CN107389703B - 一种打叶指标在线光电检测装置及检测方法 - Google Patents

一种打叶指标在线光电检测装置及检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供一种打叶指标在线光电检测装置及检测方法。该装置包括输送烟叶的皮带机、X射线系统和视频柜。该方法包括：(a)烟叶通过上层皮带的运行经过X射线线阵探测器；(b)X射线源提供射线对通过的烟叶扫描，X射线线阵探测器将扫描结果转化输出成图像，获得烟叶中叶梗的重量数据；(c)烟叶继续前行通过拨料辊落入下层皮带，由下层皮带的运行烟叶通过视频柜；(d)视频柜内的工业相机进行线阵扫描成像，从而分析输出烟叶叶片形状结构；(e)下层皮带将烟叶再输送回掺到生产线上。本发明能够及时获取打后各取样点烟叶样品的各项指标数据，确保打后片烟、烟梗各成品的品质并具备良好的稳定性。

Description

一种打叶指标在线光电检测装置及检测方法
技术领域
本发明涉及烟草行业打后叶中含梗率、叶片结构工艺质量指标及打叶效率等技术指标的在线实时检测的装置，具体涉及一种打叶指标在线光电检测装置及检测方法。
背景技术
打叶风分机组是烟草复烤生产线中最为关键的工艺主机设备，其运行状态及打叶风分的效果好坏直接影响打后叶片、烟梗的工艺质量指标。为满足客户日益提高的工艺质量指标的要求，保证打叶风分机组的正常稳定运行，提高打后叶片、烟梗工艺质量指标及其稳定性，需对打后各项工艺质量指标及其它技术参数进行快速在线检测，并对检测结果进行快速分析后才能针对影响打后工艺质量指标的各项技术参数进行实时调整。
国内复烤厂打叶风分机组的工艺质量指标的检测普遍采用传统的离线检测方式，虽然此种检测方式得到国内烟草加工行业普遍使用和认同，并在相关行业标准内对检测设备及检测方法均有详细的要求，但这种传统检测方法存在以下主要缺陷：
第一：检测周期较长，每次需要15分钟以上时间才能得出检测结果；
第二：要实现打后指标全面检测需要经过取样、叶片振动分选筛、叶含梗检测机、旋打筛等多台设备，且样品称重及后期数据处理均采用人工方式，工人劳动强度大，统计时间长，指标检测极易受人为因素影响，精度较差。
第三：传统叶片结构检测的方法采用筛分称重的原理，不是真正以叶片大小为依据，测量结果并不具备很强的代表性；另，叶中含梗率的检测采用二次打叶风分的原理，会产生一定的叶片造碎、管道积存等问题，直接影响最终指标检测结果；
第四：采样点集中，被检测出的数据结果，仅反映打叶机组整体运行状态，很难对打叶风分机组中各单机设备的运行参数进行分析判断，并有针对性地快速进行调整。
因此，传统检测方法无法及时对影响打叶风分指标的相关设备进行参数调整，使其工作在最佳状态，严重制约了打叶复烤生产线向更高工艺技术水平发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种打叶指标在线光电检测装置及检测方法，其能够对烟草行业打后叶中含梗率、叶片结构工艺质量指标及打叶效率等技术指标的在线实时检测。
实现本发明目的的技术方案：一种打叶指标在线光电检测装置，其特包括输送烟叶的皮带机，以及X射线系统和视频柜；所述的皮带机包括上层皮带、进料口、拨料辊、下层皮带、罩板、上罩板和出口罩；其中，在上层皮带前端上方设置进料口，在上层皮带后端下方设置拨料辊，在上层皮带后端、拨料辊下方设置下层皮带；所述的上层皮带、下层皮带均放置在罩板、上罩板和出口罩形成的封闭空间内；X射线线阵探测器紧贴上层皮带的下表面设置；所述的X射线系统设置在上层皮带上方，X射线系统放置在护罩内，护罩固定在上罩板上；X射线系统与X射线线阵探测器联合工作，对上层皮带上的烟叶中含梗率在线检测；所述的视频柜设置在下层皮带上方，固定在出口罩上；视频柜通过工业相机线阵扫描成像在线检测分析下层皮带上的烟叶叶片形状结构。
如上所述的一种打叶指标在线光电检测装置，其所述的X射线系统包括X射线源、X射线通道、支撑、支架、防护通道；其中，X射线源放置在支架上表面带有的支撑上，支撑中部为X射线通道；支架下方为防护通道，防护通道固定在上罩板上。
如上所述的一种打叶指标在线光电检测装置，其所述的支架上表面带有顶盖板。
如上所述的一种打叶指标在线光电检测装置，其所述的视频柜包括用于烟叶叶片形状结构在线检测的工业相机，工业相机固定在柜体的内部上方，在柜体内部还设有工业照明用的LED光源，提供便于工业相机扫描成像的亮度；柜体固定在出口罩上。
如上所述的一种打叶指标在线光电检测装置，其所述的视频柜的柜体底部设置沿下层皮带皮带宽方向的长条窗口缝，窗口缝两侧设置工业照明用的LED光源，工业相机镜头视角正对窗口缝下方的下层皮带上表面。
如上所述的一种打叶指标在线光电检测装置，其所述的后罩板、X射线线阵探测器、上罩板均带有铅板，防止X射线对外界的辐射。
本发明所述任意一种打叶指标在线光电检测装置的检测方法，其包括如下步骤：
(a)取样烟叶从进料口落入上层皮带，烟叶通过上层皮带)的运行经过X射线线阵探测器；
(b)X射线源提供射线对通过的烟叶扫描，安装在上层皮带的下方且紧贴上层皮带的下表面的X射线线阵探测器将扫描结果转化输出成图像，后期通过图像处理软件对图像中烟叶的叶梗进行分析和计算，获得烟叶中叶梗的重量数据；
(c)烟叶继续前行通过拨料辊落入下层皮带，由下层皮带的运行烟叶通过视频柜；
(d)视频柜内的工业相机进行线阵扫描成像，然后扫描结果被转化为图像，后期通过图像识别软件对图像进行识别从而分析输出烟叶叶片形状结构；
(e)下层皮带将烟叶再输送回掺到生产线上。
如上所述的一种打叶指标在线光电检测方法，其所述的X射线源有效工作的X射线范围为沿上层皮带皮带宽度方向的对称扇面。
如上所述的一种打叶指标在线光电检测方法，其所述的视频柜的底部设置沿下层皮带皮带宽方向的长条窗口缝，工业相机镜头视角正对窗口缝下方的下层皮带上表面进行线阵扫描成像。
本发明的效果在于：本发明所述的一种打叶指标在线光电检测装置及检测方法，其可实现烟草行业打后叶中含梗率、叶片结构工艺质量指标及打叶效率等技术指标的在线实时检测。本发明能够及时获取打后各取样点烟叶样品的各项指标数据，提示操作人员或上传至智能控制系统中进行打叶风分机组各关键技术参数的实时调整，确保打后片烟、烟梗各成品的品质并具备良好的稳定性。
附图说明
图1为本发明所述的打叶指标在线光电检测装置结构示意图；
图2为皮带机结构示意图；
图3为X射线系统结构示意图；
图4为视频柜结构示意图；
图中:1.皮带机；2.X射线系统；3.护罩；4.视频柜；5.出口罩；6.后罩板；7.进料口；8.上层皮带；9.X射线线阵探测器；10.上罩板；11.拨料辊；12.下层皮带；13.X射线源；14.X射线通道；15.支撑；16.顶盖板；17.支架；18.防护通道；19.工业相机；20.柜体；21.LED光源。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所述的一种打叶指标在线光电检测装置及检测方法作进一步描述。
如图1所示，本发明所述的一种打叶指标在线光电检测装置，其主要包括输送烟叶的皮带机1，以及X射线系统2和视频柜4。
如图2所示，所述的皮带机1包括上层皮带8、进料口7、拨料辊11、下层皮带12、罩板6、上罩板10和出口罩5；其中，在上层皮带8前端上方设置进料口7，在上层皮带8后端下方设置拨料辊11，在上层皮带8后端、拨料辊11下方设置下层皮带12；所述的上层皮带8、下层皮带12均放置在罩板6、上罩板10和出口罩5形成的封闭空间内；X射线线阵探测器9紧贴上层皮带8的下表面设置；
如图1和图3所示，所述的X射线系统2设置在上层皮带8上方，X射线系统2放置在护罩3内，护罩3固定在上罩板10上。具体讲，X射线系统2包括X射线源13、X射线通道14、支撑15、支架17、防护通道18；其中，X射线源13放置在支架17上表面带有的支撑15上，支撑15中部为X射线通道14；支架17下方为防护通道18，防护通道18固定在上罩板10上。支架17上表面带有顶盖板16。X射线系统2与X射线线阵探测器9联合工作，对上层皮带8上的烟叶中含梗率在线检测。
如图1和图4所示，所述的视频柜4设置在下层皮带12上方，固定在出口罩5上。具体讲，视频柜4包括用于烟叶叶片形状结构在线检测的工业相机19，工业相机19固定在柜体20的内部上方，在柜体20内部还设有工业照明用的LED光源21，提供便于工业相机19扫描成像的亮度；柜体20固定在出口罩5上。视频柜4的柜体20底部设置沿下层皮带12皮带宽方向的长条窗口缝，窗口缝两侧设置工业照明用的LED光源21，工业相机19镜头视角正对窗口缝下方的下层皮带12上表面。视频柜4通过工业相机线阵扫描成像在线检测分析下层皮带12上的烟叶叶片形状结构。
上述后罩板6、X射线线阵探测器9、上罩板10均带有铅板，防止X射线对外界的辐射。
采用上述打叶指标在线光电检测装置的检测方法，其包括如下步骤：
(a)取样烟叶从进料口7落入上层皮带8，烟叶通过上层皮带8的运行经过X射线线阵探测器9；
(b)X射线源13提供射线对通过的烟叶扫描，安装在上层皮带8的下方且紧贴上层皮带8的下表面的X射线线阵探测器9将扫描结果转化输出成图像，后期通过图像处理软件对图像中烟叶的叶梗进行分析和计算，获得烟叶中叶梗的重量数据；
(c)烟叶继续前行通过拨料辊11落入下层皮带12，由下层皮带12的运行烟叶通过视频柜4；
(d)视频柜4内的工业相机19进行线阵扫描成像，然后扫描结果被转化为图像，后期通过图像识别软件对图像进行识别从而分析输出烟叶叶片形状结构；
(e)下层皮带12将烟叶再输送回掺到生产线上。
上述X射线源13有效工作的X射线范围为沿上层皮带8皮带宽度方向的对称扇面。视频柜4的底部设置沿下层皮带12皮带宽方向的长条窗口缝，工业相机19镜头视角正对窗口缝下方的下层皮带12上表面进行线阵扫描成像。
本发明所述的一种打叶指标在线光电检测装置及检测方法，分为两大主体工作部分，一部分为X射线系统2与X射线线阵探测器9联合工作构成的叶中含梗率在线检测机构，另一部分为视频柜4包括的工业相机线阵扫描成像分析叶片形状的叶片结构的在线检测机构。
叶中含梗率在线检测部分：该部分的核心设备X射线源13和对应的X射线线阵探测器9，由生产线上定期取样的烟叶经过上游设备的散料操作以后从进料口7落入上层皮带8，烟叶在上层皮带8的分布基本为单层态不重叠，从而避免成像后期分析时的误差。X射线源13安装于上层皮带8的上方，X射线线阵探测器9安装于上层皮带8的下方且紧贴上层皮带8的下表面，有效工作的X射线范围为沿皮带宽度方向的对称扇面。取样烟叶沿皮带运行经过X射线的照射范围时，X射线线阵探测器9会对经过的烟叶成像并通过配套软件在计算机生成视频图像，再由另外的图像处理软件对上述视频图像中烟叶的叶梗进行分析和计算，最终输出取样烟叶中叶梗的重量数据。
叶片结构在线检测部分：取样烟叶经过X射线成像后落入下层皮带12，工业相机19安装于下层皮带12的正上方视频柜4内，视频柜4的底部设置沿皮带宽方向的长条窗口缝，窗口两侧设置工业照明LED光源21对经过皮带的烟叶进行补光，工业相机19镜头视角正对窗口缝下方的皮带上表面。取样烟叶随皮带经过窗口缝下方时，工业相机19进行线阵扫描成像，利用配套采集卡和软件，扫描结果被转化为可视图像，通过另外的图像识别软件对前述图像进行识别从而输出叶片结构的结果。

Claims (4)

1.一种采用打叶指标在线光电检测装置的检测方法，其特征在于：所述的打叶指标在线光电检测装置包括输送烟叶的皮带机(1)，以及X射线系统(2)和视频柜(4)；
所述的皮带机(1)包括上层皮带(8)、进料口(7)、拨料辊(11)、下层皮带(12)、后罩板(6)、上罩板(10)和出口罩(5)；其中，在上层皮带(8)前端上方设置进料口(7)，在上层皮带(8)后端下方设置拨料辊(11)，在上层皮带(8)后端、拨料辊(11)下方设置下层皮带(12)；所述的上层皮带(8)、下层皮带(12)均放置在后罩板(6)、上罩板(10)和出口罩(5)形成的封闭空间内；X射线线阵探测器(9)紧贴上层皮带(8)的下表面设置；
所述的X射线系统(2)设置在上层皮带(8)上方，X射线系统(2)放置在护罩(3)内，护罩(3)固定在上罩板(10)上；X射线系统(2)与X射线线阵探测器(9)联合工作，对上层皮带(8)上的烟叶中含梗率在线检测；所述的X射线系统(2)包括X射线源(13)、X射线通道(14)、支撑(15)、支架(17)、防护通道(18)；其中，X射线源(13)放置在支架(17)上表面带有的支撑(15)上，支撑(15)中部为X射线通道(14)；支架(17)下方为防护通道(18)，防护通道(18)固定在上罩板(10)上；
所述的视频柜(4)设置在下层皮带(12)上方，固定在出口罩(5)上；视频柜(4)通过工业相机线阵扫描成像在线检测分析下层皮带(12)上的烟叶叶片形状结构；所述的视频柜(4)包括用于烟叶叶片形状结构在线检测的工业相机(19)，工业相机(19)固定在柜体(20)的内部上方，在柜体(20)内部还设有工业照明用的LED光源(21)，提供便于工业相机(19)扫描成像的亮度；柜体(20)固定在出口罩(5)上；所述的视频柜(4)的柜体(20)底部设置沿下层皮带(12)皮带宽方向的长条窗口缝，窗口缝两侧设置工业照明用的LED光源(21)，工业相机(19)镜头视角正对窗口缝下方的下层皮带(12)上表面；
该方法包括如下步骤：
(a)取样烟叶从进料口(7)落入上层皮带(8)，烟叶通过上层皮带(8)的运行经过X射线线阵探测器(9)；
(b)X射线源(13)提供射线对通过的烟叶扫描，安装在上层皮带(8)的下方且紧贴上层皮带(8)的下表面的X射线线阵探测器(9)将扫描结果转化输出成图像，后期通过图像处理软件对图像中烟叶的叶梗进行分析和计算，获得烟叶中叶梗的重量数据；
(c)烟叶继续前行通过拨料辊(11)落入下层皮带(12)，由下层皮带(12)的运行烟叶通过视频柜(4)；
(d)视频柜(4)内的工业相机(19)进行线阵扫描成像，然后扫描结果被转化为图像，后期通过图像识别软件对图像进行识别从而分析输出烟叶叶片形状结构；
(e)下层皮带(12)将烟叶再输送回掺到生产线上。
2.根据权利要求1所述的一种采用打叶指标在线光电检测装置的检测方法，其特征在于：所述的支架(17)上表面带有顶盖板(16)。
3.根据权利要求1所述的一种采用打叶指标在线光电检测装置的检测方法，其特征在于：所述的后罩板(6)、X射线线阵探测器(9)、上罩板(10)均带有铅板，防止X射线对外界的辐射。
4.根据权利要求1所述的一种采用打叶指标在线光电检测装置的检测方法，其特征在于：所述的X射线源(13)有效工作的X射线范围为沿上层皮带(8)皮带宽度方向的对称扇面。
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