CN110470740B - 一种烟叶声音发生与采集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种烟叶声音发生与采集装置，包括声音传感器，所述声音传感器安装在隔音箱内，所述隔音箱包括箱体和盖体，所述盖体盖设在所述箱体上；所述隔音箱内安装有烟叶仓和甩叶机构；所述甩叶机构包括支架和甩臂，所述甩臂与所述支架转动配合；所述隔音箱内还安装有驱动甩臂加速转动的加速机构和减速机构。通过在隔音箱内设置甩臂甩烟叶，模仿人手臂甩烟叶动作，使烟叶产生振动，发出声音，并通过声音传感器收集声音信号，为分析声音与烟叶含水率提供设备基础。

Description

一种烟叶声音发生与采集装置

技术领域

本发明属于烟叶品质研究设备领域，涉及烟叶震动发声及声音采集装置。

背景技术

烟叶含水率，是表征烟叶物理状态的一个重要指标，工艺需求不同，对含水率的要求也不同。含水率过高或者过低，会对烟叶内在质量和化学成分产生影响。含水率太高，颜色容易加深，甚至发生霉变，不耐保管。含水率太低，容易造成造碎。在收购、入库、分选、加工等环节，要求能够快速测定烟叶含水率，确保各环节含水率符合要求。

多年来，人们不断采用新技术，从多方面开发、研究能够快速、准确测定烟叶含水率的方法。目前水分测定方法主要有：烘箱干燥法、微波法、辐射法、蒸馏法、电测法、近红外水分仪法、感官法等。

烤烟国标规定，烟叶含水率的测定方法，主要是烘箱法，这种操作方法获得的结果比较准确，但其所需时间长、操作繁琐、时效性差。在生产中，烟叶含水率的检测手段，主要还是感官法，即通过经验丰富的农技师人为判断。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

通过专业农技师通过眼观、手摸、鼻闻的外观感官分析来进行，虽然简单易行，但对人的要求较高，需要通过大量的专业训练才能做出判断，但每个人的感官阈值不同，检测误差较大。

因此，急需探索出一种能够快速方便的检测烟叶含水率的方法，并且能够广泛应用在烟叶流转的各个环节。

经过初步探索，发明人发现烟叶含水率与声音存在特定联系，但现有技术中，烟叶含水率与声音的关系研究，为了找到声音与烟叶含水率的数学关系，建立数学模型，需要一种标准化的烟叶声音发生与采集设备。

发明内容

鉴于此，本发明目的在于提供一种标准化的烟叶声音发生与采集设备。

发明人通过长期的探索和尝试，以及多次的实验和努力，不断的改革创新，为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是，提供一种烟叶声音发生与采集装置，包括声音传感器，所述声音传感器安装在隔音箱内，所述隔音箱包括箱体和盖体，所述盖体盖设在所述箱体上；所述隔音箱内安装有烟叶仓和甩叶机构；所述甩叶机构包括支架和甩臂，所述甩臂与所述支架转动配合；

所述隔音箱内还安装有驱动甩臂加速转动的加速机构；

所述隔音箱内还安装有停止甩臂转动的减速机构。

根据本发明烟叶声音发生与采集装置的一个具体实施方式，所述甩臂一端与支架转动配合，甩臂的另一端设置有叶柄夹持部件。

根据本发明烟叶声音发生与采集装置的一个具体实施方式，所述甩臂分为刚性段和弹性段，甩臂近支架端为刚性段，甩臂近叶柄夹持部件端为弹性段，所述加速机构作用于所述刚性段。

根据本发明烟叶声音发生与采集装置的一个具体实施方式，所述减速机构安装在所述支架上。

根据本发明烟叶声音发生与采集装置的一个具体实施方式，所述支架固定安装于盖体上，所述支架包括两根相互平行的支柱，所述支柱上设置有转轴安装孔；转轴安装孔上安装有转轴，甩臂与转轴连接。

根据本发明烟叶声音发生与采集装置的一个具体实施方式，所述减速机构为缓冲带，所述缓冲带由橡胶材质制成。

根据本发明烟叶声音发生与采集装置的一个具体实施方式，所述盖体上设置有导杆安装孔，盖体上表面设置有滑槽，所述滑槽上装配有锁板，所述锁板与所述滑槽滑动配合；所述加速机构为弹簧组件，包括一压簧和一导杆，所述压簧一端固定连接于盖体下表面，压簧另一端固定连接导杆的一端，所述导杆的另一端穿过导杆安装孔并延伸至隔音箱外；所述导杆上设置有锁槽，所述锁板插入所述锁槽锁止导杆，压簧处于压缩状态；所述压簧401与所述甩臂301触接；所述锁板抽出锁槽解锁导杆，压簧处于伸长状态；所述盖体下表面上还安装有磁吸机构，所述磁吸机构与甩臂磁力连接。

根据本发明烟叶声音发生与采集装置的一个具体实施方式，所述甩臂全部或部分采用磁性材料制成，所述磁吸机构为永磁铁。

根据本发明烟叶声音发生与采集装置的一个具体实施方式，所述叶柄夹持部件内还设置有柔性夹层。

根据本发明烟叶声音发生与采集装置的一个具体实施方式，所述烟叶仓为C形管。

与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点：

a)本发明的一个实施例中，通过在隔音箱内设置甩臂甩烟叶，模仿人手臂甩烟叶动作，使烟叶产生振动，发出声音，并通过声音传感器收集声音信号，通过试验证明，声音信号与烟叶含水率存在数学上的必然联系。

b)本发明的一个实施例中，通过设置隔音箱，隔绝箱体外部的噪声。

c)本发明的一个实施例中，通过设置叶柄夹持部件，进一步的，在叶柄夹持部件内层设置柔性夹层，使夹持部件夹持叶柄更加牢固。

d)本发明的一个实施例中，设置加速机构，使甩臂能够快速转动，并获得较大的速度，保证甩臂在停止甩动的时候，烟叶能够产生较大的震动和摩擦声。

e)本发明的一个实施例中，减速机构为缓冲带，所述缓冲带由橡胶材质制成，甩臂与缓冲带碰撞时，不会产生刚性碰撞，使碰撞时产生的干扰声降低到最低。

f)本发明的一个实施例中，甩臂分为刚性段和弹性段，甩臂近叶柄夹持部件端为弹性段，在甩臂启动转动时，给叶柄施加斜向拉力，保护烟叶叶柄不被折断。并且在甩臂停止转动的时候的，弹性段可续震动，保持烟叶持续震动。

g)本发明的一个实施例中，甩臂全部或部分采用磁性材料制成，通过永磁铁固定在盖体下表面上，甩臂与永磁铁分离，不会产生噪声。

h)本发明的一个实施例中，烟叶仓为C形管，C形管能够放置烟叶卷，确保烟叶卷在重力作用下不掉落，在甩臂拉动烟叶卷的时候，能够很轻松的被拉出。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明烟叶声音发生与采集装置一较佳实施例的前视示意图。

图2是图1中A-A剖视示意图。

图3是图1的立体结构示意图。

图4是本发明烟叶声音发生与采集装置打开状态立体结构示意图。

图5是1号湿样品波形图。

图6是2号湿样品波形图。

图7是3号湿样品波形图。

图8是1号干样品波形图。

图9是2号干样品波形图。

图10是3号干样品波形图。

图中标记分别为：

100箱体，

101声音传感器，

200盖体，

201滑槽，

202锁板，

203支架，

204转轴安装孔，

205缓冲带，

206磁吸机构，

301甩臂，

302转轴，

303弹性段，

304叶柄加持部件，

401压缩弹簧，

402导杆，

403锁槽，

501烟叶仓。

具体实施方式

下面结合附图与一个具体实施例进行说明。

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中可以不对其进行进一步定义和解释。

图5至图7分别是3张含水率较大烟叶湿样品的声音波形图。图8至图10分别是3张含水率较小的烟叶干样品声音波形图。从图5至图10可以看出，声音与烟叶含水率存在必然联系，具体数学模型以及软件开发还需要进一步研究。本发明提供一种标准化的烟叶声音发生与采集设备，为研究声音与烟叶含水率提供技术基础保障，同时也是烟叶含水率检查设备的技术基础。

参见图1至图4。本实施例所描述的烟叶声音发生与采集装置，包括声音传感器101，所述声音传感器101安装在隔音箱内。本发明未对声音传感器101做改进，仅是对现有技术的直接使用。声音传感器用来接收声波，显示声音的振动图像，但不能对噪声的强度进行测量。传感器内置一个对声音敏感的电容式驻极体话筒。声波使话筒内的驻极体薄膜振动，导致电容的变化，而产生与之对应变化的微小电压。这一电压随后被转化成0-5V的电压，经过A/D转换被数据采集器接受，并传送给计算机。

所述隔音箱包括箱体100和盖体200，所述盖体200盖设在所述箱体100上。箱体100和盖体200均采用隔音材料制成，隔音材料是指能够阻断声音传播或减弱透射声能的一类材料，其特征是质量较重密度较高。

所述箱体100为顶部开口、中空。盖体200盖合在箱体上，将箱体封闭，盖体与箱体贴合部位设置密封条。

所述盖体200上设置有导杆安装孔，盖体200上表面设置有滑槽201，所述滑槽201上装配有锁板202，所述锁板202与所述滑槽201滑动配合。

所述隔音箱内安装有烟叶仓501和甩叶机构。本实施例中，烟叶仓501为C形管，C形管是指该管的横截面为C形，C形管的开口朝下。待测烟叶卷成卷后，从C形管的一端穿入，从一端穿出。在烟叶叶片张力的作用下，保证其不会从C形管开口处掉落下来。但因为有开口设计，又很容易将烟叶从C形管中拉出来，并且烟叶的叶脉不会被折断，保证叶片的完整性。本实施例中，烟叶仓501和甩叶机构均安装在盖体200的下表面上。当盖体200盖在箱体上时，烟叶仓501和甩叶机构便位于隔音箱内部。为了更好表述装置的各部件的方位，参见图1、图2和图3，盖体的上表面为外表面，杆体的下表面为内表面。

参见图3和图4，所述甩叶机构包括支架203和甩臂301，所述甩臂301与所述支架203转动配合；甩臂301一端设置有转轴，转轴与支架203转动配合，甩臂301的另一端设置有叶柄夹持部件304。叶柄夹持部件304内还设置有柔性夹层，以适应不同粗细度的叶柄，将所有大小的叶柄均能劳劳夹持住。所述支架203固定安装于盖体200上，所述支架203包括两根相互平行的支柱，所述支柱上设置有转轴安装孔204；转轴安装孔204上安装有转轴302，甩臂301与转轴302固定连接。甩臂301分为刚性段和弹性段，甩臂301近支架端为刚性段，甩臂301近叶柄夹持部件端为弹性段，加速机构作用于所述刚性段。刚性段与转轴302连接，弹性段与叶柄夹持部件304连接。本实施例中，弹性段为磁性材料制成的弹簧。

所述盖体下表面上还安装有磁吸机构206，所述磁吸机构206与甩臂301磁力连接。所述甩臂301全部或部分采用磁性材料制成，所述磁吸机构206为永磁铁。

所述隔音箱内还安装有驱动甩臂加速转动的加速机构；加速机构为弹簧组件，包括一压簧401和一导杆402。本实施例中，所述压簧401位塔形弹簧。所述压簧401一端固定连接于盖体200下表面，压簧401另一端固定连接导杆402的一端，所述导杆402的另一端穿过导杆安装孔并延伸至隔音箱外。所述导杆402上设置有锁槽403，所述锁板202插入所述锁槽403锁止导杆402，压簧401处于压缩状态。

所述压簧401与所述甩臂301触接；所述锁板202抽出锁槽403解锁导杆402，压簧处于伸长状态。

所述隔音箱内还安装有停止甩臂转动的减速机构；减速机构安装在所述支架203上。所述减速机构为缓冲带，所述缓冲带由橡胶材质制成。本实施中，减速机构由三根橡皮筋制作构成，三根橡皮筋水平等距设置，通过这样的设置方式，能够很好地吸收甩臂的动能，并妆化为弹性势能。橡皮筋设置成多根，每根橡皮筋的形变量不同，对甩臂的反作用力较为分散，甩臂不会发生较大的反弹现象。烟叶在惯性作用下摆动，叶片自身不同部位间摩擦和拍打，并发出声音，该声音通过声音传感器收集并识别。

测试时，选用一片烟叶即可。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种烟叶声音发生与采集装置，包括声音传感器(101)，其特征在于，所述声音传感器(101)安装在隔音箱内，所述隔音箱包括箱体(100)和盖体(200)，所述盖体(200)盖设在所述箱体(100)上；所述隔音箱内安装有烟叶仓(501)和甩叶机构；所述甩叶机构包括支架(203)和甩臂(301)，所述甩臂(301)与所述支架(203)转动配合；

所述隔音箱内还安装有驱动甩臂加速转动的加速机构；

所述隔音箱内还安装有停止甩臂转动的减速机构；

所述甩臂(301)一端与支架(203)转动配合，甩臂(301)的另一端设置有叶柄夹持部件(304)。

2.根据权利要求1所述的烟叶声音发生与采集装置，其特征在于，所述甩臂(301)分为刚性段和弹性段，甩臂(301)近支架端为刚性段，甩臂(301)近叶柄夹持部件端为弹性段，所述加速机构作用于所述刚性段。

3.根据权利要求1所述的烟叶声音发生与采集装置，其特征在于，所述减速机构安装在所述支架(203)上。

4.根据权利要求1或2所述的烟叶声音发生与采集装置，其特征在于，所述支架(203)固定安装于盖体(200)上，所述支架(203)包括两根相互平行的支柱，所述支柱上设置有转轴安装孔(204)；转轴安装孔(204)上安装有转轴(302)，甩臂(301)与转轴(302)连接。

5.根据权利要求4所述的烟叶声音发生与采集装置，其特征在于，所述减速机构为缓冲带，所述缓冲带由橡胶材质制成。

6.根据权利要求4所述的烟叶声音发生与采集装置，其特征在于，所述盖体(200)上设置有导杆安装孔，盖体(200)上表面设置有滑槽(201)，所述滑槽(201)上装配有锁板(202)，所述锁板(202)与所述滑槽(201)滑动配合；所述加速机构为弹簧组件，包括一压簧(401)和一导杆(402)，所述压簧(401)一端固定连接于盖体(200)下表面，压簧(401)另一端固定连接导杆(402)的一端，所述导杆(402)的另一端穿过导杆安装孔并延伸至隔音箱外；所述导杆(402)上设置有锁槽(403)，所述锁板(202)插入所述锁槽(403)锁止导杆(402)，压簧(401)处于压缩状态；所述压簧(401)与所述甩臂(301)触接；所述锁板(202)抽出锁槽(403)解锁导杆(402)，压簧处于伸长状态；所述盖体下表面上还安装有磁吸机构(206)，所述磁吸机构(206)与甩臂(301)磁力连接。

7.根据权利要求6所述的烟叶声音发生与采集装置，其特征在于，所述甩臂(301)全部或部分采用磁性材料制成，所述磁吸机构(206)为永磁铁。

8.根据权利要求1所述的烟叶声音发生与采集装置，其特征在于，所述叶柄夹持部件(304)内还设置有柔性夹层。

9.根据权利要求1所述的烟叶声音发生与采集装置，其特征在于，所述烟叶仓(501)为C形管。