制系统来控制。
34.由此，在本实用新型中，所设置的保护箱21能够保护摄像装置24不受高速造纸机的运行环境影响，进而，通过设置第一气体喷嘴31和/或第二气体喷嘴32，向摄像装置24的摄像头26吹送气流，可确保至少摄像头26 周围无粉尘且无湿气，从而确保摄像装置24能够对纸幅进行精确地检测，而不会因误检测而导致错误停机。
35.以上所公开的摄像装置24在纸卷10上的纸张是包括高档文化用纸、特种纸等的精制纸张的情况尤其有用。具体来说，精制纸张在高速通过摄像装置24的过程中，更容易将粉尘等沾染到摄像装置24的摄像头26上。相关的纸张类型的例子包括：高档印刷纸、复印纸、离型纸、包装纸等等。
36.以上结合附图对本实用新型的较佳实施例进行了说明。而在该较佳实施例的基础上，可以进行各种变型和修改，而这些变型和修改都在本实用新型的范围之内。
37.例如，在以上结合附图进行的描述中，摄像组件20是设置在纸卷10 旁边，对纸卷10进行检测。除此之外，也可以在高速造纸机的其它生产工位处设置该摄像组件20，对不同生产阶段的纸幅或原料进行检测。
38.在图中所示的结构中，第一气体喷嘴31位于保护箱21的下侧，且吹送垂直向上的气流，而第二气体喷嘴32位于左侧或后侧，用于吹送水平方向的气流。除此之外，附加地或替代地，还可在其它位置设置气体喷嘴，并且所吹送的气流也可沿着除垂直或水平方向之外的其它方向。例如，可以在保护箱21的上侧设置气体喷嘴，其垂直向下地吹送气流。或者，所吹送的气流可以是与垂直方向或水平方向成角度。另外，第一气体喷嘴31和第二气体喷嘴32吹送的气流可相互之间呈锐角，该呈锐角的两股气流具有互相间干扰少的优点。
39.在图中所示的实施例中，保护箱21的面向纸卷10的正面是完全开放的。不过，保护箱21的正面也可以是部分开放的，只要摄像装置24的摄像头26露出即可。
40.或者，保护箱21的正面也可由正面板完全封闭，并且该正面板中至少与摄像头26对应的部分由透明材料制成，从而允许摄像头26对纸幅进行检测。或者，正面板整体为透明材料制成。这样，摄像装置24被置于封闭空间中，从而具有更好的保护效果。进一步地，在此情况中，第一空气喷嘴31和第二空气喷嘴32设置在该正面板的外侧，即正面板的背向摄像装置24的一侧上。在此，将正面板面向摄像装置24、即面向保护箱内部的一侧称为内侧，而与正面板的内侧相反(背向摄像装置24)的一侧则为外侧。这样，在运行时，由第一气体喷嘴31和/或第二气体喷嘴32吹出的气流可被吹向该正面板的外侧面吹送、特别是向着该正面板的透明部分的外侧面吹送。由此，可至少防止粉尘和湿气沾染到正面板的透明部分的外侧面上。
41.图中显示该保护箱21的形状为矩形，除此之外，保护箱21也可被设置为除矩形之外的其它形状，例如圆形、椭圆形、多边形等。
42.在以上所公开的较佳结构中，侧板23围绕着背板22的周边形成封闭环状。不过，侧板23也可以在沿着背板22的周边部分地延伸。例如，在背板22呈矩形的情况中，可以只包括三个侧板23，而留出背板22的一边 (例如图中的底边)没有侧板23。
43.进一步地，在侧板23未形成封闭环状的情况下，同样可以如上所述地设置正面板。在此情况下，较佳地是在正面板的外侧和内侧都设置空气喷嘴，以分别向正面板的与摄像头26对应的透明部分的外侧以及对摄像头26 进行吹气。例如，在以上所公开的附图所示的实施例中，包括位于下侧面的第一空气喷嘴31和位于左、右内侧面的第二空气喷嘴32，其中第一空气喷嘴31设置在正面板内侧，向摄像头26吹气，而第二空气喷嘴32设置在正面板外侧，对正面板的与摄像头26对应的透明部分进行吹气。或者，也可以在下侧面设置两个第一空气喷嘴31，一个在正面板外侧，一个在正面板内侧，以及，在左侧面或右侧面设置两个第二空气喷嘴32，一个在正面板外侧，一个在正面板内侧。这些变型结构也都在本实用新型的范围之内。