采用光栅尺校准爆珠强度检测仪下压速度的装置和方法与流程

1.本发明涉及烟草行业，具体的说，涉及了一种采用光栅尺校准爆珠强度检测仪下压速度的装置。


背景技术：

2.行业对于爆珠的检测出台了相应的标准《卷烟和滤棒中爆珠强度的测定
‑
恒速加压法》。
3.该标准中规定：7.1 按照设备说明书和相关要求校准试验机。设置试验速度至（20
±
5）mm/min。检查试验机零位。
4.5.2 试验速度试验机的试验速度公差应在
±
10%之内。
5.显然标准中对于下压的速度是有明确要求的，也是需要校准的，但是目前只能通过爆珠强度监测仪自带的位移传感器和电机来驱动控制样品压杆的下压速度，没有额外的校准设备对该速度进行校准或检测。
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。


技术实现要素：

7.本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种精度高、易操作、结构简单的采用光栅尺校准爆珠强度检测仪下压速度的装置，以及方法。
8.为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种采用光栅尺校准爆珠强度检测仪下压速度的装置，包括底座、竖向调节架、水平调节架、光栅尺基座、读数头基座、读数头、主尺和控制模块，所述竖向调节架固定在底座上，所述水平调节架固定在所述竖向调节架上，所述光栅尺基座竖向安装在所述水平调节架上，所述光栅尺的主尺竖向安装在光栅尺基座上，所述读数头基座与光栅尺基座平行且等长度设置，所述读数头安装在所述读数头基座上，所述读数头与所述主尺位置正对且相互平行，所述读数头的背面设置同步卡件。
9.基上所述，所述竖向调节架包括一对竖向设置的短螺杆、连接在两个短螺杆之间的一块连接板和竖向锁紧在所述连接板上的长螺杆，所述连接板的两端分别通过一对锁紧螺栓固定在短螺杆上，所述长螺杆通过一对锁紧螺栓固定在所述连接板的中部，所述水平调节架安装在所述长螺杆上。
10.基上所述，所述水平调节架包括设置有中空长孔的水平调节长板和用于安装光栅尺基座的立板，所述立板设于水平调节长板的前端，所述水平调节长板的中空长孔穿设在所述长螺杆上并通过一对锁紧螺栓固定在所述长螺杆上。
11.基上所述，所述连接板的后端向后延伸形成用于安装控制模块的水平支架。
12.基上所述，所述底座为u形底座，所述u形底座的两个水平支脚上设置磁吸块或缓
冲垫块。
13.一种采用光栅尺校准爆珠强度检测仪下压速度的方法，通过以下步骤进行校准：将底座固定，调整竖向调节架和水平调节架，使光栅尺基座、主尺和读数头基座均与爆珠强度检测仪的样品压杆的运动路径平行，然后将读数头通过背面的同步卡件固定在样品压杆上，在样品压杆的初始位置对光栅尺进行调零操作，然后启动爆珠强度检测仪，随着样品压杆的移动，光栅尺的读数头同步移动，与此同时，光栅尺将读数数据实时的发送至控制模块，控制模块对读数进行时间标记，随着样品压杆行走至终点，读数头记录下全部的行走距离数据和时间数据，并根据距离数据和时间数据计算出下压速度，进而输出下压速度曲线。
14.基上所述，所述光栅尺基座的上下两端分别安装限位传感器。
15.基上所述，控制光栅尺基座平面的平行度在0.1mm/1000mm以内，读数头的基座与光栅尺基座总共误差不得大于
±
0.2mm，读数头与主尺尺身的平行度为0.1mm
‑
0.2mm，读数头与主尺尺身之间的间距为1~1.5mm。
16.基上所述，所述光栅尺输出的脉冲信号发送至控制模块，控制模块通过对脉冲数进行计数，既能够根据脉冲频率得到时间数据，又能够根据脉冲个数得到距离数据，进而获得准确的距离数据和时间数据。
17.本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明采用光栅尺对爆珠强度检测仪的下压速度进行检测，借助光栅尺极高的精度，可以准确的获取样品压杆的实时速度变化，进而对爆珠强度检测仪的下压速度进行校准。
18.该装置主要提供了供光栅尺安装的支架，且具备竖向、水平方向可调节的能力，调节后可锁定，保证光栅尺工作的稳定性和灵活性。
19.该方法借助了光栅尺极高的灵敏性和精度，对样品压杆的移动速度进行实时测量，在样品压杆缓速、匀速下压的过程中，能够准确记录样品压杆的行走速度，具有高精度的优点。
附图说明
20.图1是本发明中采用光栅尺校准爆珠强度检测仪下压速度的装置的结构示意图。
21.图2是本发明中采用光栅尺校准爆珠强度检测仪下压速度的装置使用状态的结构示意图。
22.图3是采用光栅尺校准爆珠强度检测仪下压速度的方法的流程图。
23.图中：1.底座；2
‑
1.光栅尺基座；2
‑
2.读数头基座；2
‑
3.读数头；2
‑
4.主尺；2
‑
5.同步卡件；3.控制模块；4.短螺杆；5.连接板；6.长螺杆；7.锁紧螺栓；8.中空长孔；9.水平调节长板；10.立板；11.水平支脚；12.磁吸块；13.样品压杆。
具体实施方式
24.下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
25.如图1和图2所示，一种采用光栅尺校准爆珠强度检测仪下压速度的装置，包括底座1、竖向调节架、水平调节架、光栅尺基座2
‑
1、读数头基座2
‑
2、读数头2
‑
3、主尺2
‑
4和控制模块3，所述竖向调节架固定在底座1上，所述竖向调节架包括一对竖向设置的短螺杆4、连
接在两个短螺杆4之间的一块连接板5和竖向锁紧在所述连接板5上的长螺杆6，所述连接板5的两端分别通过一对锁紧螺栓7固定在短螺杆4上，所述长螺杆6通过一对锁紧螺栓7固定在所述连接板5的中部，所述水平调节架安装在所述长螺杆6上，所述连接板的后端向后延伸形成用于安装控制模块的水平支架。
26.所述水平调节架包括设置有中空长孔8的水平调节长板9和用于安装光栅尺基座2
‑
1的立板10，所述立板10设于水平调节长板9的前端，所述水平调节长板9的中空长孔8穿设在所述长螺杆6上并通过一对锁紧螺栓7固定在所述长螺杆6上。
27.所述光栅尺基座2
‑
1竖向安装在所述水平调节长板9上，所述光栅尺的主尺2
‑
4竖向安装在光栅尺基座2
‑
1上，所述读数头基座2
‑
2与光栅尺基座2
‑
1平行且等长度设置，所述读数头2
‑
3安装在所述读数头基座2
‑
2上，所述读数头2
‑
2与所述主尺2
‑
4位置正对且相互平行，所述读数头2
‑
2的背面设置同步卡件2
‑
5。
28.所述底座1为u形底座，所述u形底座的两个水平支脚11上设置磁吸块12或缓冲垫块。
29.工作过程：将底座固定，调整竖向调节架和水平调节架，使光栅尺基座、主尺和读数头基座均与爆珠强度检测仪的样品压杆的运动路径平行，安装要求如下：1、安装光栅尺基座（1）光栅尺基座的长度与光栅尺尺身长度相等（最好基座长出光栅尺50mm左右）。该基座平面平行度应在0.1mm/1000mm以内。
30.（2）读数头的基座与尺身的基座总共误差不得大于
±
0.2mm。
31.（3）安装时，调整读数头位置，达到读数头与光栅尺尺身的平行度为0.1mm左右，读数头与光栅尺尺身之间的间距为1~1.5mm左右。
32.2、安装光栅尺线位移传感器主尺将光栅尺线位移传感器主尺和读数头安装在检测装置上，使用千分表，检查调整光栅尺线位移传感器主尺的安装面与导轨运动的方向平行度，要求调整到0.1mm/1000mm以内。
33.3、安装光栅尺线位移传感器读数头在安装读数头时，首先应保证读数头的基面达到安装要求，然后再安装读数头，其安装方法与主尺相似。最后调整读数头，使读数头与光栅主尺平行度保证在0.1mm之内，其读数头与主尺的间隙控制在1~1.5mm以内。
34.4、光栅尺线位移传感器限位装置加工光栅尺主尺基座时，应对两侧进行封边，对导轨进行限位，以防读数头冲撞到主尺两端。
35.5、光栅尺线位移传感器检测前的检查将读数头通过背面的同步卡件固定在样品压杆13上，光栅线位移传感器安装完毕后接通数显表，移动样品压杆13，观察数显表计数是否正常。
36.在样品压杆13的移动方向上选取一个参考位置，建议使用样品压杆未移动时的初始位置，来回移动工作点至该选取的位置。数显表读数应相同（或回零）。另外也可使用千分表（或百分表），使千分表与数显表同时调至零（或记忆起始数据），往返多次后回到初始位
置，观察数显表与千分表的数据是否一致。
37.通过以上步骤安装结束后，开始测试：在样品压杆13的初始位置对光栅尺进行调零操作，然后启动爆珠强度检测仪，随着样品压杆13的移动，光栅尺的读数头同步移动，与此同时，光栅尺将读数数据实时的发送至控制模块，控制模块对读数进行时间标记，随着样品压杆行走至终点，读数头记录下全部的行走距离数据和时间数据，并根据距离数据和时间数据计算出下压速度，进而输出下压速度曲线。
38.其中，时间数据和距离数据是这样获取的：假设光栅尺长度s（单位mm），线纹数n。则其光栅栅距为s/n。
39.1、距离检测时，采用电子细分方法，当两块光栅以微小倾角重叠时，在与光栅刻线垂直方向产生莫尔条纹，随着光栅移动，检测莫尔条纹个数。移动后，可得x个条纹，则移动距离为xs/n。
40.2、时间检测时，根据光栅移动的总时间， 可得t（单位秒），总时间也可以通过频率值结合获取的脉冲数计算得到。
41.3、速度移动速度为xs/nt。
42.4、方向在一个莫尔条纹宽度内，一定间隔内有 4 个光电器件就能实现电子细分与判向功能。例如，栅线为 50 线对 /mm的光栅尺，其光栅栅距为0.02mm，若采用四细分后便可得到分辨率为 5μm的计数脉冲。由于位移是一个矢量，即要检测其大小，又要检测其方向，因此至少需要两路相位不同的光电信号。为了消除共模干扰、直流分量和偶次谐波，通常采用由低漂移运放构成的差分放大器。由 4个光敏器件获得的 4 路光电信号分别送到 2 只差分放大器输入端，从差分放大器输出的两路信号其相位差为 π /2 ，为得到判向和计数脉冲，需对这两路信号进行整形，首先把它们整形为占空比为 1： 1 的方波。然后，通过对方波的相位进行判别比较，就可以得到光栅尺的移动方向。通过对方波脉冲进行计数，可以得到光栅尺的位移和速度。
43.最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。