CN109781735A - 一种爆珠在线检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种爆珠在线检测装置及检测方法。所述爆珠在线检测装置包括：上位机、数字光源调节模块、光学模块、线性CCD成像模块和图像处理模块；上位机分别与数字光源调节模块和线性CCD成像模块连接；光学模块设置在数字光源调节模块的出射光路上；待检测的带爆珠滤棒放置在光学模块的反射光路上；线性CCD成像模块设置在带爆珠滤棒的出射光路上；图像处理模块与线性CCD成像模块连接，由线性CCD成像模块拍摄带爆珠滤棒的图像，由图像处理模块根据所述图像确定带爆珠滤棒中爆珠的位置及破裂情况，实现爆珠位置及破裂情况的实时、在线、自动检测，降低人工筛检的劳动强度，提高爆珠异常情况检测效率及检测精度。

Description

一种爆珠在线检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及滤棒爆珠在线检测技术领域，特别是涉及一种爆珠在线检测装置及检测方法。

背景技术

滤棒爆珠在线光电检测技术，来源于烟厂和滤棒厂对滤棒爆珠在线光电检测技术的实际需求。滤棒添加爆珠的新型烟支最近几年在国内外盛行，爆珠由滤棒成型机添加在滤棒中，经过一段时间放置使丝束固化之后将滤棒送到卷烟机上进行生产。但在爆珠滤棒生产过程中，由于外力的原因或者爆珠自身就带有裂痕的原因，导致爆珠内部加入的香油脂全部或者部分挥发，由此造成比较严重的产品质量事故。

目前国内滤棒爆珠的检测主要依靠人工筛检，将固化后的爆珠滤棒放到一个打有背光的传送带上，操作人员根据透光情况判断爆珠的缺失和破损情况。此种人工筛查方式劳动强度大，效率低，灯光投射对操作人员的视力伤害也大，容易产生视觉疲劳及接触污染，并且检测标准不一，没有严格的量化标准，筛检结果不理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种爆珠在线检测装置及检测方法，以解决滤棒爆珠人工筛检方法劳动强度大、检测效率低且检测结果不精确的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种爆珠在线检测装置，所述爆珠在线检测装置包括：上位机、数字光源调节模块、光学模块、线性CCD成像模块和图像处理模块；

所述上位机分别与所述数字光源调节模块和所述线性CCD成像模块连接；所述光学模块设置在所述数字光源调节模块的出射光路上；待检测的带爆珠滤棒放置在所述光学模块的反射光路上；所述线性CCD成像模块设置在所述带爆珠滤棒的出射光路上；所述图像处理模块与所述线性CCD成像模块连接。

可选的，所述光学模块包括楔形玻璃导光带和第一偏振片；所述第一偏振片和所述楔形玻璃导光带依次设置在所述数字光源调节模块的出射光路上；由所述数字光源调节模块发出的光源光线经所述第一偏振片后，形成第一线偏振光，所述第一线偏振光的偏振方向与所述带爆珠滤棒的丝束方向一致；所述第一线偏振光经过所述楔形玻璃导光带后均匀的漫反射进入所述带爆珠滤棒。

可选的，所述楔形玻璃导光带的平整面与所述带爆珠滤棒平行。

可选的，所述线性CCD成像模块包括线性CCD、线性镜头以及第二偏振片；所述第二偏振片、所述线性镜头以及所述线性CCD依次设置在所述带爆珠滤棒的出射光路上；由所述带爆珠滤棒出射的漫反射光线经所述第二偏振片后，形成第二线偏振光，所述第二线偏振光的偏振方向与所述第一线偏振光的偏振方向相同。

可选的，所述线性镜头与所述带爆珠滤棒正对；且所述线性镜头表面与所述带爆珠滤棒平行。

一种爆珠在线检测方法，所述检测方法应用于权利要求1所述的爆珠在线检测装置；所述检测方法包括：

图像处理模块获取线性CCD成像模块拍摄的待检测的带爆珠滤棒的图像；

所述图像处理模块根据所述图像确定所述带爆珠滤棒中爆珠的位置及破裂情况。

可选的，所述图像处理模块根据所述图像确定所述带爆珠滤棒中爆珠的位置及破裂情况之后，还包括：

所述图像处理模块判断所述爆珠的位置是否偏离预设位置，并将判断结果、所述爆珠的位置及破裂情况上传到嵌入式控制器中。

可选的，所述检测方法还包括：

上位机获取线性CCD成像模块拍摄的待检测的带爆珠滤棒的图像；

所述上位机根据所述图像确定所述数字光源调节模块发出的光源光线的RGB值及光强；

所述数字光源调节模块根据所述RGB值及所述光强调节所述光源光线的颜色和强度。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供一种爆珠在线检测装置及检测方法。所述爆珠在线检测装置包括：上位机、数字光源调节模块、光学模块、线性CCD成像模块和图像处理模块；所述上位机分别与所述数字光源调节模块和所述线性CCD成像模块连接；所述光学模块设置在所述数字光源调节模块的出射光路上；待检测的带爆珠滤棒放置在所述光学模块的反射光路上；所述线性CCD成像模块设置在所述带爆珠滤棒的出射光路上；所述图像处理模块与所述线性CCD成像模块连接。由所述线性CCD成像模块拍摄待检测的带爆珠滤棒的图像，则所述图像处理模块可以根据所述图像确定所述带爆珠滤棒中爆珠的位置及破裂情况，实现爆珠位置及破裂情况的实时、在线、自动检测，降低了人工筛检的劳动强度，提高了爆珠异常情况检测效率及检测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据本发明提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的爆珠在线检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种爆珠在线检测装置及检测方法，以解决滤棒爆珠人工筛检方法劳动强度大、检测效率低且检测结果不精确的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明提供的爆珠在线检测装置的结构示意图。参见图1，本发明提供的爆珠在线检测装置包括：上位机1、数字光源调节模块2、光学模块3、线性CCD成像模块5和图像处理模块6。

所述上位机1分别与所述数字光源调节模块2和所述线性CCD成像模块5连接；所述光学模块3设置在所述数字光源调节模块2的出射光路上；待检测的带爆珠滤棒4放置在所述光学模块3的反射光路上；所述线性CCD成像模块5设置在所述带爆珠滤棒4的出射光路上；所述图像处理模块6与所述线性CCD成像模块5连接。

具体的，所述光学模块3包括楔形玻璃导光带302和第一偏振片301；所述第一偏振片301和所述楔形玻璃导光带302依次设置在所述数字光源调节模块2的出射光路上。

所述数字光源调节模块2为可调光源，该可调光源采用独立的方便调制的RGB三基色调光方式，用于发出特定颜色和强度的光源光线。由所述数字光源调节模块2发出的光源光线轴向射入所述第一偏振片301，保证光源的均匀和方向性。所述轴向是指圆柱体形的待检测带爆珠滤棒4的中心轴方向。轴向射入的所述光源光线经过所述第一偏振片301后，形成第一线偏振光，所述第一线偏振光的偏振方向与所述带爆珠滤棒的丝束方向一致。所述第一线偏振光经过所述楔形玻璃导光带302的倾斜面303后均匀的漫反射进入所述带爆珠滤棒4。从所述第一偏振片301出射的第一线偏振光要保证出光的平行性、一致性，且垂直于带爆珠滤棒圆柱体的表面。

如图1所示，所述楔形玻璃导光带302包括倾斜面303、平整面304和入射面305。所述入射面305与所述数字光源调节模块2的光源光线出射口正对。所述倾斜面303与所述平整面304之间的距离由入射面一端至另一端逐渐递减，形成一种楔形结构。所述楔形玻璃导光带302的平整面304与所述带爆珠滤棒4平行。

所述线性CCD成像模块5包括线性CCD503、线性镜头502以及第二偏振片501；所述第二偏振片501、所述线性镜头502以及所述线性CCD503依次设置在所述带爆珠滤棒4的出射光路上。所述线性镜头502与所述带爆珠滤棒4正对，且所述线性镜头502表面与所述带爆珠滤棒4平行。

在所述带爆珠滤棒4的正对位置平行放置高速线性CCD503及线性镜头502，通过第二偏振片501保证光线在带爆珠滤棒4垂直方向上不能太分散，并通过在线性镜头502上加装第二偏振片501，采用第二偏振片501对带爆珠滤棒4出射的漫反射光线进行与光源光线同向的偏振处理，滤掉干扰的杂光，并且由于带爆珠滤棒4中的大部分合成香料都是手性分子，所以会有光旋效应，更有利于对爆珠和滤棒的区分。

由所述带爆珠滤棒4出射的漫反射光线经所述第二偏振片501后，形成第二线偏振光，所述第二线偏振光的偏振方向与所述第一线偏振光的偏振方向相同。

所述高速线性CCD503拍摄待检测的带爆珠滤棒4的图像，并将所述图像分别发送至图像处理模块6和上位机1。

所述图像处理模块6获取线性CCD成像模块5拍摄的待检测的带爆珠滤棒的图像并进行图像处理，根据所述图像确定所述带爆珠滤棒4中爆珠的位置及破裂情况。主要由线性CCD503对图像灰度信号进行高速AD转换，将线性CCD503采集图像的像素点的模拟电压值按照时序依次输出，并快速的通过多路比较器并行输出到FPGA中，并在其中将同一支带爆珠滤棒4的多组各点的灰度值放入一个二维数字阵列，综合运算处理后计算出对应每个爆珠的位置及破裂情况。所述图像处理模块6根据检测到的所述爆珠的位置，判断当前待检测的带爆珠滤棒4中所述爆珠的位置是否偏离预设位置(正常位置)，并将判断结果、所述爆珠的位置及爆珠是否破裂的情况通过EtherCAT(Ether Control Automation Technology，以太网控制自动化技术)总线上传到嵌入式控制器IPC(Industrial PC)中进行综合判别。

所述上位机1获取线性CCD成像模块5拍摄的待检测的带爆珠滤棒4的图像，并根据所述图像确定所述数字光源调节模块2发出的光源光线的RGB值及光强。所述数字光源调节模块2为可调光源，该可调光源采用独立的方便调制的RGB三基色调光方式。上位机1根据光的互补原理，针对不同颜色的爆珠在线自动调制与其颜色互补的光源颜色及合适的强度，最终达到在线性CCD503提取的灰度信号中，任何颜色的爆珠具有很明显的区分度。

所述上位机1将使不同颜色爆珠具有最佳区分度的RGB值及光强控制信号发送至所述数字光源调节模块2，所述数字光源调节模块2根据所述RGB值及所述光强调节所述光源光线的颜色和强度。

本发明提供的爆珠在线检测装置，具有结构设计合理，可实现高速在线检测的特点，既可以在现有的卷烟机设备上进行技术改造，设置本发明提供的爆珠在线检测装置；也可以将本发明提供的爆珠在线检测装置独立设计成离线检测设备。在实际应用中，只需在卷烟机现有鼓轮上进行局部较小的机械改动，添加安装方便的爆珠在线检测装置，即可高速准确的在非接触情况下对滤棒内的爆珠有无以及是否破损的情况进行检测，检测后正常的滤棒直接进入卷烟机的搓接鼓轮，并可在卷烟机上对故障爆珠滤棒进行高速在线剔除。滤棒进入卷烟机的搓接鼓轮是最终的工艺环节，在此环节之前将故障爆珠滤棒进行剔除，不存在造成二次伤害的机会，因此能够有效避免产品质量事故。根据目前烟草市场的发展趋势，以及复合爆珠滤棒应用前景看，如果本发明提供的爆珠在线检测装置形成产品，将来应用市场非常广阔，带来的经济效益也将非常可观。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的装置及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种爆珠在线检测装置，其特征在于，所述爆珠在线检测装置包括：上位机、数字光源调节模块、光学模块、线性CCD成像模块和图像处理模块；

所述上位机分别与所述数字光源调节模块和所述线性CCD成像模块连接；所述光学模块设置在所述数字光源调节模块的出射光路上；待检测的带爆珠滤棒放置在所述光学模块的反射光路上；所述线性CCD成像模块设置在所述带爆珠滤棒的出射光路上；所述图像处理模块与所述线性CCD成像模块连接。

2.根据权利要求1所述的爆珠在线检测装置，其特征在于，所述光学模块包括楔形玻璃导光带和第一偏振片；所述第一偏振片和所述楔形玻璃导光带依次设置在所述数字光源调节模块的出射光路上；由所述数字光源调节模块发出的光源光线经所述第一偏振片后，形成第一线偏振光，所述第一线偏振光的偏振方向与所述带爆珠滤棒的丝束方向一致；所述第一线偏振光经过所述楔形玻璃导光带后均匀的漫反射进入所述带爆珠滤棒。

3.根据权利要求2所述的爆珠在线检测装置，其特征在于，所述楔形玻璃导光带的平整面与所述带爆珠滤棒平行。

4.根据权利要求2所述的爆珠在线检测装置，其特征在于，所述线性CCD成像模块包括线性CCD、线性镜头以及第二偏振片；所述第二偏振片、所述线性镜头以及所述线性CCD依次设置在所述带爆珠滤棒的出射光路上；由所述带爆珠滤棒出射的漫反射光线经所述第二偏振片后，形成第二线偏振光，所述第二线偏振光的偏振方向与所述第一线偏振光的偏振方向相同。

5.根据权利要求4所述的爆珠在线检测装置，其特征在于，所述线性镜头与所述带爆珠滤棒正对；且所述线性镜头表面与所述带爆珠滤棒平行。

6.一种爆珠在线检测方法，其特征在于，所述检测方法应用于权利要求1所述的爆珠在线检测装置；所述检测方法包括：

图像处理模块获取线性CCD成像模块拍摄的待检测的带爆珠滤棒的图像；

所述图像处理模块根据所述图像确定所述带爆珠滤棒中爆珠的位置及破裂情况。

7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述图像处理模块根据所述图像确定所述带爆珠滤棒中爆珠的位置及破裂情况之后，还包括：

所述图像处理模块判断所述爆珠的位置是否偏离预设位置，并将判断结果、所述爆珠的位置及破裂情况上传到嵌入式控制器中。

8.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括：

上位机获取线性CCD成像模块拍摄的待检测的带爆珠滤棒的图像；

所述上位机根据所述图像确定所述数字光源调节模块发出的光源光线的RGB值及光强；

所述数字光源调节模块根据所述RGB值及所述光强调节所述光源光线的颜色和强度。