丰文滨，黄 炬，张孝权，廖洪军 ，刘元
四川中烟工业有限责任公司什邡卷烟厂 四川 什邡 618400
1、背景介绍
目前国内卷烟工厂面临的一项重要目标就是提升烟支内在质量，降低烟支单支克重标准偏差，提高烟支重量控制精度。因此，卷烟工厂不仅在产品工艺水平和结构上进行创新与改进，也在现有卷烟机重量控制和检测装置的应用上进行探索。
微波重量检测仪的检测精度、运行稳定性对烟支重量控制的稳定及重量不合格烟支剔除的准确性起到决定性作用，因此，微波重量检测仪的稳定性验证是我厂目前的重点工作之一。
2、重量控制系统的组成
我厂目前卷接设备主要是PROTOS70型卷烟机，该机型设计生产能力为7000支/分，采用SRM重量控制系统，该重量控制系统由微波重量检测仪、控制执行机构、位移传感器、烟丝温度检测装置、轴编码器、剔除阀组成，其中微波重量检测仪是SRM重量控制系统的重要组成部分。
3、Midas XR型微波重量检测仪的组成及重量控制原理
Midas XR主要由高频发生器、信号放大器、谐振腔及温度传感器、信号隔离器、信号处理器、通讯接口及安装固定机械结构组成。
Midas XR的重量控制原理：卷烟机速度达到设定速度，烟条监测器检测到有烟条经过时，Midas XR开始工作，当烟条经过Midas XR的检测管，检测管内部高频发生器发射高频激光信号，激光信号透过烟条被接收器接收，接收器通过接收到的激光信号强弱程度来获取烟条密度信号，传送到信号处理器中，同时轴编码器输出的脉冲信号（当前车速和电机相位信号）和温度传感器输出的烟丝温度信号一起传送到信号处理器，信号处理器将处理结果传输到计算单元，计算单支烟的重量和密度分布。
4、我厂目前使用的微波重量检测仪稳定性工艺判定标准及相似性数据分组分析结果
目前我厂对微波重量检测仪的稳定性工艺判定主要由四类指标组成，具体数据获取方式及判定标准如下表1：
近期在对我厂某台Protos70卷烟机的Midas XR进行稳定性验证中，通过测试单数据得出的结论如下表2（目标重量：676mg）：
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通过现有验证标准得出各项指标结果均为合格，但是通过对相似性测试数据分组分析发现，校准取样从目标重量+10至+50的测试均重与设定目标的差值明显呈上升趋势且异于正常情况，通过进一步对烟支重量超重及超轻取样结果进行分析发现，超轻烟支取样的准确性明显高于超重烟支取样的准确性（超重准确性为55%，超轻为85%），因此判定Midas XR（微波重量检测仪）出现不稳定状态。
5、通过对Midas XR进行内部校准得到重量分布云图验证以上结论
Midas XR重量分布“云图”目视评估标准及重量分布参考“云图”如下：
1、数值点要尽量位于长方形内（黑色的垂直标记为重量范围，黑色水平标记为湿度公差）；
2、额定重量应当在设置的重量范围内；
3、测量所得的平均香烟重量要尽量与额定重量一致；
4、数值点应当尽量稠密地分布在额定湿度水平轴的周围；
5、在重量范围内，回归线也要在湿度限制之内（在该范围内，湿度差不能超过1%）。
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为进一步验证以上结论，利用MSP-XR服务程序查看Midas XR内部参数，在进行“校准”、“优化”步骤后得到参考数据ATR文件，在写入ATR文件进行“分析”后，得到重量分布“云图”如下：
通过对比参考“云图”及标准对实测“云图”分析可知：测量所得的平均香烟重量偏离额定重量（676mg）且大多数值点分布在额定重量左侧（轻于额定重量676mg一侧），超过半数的数值点未在黑色长方形内。
通过对实测“云图”的对比分析可以验证Midas XR（微波重量检测仪）出现不稳定状态的结论正确。
在实际生产过程中，该机台废品剔除统计界面显示超重烟支剔除数明显高于超轻烟支剔除数，通过对剔除出的超重及超轻烟支进行取样验证发现超轻烟支剔除基本准确，而超重烟支剔除有误剔情况存在（实际重量低于额定重量+剔除极限值60mg）。
6、总结
通过以上验证，证明在相关系数满足工艺标准的前提下，对校准取样结果进行深度分析来判断微波重量控制系统稳定性的方法有效。
参考文献：
【1】基于微波检测技术的卷烟机烟支重量控制系统设计，汪功明，食品与机械：2015（06）。
【2】微波检测技术在烟支重量控制系统中的应用与研究，丁守双，合肥工业大学：2006
【3】新型烟支重量控制系统的研究与应用，吕伟、金文良、张林法，硅谷：2012（22）
【4】烟支重量微波检测系统的分析与设计，高宏亮、高洁、杜劲松、李晋，制造业自动化：2010（07）。