CN105911068A - 一种烟草杂质识别装置及烟草杂质剔除装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烟草杂质识别装置及烟草杂质剔除装置，属于烟草杂质识别及剔除技术领域。所述烟草杂质识别装置包括激光发生模块、扫描模块、准直模块、分光模块、转换模块及处理模块，其利用三原色原理或不合格烟草的特征波长准确还原所述待识别样品表面的颜色信息，不受待识别样品特征和检测环境的影响，提高了该装置对烟草杂质以及不合格烟草识别的准确度。烟草杂质剔除装置包括震动装置、导料槽、识别装置、喷气装置、杂质槽、合格槽和固定架，待分选烟草经震动装置震散分离后从震动装置的出料口依次经过导料槽、检测区、合格槽(或杂质槽)，实现了自动剔除待分选烟草的烟草杂质的目的，提高了烟草杂质剔除效率，并且降低了人工成本。
Description
技术领域
本申请涉及烟草杂质识别及剔除技术领域，具体涉及一种烟草杂质识别装置及烟草杂质剔除装置。
背景技术
烟草(烟片或烟梗等香烟原料半成品)在进入烟草制丝工序之前都需要对烟草中混杂的烟草杂质(异物或不合格烟草)进行识别和剔除处理，以保证烟草的质量。现有技术中对烟草杂质进行剔除时，通常采用人工分选或图像识别处理的方式进行识别和剔除操作。
人工分选方式是通过大量有烟草杂质识别能力的工人对烟草进行主动识别和剔除操作。这种烟草杂质剔除方法需要配置大量的有专业技能(对烟草杂质的识别能力，特别是对烟草杂质中不合格烟草的识别能力)的工人，人工成本较高，并且效率低下。
采用图像识别处理方式对烟草杂质进行识别时，首先对烟草进行拍照，然后将获得的烟草照片送入计算机进行处理，以获取烟草照片中的烟草杂质特征，实现对烟草杂质的识别。但是对烟草杂质进行拍照时，由于烟草形状的不规则、烟草颜色的跨度较大、烟草照片拍摄角度和拍摄光线不确定等原因会导致计算机很难准确抓取烟草照片中的烟草杂质特征，从而导致利用图像识别处理的方式进行烟草杂质识别的准确度较低。
因此，亟需一种对烟草杂质识别准确度较高的装置以及烟草杂质剔除效率较高、且人工成本较低的烟草杂质剔除装置。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种烟草杂质识别装置及烟草杂质剔除装置，以实现提高烟草杂质识别准确度及提高烟草杂质剔除效率，并降低人工成本的目的。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种烟草杂质识别装置，该装置包括激光发生模块、扫描模块、准直模块、分光模块、转换模块及处理模块；其中：
所述激光发生模块，用于向所述扫描模块发送扫描激光，所述扫描激光中包括绿光、红光和405nm激光；
所述扫描模块为振镜，用于利用所述扫描激光扫描待识别样品，所述扫描激光经所述待识别样品反射或受激发后成为携带有烟草信息的漫反射光，所述漫反射光经所述扫描模块反射后进入所述准直模块；
所述准直模块，用于对所述漫反射光进行准直处理；
所述分光模块，用于对经过准直处理的漫反射光进行分光处理，分别获得405nm激光照射待识别样品后被反射并携带信息的第一光束(405nm光束)、405nm激光照射待识别样品后产生的反映青黄烟叶信息的450nm激发光、405nm激光照射待识别样品并产生的反映发霉烟叶信息的680nm激发光、绿光照射待识别样品后被反射并携带信息的第二光束以及红光照射待识别样品后被反射并携带信息的第三光束；(405nm激光照射到烟叶后，一部分经烟叶反射，反射光仍为405nm激光，另一部分照射烟叶后，如果是青黄烟叶则产生450nm激发光，如是发霉烟叶则产生680nm激发光)。
所述转换模块，用于将所述第一光束(405nm光束)、450nm激发光、680nm激发光、第二光束和第三光束转换为电信号；
所述处理模块，用于对电信号进行处理获得所述待识别样品相应信息，并根据所得信息判断所述待识别样品是否为烟草杂质。
所述激光发生模块包括红光激光器、绿光激光器、405nm激光器、合束单元和第一全反射镜；其中，
所述红光激光器发出所述红光，其波长范围为630-780nm，优选700nm，不选择680nm；绿光激光器发出绿光，其波长范围为500-570nm，优选为550nm；405nm激光器发出405nm激光；所述红光、绿光和405nm激光经过所述合束单元合束后形成所述扫描激光；扫描激光经第一全反射镜反射后向所述扫描模块传播。
所述合束单元包括二向色镜A和二向色镜B；其中：所述二向色镜A用于透过所述红光并反射绿光和蓝光；所述二向色镜B用于透过红光及绿光并反射蓝光。
所述准直模块包括第二全反射镜、透镜、光阑以及第三全反射镜；其中：
所述第二全反射镜具有透射孔，用于全反射所述漫反射光，所述透射孔用于供所述扫描激光通过；
所述透镜用于对所述漫反射光进行准直处理；
所述光阑用于滤除所述准直处理后的漫反射光中的杂散光；
所述第三全反射镜用于全反射所述经过准直处理后的漫反射光，以使所述经过准直处理的漫反射光向所述分光模块传播。
所述分光模块包括二向色镜C(反射680nm光束)、二向色镜D(反射第三光束-红光)、二向色镜E(反射第二光束-绿光)和二向色镜F(反射450光束)；各向色镜在沿经过准直处理后的漫反射光的传播方向上按照所分出光束的波长由大至小顺序排列；其中:
所述二向色镜C仅反射带有青黄烟叶信息的680nm激发光，透过其他光束；
所述二向色镜D仅反射第三光束，透过其他光束；
所述二向色镜E仅反射第二光束，透过其他光束；
所述二向色镜F仅反射带有发霉烟叶信息的450nm激发光，透过其他光束(第一光束透过)。
所述转换模块包括五个光电转换单元，分别用于接收680nm激发光、第一光束、第二光束、第三光束和450nm光束，并将其转换为相应的电信号；每个光电转换单元包括滤光片和光电转换器件，所述光电转换器件为光电倍增管、光电二极管或雪崩管；所述滤光片设置于相应光电转换器件的受光口。
本发明烟草杂质识别装置还包括设置于所述激光发生模块与所述准直模块之间的挡光板；所述挡光板具有通孔，所述通孔用于供所述扫描激光通过；所述挡光板用于防止所述激光发生模块对所述分光模块产生影响。
本发明烟草杂质识别装置还包括封装外壳，用于将所述激光发生模块、扫描模块、准直模块、分光模块、转换模块及处理模块封装在一起；所述封装外壳具有扫描窗口，所述扫描窗口用于供所述扫描激光以及所述漫反射光通过。
本发明烟草杂质识别装置还包括设置于所述待识别样品远离所述扫描窗口一侧的背景辊，所述背景辊与合格烟草的颜色相同。
本发明还提供一种烟草杂质剔除装置，包括：震动装置、导料槽、烟草杂质识别装置、喷气装置、杂质槽、合格槽和固定架；其中，所述导料槽、检测装置、喷气装置、杂质槽、合格槽均安装在所述固定架上；
所述待分选烟草经过所述震动装置震散分离后进入所述导料槽；
所述导料槽竖直放置，进入所述导料槽的待分选烟草从所述导料槽的出料口自由下落；
所述导料槽竖直下方为检测区，所述烟草杂质识别装置用于判断经过所述检测区的待分选烟草是否为烟草杂质，如果是，则启动位于所述检测区竖直下方一侧的喷气装置，以将所述烟草杂质吹离自由下落路线，使其进入所述杂质槽；
所述合格槽的入料口设置于所述检测区的竖直下方，用于接收所述待分选烟草中的合格烟草。
本发明的优点及有益效果如下：
1、本发明提供了一种烟草杂质识别装置，其中，所述烟草杂质识别装置利用所述激光发生模块发送扫描激光，所述扫描激光经过所述扫描模块反射后扫描待识别样品，以获得携带有烟草信息的漫反射光；所述漫反射光经过准直模块的准直处理以及分光模块的分光处理后进入所述转换模块，所述处理模块获得转换模块转换的电信号后对其进行处理获得所述待识别样品的相应信息，并根据所得信息判断所述待识别样品是否为烟草杂质。所述烟草杂质识别装置利用包含绿光、蓝光(405nm)和红光的扫描激光对待识别样品进行检测，获得所述待识别样品的相应信息，利用三原色原理准确还原所述待识别样品表面的颜色信息，同时还利用青黄烟叶和发霉烟叶受激发后产生的特征波长来识别不合格烟叶。本发明上述两种识别方式不受识别样品特征和检测环境的影响，从而大大提高了所述烟草杂质识别装置对烟草杂质以及不合格烟草识别的准确度。
2、本发明烟草杂质识别装置中，激光发生模块中产生绿光、405nm激光和红光，经过扫描模块后照射待识别样品，其中的反射光包括绿光、405nm激光和红光，反射光经过分光模块处理后，由光电转换单元接收并处理的信息依据三原色原理判断待识别样品是否合格。
3、本发明烟草杂质识别装置对发霉烟片(梗)的检测：
烟片(梗发霉)产生黄曲霉毒素，该毒素在405nm激光器照射下，产生450nm峰值的荧光。利用450nm的倍增管接收信号。根据450nm信号强弱判断黄曲霉毒素的存在，从而达到检测出发霉烟叶的目的。
4、本发明烟草杂质识别装置对青黄烟的检测：
青黄烟是由于烟草在烤制的过程中，升温速度过快，叶绿素没有完全分解所形成的。本发明利用叶绿素含量来判断烟草是否为青黄烟。叶绿素的荧光反应如下：
叶绿素受蓝色光激发(400-500nm)，发射680nm波长光。本发明利用该现象选用405nm激光对烟片(梗)进行照射，根据接收到的680nm光信号强弱来判断是否含有叶绿素，从而判断是否为青黄烟。
5、本发明提供了一种烟草杂质剔除装置，其中，所述烟草杂质剔除装置包括震动装置、导料槽、检测装置、喷气装置、杂质槽、合格槽和固定架；待分选烟草经所述震动装置震散分离后从所述震动装置的出料口进入所述导料槽，通过所述导料槽的出料口自由下落；自由下落的待分选烟草经过所述检测区时被所述烟草杂质识别装置检测，当所述烟草杂质识别装置判断经过所述检测区的待分选烟草中含有杂质(包括不合格烟叶)时启动所述喷气装置，以将所述烟草杂质吹离自由下落路线，使其进入所述杂质槽，而所述待分选烟草中的合格烟草则进入所述合格槽，从而实现了自动剔除所述待分选烟草的烟草杂质的目的，提高了烟草杂质剔除效率，并且降低了人工成本。
6、本发明提供的烟草杂质剔除装置中，由于在待分选烟草经过所述导料槽通过所述检测区之前先经过所述震动装置的震动处理，使所述待分选烟草充分松散分离，使得所述检测装置对大部分所述待分选烟草实现检测操作，避免出现所述检测装置无法对结团的待分选烟草的内部烟草的检测，从而提高了对所述待分选烟草中烟草杂质的识别准确度。
7、本发明提供的烟草杂质剔除装置中，由于待分选烟草在经过所述导料槽前先经过震动处理，从而避免了结团的待分选烟草堵塞导料槽或合格槽或杂质槽，避免所述烟草杂质剔除装置无法持续工作的情况出现。
附图说明
图1为本发明烟草杂质识别装置的结构示意图；
图2为本发明激光发生模块的结构示意图；
图3为本发明准直模块的结构示意图；
图4为发明转换模块的结构示意图；
图5为发明烟草杂质识别系统的结构示意图；
图6为本发明烟草杂质剔除装置的结构示意图。
图中：100-激光发生模块；101-合束单元；200-扫描模块；300-准直模块；400-分光模块；500-转换模块；510-第一光电转换单元；520-第二光电转换单元；530-第三光电转换单元；540-第四光电转换单元；550-第五光电转换单元；600-处理模块；1-震动装置；2-导料槽；3-烟草杂质识别装置；4-背景辊；5-喷气装置；6-杂质槽；7-合格槽；8-固定架；9-传送带；10-废料收集装置；11-红光激光器；12-绿光激光器；13-405nm激光器；14-二向色镜A；15-二向色镜B；16-第一全反射镜；17-第二全反射镜；18-透镜；19-光阑；20-第三全反射镜；21-二向色镜C；22-二向色镜D；23-二向色镜E；24-二向色镜F；25-滤光片；26-光电转换器件；27-挡光板；28-封装外壳；29-透明封装块。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例详述本发明。
本发明提供一种烟草杂质识别装置，如图1所示，包括：激光发生模块100、扫描模块200、准直模块300、分光模块400、转换模块500及处理模块600；其中：
所述激光发生模块100，用于向所述扫描模块200发送扫描激光，所述扫描激光中包含405nm激光、绿光和红光；其中，所述红光波长范围为630-780nm(红光中不选择680nm波长)，绿光波长范围为500-570nm；
所述扫描模块200为振镜，用于利用所述扫描激光扫描待识别样品，所述扫描激光经所述待识别样品反射后成为携带有烟草信息的漫反射光，所述漫反射光经所述扫描模块200反射后进入所述准直模块300；
所述准直模块300，用于对所述漫反射光进行准直处理；
所述分光模块400，用于对所述经过准直处理的漫反射光进行分光处理，分别获得405nm激光照射待识别样品后被反射并携带烟草颜色信息的第一光束(405nm光束)、405nm激光照射待识别样品后产生的反映青黄烟叶信息的450nm激发光、405nm激光照射待识别样品并产生的反映发霉烟叶信息的680nm激发光、绿光照射待识别样品后被反射并携带烟草颜色信息的第二光束以及红光照射待识别样品后被反射并携带烟草颜色信息的第三光束；
所述转换模块500，用于将所述第一光束(405nm光束)、450nm激发光、680nm激发光、第二光束和第三光束转换为电信号；
所述处理模块600，用于对电信号进行处理获得所述待识别样品相应信息(反射光携带样品表面颜色信息，激发光反映样品特征波长)，并根据所得信息判断所述待识别样品是否为烟草杂质。
需要说明的是，所述待识别样品这里指香烟原料半成品，包括烟片、烟梗和烟丝中的一种或多种。所述烟草杂质包括混入异物和/或不合格烟草，不合格烟草主要为青黄烟叶和发霉烟叶。本发明对所述待识别样品和烟草杂质所具体指代的内容并不限定，具体视实际情况而定。
本发明烟草杂质识别装置基于三原色原理以及不合格烟叶的受激发产生特征波长的激发光对待识别样品进行判别；所述三原色原理即利用包含绿光、405nm激光和红光的扫描激光对待识别样品进行扫描，经样品表面反射后获得携带待识别样品表面的颜色信息的漫反射光，所述漫反射光在经过准直模块300的准直处理以及分光模块400的分光处理后，成为携带有待识别样品蓝色信息的第一光束(405nm)、携带有待识别样品绿色信息的第二光束以及携带有待识别样品红色信息的第三光束；通过转换模块500将所述第一光束、第二光束和第三光束转换为电信号，并通过处理模块600对电信号进行处理获得所述第一光束、第二光束和第三光束携带的待识别样品绿色信息、红色信息和蓝色信息，通过三原色原理准确还原所述待识别样品表面的颜色信息，不会受到待识别样品特征(待识别样品的形状、表面粗糙度、表面平整度及颜色跨度)以及检测环境(激光扫描角度、环境光线及对待测样品的扫描时间)的影响，从而大大提高了所述烟草杂质识别系统对烟草杂质以及不合格烟草识别的准确度。
利用不合格烟叶的受激发产生特征波长的激发光对待识别样品进行判别是指：利用特定波长的405nm激光对待识别样品进行扫描，如扫描到发霉烟叶则产生450nm激发光，如扫描到青黄烟叶则产生680nm激发光，450nm激发光和/或680nm激发光在经过准直模块300的准直处理以及分光模块400的分光处理后，再通过转换模块转换为电信号，并通过处理模块600对电信号进行处理获得450nm激发光和/或680nm激发光信息，从而判定出不合格烟叶。
所述扫描模块200利用所述扫描激光扫描待识别样品是指将扫描激光以一定扫描频率在一定扫描区域内照射到所述待识别样品表面。所述扫描频率和扫描区域根据所述烟草杂质识别系统所应用的现场要求而定，本发明对此并不做限定，具体视实际情况而定。
还需要说明的是，本发明的一个实施例中提出了一种所述处理模块600对电信号进行处理获得所述待识别样品表面颜色信息，并根据所述表面颜色信息判断所述待识别样品是否为烟草杂质的大致流程：
所述处理模块600首先对电信号进行处理获得所述待识别样品表面的红绿蓝三原色信息，将所述待识别样品表面的红绿蓝三原色信息进行还原获得所述待识别样品的表面颜色，将所述待识别样品的表面颜色与目标颜色进行比对，当所述待识别样品的表面颜色与目标颜色的差值超过预设值时判定当前待识别样品为烟草杂质。所述目标颜色为待识别样品中合格烟草的颜色。
但在本申请的其他实施例中，所述处理模块600在获得所述待识别样品表面的红绿蓝三原色信息后也可以不还原待识别样品的表面颜色，而直接通过对比所述待识别样品表面的红绿蓝三原色信息与目标三原色信息来对所述待识别样品进行烟草杂质的判定，本发明对此并不做限定，具体视实际情况而定。
此外，作为所述扫描模块200的振镜具有加工难度低、加工技术成熟且成本低的优点，使所述烟草杂质识别系统的整体成本较低。
在上述实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，如图2所示，所述激光发生模块100包括红光激光器11、绿光激光器12、405nm激光器13、合束单元101和第一全反射镜16；其中，
所述红光激光器11发出的红光、绿光激光器12发出的绿光以及405nm激光器13发出的405nm激光经过所述合束单元101合束后形成所述扫描激光；
所述第一全反射镜16用于全反射所述扫描激光，以使所述扫描激光向所述扫描模块200传播。
在上述实施例的基础上，本发明的一个具体实施例提供了一种激光发生模块100的具体结构，如图2所示，所述合束单元101包括：二向色镜A14和二向色镜B15；其中，
所述二向色镜A14用于透过所述红光并反射绿光和蓝光；
所述二向色镜B15用于透过红光及绿光并反射蓝光。
在本实施例中，所述二向色镜A14直接透射所述红色激光器11发出的红光，并反射所述绿色激光器12发出的绿光，实现红光和绿光的合束；所述二向色镜B15对合束的红光和绿光直接透射，并反射405nm激光器13发出的405nm激光，实现所述红光、绿光和405nm激光的合束，形成所述扫描激光。
需要说明的是，本发明实施例仅提供了一种可行的激光发生模块100的结构，所述红色激光器11、绿色激光器12、405nm激光器13的摆放位置可以根据实际情况改变，所述二向色镜A和二向色镜B的具体透射反射功能也可以根据所述红色激光器11、绿色激光器12和405nm激光器13的相对摆放关系而变化，只要能够实现将405nm激光、绿光和红光的合束形成所述扫描激光即可，具体视实际情况而定。
另外，所述第一全反射镜16可以有效的降低所述烟草杂质识别装置在单一方向的长度。
在上述实施例的基础上，在本发明的另一个实施例中，如图3所示，所述准直模块300包括：第二全反射镜17、透镜18、光阑19以及第三全反射镜20；其中，
所述第二全反射镜17具有透射孔，用于全反射所述漫反射光，所述透射孔用于供所述扫描激光通过；
所述透镜18用于对所述漫反射光进行准直处理；
所述光阑19用于滤除所述准直处理后的漫反射光中的杂散光；
所述第三全反射镜20用于全反射所述经过准直处理后的漫反射光，以使所述经过准直处理的漫反射光向所述分光模块400传播。
同样的，在本实施例中，所述第二全反射镜17用于改变所述漫反射光的传播方向，使所述漫反射光可以向所述透镜18传播；同样的，所述第三全反射镜20可以大大降低所述烟草杂质识别系统在单一方向的长度，避免所述烟草杂质识别系统过于占用单一方向空间。
在上述实施例的基础上，在本发明的又一个实施例中，如图4所示，所述分光模块400包括二向色镜C21(反射680nm光束)、二向色镜D22(反射第三光束-红光)、二向色镜E23(反射第二光束-绿光)和二向色镜F24(反射450光束)；各二向色镜在沿经过准直处理后的漫反射光的传播方向上按照所分出光束的波长由大至小顺序排列(图4为红光激光器选择650nm波长时的排列顺序)；其中；
所述二向色镜C仅反射带有青黄烟叶信息的680nm激发光，透过其他光束；
所述二向色镜D仅反射第三光束，透过其他光束；
所述二向色镜E仅反射第二光束，透过其他光束；
所述二向色镜F仅反射带有发霉烟叶信息的450nm激发光，透过其他光束(第一光束透过)。
所述转换模块包括五个光电转换单元，分别为：用于接收680nm激发光的第四光电转换单元540、用于接收第一光束的第一光电转换单元510、用于接收第二光束的第二光电转换单元520、用于接收第三光束的第三光电转换单元530和用于接收450nm光束的第五光电转换单元550，并将其转换为相应的电信号；每个光电转换单元包括滤光片25和光电转换器件26，所述光电转换器件26为光电倍增管、光电二极管或雪崩管；所述滤光片25设置于相应光电转换器件26的受光口。
需要说明的是，图4仅举出了一种可行的各二向色镜和光电转换单元的摆放位置，但在本发明的其他实施例中，各二向色镜还可以有其他的光学功能，本发明对各二向色镜的具体功能并不做限定，只要能够使得所述分光模块400具有将五种光束分离开来的功能即可，具体视实际情况而定。所述光电转换器件26只要具有光电转换的功能即可，具体视实际情况而定。所述滤光片25用于滤除其他波长光线对于所述转换模块500的影响，提升所述烟草杂质识别装置对于烟草杂质的识别准确度。
在上述任一实施例的基础上，在本发明的一个具体实施例中，如图5所示，所述烟草杂质识别装置还包括：设置于所述激光发生模块100与所述准直模块300之间的挡光板27；
所述挡光板27具有通孔，所述通孔用于供所述扫描激光通过；
所述挡光板27用于防止所述激光发生模块100对所述分光模块400产生影响。
在上述任一实施例的基础上，在本发明的另一个具体实施例中，如图5所示，所述烟草杂质识别装置还包括：封装外壳28，用于将所述激光发生模块100、扫描模块200、准直模块300、分光模块400、转换模块500及处理模块600封装在一起；
所述封装外壳28具有扫描窗口，所述扫描窗口用于供所述扫描激光以及所述漫反射光通过。
在本实施例中，所述扫描窗口中可以嵌有透明封装块29，以在供所述扫描激光以及所述漫反射光通过的基础上进一步增强所述烟草杂质识别装置的密封性，从而避免外界杂质进入所述烟草杂质识别装置内部。但在本发明的其他实施例中，所述扫描窗口也可以不嵌有透明封装块29，本发明对此并不做限定，具体视实际情况而定。
在上述实施例的基础上，在本发明的又一个具体实施例中，所述烟草杂质识别装置还包括：设置于所述待识别样品远离所述扫描窗口一侧的背景辊；所述背景辊朝的背景色为预设背景色。
需要说明的是，所述预设背景色与待识别样品中正常烟草的颜色相同或相似，以使透过所述待识别样品的扫描激光照射在背景辊上，避免当所述扫描激光未照射在待识别样品上时使得所述烟草杂质识别系统发生误判断的情况出现。
还需要说明的是，所述背景辊的形状可以是圆柱形，也可以是棱柱形状或板状。本发明对所述背景辊的具体形状并不做限定，只要能够起到避免所述烟草杂质识别装置发生误判断的情况出现的功能即可，具体视实际情况而定。
本发明还提供了一种烟草杂质剔除装置，包括至少一个如上述任一实施例所述的烟草杂质识别装置，如图6所示，该烟草杂质剔除装置包括：震动装置1、导料槽2、烟草杂质识别装置3、喷气装置5、杂质槽6、合格槽7和固定架8；其中，所述导料槽2、烟草杂质识别装置3、喷气装置5、杂质槽6、合格槽7均安装在所述固定架8上；
所述待分选烟草经所述震动装置1震散分离后进入所述导料槽2；
所述导料槽2竖直放置，进入所述导料槽2的待分选烟草从所述导料槽2的出料口自由下落；
所述导料槽2竖直下方为检测区，所述检测装置3用于判断经过所述检测区的待分选烟草是否为烟草杂质，如果是，则启动位于所述检测区竖直下方一侧的喷气装置5，以将所述烟草杂质吹离自由下落路线，使其进入所述杂质槽6；
所述合格槽7的入料口设置于所述检测区的竖直下方，用于接收所述待分选烟草中的合格烟草。
需要说明的是，所述待识别烟草这里指香烟原料半成品，包括烟片、烟梗和烟丝中的一种或多种。所述烟草杂质包括混入异物和/或不合格烟草。本发明对所述待识别烟草和烟草杂质所具体指代的内容并不限定，具体视实际情况而定。
在所述烟草杂质剔除装置工作时，所述震动装置1不断震动，以对所述待识别烟草进行震动处理，实现待分选烟草的震散分离的目的。所述待分选烟草经所述震动装置1震散分离后从所述震动装置1的出料口进入所述导料槽2，通过所述导料槽2的出料口自由下落；自由下落的待分选烟草经过所述检测区时被所述检测装置3检测，当所述烟草杂质识别装置3判断经过所述检测区的待分选烟草中含有杂质时启动所述喷气装置5，以将所述烟草杂质吹离自由下落路线，使其进入所述杂质槽6，而所述待分选烟草中的合格烟草则进入所述合格槽7，从而实现了自动剔除所述待分选烟草的烟草杂质的目的，提高了烟草杂质剔除效率，并且降低了人工成本。
进一步的，由于在待分选烟草经过所述导料槽2通过所述检测区之前先经过所述震动装置1的震动处理，以使所述待分选烟草松散分离，避免结团的待分选烟草堵塞导料槽2或合格槽7或杂质槽6，导致所述烟草杂质剔除装置无法持续工作的情况出现。并且由于所述震动装置1的震动处理，所述待分选烟草充分分离，以利于所述烟草杂质识别装置3对大部分所述待分选烟草的检测操作，避免出现所述烟草杂质识别装置3无法对结团的待分选烟草的内部烟草的检测，从而提高了对所述待分选烟草中烟草杂质的识别准确度。
还需要说明的是，本发明的一个优选实施例中提出了一种启动位于所述检测区竖直下方一侧的喷气装置5的具体方法，包括：当所述烟草杂质识别装置3判断经过所述检测区的待分选烟草中含有烟草杂质时记为计时零点；在距离计时零点延迟时间后，启动所述喷气装置5，使所述喷气装置5持续喷气喷吹时间。
其中，所述延迟时间根据所述喷吹装置喷吹位置距离所述检测区之间的距离计算得来，由于所述烟草杂质剔除装置的使用环境不同，所述待分选烟草受到的空气浮力也不同，因此所述延迟时间需要根据不同的使用环境而定。所述喷吹时间可以根据待分选烟草中烟草杂质的平均尺寸来定，所述平均尺寸可以由历史经验确定，也可以在所述待分选烟草中采样取平均值确定，还可以通过所述烟草杂质识别装置3实时判断；本发明对所述配吹时间和延迟时间的具体确定方法并不做限定，具体视实际情况而定。
在上述实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，所述喷气装置5与所述检测区之间的距离不大于预设距离。
在本发明的另一个实施例中，所述预设距离的取值范围为25cm-30cm，包括端点值。需要说明的是，所述喷气装置5与所述检测区之间的距离是指所述喷气装置5喷嘴中心与所述检测区中心点之间的直线距离。而所述喷气装置5与所述检测区之间的距离越大，所述待分选烟草中烟草杂质的运动轨迹就越难以预测，那么喷气装置5有可能无法吹走所述待分选烟草中的烟草杂质。因此在本实施例中，所述喷气装置5与所述检测区之间的距离不大于预设距离。而在本发明的一个优选实施例中，所述预设距离优选为30cm；但本发明对所述预设距离的具体取值并不做限定，具体视实际情况而定。
还需要说明的是，在本发明的一个具体实施例中，所述喷气装置5为多个受电磁阀控制的压缩气体喷嘴，多个所述压缩气体喷嘴水平方向排列，排列宽度为预设宽度。所述预设宽度根据所述导料槽2的出料口的宽度而定。一般而言所述压缩气体喷嘴喷出的气体为空气即可满足要求，但在本发明的优选实施例中，所述压缩其他喷嘴喷出的气体还可以为经过干燥的空气或氦气或氖气等惰性气体，尽可能避免对所述待分选烟草的影响。本发明对所述压缩其他喷嘴喷出的气体的具体种类并不做限定，具体视实际情况而定。
在上述实施例的基础上，在本发明的一个优选实施例中，如图6所示，所述烟草杂质识别装置3为两个，两个烟草杂质识别装置3分别设置于所述检测区两侧。
在本实施例中，在所述检测区两侧分别设置所述烟草杂质识别装置的目的是从两侧分别检测所述待分选烟叶，提高对所述待分选烟叶中的烟草杂质的识别准确度。在发明的其他实施例中，所述烟草杂质识别装置3还可以为四个，四个烟草杂质识别装置分别设置于所述检测区四周。本发明对所述烟草杂质识别装置3的具体数量并不做限定，具体视实际情况而定。
在上述实施例的基础上，在本发明的另一个优选实施例中，如图6所示，所述烟草杂质剔除装置还包括两个背景辊4，两个所述背景辊4的表面颜色为预设背景色；
两个所述背景辊4分别位于所述检测区竖直下方两侧，且分别被所述烟草杂质识别装置发出的扫描激光照射。
需要说明的是，所述预设背景色与待分选烟草中正常烟草的颜色相同或相似，以使所述烟草杂质识别装置发出的透过所述待分选烟草的激光照射在所述背景辊4上，避免当所述激光未照射在待分选烟草上时使得所述烟草杂质识别装置发生误判断的情况出现。
在上述实施例的基础上，在本发明的又一个优选实施例中，所述烟草杂质剔除装置还包括电机；
两个所述背景辊4为圆柱形，且均与所述电机连接，在所述电机带动下绕其中心轴旋转。
需要说明的是，所述中心轴为所述背景辊4两个圆形面圆心的连线。所述背景辊4在所述电机带动下绕其中心轴旋转的目的是清除落在所述背景辊4表面的异物。
在上述实施例的基础上，在本发明的一个实施例中，所述导料槽2的入料口尺寸大于其出料口尺寸，用于对经过所述震动装置1的待分选烟草进行拢流。
在本实施例中，所述导料槽2将进入其中的待分选烟草进行拢流，既通过自身的约束作用使通过所述导料槽2的待分选烟草形成一股宽度及厚度一定的料流。
在上述实施例的基础上，在本发明的另一个实施例中，如图6所示，所述烟草杂质剔除装置还包括位于所述合格槽7的出料口竖直下方的传送带9，用于传送所述合格烟草。
需要说明的是，所述传送带9用于传送所述合格烟草，使所述合格烟草进入下一道工序。但在本发明的其他实施例中，所述传送带9还可以被其他收集装置替代，例如收集桶等。本申请对此并不做限定，具体视实际情况而定。
同样的，如图6所示，在所述杂质槽6的出料口的竖直下方也可以设置一个废料收集装置10，用于收集所述待分选烟草中的烟草杂质。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种烟草杂质识别装置，其特征在于：该装置包括激光发生模块、扫描模块、准直模块、分光模块、转换模块及处理模块；其中：
所述激光发生模块，用于向所述扫描模块发送扫描激光，所述扫描激光中包括绿光、红光和405nm激光；
所述扫描模块为振镜，用于利用所述扫描激光扫描待识别样品，所述扫描激光经所述待识别样品反射或受激发后成为携带有烟草信息的漫反射光，所述漫反射光经所述扫描模块反射后进入所述准直模块；
所述准直模块，用于对所述漫反射光进行准直处理；
所述分光模块，用于对经过准直处理的漫反射光进行分光处理，分别获得405nm激光照射待识别样品后被反射并携带信息的第一光束、405nm激光照射待识别样品后产生的反映青黄烟叶信息的450nm激发光、405nm激光照射待识别样品并产生的反映发霉烟叶信息的680nm激发光、绿光照射待识别样品后被反射并携带信息的第二光束以及红光照射待识别样品后被反射并携带信息的第三光束；
所述转换模块，用于将所述第一光束、450nm激发光、680nm激发光、第二光束和第三光束转换为电信号；
所述处理模块，用于对电信号进行处理获得所述待识别样品相应信息，并根据所得信息判断所述待识别样品是否为烟草杂质。
2.根据权利要求1所述的烟草杂质识别装置，其特征在于：所述激光发生模块包括红光激光器、绿光激光器、405nm激光器、合束单元和第一全反射镜；其中，所述红光激光器发出所述红光，其波长范围为630-780nm；绿光激光器发出绿光，其波长范围为500-570nm；405nm激光器发出405nm激光；所述红光、绿光和405nm激光经过所述合束单元合束后形成所述扫描激光；扫描激光经第一全反射镜反射后向所述扫描模块传播。
3.根据权利要求2所述的烟草杂质识别装置，其特征在于：所述合束单元包括二向色镜A和二向色镜B；其中，
所述二向色镜A用于透过所述红光并反射绿光和蓝光；
所述二向色镜B用于透过红光及绿光并反射蓝光。
4.根据权利要求1所述的烟草杂质识别装置，其特征在于：所述准直模块包括第二全反射镜、透镜、光阑以及第三全反射镜；其中，
所述第二全反射镜具有透射孔，用于全反射所述漫反射光，所述透射孔用于供所述扫描激光通过；
所述透镜用于对所述漫反射光进行准直处理；
所述光阑用于滤除所述准直处理后的漫反射光中的杂散光；
所述第三全反射镜用于全反射所述经过准直处理后的漫反射光，以使所述经过准直处理的漫反射光向所述分光模块传播。
5.根据权利要求1所述的烟草杂质识别装置，其特征在于：所述分光模块包括二向色镜C、二向色镜D、二向色镜E和二向色镜F；其中:
所述二向色镜C仅反射带有青黄烟叶信息的680nm激发光，透过其他光束；
所述二向色镜D仅反射第三光束，透过其他光束；
所述二向色镜E仅反射第二光束，透过其他光束；
所述二向色镜F仅反射带有发霉烟叶信息的450nm激发光，透过其他光束。
6.根据权利要求5所述的烟草杂质识别装置，其特征在于：所述转换模块包括五个光电转换单元，分别用于接收680nm激发光、第一光束、第二光束、第三光束和450nm光束，并将其转换为相应的电信号；每个光电转换单元包括滤光片和光电转换器件，所述光电转换器件为光电倍增管、光电二极管或雪崩管；所述滤光片设置于相应光电转换器件的受光口。
7.根据权利要求1所述的烟草杂质识别装置，其特征在于：该装置还包括设置于所述激光发生模块与所述准直模块之间的挡光板；
所述挡光板具有通孔，所述通孔用于供所述扫描激光通过；
所述挡光板用于防止所述激光发生模块对所述分光模块产生影响。
8.根据权利要求1所述的烟草杂质识别装置，其特征在于：该装置还包括封装外壳，用于将所述激光发生模块、扫描模块、准直模块、分光模块、转换模块及处理模块封装在一起；
所述封装外壳具有扫描窗口，所述扫描窗口用于供所述扫描激光以及所述漫反射光通过。
9.根据权利要求8所述的烟草杂质识别装置，其特征在于：该装置还包括设置于所述待识别样品远离所述扫描窗口一侧的背景辊，所述背景辊的颜色与合格烟草的颜色相同。
10.一种包含权利要求1-9任一所述烟草杂质识别装置的烟草杂质剔除装置，其特征在于：该烟草杂质剔除装置包括：震动装置、导料槽、烟草杂质识别装置、喷气装置、杂质槽、合格槽和固定架；其中，所述导料槽、检测装置、喷气装置、杂质槽、合格槽均安装在所述固定架上；
所述待分选烟草经过所述震动装置震散分离后进入所述导料槽；
所述导料槽竖直放置，进入所述导料槽的待分选烟草从所述导料槽的出料口自由下落；
所述导料槽竖直下方为检测区，所述烟草杂质识别装置用于判断经过所述检测区的待分选烟草是否为烟草杂质，如果是，则启动位于所述检测区竖直下方一侧的喷气装置，以将所述烟草杂质吹离自由下落路线，使其进入所述杂质槽；
所述合格槽的入料口设置于所述检测区的竖直下方，用于接收所述待分选烟草中的合格烟草。
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