一种废纸含水量检测系统的制作方法

1.本发明涉及废纸回收技术领域，尤其涉及一种废纸含水量检测系统。


背景技术：

2.废纸、木片、竹片、秸秆、浆板等材料是主要的造纸原料，约占造纸厂成本结构的70％—80％，其中造纸原料的质检质量在造纸原料收购中起到至关重要的作用，含水率检测精度在质检中占有很大的比重，也是进行业务结算的关键指标之一。由于水分位置分布不均匀，目前没有准确定位高水分位置的方法，造成检测精度低，不能解决原料掺水造假的问题。因此，这些问题一直是质检环节中未能解决的痛点。
3.本公开发明人发现传统造纸原料的水分测量方法主要有：烘干法、电阻法、电容法、单包微波法、整车微波法。这些方法的缺点分别为：烘干法测水周期长，测水效率低。电容法和电阻法测量纸包水分误差大。单包微波法只针对取样包水分测量，无法准确评估整车水分。整车微波法测量水分，只能测量到局部，不能测量全车，而且当车上的纸包水分含量不均匀时，微波水分仪测量误差偏大约5个水分点，不同水分的纸包在同一车上多种方式摆放，整车微波水分仪测量一致性差，约差3个水分点；整车微波法不能在整车中准确定位湿包位置。


技术实现要素：

4.本发明针对现有技术的不足，研制一种废纸含水量检测系统，该系统采用多天线同频交叉相互收发的方式，保证整车原料无死角检测，然后根据能量衰减值和相位的变化，结合原料尺寸及温湿度等环境因素，进行计算，实现了对整车原料水分的高精度测量和对高含水量位置的精准定位，同时提高了测水效率。
5.本发明解决技术问题的技术方案为：一方面，本发明的实施例提供了一种废纸含水量检测系统，包括上位机、检测单元、控制终端、运动系统，所述检测单元包括通信模块、测距模块、温湿度模块，所述测距模块至少设置六个，两侧和顶部各设置至少两个，测距模块和温湿度模块安装在运动系统上，测距模块和温湿度模块通过通信模块连接控制终端，控制终端连接上位机；上位机内置根据温湿度计算含水量的公式和数据库，可根据检测的温湿度数据输出含水量数据，上位机还设置有显示屏，可显示含水量分布图。每侧两个测距模块可采集垂直方向的多个距离点，顶部有两个测距模块用于测量整车原料的高度。控制终端通过通信模块将采集的各种数据通过网络上传到上位机。
6.作为优化，所述检测单元还包括至少两个收发机。
7.作为优化，所述收发机采用500mhz—3ghz频率信道，收发机具备至少三个天线接口，收发机采用分时工作方式，通过不同的天线接口进行发射和接收数据，收发机通过同步线来控制通道切换，切换时间小于10ms。
8.作为优化，所述检测单元还包括收发天线和馈线，收发天线通过馈线与收发机连接。
9.作为优化，所述收发机每个可同时接入至少三个同频收发天线。
10.作为优化，所述收发天线采用平板天线，收发天线的频率为500mhz—3ghz。
11.作为优化，所述至少两个收发机之间的天线参数相同，每个收发机至少有一个水平角度和垂直角度小于20
°
和40
°
，有两个水平角度和垂直角度小于20
°
和20
°
。
12.作为优化，所述收发天线都使用窄波束。
13.作为优化，所述运动系统为电机带动的直线运动机构。运动系统通过伺服控制器和plc实现自动测量，以及天线垂直、水平移动的精确定位。
14.发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案具有如下优点或有益效果：
15.1.三对天线的扫描对物料上中下分别检测，三对天线的收发转换又分别检测了左右含水量的分布，因此把单一剖面细化为六个区域组成的剖面，可以有效定位含水量集中的部分。
16.2.收发天线都使用窄波束。大幅减少了环境干扰。收发天线在垂直方向上均匀排列，保证了检测范围。双收发机的配置形成左右成对天线的收发转换，结合测距数据有效修正了整车原料与天线距离造成的测量误差。
17.3.采用多天线同频交叉相互收发的方式，保证整车原料无死角检测，然后根据能量衰减值和相位的变化，结合原料尺寸及温湿度等环境因素，通过人工智能算法，实现了对整车原料水分的高精度测量和对高含水量位置的精准定位，同时提高了测水效率。
18.4.提高了检测精度，将整车原料水分含量的误差控制在一个水分点以内。同一车原料不同摆放方式，测量整车原料水分的重复误差小于一个水分点。精确的定位水分含量过高的原料位置，防止供应商掺水造假。
19.5.公平公正的水分检测，有利于原料收购的良性循环，有利于造纸厂和废纸供应商互惠共利。实现了无人化自动测量，减少人工成本，提高测量效率。
附图说明
20.图1为本发明一种实施例的原理图。
具体实施方式
21.为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相
连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
22.图1为本发明的一种实施例，如图所示，一种废纸含水量检测系统，包括上位机、检测单元1、控制终端2、运动系统3，所述检测单元1包括通信模块1
‑
1、测距模块1
‑
2、温湿度模块1
‑
3，所述测距模块1
‑
2至少设置六个，两侧和顶部各设置至少两个，测距模块1
‑
2和温湿度模块1
‑
3安装在运动系统3上，测距模块1
‑
2和温湿度模块1
‑
3通过通信模块1
‑
1连接控制终端2，控制终端2连接上位机；上位机内置根据温湿度计算含水量的公式和数据库，可根据检测的温湿度数据输出含水量数据，上位机还设置有显示屏，可显示含水量分布图。每侧两个测距模块1
‑
2可采集垂直方向的多个距离点，顶部有两个测距模块1
‑
2用于测量整车原料的高度。控制终端2通过通信模块1
‑
1将采集的各种数据通过网络上传到上位机。
23.所述检测单元1还包括至少两个收发机1
‑
4。
24.所述收发机1
‑
4采用500mhz—3ghz频率信道，收发机1
‑
4具备至少三个天线接口，收发机1
‑
4采用分时工作方式，通过不同的天线接口进行发射和接收数据，收发机1
‑
4通过同步线来控制通道切换，切换时间小于10ms。
25.所述检测单元1还包括收发天线和馈线，收发天线通过馈线与收发机1
‑
4连接。
26.所述收发机1
‑
4每个可同时接入至少三个同频收发天线。三对天线的扫描对物料上中下分别检测，三对天线的收发转换又分别检测了左右含水量的分布，因此把单一剖面细化为六个区域组成的剖面，可以有效定位含水量集中的部分。
27.所述收发天线采用平板天线，收发天线的频率为500mhz—3ghz。
28.所述至少两个收发机1
‑
4之间的天线参数相同，每个收发机1
‑
4至少有一个水平角度和垂直角度小于20
°
和40
°
，有两个水平角度和垂直角度小于20
°
和20
°
。
29.所述收发天线都使用窄波束。大幅减少了环境干扰。收发天线在垂直方向上均匀排列，保证了检测范围。双收发机1
‑
4的配置形成左右成对天线的收发转换，结合测距数据有效修正了整车原料与天线距离造成的测量误差。
30.所述运动系统3为电机带动的直线运动机构。运动系统3通过伺服控制器和plc实现自动测量，以及天线垂直、水平移动的精确定位。
31.采用多天线同频交叉相互收发的方式，保证整车原料无死角检测，然后根据能量衰减值和相位的变化，结合原料尺寸及温湿度等环境因素，通过人工智能算法，实现了对整车原料水分的高精度测量和对高含水量位置的精准定位，同时提高了测水效率。
32.提高了检测精度，将整车原料水分含量的误差控制在1个水分点以内。同一车原料不同摆放方式，测量整车原料水分的重复误差小于1个水分点。
33.精确的定位水分含量过高的原料位置，防止供应商掺水造假。
34.公平公正的水分检测，有利于原料收购的良性循环，有利于造纸厂和废纸供应商互惠共利。实现了无人化自动测量，减少人工成本，提高测量效率。
35.温湿度与含水量的关系：
36.饱和湿度φ，在某温度下，样品中所能容纳水量，叫做饱和湿度。
37.相对湿度α，某温度下样品的绝对湿度与该温度下的饱和湿度的比值和样品多少
无关，能够客观衡量湿度的大小，定义为相对湿度。
38.α＝φ/φ
×
100％
39.α＝0，样品完全干燥，不含水。
40.α＝100％，饱和状态。
41.样品中的含水量和温度有关，温度越高，能容纳的水也越多。样品中水蒸气含量随温度不同而变化。
42.通过大量样板的数据采集可得出根据温湿度计算含水量的公式和数据库，将所测得的温湿度数据输入公式或在数据库搜索都可以得到含水量数据。
43.将所得到的数据进行图像显示，并根据含水量高低进行颜色深浅区分，对本领域技术人员来说没有技术难度，不需要创新。
44.上述虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。