CN105021563A - 一种基于近红外光谱的烟叶信息采集装置 - Google Patents

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姬江涛
贺智涛
金鑫
邓明俐
王东洋
刘卫想
贾世通
杜新武
张志红
何亚凯
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Abstract

一种基于近红外光谱的烟叶信息采集装置，包括支架、近红外光谱仪、控制近红外光谱仪工作的控制系统和带式输送装置，近红外光谱仪通过支架支撑在带式输送装置的正上方，带式输送装置的正下方设置有光电传感器，且光电传感器位于红外光谱仪在带式输送装置投影的正下方。通过本发明中的装置可以有效地完成对烟叶信息的实时在线采集，提高了工作的效率，为烟叶自动化分级提供信息保障；同时采用该信息采集装置，可以在烟叶分级时更为可靠地掌握其准确的内部信息，具有绿色化、快速无损、多组分分析等特点，从而避免人工分级时对烟叶信息的概括性和主观性以及对烟叶的人为损伤。

Description

一种基于近红外光谱的烟叶信息采集装置
技术领域
本发明涉及一种烟叶信息采集装置，尤其是涉及一种基于近红外光谱的烟叶信息采集装置。
背景技术
烟叶是我国烤烟制品生产中的主要原料之一。为保证烟类制品的质量及提高烟类制品的经济价值，通常需要对前期采购的烟叶进行分级，即按照等级依类划分，从而确保烟叶质量。烟叶的质量主要包括外在质量和内在质量，且二者之间存在着一定的关系。烟叶的分级通常是根据烟叶的成熟度、叶片结构、身份、油份、色度、长度和伤残等品质因素进行区分的。计算机识别技术和图像处理技术已经逐渐应用到烟叶分级领域中，主要是通过一定的算法提取出烟叶的外观质量特征，避免了人为主观因素的影响。目前烟叶分级研究多以外观表面特征为主，内部特征的识别研究还比较弱，而且烟叶质量受自然条件等多种复杂因素的影响，势必造成图像的相对不稳定性，这就制约了烟叶自动化检测的发展进程。因此研究和分析烟叶的内在质量在烟叶分级工作具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是为解决烟叶信息采集不便、在采集是容易受到环境因素影响以及效率低的问题，提供一种基于近红外光谱的烟叶信息采集装置。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：
一种基于近红外光谱的烟叶信息采集装置，包括支架、近红外光谱仪、控制近红外光谱仪工作的控制系统和带式输送装置，近红外光谱仪通过支架支撑在带式输送装置的正上方，带式输送装置的正下方设置有光电传感器，且光电传感器位于红外光谱仪在带式输送装置投影的正下方，所述的控制系统设置有三个端口，控制系统一个端口与光电传感器连接，控制系统一个端口直接与近红外光谱仪反馈端口连接，控制系统一个端口与继电器连接，继电器和驱动电路串联后与近红外光谱仪控制端口连接，近红外光谱仪输出端连接在计算机上，光电传感器检测到光强变化信号后发出指令给控制系统，控制系统控制继电器闭合并通过驱动电路控制近红外光谱仪开始工作采集待测烟叶的近红外光谱信息，采集完成后近红外光谱仪将采集到的待测烟叶近红外光谱信息传递给计算机存储并反馈信号给控制系统控制继电器断开，使近红外光谱仪停止工作。
所述的带式输送装置的皮带选用白色皮带。光电传感器安装在近红外光谱仪正下方的带式输送装置下方处，且带式输送装置的皮带选用白色，其目的主要是方便在待测烟叶传输到光谱仪正下方时光电传感器能够感应到光强的变化，产生触发信号，传递给控制系统，从而控制光谱仪的工作。
工作时，待测烟叶放置在带式输送装置上进行传输。当待测烟叶传输到光电传感器上方时，由于待测烟叶的遮蔽，使得光电传感器接受到的光强发生变化，产生一个电信号，并传输给控制系统。控制系统接受到电信号后，控制继电器开关打开，使得驱动电路导通，近红外光谱仪开始工作，采集此时待测烟叶的近红外光谱信息。采集完成后，光谱仪给控制系统一个反馈信号，控制继电器开关断开，光谱仪停止工作，完成一次光谱信息采集。采集到的信息通过光谱仪传递给计算机，进行后续处理和分析。
本发明的有益效果是：通过本发明中的装置可以有效地完成对烟叶信息的实时在线采集，提高了工作的效率，为烟叶自动化分级提供信息保障；同时采用该信息采集装置，可以在烟叶分级时更为可靠地掌握其准确的内部信息，具有绿色化、快速无损、多组分分析等特点，从而避免人工分级时对烟叶信息的概括性和主观性以及对烟叶的人为损伤；另外，使用该装置进行烟叶信息的采集时，避免了因周围环境复杂因素的影响而产生的信息差异，与通过烟叶图像进行检测相比，提高了信息的准确性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图示标记：1、支架；2、近红外光谱仪；3、带式输送装置；4、待测烟叶；5、光电传感器。
具体实施方式
图1所示，具体实施方式如下：
一种基于近红外光谱的烟叶信息采集装置，包括支架1、近红外光谱仪2、控制近红外光谱仪2工作的控制系统和带式输送装置3，近红外光谱仪2通过支架1支撑在带式输送装置3的正上方，带式输送装置3的正下方设置有光电传感器5，且光电传感器5位于红外光谱仪2在带式输送装置3投影的正下方，所述的控制系统设置有三个端口，控制系统一个端口与光电传感器5连接，控制系统一个端口直接与近红外光谱仪2反馈端口连接，控制系统一个端口与继电器连接，继电器和驱动电路串联后与近红外光谱仪2控制端口连接，近红外光谱仪2输出端连接在计算机上，光电传感器5检测到光强变化信号后发出指令给控制系统，控制系统控制继电器闭合并通过驱动电路控制近红外光谱仪2开始工作采集待测烟叶4的近红外光谱信息，采集完成后近红外光谱仪2将采集到的待测烟叶4的近红外光谱信息传递给计算机存储并反馈信号给控制系统控制继电器断开，使近红外光谱仪2停止工作。
所述的带式输送装置3的皮带选用白色皮带。
近红外光谱仪固定在支撑架上，用于烟叶近红外光谱的采集，其工作与否由控制系统来控制。光电传感器安装在近红外光谱仪正下方的带式输送装置下方处，且带式输送装置的皮带选用白色，其目的主要是方便在烟叶传输到光谱仪正下方时光电传感器能够感应到光强的变化，产生触发信号，传递给控制系统，从而控制光谱仪的工作。
工作时，烟叶放置在带式输送装置上进行传输。当烟叶传输到光电传感器上方时，由于烟叶的遮蔽，使得光电传感器接受到的光强发生变化，产生一个电信号，并传输给控制系统。控制系统接受到电信号后，控制继电器开关打开，使得驱动电路导通，近红外光谱仪开始工作，采集此时烟叶的近红外光谱信息。采集完成后，光谱仪给控制系统一个反馈信号，控制继电器开关断开，光谱仪停止工作，完成一次光谱信息采集。采集到的信息通过光谱仪传递给计算机，进行后续处理和分析。
通过该装置，可以有效地完成对烟叶信息的实时在线采集，提高了工作的效率，为烟叶自动化分级提供信息保障；同时采用该信息采集装置，可以在烟叶分级时更为可靠地掌握其准确的内部信息，具有绿色化、快速无损、多组分分析等特点，从而避免人工分级时对烟叶信息的概括性和主观性以及对烟叶的人为损伤；另外，使用该装置进行烟叶信息的采集时，避免了因周围环境复杂因素的影响而产生的信息差异，与通过烟叶图像进行检测相比，提高了信息的准确性。
本发明所列举的技术方案和实施方式并非是限制，与本发明所列举的技术方案和实施方式等同或者效果相同方案都在本发明所保护的范围内。

Claims (2)

1.一种基于近红外光谱的烟叶信息采集装置，其特征在于：包括支架（1）、近红外光谱仪（2）、控制近红外光谱仪（2）工作的控制系统和带式输送装置（3），近红外光谱仪（2）通过支架（1）支撑在带式输送装置（3）的正上方，带式输送装置（3）的正下方设置有光电传感器（5），且光电传感器（5）位于红外光谱仪（2）在带式输送装置（3）投影的正下方，所述的控制系统设置有三个端口，控制系统一个端口与光电传感器（5）连接，控制系统一个端口直接与近红外光谱仪（2）反馈端口连接，控制系统一个端口与继电器连接，继电器和驱动电路串联后与近红外光谱仪（2）控制端口连接，近红外光谱仪（2）输出端连接在计算机上，光电传感器（5）检测到光强变化信号后发出指令给控制系统，控制系统控制继电器闭合并通过驱动电路控制近红外光谱仪（2）开始工作采集待测烟叶（4）的近红外光谱信息，采集完成后近红外光谱仪（2）将采集到的待测烟叶（4）的近红外光谱信息传递给计算机存储并反馈信号给控制系统控制继电器断开，使近红外光谱仪（2）停止工作。
2.根据权利要求1所述的一种基于近红外光谱的烟叶信息采集装置，其特征在于：所述的带式输送装置（3）的皮带选用白色皮带。
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