煙絲在線振動分選機是卷煙生產(chǎn)企業(yè)工藝質(zhì)檢部門用來檢測分析煙絲生產(chǎn)工藝水準(zhǔn)的檢測分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過多層不同尺寸的篩網(wǎng)振動篩分得到不同層次的煙絲，然后通過實時稱重得到每層煙絲種類的重量，從而來分析評鑒煙絲生產(chǎn)的工藝水準(zhǔn)。

因此，該系統(tǒng)中的稱重部分是核心所在，只有稱重部分數(shù)據(jù)精準(zhǔn)，才能保證得到的數(shù)據(jù)可靠有效，從而能保證卷煙生產(chǎn)企業(yè)工藝質(zhì)檢部門檢測水準(zhǔn)的有效性。

本文針對煙絲振動分選機系統(tǒng)的稱重核心部分做了詳細的分析，對稱重部分存在的干擾、波動、濾波等做了系統(tǒng)的分析研究，并提出了相應(yīng)有效的解決技術(shù)，從而提升煙絲振動分選系統(tǒng)數(shù)據(jù)的可靠有效性，提升稱重部分的精確度。

稱重技術(shù)和煙絲振動分選機系統(tǒng)簡介

1 稱重技術(shù)

稱重傳感器位于稱體之中，是整個硬件系統(tǒng)的起始部分，是構(gòu)成系統(tǒng)信息輸入的主要窗口，為系統(tǒng)提供賴以處理和決策控制所必需的原始信息。它將稱重信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，其性能好壞直接影響整個系統(tǒng)的計量精度和穩(wěn)定性。

傳感器的選擇主要依據(jù)稱重數(shù)量、量程、精準(zhǔn)度、環(huán)境、介質(zhì)性能等方面。測量重量的傳感器有很多種，按工作原理分有彈性力平衡式壓力傳感器、感應(yīng)式傳感器、應(yīng)變式傳感器、壓電式傳感器、霍爾式壓力傳感器、電容式、光纖式、數(shù)字式傳感器等。

2 煙絲振動分選機系統(tǒng)

煙絲振動分選機系統(tǒng)是用來檢測分析卷煙生產(chǎn)企業(yè)煙絲生產(chǎn)水準(zhǔn)的檢測分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過多層不同篩網(wǎng)振動篩分得到煙絲中不同等級的煙絲，然后通過實時稱重得到各類煙絲的重量，從而來評鑒分析煙絲生產(chǎn)工藝水平。

該系統(tǒng)中稱重部分是核心所在，稱重系統(tǒng)的精準(zhǔn)度直接關(guān)系到稱重數(shù)據(jù)的可靠有效性，直接關(guān)系影響到卷煙生產(chǎn)企業(yè)工藝質(zhì)檢部門的檢測分析效果。

稱重信號濾波分析與處理

1 稱重信號干擾分析

稱重信號的干擾源很多，主要包括環(huán)境、稱重本體、信號轉(zhuǎn)換、信號傳輸?shù)雀蓴_影響。

環(huán)境影響主要是溫度與振動對稱重部分的影響，溫度的變換會引起稱重彈性體的變換，同時外部的振動也會對稱重部分產(chǎn)生干擾；稱重體本身的線性水準(zhǔn)也會對稱重產(chǎn)生影響；信號A/D轉(zhuǎn)換精度也會對稱重產(chǎn)生影響；同時信號傳輸過程也會對稱重信號產(chǎn)生干擾。

2 稱重信號濾波分析處理

針對外部環(huán)境的信號干擾，稱重支撐架采用鑄鐵機械件，鑄鐵可以吸收部分外部振動源，減少外部振動對稱重體的干擾，從而減少外部振動對稱重體的影響。圖1為稱重鑄鐵緩沖支撐架圖。

圖1 稱重鑄鐵緩沖支撐架圖

針對稱重傳感器本身的性能穩(wěn)定性，在設(shè)計選型中選用不銹鋼工業(yè)級電容式傳感器，該傳感器相比傳統(tǒng)的電阻式傳感器具有穩(wěn)定性好、抗干擾能力強、計量精度高、過載保護好、測量速度快等優(yōu)點，能很好的滿足本系統(tǒng)的要求。同時針對傳感器保護，在設(shè)計中也對傳感器做了防撞保護和過載限位保護，這樣可以更加合理地使用傳感器。圖2是具有防撞限位保護的電容式稱重傳感器圖。

圖2 具有防撞限位保護的電容式傳感器

針對稱重信號傳輸過程信號干擾、衰減、擾動等干擾情況，在設(shè)計中采用就地采集計算分析信號，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸信號結(jié)果的方式，這樣可以減少信號衰減、干擾等不安全因素，提升了信號的可靠度，同時使用網(wǎng)絡(luò)傳送也簡化了整體的布局，方便可靠。圖3為信號就地采集分析處理，網(wǎng)絡(luò)傳送結(jié)果的整體方案圖。

圖3 信號采集計算分析傳送方案圖

同時為了能更好地提升稱重信號質(zhì)量，在信號分析處理中，采用低通濾波算法抵制高頻干擾信號、程序判斷濾波算法可以抵制失真信號、平滑濾波算法抵制白噪聲，這樣可以提升信號的質(zhì)量，提升分析檢測效果。

3 系統(tǒng)實際應(yīng)用

稱重信號采集分析處理部分在煙絲振動分選機系統(tǒng)中是核心部分，該部分的可靠性直接關(guān)系到系統(tǒng)檢測分析數(shù)據(jù)的有效可靠性，直接關(guān)系到煙廠工藝檢測部分的檢測效果。

通過對稱重支撐架的改進，采用可靠的不銹鋼工業(yè)級電容式專用稱重傳感器，采用就地信號采集分析網(wǎng)絡(luò)傳送的方案，同時通過軟件算法濾波抵制不可靠信號，大大提升了系統(tǒng)的稱重傳感器信號的可靠度。

產(chǎn)品在實際現(xiàn)場使用中，效果也得到了提升，檢測分析數(shù)據(jù)比較可靠穩(wěn)定，圖4為實際稱重傳感器原始值，圖5中實際應(yīng)用稱重數(shù)據(jù)，料斗1、2、3、4分別放置標(biāo)準(zhǔn)砝碼200克、200克、100克、50克，實際檢測稱重符合精度要求。

圖4 稱重傳感器原始值

圖5 實際應(yīng)用稱重數(shù)據(jù)圖

結(jié)束語

煙絲在線振動分選機系統(tǒng)是廣泛應(yīng)用于煙草生產(chǎn)企業(yè)工藝檢測部門的檢測分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過分層篩分煙絲，通過實時稱重得到不同等級的煙絲重量，分析計算得出煙絲生產(chǎn)工藝質(zhì)量，從而評價煙絲生產(chǎn)的水平。

該系統(tǒng)中稱重部分是核心，稱重部分的精度可靠性直接關(guān)系到檢測效果。因此本文針對稱重部分，詳細分析了各種濾波的方案，并將方案應(yīng)用于實際的產(chǎn)品中，實際應(yīng)用證明通過改進后的稱重部分，檢測分析數(shù)據(jù)可靠，大大提升了檢測效果，從而提升了卷煙生產(chǎn)企業(yè)工藝檢測部門的檢測分析的水平。

本文編自《電氣技術(shù)》，標(biāo)題為“稱重信號濾波與處理在煙絲振動分選機系統(tǒng)的研究”，作者為袁興、張樂年 等。