一種煙葉中含梗率的無損檢測方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于煙葉加工過程中煙葉葉片檢測技術(shù)，具體說是一種煙葉含梗率的檢測 方法和裝置結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在煙草加工過程中，打葉后的煙葉含梗率是影響切絲質(zhì)量的最重要的因素之一， 而煙絲的質(zhì)量又直接影響到成品煙支的質(zhì)量（填充度、重量、密度、空頭率、掉絲率等重要 指標(biāo)）。目前大多數(shù)煙廠和復(fù)烤廠是通過取樣去梗后對(duì)煙梗和葉片分別稱重來實(shí)現(xiàn)煙葉含 梗率的檢測，該檢測方法對(duì)煙葉產(chǎn)生較大破壞，且檢測耗時(shí)長、無法實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)檢測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出一種煙葉葉中含梗率的無損 檢測方法和裝置，W實(shí)現(xiàn)煙葉含梗率的無損檢測。
[0004] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了如下技術(shù)方案：
[0005] (一）、建立已知類型煙葉的葉、梗單位面積重量比值庫
[0006] 該比值庫建立的方法是用葉、梗單位水平投影面積重量的平均值來替代實(shí)際的 葉、梗單位面積重量，煙葉類型由產(chǎn)地、等級(jí)和水分=個(gè)因素定義組成，操作方法如下： [000 7] a)取樣
[000引對(duì)已知類型煙葉隨機(jī)抽取3個(gè)樣品，將其分別標(biāo)記為1、2、3并分別稱重，重量標(biāo)記 為叫、1112和m3,要求每個(gè)樣品重量為3000±300g ;
[0009] b)葉、梗面積圖像法測量
[0010] 利用光譜成像的方法依次分別對(duì)3組樣品測量葉片和煙梗的水平投影面積；該里 所提到的光譜成像識(shí)別技術(shù)包括但不僅限于可見光成像、X射線成像、高光譜及多光譜成像 等技術(shù)，其目的是通過不同的圖像識(shí)別技術(shù)，分別單獨(dú)得到含梗的煙葉的水平投影如和煙 梗的水平投影圖像，從而得到每片煙葉的葉片和煙梗面積；具體流程如下：
[0011] i.樣品離散化；將煙葉樣品置于離散裝置上進(jìn)行攤鋪，通過離散裝置，使樣品呈 完全離散化狀態(tài)；
[0012] ii.采集煙葉圖像；基于可見光成像技術(shù)，利用圖像獲取裝置拍攝得到離散化的 含梗的煙葉圖像并傳送至圖像處理系統(tǒng)；
[001引iii.采集煙梗圖像：基于X射線成像技術(shù)或高光譜及多光譜成像技術(shù)，利用圖像 獲取裝置拍攝得到離散化的煙葉中所含煙梗的單獨(dú)圖像并傳送至圖像處理系統(tǒng)；
[0014] iv.計(jì)算煙梗面積：利用圖像處理系統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)、計(jì)算煙梗圖像的水平投影面積Sg; [001引 V.計(jì)算葉片面積：利用圖像處理系統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)、計(jì)算煙葉圖像的水平投影面積S,g，用 煙葉面積減去煙梗面積則可得到不含梗葉片面積= S.g -Sg ;
[0016] Vi.重復(fù)w上流程分別得到樣品1、2、3的煙梗和葉片面積；
[0017] C)計(jì)算葉片和煙梗的單位面積重量
[0018] 設(shè)該批煙葉樣品中葉片的平均單位面積重量為p ^mg/mm2,煙梗的平均單位面積 重量為P S mg/mm2,根據(jù)之前測試的結(jié)果可得：
[0019] S葉1 X P 葉+S梗1 X P 梗=mi (1)
[0020] S葉 2 X P 葉 +S梗 2 X P 梗=〇
[002U s葉3X p 葉+S梗3X p梗= ni3 做
[0022] 由常識(shí)可知，聯(lián)立（1) (2) (3)無法獲得精確的P w和P g值，故令
[0023] S葉 iX P 葉+S梗 iX P 梗=Mi (4)
[0024] S葉 2 X P 葉+S梗 2 X P 梗=M2 妨
[002引 S葉sX P 葉+S梗sX P梗=Ms (6)
[0026] 利用最小二乘法求出使：
[0027] (mi-Mi) 2 + (rtig-Mg) 2 + (rtig-Mg) 2 (7)
[002引最小的和Pg，并用該和Pg近似替代樣品的葉片平均單位面積重量和 煙梗平均單位面積重量；
[0029] d)計(jì)算已知類型煙葉的葉、梗單位面積重量比
[0030] 根據(jù)P葉和P?？蒞計(jì)算得到葉、梗單位面積重量比k = ^;
[0031] e)建立單位面積重量比庫
[0032] 對(duì)已知類型煙葉重復(fù)3次檢測流程，可得到該類型煙葉的葉、梗單位面積重量比； 完善不同類型煙葉的葉、梗單位面積重量比則可建立完整的比值庫，為快速實(shí)施葉含梗無 損檢測提供支持；
[0033] (二）、葉中含梗率無損快速檢測
[0034] 利用已知類型煙葉的葉、梗單位面積重量比值庫，可快速實(shí)現(xiàn)葉中含梗率無損檢 巧。，具體操作方法如下：
[00對(duì) a)取樣
[0036] 在待檢測的煙葉物料中取檢測樣品。利用圖像法原理進(jìn)行檢測，取樣時(shí)不需要對(duì) 樣品重量有精度要求；
[0037] b)樣品離散化
[003引將煙葉樣品置于離散裝置上進(jìn)行攤鋪，通過離散裝置使煙葉呈完全離散化狀態(tài)；
[0039] C)采集煙葉、煙梗圖像
[0040] 利用不同的成像原理，用圖像獲取裝置拍攝得到離散化的煙葉（含梗）和單獨(dú)的 煙梗圖像并傳送至圖像處理系統(tǒng)；
[0041] d)計(jì)算葉片、煙梗水平投影面積
[0042] 利用圖像處理系統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)、計(jì)算煙葉和煙梗圖像的水平投影面積S,g、Sg，用煙葉面 積減去煙梗面積則可得到不含梗葉片面積= S.g -Sg ;
[0043] e)利用已知類型煙葉的葉、梗單位面積重量比值快速計(jì)算葉中含梗率。
[0044] 葉中含梗率計(jì)算公式
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種煙葉中含梗率的無損檢測方法，其特征是： (一）、建立已知類型煙葉的葉、梗單位面積重量比值庫 該比值庫建立的方法是用葉、梗單位水平投影面積重量的平均值來替代實(shí)際的葉、梗 單位面積重量，煙葉類型由產(chǎn)地、等級(jí)和水分=個(gè)因素定義組成，具體操作方法如下： a) 取樣 對(duì)已知類型煙葉隨機(jī)抽取3個(gè)樣品，將其分別標(biāo)記為1、2、3并分別稱重，重量標(biāo)記為 mi、m2和m3,要求每個(gè)樣品重量為3000 +300g ; b) 葉、梗面積圖像法測量 利用光譜成像的方法依次分別對(duì)3組樣品測量葉片和煙梗的水平投影面積；該里所提 到的光譜成像識(shí)別技術(shù)包括但不僅限于可見光成像、X射線成像、高光譜及多光譜成像技 術(shù)，其目的是通過不同的圖像識(shí)別技術(shù)，分別單獨(dú)得到含梗的煙葉的水平投影如和煙梗的 水平投影圖像，從而得到每片煙葉的葉片和煙梗面積；其流程如下： i. 樣品離散化；將煙葉樣品置于離散裝置上進(jìn)行攤鋪，通過離散裝置，使樣品呈完全 離散化狀態(tài)； ii. 采集煙葉圖像；基于可見光成像技術(shù)，利用圖像獲取裝置拍攝得到離散化的含梗 的煙葉圖像并傳送至圖像處理系統(tǒng)； iii. 采集煙梗圖像：基于X射線成像技術(shù)或高光譜及多光譜成像技術(shù)，利用圖像獲取 裝置拍攝得到離散化的煙葉中所含煙梗的單獨(dú)圖像并傳送至圖像處理系統(tǒng)； iv. 計(jì)算煙梗面積：利用圖像處理系統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)、計(jì)算煙梗圖像的水平投影面積Sg; V.計(jì)算葉片面積：利用圖像處理系統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)、計(jì)算煙葉圖像的水平投影面積S.g，用煙葉 面積減去煙梗面積則得到不含梗葉片面積= S.g -Sg ; Vi.重復(fù)W上流程分別得到樣品1、2、3的煙梗和葉片面積； C)計(jì)算葉片和煙梗的單位面積重量 設(shè)該批煙葉樣品中葉片的平均單位面積重量為P W mg/mm2,煙梗的平均單位面積重量 為P梗mg/mm2,根據(jù)之前測試的結(jié)果得到： S葉 1 X P 葉 +S梗 1 X P 梗=nil S葉 2 X P 葉 +S梗 2 X P 梗=(2) S葉 3 X P 葉 +S梗 3 X P 梗=rtig 0!) 由常識(shí)可知，聯(lián)立（1) (2) (3)無法獲得精確的和Pg值，故令 S葉 1 X P 葉 +S梗 1 X P 梗=Ml (4) S葉2 X P葉+S梗2 X P梗=Mg巧） S葉3 X P葉+S梗3 X P梗=Mg巧） 利用最小二乘法求出使 (mi-Mi) 2 + (rtig-Mg) 2 + (rtig-Mg) 2 (7) 最小的和Pg，并用該和近似替代樣品的葉片平均單位面積重量和煙梗 平均單位面積重量； d)計(jì)算已知類型煙葉的葉、梗單位面積重量比 根據(jù)Pw和P*可W計(jì)算得到葉、梗單位面積重量比k = ^; e)建立單位面積重量比庫 對(duì)已知類型煙葉重復(fù)3次檢測流程，得到該類型煙葉的葉、梗單位面積重量比；完善不 同類型煙葉的葉、梗單位面積重量比則可建立完整的比值庫，為快速實(shí)施葉含梗無損檢測 提供支持； (二）、葉中含梗率無損快速檢測 利用已知類型煙葉的葉、梗單位面積重量比值庫，能夠快速實(shí)現(xiàn)葉中含梗率無損檢測， 操作方法如下： a) 取樣 在待檢測的煙葉物料中取檢測樣品；利用圖像法原理進(jìn)行檢測，取樣時(shí)不需要對(duì)樣品 重量有精度要求； b) 樣品離散化 將煙葉樣品置于離散裝置上進(jìn)行攤鋪，通過離散裝置使煙葉呈完全離散化狀態(tài)； C)采集煙葉、煙梗圖像 利用不同的成像原理，用圖像獲取裝置拍攝得到離散化的含梗煙葉和單獨(dú)的煙梗圖像 并傳送至圖像處理系統(tǒng)； d) 計(jì)算葉片、煙梗水平投影面積 利用圖像處理系統(tǒng)，統(tǒng)計(jì)、計(jì)算煙葉和煙梗圖像的水平投影面積S.g、Sg，用煙葉面積減 去煙梗面積則得到不含梗葉片面積= S.g -Sg ; e) 利用已知類型煙葉的葉、梗單位面積重量比值快速計(jì)算葉中含梗率 葉中含梗率計(jì)算公式：
從已知類型煙葉的葉、梗單位面積重量比值庫中找到檢測樣品煙葉的葉、梗單位面積 重量比k代入公式巧）中約去單位面積重量可得到葉中含梗率最終計(jì)算公式：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煙葉中含梗率的無損檢測方法的裝置，其特征是；包括 沿物料輸送方向依次設(shè)置的低速皮帶輸送機(jī)（1)、振動(dòng)輸送機(jī)（3)、中速皮帶輸送機(jī)（4)和 高速皮帶輸送機(jī)巧），該些輸送機(jī)相互平行且位于不同的高度層面；低速皮帶輸送機(jī)（1)設(shè) 置于頂層，在低速皮帶輸送機(jī)（1)出料端上方設(shè)置有把釘漉（2)，把釘漉（2)由獨(dú)立的減 速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，把釘漉（2)的旋轉(zhuǎn)方向與低速皮帶輸送機(jī)（1)的出料方向相對(duì)；振動(dòng)輸送機(jī) (3)設(shè)置于低速皮帶輸送機(jī)下方且輸送方向與低速皮帶輸送機(jī)的輸送方向相反，振動(dòng)輸送 機(jī)（3)的進(jìn)料段位于低速皮帶輸送機(jī)的出料端下方；中速皮帶輸送機(jī)（4)設(shè)置于振動(dòng)輸送 機(jī)（3)下方且輸送方向與振動(dòng)輸送機(jī)的輸送方向相反，中速皮帶輸送機(jī)（4)的進(jìn)料段位于 振動(dòng)輸送機(jī)（3)出料端下方；高速皮帶輸送機(jī)（5)接在中速皮帶輸送機(jī)（4)的后端且高速 皮帶輸送機(jī)巧）的進(jìn)料段位于中速皮帶輸送機(jī)（4)的出料端下方，高速皮帶輸送機(jī)（5)與 中速皮帶輸送機(jī)（4)的輸送方向相同； 在高速皮帶輸送機(jī)（5)后段設(shè)置X射線發(fā)生器（6)和X射線探測器（7)，并罩有射線防 護(hù)裝置巧），然后采用光源（9)通過圖像獲取裝置（10)將煙梗在高速皮帶輸送機(jī)巧）的皮 帶上掃描成圖像并傳至圖像處理系統(tǒng)（11)。

3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種煙葉中含梗率的無損檢測方法使用的離散裝置，其特征 是；在低速皮帶輸送機(jī)（1)的中部增設(shè)一個(gè)把釘漉（2)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種煙葉中含梗率的無損檢測方法使用的離散裝置，其特征 是：低速皮帶輸送機(jī)（1)采用減速電機(jī)直接軸裝驅(qū)動(dòng)，并且可變頻調(diào)速，其輸送速度范圍為 0. 005m/s?0. 025m/s，振動(dòng)輸送機(jī)（3)的水平輸送速度范圍為0. 25m/s?0. 35m/s ;中速 皮帶輸送機(jī)（4)的輸送速度范圍為Im/s?1. 5m/s ;高速皮帶輸送機(jī)巧）的輸送速度范圍 為 2m/s ?3m/s。
【專利摘要】一種煙葉中含梗率的無損檢測方法和裝置，包括(一)、建立已知類型煙葉的葉、梗單位面積重量比值庫、(二)、葉中含梗率無損快速檢測。本發(fā)明測定煙葉含梗率速度快、準(zhǔn)確性高、對(duì)煙葉無損壞，當(dāng)被檢測煙葉類型在葉、梗單位面積重量比值庫中能找到時(shí)，整個(gè)測定過程不需要對(duì)樣品進(jìn)行稱重，測定只需耗時(shí)3到5分鐘，對(duì)煙草檢測技術(shù)的改進(jìn)和提高具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
【IPC分類】G01N5-00
【公開號(hào)】CN104596877
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510006960
【發(fā)明人】張?jiān)? 張俊榮, 卯彥, 湯鵬, 李江樂, 楊雄標(biāo), 楊曉華, 丁銳, 楊松, 張?jiān)茤|, 游玲
【申請(qǐng)人】云南昆船設(shè)計(jì)研究院
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年1月7日