Baumer超聲波傳感器在煙草包裝機(jī)維修改造中的應(yīng)用

【摘要】煙草包裝機(jī)維修改造是煙草廠商在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中面臨的同生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)緊密聯(lián)系的現(xiàn)實(shí)問題，因此對(duì)于煙草包裝機(jī)維修改造相關(guān)技術(shù)的研究具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。近年來隨著微電子技術(shù)特別是超聲波傳感器運(yùn)用技術(shù)的發(fā)展，本文將以Baumer超聲波傳感器的使用為例淺析超聲波技術(shù)在煙草包裝機(jī)的維修改造中的運(yùn)用。

【關(guān)鍵詞】Baumer；超聲波傳感器；煙草包裝機(jī)；維修改造

伴隨著我國(guó)煙草制造行業(yè)的不斷發(fā)展進(jìn)步，卷煙產(chǎn)品的品牌競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇，卷煙產(chǎn)品的包裝也隨之不斷創(chuàng)新。好的煙草包裝不僅能表現(xiàn)出煙草品牌的內(nèi)涵與文化，也為煙草品牌的擴(kuò)張發(fā)展提供了支持。國(guó)內(nèi)外學(xué)者相關(guān)研究表明了當(dāng)前卷煙廠商同卷煙消費(fèi)者二者之間溝通交流的渠道呈現(xiàn)出越來越少的趨勢(shì)，在廠商消費(fèi)者缺乏足夠溝通交流的情況下卷煙包裝對(duì)于塑造煙草品牌的重要性就不言而喻了，特別是對(duì)于新興煙草廠商來說大力推行商標(biāo)戰(zhàn)略，為企業(yè)的煙草產(chǎn)品設(shè)計(jì)并包裝上品位高端的外包裝更是動(dòng)搖老牌煙草企業(yè)霸主地位的利器。而老牌煙草企業(yè)在煙草包裝的競(jìng)爭(zhēng)中也沒有示弱，老牌煙草廠家業(yè)不斷開展煙草產(chǎn)品包裝的設(shè)計(jì)研究，同時(shí)不斷增加包裝機(jī)設(shè)備的維修、改造與更新投入?？陀^上來說，我國(guó)煙草產(chǎn)品從技術(shù)主導(dǎo)走向品牌、商標(biāo)、包裝主導(dǎo)是煙草行業(yè)總體營(yíng)銷水平進(jìn)步的表現(xiàn)，也是煙草產(chǎn)品企業(yè)邁進(jìn)品牌主導(dǎo)市場(chǎng)階段的必經(jīng)之路。

一、我國(guó)煙草包裝機(jī)應(yīng)用的現(xiàn)狀

我國(guó)的煙草包裝工業(yè)起步于20世紀(jì)中期，自改革開放以后更得到了快速發(fā)展，逐步建立并形成了包括煙草包裝材料、煙草包裝工藝和煙草包裝機(jī)械一系列生產(chǎn)環(huán)節(jié)在內(nèi)的完整而獨(dú)立的煙草包裝工業(yè)體系。據(jù)相關(guān)行業(yè)調(diào)查分析表明，包裝機(jī)械的使用最為廣泛的行業(yè)依次為食品產(chǎn)業(yè)、飲料產(chǎn)業(yè)、家庭用品與化妝品產(chǎn)業(yè)、醫(yī)療用品和煙草業(yè)。具體來說，煙草產(chǎn)業(yè)作為我國(guó)包裝機(jī)械的最大使用行業(yè)之一，幾乎所有的包裝機(jī)機(jī)型、機(jī)種均在煙草產(chǎn)品的包裝中得到了使用。正是由于我國(guó)煙草產(chǎn)業(yè)每年推出成千上萬種新型產(chǎn)品，從而加快了包裝機(jī)械的更新?lián)Q代，因此我國(guó)煙草廠商所需要的煙草包裝機(jī)械需求速度始終處于領(lǐng)先位置。煙草產(chǎn)品包裝工業(yè)日新月異的發(fā)展環(huán)境迫使煙草廠商不斷加大煙草產(chǎn)品包裝的新陳代謝，也讓廠商面臨煙草包裝機(jī)維修改造的現(xiàn)實(shí)問題。

二、超聲波傳感器在煙草包裝機(jī)維修改造中的運(yùn)用

煙草行業(yè)早期包裝機(jī)維修改造大多采用的是電容式傳感器來檢測(cè)膠位，近年來隨著微電子技術(shù)的發(fā)展特別是超聲波傳感器的問世，煙草行業(yè)包裝機(jī)逐漸開始普及運(yùn)用超聲波傳感器來檢測(cè)膠位，從而大大提高了包裝機(jī)維修改造效果的穩(wěn)定、可靠。超聲波傳感器是基于超聲波傳導(dǎo)的特性而研制的傳感器。超聲波同一般聲波相比具有更短的波長(zhǎng)，因而具有更好的方向性，由于超聲波能產(chǎn)生一種振動(dòng)頻率比聲波更強(qiáng)的機(jī)械波，這種機(jī)械波是通過換能晶片在電壓的激勵(lì)下產(chǎn)生振動(dòng)激起的，這種機(jī)械波具有高頻率、短波長(zhǎng)和產(chǎn)生繞射現(xiàn)象頻率低的特性，特別是具有方向性好、能夠成為射線從而定向傳播的特點(diǎn)。更加難得的是，超聲波能夠透過透明不透明物質(zhì)，尤其是對(duì)液體、固體穿透的本領(lǐng)特別大，研究表明超聲波在陽(yáng)光下對(duì)不透明的固體穿透實(shí)驗(yàn)中，超聲波能夠穿透達(dá)幾十米的穿透深度。[1]

Baumer超聲波傳感器是精密傳感器的代表，較同類傳感器而言Baumer超聲波傳感器在生產(chǎn)的精度、可靠性、穩(wěn)定性方面具有其它超聲波傳感器無法比擬的優(yōu)勢(shì)。過去由于超聲波技術(shù)發(fā)展條件的限制，許多超聲波技術(shù)因?yàn)闊o法深入的探測(cè)到物體組織的內(nèi)部而受到了質(zhì)疑，而Baumer超聲波傳感器的出現(xiàn)帶來了技術(shù)上的革新從而改變了這種狀況。在未來的超聲波傳感器在煙草包裝機(jī)維修改造的應(yīng)用實(shí)踐中，超聲波技術(shù)將結(jié)合信息技術(shù)和新材料技術(shù)，從而研究出更多的具有高智能化、超靈敏度特點(diǎn)的超聲波傳感器。

Baumer超聲波物位計(jì)測(cè)量技術(shù)的檢測(cè)原理：Baumer超聲波物位計(jì)測(cè)量技術(shù)運(yùn)用了超聲波傳導(dǎo)的聲學(xué)特性，即在一定的條件下超聲波在空氣中傳播的速度的波動(dòng)是很小的，所以可以通過計(jì)算測(cè)量超聲波從發(fā)射探頭傳播至需要檢修料位表面并返回到發(fā)射探頭所用的時(shí)間，來求得發(fā)射探頭到需要檢修的料位的距離，再用總高來減去這個(gè)測(cè)量距離就可以得到實(shí)際料位值。也即是：

上述公式中，H表示零料位到探頭的距離長(zhǎng)度；h為料位的表面到發(fā)射探頭的距離長(zhǎng)度；T表示時(shí)間；C0表示零攝氏度時(shí)超聲波在空氣中發(fā)射傳播的速度；α則表示超聲波運(yùn)行速度的溫度系數(shù)；t表示溫度。

近年來，煙草生產(chǎn)廠商不斷引進(jìn)運(yùn)用于高速包裝機(jī)檢測(cè)的小盒膠缸膠位檢測(cè)技術(shù)，該檢測(cè)采用了瑞士Baumer公司生產(chǎn)的UNDK 30U611.3/S14型號(hào)的超聲波傳感器，大大提高了煙草包裝機(jī)維修改造效率，Baumer超聲波傳感器的控制過程是這樣的：超聲波傳感器檢測(cè)輸出值通過壓頻轉(zhuǎn)換器送給CPU，CPU通過邏輯運(yùn)算把采集到的實(shí)際值與軟件內(nèi)部設(shè)定值進(jìn)行，然后決定是否開始對(duì)膠泵注膠，以及注膠到什么位置停止，以及決定超出上下限是否自動(dòng)報(bào)警停機(jī)等，同時(shí)CPU不斷比較超聲波當(dāng)前輸出值是否在“膠泵注膠上限值”和“膠泵注膠下限值”之間，否則會(huì)報(bào)警并提示“膠位讀取不協(xié)調(diào)”故障。[2]

Baumer超聲波傳感器的設(shè)定及調(diào)整

（1）該傳感器設(shè)定方式有兩種：一是0～10V，二是10～0V，這里使用的是0～10V工作方式（由軟件編程自動(dòng)選擇）。

（2）拔下Baumer傳感器電源插頭，重新接上電源插頭以恢復(fù)出廠設(shè)置，按下Teach-in按鍵2秒鐘，雙色LED燈開始發(fā)出黃色或紅色燈光時(shí)則可以釋放按鍵。

（3）取一張盒皮正面朝下，壓住彈簧以使盒皮背面最大限度接近傳感器，接著按下Teach-in按鍵（設(shè)定為0V）。

（4） 將盒皮背面放置在膠缸的導(dǎo)軌上，接著按Teach-in按鍵（設(shè)定為10V）。

（5）當(dāng)2個(gè)LED亮燈持續(xù)時(shí)間大于2秒鐘，表示按下Teach-in過程結(jié)束。

（6）軟件參數(shù)調(diào)試：粘膠水平理想水平可以設(shè)定為5000mV上下，粘膠水平最低臨界值可以設(shè)置為5500mV上下，粘膠水平的最高臨界值可以設(shè)置在4500mV上下；最佳位的變化一般設(shè)置為50～100mV；膠位偏差與涂膠器接近值一般設(shè)置為500～1000mV。

三、結(jié)論

由于過去我國(guó)煙草制造商在煙草包裝機(jī)維修改造工作中缺乏科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕M織體系和管理手段，往往造成煙草包裝機(jī)維修改造工期過長(zhǎng)，工程質(zhì)量也無法得到保障，一定程度上對(duì)煙草制造商的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生影響。為了改變這種狀況我們利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)在卷煙包裝機(jī)大修理工程中推行Baumer超聲波傳感器檢測(cè)技術(shù)。實(shí)踐表明，Baumer超聲波傳感器是維修工作中實(shí)施統(tǒng)籌和控制，縮短維修工期，使煙草包裝機(jī)組能夠早日投入生產(chǎn)，是提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的有效手段。同常規(guī)檢測(cè)方式相比它的智能化更高，技術(shù)更先進(jìn)，穩(wěn)定性更好，使用方法簡(jiǎn)單易行，能帶給用戶極大的方便。

參考文獻(xiàn)

[1]馬萬強(qiáng)，謝紅文.Baumer超聲波傳感器在煙草包裝機(jī)上的應(yīng)用[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2010（10）.

[2]張道華.網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在包裝機(jī)維修中的應(yīng)用[J].煙草科技，1988（4）.