检测棒状物内的填充材料密度的装置

摘要

本发明是检测烟棒内的烟丝的填充密度的装置，该装置包括：在烟棒(T)周围每隔45度角离开配置并分别将红外线射入烟棒(T)内的四个光源(18、20、22、24)、配置在与烟棒(T)周围的四个光源相反侧并相隔90度角隔离开的两个光接收器(26、28)、和根据从这些光接收器(26、28)的输出测定烟棒(T)内的烟丝的填充密度的测定器44。

说明书

技术领域

本发明涉及检测棒状物内的填充材料密度的装置，特别是涉及在检测用卷烟机制造的烟棒内的烟丝的填充密度方面适合的检测装置。

背景技术

乞今为止这种填充密度检测装置一直使用放射线。更详细地讲，检测装置向烟棒照射放射线，根据该放射线通过烟丝时的衰减度检测烟丝的填充密度。

但是，在放射线使用中，在其安全对策方面必须有严格的管理体制，放射线型检测装置的操作很不容易。

因此，代替放射线开发了使用红外线的填充密度检测装置。例如在特公昭8-2288号公报上公开了一个例子。该公知的检测装置装备有多个红外线光源和多个光接收器。这些光源和光接收器在卷烟机中配置在烟棒的水平送出通路上，而且送出通路从卷烟机的包装部延伸。

检测装置从各光源向烟棒的外周面发射红外线。另一方面，透过烟棒的红外线或在烟棒内的空隙中漫射后的红外线由各光接收器接收，然后根据红外线的光接收量输出表示烟丝填充密度的密度信号。

这样的密度信号的输出电平与使红外线透过的透过法式相比，红外线漫射的漫射方式高。漫射式的检测装置适合烟丝填充密度的测定。因而，若使用漫射方式的检测装置测定烟棒内烟丝的填充密度，也能检测出烟棒内的软点。在此，软点表示烟棒中烟丝的填充密度比标准限度还低的部分。

在所述公报中公布的漫射式的检测装置(参见图6)中，红外线光源和光接收器在烟棒的周围方向交互配置，而光源彼此之间和光接收器彼此之间隔着烟棒互为相对配置。

因此，互为相对置的光源只照射烟棒内的同一部分。在烟棒的横断面上看，红外线的照射区域小。因此，在烟棒内的红外线的漫射效率低，公知的检测装置涉及烟棒的整个横断面，不能更精确地检测烟丝的填充密度。

另外，在相对的各对光源中，由于其中一对配置在水平面内，从这些光源射到烟棒内的红外线在烟棒内几乎直接通过处于上下迭积状态的烟丝间。因而，公知的检测装置不能在烟棒内使红外线良好地漫射，软点的检测精度低。

发明内容

本发明的目的是提供一种检测装置，所述检测装置使用放射线以外的、管理容易的检测光，可以高精度地检测棒状物内的填充材料的填充密度。

上述目的由本发明的检测装置实现。检测装置包括：光入射单元，所述光入射单元是使检测光入射射到所述棒状物内的单元，包括沿所述棒状物的周围方向邻近配置在包围所述棒状物的规定的圆弧区域内并使所述检测光分别射入所述棒状物的同一横断面内的多个光源；光接收单元，所述光接收单元是接收来自所述棒状物的检测光的单元，包括从所述棒状物的周围方向看不与所述各光源相对地配置在所述圆弧区域以外的区域内并接收从所述棒状物沿所述横断面发射的检测光产生表示光接收量的信号的至少一个光接收器；和根据来自所述光接收器的信号测定所述填充材料的填充物密度的测定单元。

根据上述检测装置，来自各光源分别射入到棒状物内的检测光在棒状物内的填充材料中反射，而且通过反复进行该反射在棒状物内的空隙中漫射。之后漫射的检测光由棒状物发射，被光接收器接收。光接收器供给测定单元接收检测光的接收光量的信号，测定单元根据接收的信号测定填充材料的填充密度。

由于从各光源射入棒状物内的检测光向棒状物入射的方向互不相同，所以从横断面看检测光照射很广的区域，几乎遍及横断面的整个区域地漫射。其结果在光接收器上接收到的漫射后的检测光的接收光量正确地表示棒状物内填充物的密度。

光入射单元包括四个光源，这些光源沿棒状物的周围方向由规定的角度隔开。另一方面，光接收单元包括两个光接收器，这些光接收器也在棒状物的周围方向以规定的角度隔开。

当棒状物是从卷烟机的包装部水平送出的烟棒时，检测装置测定烟棒内的烟丝的填充密度。这时检测装置的各光源最好从水平方向以外的方向向烟棒内射入检测光。这时检测光不会无反射地通过烟棒内的烟丝间的空隙，从烟棒只发射漫射后的检测光。

具体而言，四个光源以45度角相互隔离。另一方面，两个光接收器由90度角相互隔离。更优选的是光源中的两个以夹着棒状物垂直的纵断面的隔开配置，其余的光源以夹着棒状物的水平的纵断面隔开配置。这时来自各光源的检测光同样在烟棒内漫射，而且，光接收器可以很好地接收从烟棒发射的检测光。

这时一个光接收器可以配置在铅直的纵断面上，而另一个光接收器可以配置在水平的纵断面上。

光源和光接收器可以安装在围绕烟棒的托架上。这时，这些光源和光接收器形成一个检测单元。

各光源可以把作为检测光的红外线射入烟棒中。这时，红外线在烟棒内的漫射性优良，而且也容易管理。

附图说明

图1表示在卷烟机中安装本发明的检测单元时检测单元的配置位置的图；

图2是图1的检测单元的横断面；

图3表示使用图1的检测单元控制卷烟机的排除装置的电路图；

图4表示从各光源向烟棒内射入的红外线的射入区域的模式图；

图5～图7分别是表示本发明的检测单元与公知的检测单元之间检测性能的比较结果的曲线；

图8是表示在过滤棒制造机中安装本发明的检测单元的例子的图。

具体实施方式

图1是卷烟机的一部分，即表示烟棒T的水平送出通路2。送出通路2从制造机的包装部通过切断部延伸。

包装部将烟丝上下迭积的烟流用纸包起来，形成烟棒T，烟棒T内的烟丝基本上维持上下迭积的状态。另一方面，切断部在每一个规定的长度切断烟棒T，形成卷烟棒，卷烟棒具有用于制造过滤咀卷烟的卷烟的两根份的长度。

送出通路2包括容许烟棒T通过的棒导轨4、6、8、10。这些棒导轨形成管状或环状。棒导轨4～10顺次配置在烟棒T的送出方向上。

切断部侧的棒导轨10形成成管状，在棒导轨10的中途配置实施例之一的漫射式检测单元14。

另一方面，在棒导轨6、8之间确保规定的空间，在该空间中配置所述的公知的漫射式检测单元12。检测单元12用于评价检测单元14的输出结果。

图2表示检测单元14的详细情况。检测单元14装备有环状的托架16。托架16包围在棒导轨10的外周，托架16包括四个光源18、20、22、24和两个光接收器26、28。各光源是卤素灯，射出红外线。另一方面，各光接收器是光电变换器。

由图2可知，四个光源和两个光接收器配置在托架16的同一横断面内。更详细地光源18～24在托架16周围方向上有相间配置，向棒导轨10内突出的红外线发射部18a、20a、22a、24a。这些发射部在通过棒导轨10内的烟棒T的周围方向上以45度角隔开。

因此，在棒导轨10上形成径方向孔30、32、34、36，这些径方向孔也在棒导轨10的周围方向上每隔45度角间隔开，收入相应的光源18～24的发射部。径方向孔30～36在棒导轨10的内周面上开口，因此，来自光源18～24的红外线通过相应的径方向孔照射到烟棒T的外周面上。

由图2可知，光源18、20以隔着托架16的垂直的纵断面PV的方式隔开，与此相对应，光源22、24以隔着托架16的水平的纵断面PH的方式隔开。因而，来自各光源的红外线的发射方向无论哪一个都相对烟棒T内的烟丝的迭层方向交叉。

另一方面，光接收器26、28在托架16的直径方向看配置在与光源18～24相反侧的区域中，更详细地讲，光接收器26、28有分别配置在纵断面PV、纵断面PH上，向棒导轨10内突出的光接收部26a、28a。

因此，棒导轨10有两个径方向孔38、40，这些径方向孔38、40放入相应光接收器的光接收部。径方向孔38、40也在棒导轨10的内周面上开口，光接收器的光接收部可以接收通过烟棒T的红外线。

然而，由图2可知，由于光接收器26、28不对着光源18～24中的任何一个，从光源18～24射入烟棒T的红外线不能透过烟棒T内的烟丝和空隙直接到达光接收器26、28。在此，烟棒T内的空隙率大约在65％到75％的范围内。

如图2所示，光源18～24分别电连接在供电电路42上。另一方面，光接收器26、28分别电连接在测定器44上。从供电电路42向光源18～24一供给电功率，各光源就分别从其发射部发射红外线，这些红外线通过相应的径方向孔30～36射入烟棒T内。射入的红外线边靠烟棒T内的烟丝反射，边在烟棒内的空隙中漫射，之后从烟棒T通过径方向孔38、40发射，分别由光接收器26、28的光接收部接收。

另一方面，光接收器26、28将与红外线的光接收量成比例的电信号V₁、V₂分别供给测定器44。测定器44根据来自光接收器26、28的电信号V₁、V₂生成表示烟棒T内的烟丝的填充密度的密度信号S_D，向卷烟机发射。

测定器44可以使用所述公报中记载的测定器，因此测定器44的具体说明从略。

由如图3所示的测定器44发送的密度信号S_D通过卷烟机的A/D转换器46供给控制器48。控制器48包括有微机。另一方面，由卷烟机的延时发生器50通过A/D转换器46供给控制器48延迟时间S_T。

在此，延时发生器50根据从检测单元14到设在切断部下游的卷烟棒排除装置52的距离和烟棒T即卷烟棒现有的送出速度计算延迟时间S_T，该延迟时间S_T表示通过检测单元14的烟棒T的部位到作为卷烟棒到达排除装置52所需要的时间。

当密度信号S_D供给控制器48时，控制器48就将密度信号S_D与标准限度相比较。密度信号S_D比标准限度小时，也就是烟丝的填充密度比标准填充密度低得多时，控制器48判定在烟棒T内存在烟丝的填充密度低的软点。从作出该判断的时刻经过延迟时间S_T后通过A/D转换器46将排除信号E供给排除装置52。

排除装置52一收到排除信号E就立刻动作，将包含软点的卷烟棒排除到送出通路2的外侧。

所述的四个光源18～24由于在烟棒T的周围方向上每隔45度角间隔开，故来自各光源的红外线从烟棒T的周围方向看，从大约135度的外周区域射入到烟棒T内。因此，由图4可知，射入烟棒T内的红外线罩住烟棒T的几乎整个横断面地射向烟棒T内。射入到烟棒T内的红外线被内部的烟丝反射，而且由于反复进行该反射，同样也在烟棒T内的空隙中漫射。

因此，同样在烟棒T内漫射的红外线通过棒导10的径方向孔38、40漏出。该漏出的红外线分别由光接收器26、28接收。在此，由于光接收器26、28接收的红外线同样在烟棒T内漫射，在光接收器26、28上接收的红外线的接收光的电平正确地表示烟丝的填充密度，该结果可以高精度地检测出烟棒T内的软点。

另外，由于来自光源18～24的红外线没有水平地射入烟棒T内，故红外线不会直接通过烟棒T内的空隙射向着光接收器。因而光接收器26、28可以只接收在烟棒T内漫射的红外线。其结果光接收器26、28接收的红外线的光接收量正确地表示烟丝的填充密度。

图5～图7表示同时使用本发明的检测单元14和所述公报的检测单元12，分别测定卷烟棒内的烟丝填充密度的结果。在图5～图7中使用本发明的检测单元14得到的密度信号波形以实线表示；使用公知的检测单元12得到的密度信号波形以虚线表示。

由图5～图7可知，若使用本发明的检测单元14与使用公报的检测单元12的情况相比，密度信号的输出电平整体变高，能够高精度的测定填充密度。在图5～图7中点划线的圆圈表示存在软点。

本发明不限于所述的一个实施例，可以是各种变形。

例如光源和光接收器的数量不限于示例的数目。

另外，本发明的检测装置在软点检测之外也可以用于卷烟棒内平均填充密度的测定。这种情况可以根据平均填充密度的测定结果控制用于烟流的整理装置。整理装置配置在包装部的上游，调整在烟流上的烟丝的层厚。

而且，本发明的检测装置也能安装在烟丝之外的填充密度的如图8所示的过滤棒制造机上。过滤棒制造机是在其包装部中通过用纸包住纤维状的过滤材料，制造过滤棒F的机器，其包装部的结构与卷烟机一样。

这种情况下，所述检测单元14配置棒导轨54，该导轨引导从包装部向切断部在水平方向上送出的过滤棒F，同样检测滤棒F内的过滤材料的填充密度。