CN101261221B - 近红外烟叶加料均匀性测试装置 - Google Patents

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Abstract

一种近红外烟叶加料均匀性测试装置，其特征是：包括光源、声光可调滤光片分光器AOTF、可调射频源、光纤漫反射探头、基准光检测器、测量光检测器、计算机及打印机，可调射频源分别与AOTF、计算机电连接，基准光检测器一端与AOTF光连接，另一端与工业计算机电相连，光纤漫反射探头分别与AOTF和测量光检测器光相应光连接，测量光检测器与工业计算机电连接，测量光通过探头射到被检测烟叶上，经过烟叶的漫反射被测量光检测器接收，基准光检测器、测量光检测器分别将信号送入工业计算机进行对比分析处理，即得到被测烟叶的加料特性。本装置的突出优点在于：对被测烟叶没有污染，不损坏被测烟叶本身的物理特性，能自动快速地测量喷洒在烟叶上料液均匀程度。

Description

近红外烟叶加料均匀性测试装置
技术领域
本发明属于近红外测试领域，尤其是涉及一种近红外烟叶加料均匀性测试装置，本装置采用了近红外检测技术，检测及结果显示全部由计算机自动完成，该检测方式对被测烟叶没有污染，不损坏被测烟叶本身的物理特性，能自动快速地测量喷洒在烟叶上料液均匀程度。
背景技术
烟叶加料一般是在润叶时进行，叶片进入润叶滚筒，用蒸汽喷洒料液，经储叶，使料液充分渗透于叶片中。为了改善烟质，必须严格控制加料均匀一致，否则，一部分叶片加料不足，降低加料作用，另一部分叶片又因加料过多而不易去湿。再者，含料液多的烟丝，卷制后会出现黄斑。
随着我国烟草工艺技术的发展，烟草行业对卷烟生产过程中精细化要求越来越高，对卷烟产品的稳定性，一致性要求越来越严格，而烟叶加料的均匀性是一个直接关系到卷烟产品稳定性、一致性的重要因素。
现有的加料技术是以加料机前的皮带秤的流量为依据，以叶片流量乘以加料比作为瞬时加料量，通过计量泵跟踪一个又一个的瞬时加料量来实现加料。而在烟叶上加的料是否均匀，没有手段进行判断。
近红外技术是根据诸如OH、CH之类的分子键吸收近红外线能量的原理工作的，不同的物质含有不同的OH、CH的分子键，有不同的近红外敏感区，通过这些不同的特定的近红外频谱信息来测定某一种物质的含量，也是近年来国内检测技术的一个发展方向。能否通过近红外测试技术来分析烟叶中加料成分的均匀性，也正是本案发明人的研究解决的关注点。
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有技术所存在的问题而专门研制的一种近红外烟叶加料均匀性测试装置，该装置通过对料液中某种成分进行近红外光谱定量分析，根据该成分在烟叶料液中的比例，计算出烟叶料液在烟叶中的含量，从而可反映出一批烟叶加料的均匀程度。本装置提供了一个对烟叶加料的均匀性的衡量手段。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：本近红外烟叶加料均匀性测试装置包括光源、AOTF声光可调滤光片分光器、可调射频源、光纤漫反射探头、基准光检测器、测量光检测器、计算机及其打印机，可调射频源分别与声光可调滤光片分光器、计算机电连接，基准光检测器的输入端与声光可调滤光片分光器光连接，输出端与计算机电相连，光纤漫反射探头分别与声光可调滤光片分光器输出端和测量光检测器输入端相应光连接，测量光检测器输出端与计算机电连接，测量光通过光纤漫反射探头射到被检测烟叶上，经过烟叶的漫反射被测量光检测器接收，基准光检测器、测量光检测器分别将光信号转换成电信号送入计算机进行对比分析处理即得到被测烟叶的加料特性，近红外光谱分析软件采用Unscrambler分析软件。
在本发明中，所述光源可采用卤钨灯；所述计算机(6)为具有工业级标准串行接口RS-485，工业级稳定性和抗干扰性，适合卷烟企业生产车间检测需求的工业计算机，且具有EtherNet工业以太网网卡，可以与工业现场的EtherNet/IP工业以太网相连，组成数据采集系统。
本发明的设计依据和工作原理如下：正如前面所述，由于不同物质在近红外线区域有丰富的吸收光谱，每种成分都有特定的吸收特性，而烟草料液中的大多数有机化合物都含有各种含氢基团，其中甘油是料液中特有，烟叶本身甘油含量的成分甚微，具有特定的近红外频谱信息。在甘油的近红外频谱区，烟叶中所含甘油越多，对近红外光吸收的强度越多，反射的近红外光越弱。一种料液的配置是各种成分按照一定比例混合而成，在被测烟叶中含有的甘油量与被测烟叶中含有的料液含量成正比。所以对烟叶料液的甘油成分进行近红外光谱定量分析，根据甘油在烟叶料液中的比例，计算出烟叶料液的在烟叶中的含量，而对不同样品烟叶料液含量分析，并进行方差计算可反映出一批烟叶加料的均匀程度。
本发明的测量方法是根据甘油的近红外特性，工业计算机发出调制信息到可调射频源，可调射频源发出射频信号对AOTF声光可调滤光片分光器进行调制，使通过AOTF声光可调滤光片分光器调制的近红外光能够满足测定甘油含量特定频谱的需要。将被测烟叶样品放在光纤漫反射探头下方，光源发出的光经过AOTF声光可调滤光片分光器调制产生两束正交偏振的单色光，其中一束作为校准光，另一束作为测量光。校准光直接被基准光检测器接收，测量光通过光纤漫反射探头射到烟叶上，经过烟叶的漫反射被测量光检测器接收。基准光检测器、测量光检测器将光信号转换成电信号，将电信号分别送到工业计算机，工业计算机对所接收到的信号进行分析处理，根据烟叶吸收的光强度计算出样品烟叶中甘油的含量，经过对一组样品的甘油含量标准偏差的计算反映烟叶加料的均匀度。工业计算机将测试的结果显示出来，并输出打印结果。
本发明的最突出的优点在于：对被测烟叶没有污染，不损坏被测烟叶本身的物理特性，能自动快速地测量喷洒在烟叶上料液均匀程度。
附图说明
附图为本发明的结构示意图。
图中：1.光源，2.AOTF声光可调滤光片分光器，3.光纤漫反射探头，4.可调射频源，5.基准光检测器，6.计算机，7.测量光检测器，8.打印机。
具体实施方式
本发明以下结合附图做进一步描述：
如图所示：本近红外烟叶加料均匀性测试装置包括光源1、AOTF声光可调滤光片分光器2、可调射频源4、光纤漫反射探头3、基准光检测器5、测量光检测器7、工业计算机6及其打印机8，可调射频源4分别与声光可调滤光片分光器2、工业计算机6电连接，基准光检测器5的输入端与声光可调滤光片分光器2光连接，输出端与工业计算机电相连，光纤漫反射探头3分别与声光可调滤光片分光器输出端和测量光检测器光输入端相应光连接，测量光检测器输出端与工业计算机电连接，检测光通过光纤漫反射探头3射到被检测烟叶上，经过烟叶的漫反射被测量光检测器接收，基准光检测器、测量光检测器分别将光信号转换成电信号送入工业计算机进行对比分析处理，即得到被测烟叶的加料特性。

Claims (1)

1.一种近红外烟叶加料均匀性测试装置，其特征在于：它包括卤钨灯光源(1)、声光可调滤光片分光器(2)、可调射频源(4)、光纤漫反射探头(3)、基准光检测器(5)、测量光检测器(7)、计算机(6)及其打印机(8)，可调射频源(4)分别与声光可调滤光片分光器(2)、计算机(6)电连接，基准光检测器(5)的输入端与声光可调滤光片分光器(2)光连接，输出端与计算机(6)电相连，光纤漫反射探头(3)分别与声光可调滤光片分光器(2)输出端和测量光检测器(7)输入端光连接，测量光检测器(7)输出端与计算机(6)电连接，测量光通过光纤漫反射探头(3)射到被检测烟叶上，经过烟叶的漫反射被测量光检测器(7)接收，基准光检测器(5)、测量光检测器(7)分别将光信号转换成电信号送入计算机(6)，计算机(6)对所接收到的信号进行分析处理，根据烟叶吸收的光强度计算出样品烟叶中甘油的含量，经过对一组样品的甘油含量标准偏差的计算反映烟叶加料的均匀度，所述计算机(6)为具有工业级标准串行接口RS-485。
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