CN114868012A - 用于对气溶胶生成制品的部件进行光学分析的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对气溶胶生成制品的部件进行光学分析的方法，所述方法包括：–提供限定第一端和第二端的气溶胶生成制品的部件，所述部件包括：○气溶胶形成基质；○感受器，所述感受器与所述气溶胶形成基质热接触；–提供第一偏振相机，所述第一偏振相机包括检测电磁辐射的偏振信息的传感器；–通过电磁辐射照射所述部件；–由所述第一偏振相机检测从所述部件透射、反射或折射的电磁辐射；–由所述第一偏振相机生成所述部件的第一端的第一图像，所述第一图像由多个像素形成，所述多个像素中的每个像素包含关于所检测的电磁辐射的偏振信息；以及–在所述第一图像中检测所述感受器的位置。

Description

用于对气溶胶生成制品的部件进行光学分析的方法和系统

技术领域

本发明涉及一种用于对气溶胶生成制品的部件进行光学分析的方法和系统。具体地讲，所述方法和系统适于检测气溶胶生成制品的部件中所含的感受器的位置。

背景技术

包括气溶胶形成基质和感应加热装置的气溶胶生成装置是已知的。感应加热装置包括产生交变电磁场的感应源，所述交变电磁场在感受器中感生发热涡电流和磁滞损耗。感受器与气溶胶形成基质，例如烟草基质热接近。加热的感受器进而加热气溶胶形成基质，所述气溶胶形成基质包括能够释放可以形成气溶胶的挥发性化合物的材料。

在一些部件中，感受器位于也含有气溶胶形成基质的气溶胶生成制品内部。

由于制造公差，可能出现部件中的感受器不在期望位置，或者其不具有适当取向的情况。

如果感受器保持在不正确位置或取向，当部件在气溶胶生成装置中使用时，在气溶胶的递送方面可能得到产品一致性的缺乏。

发明内容

因此，期望尽早检测此类缺陷，以确保仅生产相容的部件且避免不必要的成本和浪费。

一方面，本发明涉及一种用于对气溶胶生成制品的部件进行光学分析的方法。所述方法包括提供限定第一端和第二端的气溶胶生成制品的部件，其中所述部件包括：气溶胶形成基质；以及与气溶胶形成基质热接触的感受器。该方法优选地还包括提供第一偏振相机，该第一偏振相机包括检测电磁辐射的偏振信息的传感器。所述方法可包括通过电磁辐射照射所述部件。所述方法可包括由第一偏振相机检测从部件透射、折射或反射的电磁辐射。所述方法可包括由所述第一偏振相机生成所述部件的第一端的第一图像，所述第一图像由多个像素形成，所述多个像素中的每个像素包含关于所检测的电磁辐射的偏振信息。此外，所述方法包括在所述第一图像中检测所述感受器的位置。

在另一方面，本发明涉及一种用于生产气溶胶生成制品的部件的系统，其中所述部件包括：纵向轴线；第一端和第二端；气溶胶形成基质；以及与气溶胶形成基质热接触的感受器。所述系统还包括适于照射所述部件的第一电磁辐射源。所述系统还包括第一偏振相机，所述第一偏振相机包括用于检测电磁辐射的偏振信息的传感器，所述第一偏振相机限定第一视场，所述第一偏振相机被布置成使得所述部件的第一端处于所述第一视场中，所述第一偏振相机适于生成所述部件的第一端的第一图像，所述第一图像由多个像素形成，所述多个像素中的每个像素包含由所述相机检测的电磁辐射的偏振信息。所述系统还可以包括控制单元，所述控制单元适于处理所述第一图像并且在所述第一图像中检测所述感受器的位置。

已经发现，与使用任何其他相机拍摄的图像相比，由偏振相机拍摄的气溶胶生成制品的部件的端部的图像，包括感受器的部件的端部的图像，改善了感受器在图像中的位置的可见性。在制造气溶胶生成制品的部件时检查感受器的正确位置允许尽快移除缺陷部件，从而限制了材料的浪费。偏振相机足够快以允许在生产期间处理图像。

如本文所使用，术语“气溶胶生成制品”是指包括气溶胶形成基质的制品，所述气溶胶形成基质在加热时释放可以形成气溶胶的挥发性化合物。优选地，气溶胶生成制品为加热型气溶胶生成制品。加热型气溶胶生成制品是包括旨在被加热而不是燃烧以便释放可形成气溶胶的挥发性化合物的气溶胶形成基质的气溶胶生成制品。所述气溶胶生成制品可以是消耗品，特别是单次使用之后将丢弃的消耗品。气溶胶生成制品可以是类似于常规卷烟的制品，特别是烟草制品。

如本文所使用，术语“气溶胶形成基质”表示由气溶胶形成材料形成或包括气溶胶形成材料的基质，该气溶胶形成材料在加热时能够释放挥发性化合物以生成气溶胶。气溶胶形成基质可含有烟草材料，或可含有非烟草材料，或者烟草材料和非烟草材料两者的组合。气溶胶形成基质可以是浸渍有尼古丁的纤维素材料，优选地包括一个或多个调味剂。有利的是，气溶胶形成基质包括烟草材料，优选为均质化烟草材料，其优选地包括一个或多个气溶胶形成剂。如本文中所使用，术语“均质化烟草材料”表示通过聚结颗粒烟草形成的材料。

优选地，气溶胶形成基质含有在加热时从气溶胶形成基质释放的挥发性烟草香味化合物。气溶胶形成基质可包括混合烟草切丝填料或由混合烟草切丝填料组成，或可包括均质化烟草材料。均质烟草材料可以通过凝聚颗粒烟草形成。气溶胶形成基质可额外包括不含烟草的材料,例如除烟草外的基于均质化植物的材料。

优选的是，气溶胶形成烟草基质为烟草片材，优选的是卷曲的，包括烟草材料、纤维、粘合剂和气溶胶形成剂。优选地，烟草片材是铸型叶。铸型叶是由浆料形成的复原烟草的形式，浆料包含烟草粒子、纤维粒子、气溶胶形成剂、粘合剂和例如还有调味剂。

根据所需的片材厚度和铸型间隙，烟草粒子可以具有烟草粉尘的形式，该烟草粉尘具有约为30微米至250微米、优选地约为30微米至80微米或100微米至250微米的粒子，其中铸型间隙通常限定片材的厚度。烟草颗粒的大小是指其体积分布中的Dv95大小。

纤维颗粒可以包括烟草茎材料、梗或其他烟草植物材料以及比如具有低木质素含量木纤维的其他纤维素基纤维。可以基于产生铸型叶的足够抗拉强度相对于低杂质率(例如大约2％至15％之间的杂质率)的期望，来选择纤维粒子。或者，例如植物性纤维等纤维可与上述纤维粒子一起使用，或在替代方案中，包含大麻和竹子。

包括在形成铸型叶的浆料中的或用于其他气溶胶形成基质中的气溶胶形成剂可基于一个或多个特性进行选择。功能上，气溶胶形成剂提供的机制允许气溶胶形成剂在被加热到气溶胶形成剂的具体挥发温度以上时挥发且在气溶胶中传送尼古丁或调味剂或这两者。不同气溶胶形成剂通常在不同温度下汽化。气溶胶形成剂可以是任何合适的已知化合物或化合物的混合物，其在使用中促进致密和稳定的气溶胶形成，并且对在可感应加热的烟草基质将与之一起使用的感应加热装置的操作温度下的热降解基本上有抗性。可基于气溶胶形成剂的例如在室温下或在室温附近保持稳定但是能够在例如40摄氏度与450摄氏度之间的更高温度下挥发的能力，来选择气溶胶形成剂。

气溶胶形成剂还可以具有湿润剂类型的特性，在基质由特别地包括烟草颗粒的烟草基产品构成时，湿润剂类型的特性有助于保持气溶胶形成基质中的期望水平的水分。具体而言，一些气溶胶形成剂是充当湿润剂的吸湿性材料，即，有助于使包括湿润剂的烟草基材保持湿润的材料。

一个或多个气溶胶形成剂可以组合，以利用组合的气溶胶形成剂的一个或多个特性。举例来说，三醋精可以与甘油和水组合以利用三醋精的输送活性组分的能力以及甘油的湿润剂特性。

气溶胶形成剂可以选自多元醇、二醇醚、多元醇酯、酯类和脂肪酸，并且可以包括以下化合物中的一种或多种：甘油、赤藓糖醇、1,3-丁二醇、四乙二醇、三乙二醇、柠檬酸三乙酯、碳酸丙二酯、月桂酸乙酯、三乙酸甘油酯、内消旋赤藓糖醇、二乙酸甘油酯混合物、辛二酸二乙酯、柠檬酸三乙酯、苯甲酸苯甲酯、苯乙酸苯甲酯、香兰酸乙酯、三丁酸甘油酯、乙酸月桂酯、月桂酸、肉豆蔻酸和丙二醇。

气溶胶形成基质可以包括其他添加剂和成分，诸如香料。优选的是，气溶胶形成基质包括尼古丁和至少一种气溶胶形成剂。

卷曲的烟草片材(例如铸型叶)的厚度可以在大约0.5毫米和大约2毫米之间的范围内，优选地在大约0.8毫米和大约1.5毫米之间的范围内，例如为1毫米。由于制造公差，可能出现达到大约30％的厚度偏差。

气溶胶形成基质可包括凝胶。气溶胶形成基质可包括充满凝胶的多孔介质。多孔介质形成吸附凝胶的基质。将凝胶插入用于气溶胶生成制品的部件中。

结合具体实施方案，所述凝胶是能够将挥发性化合物优选地当加热所述凝胶时释放到穿过气溶胶生成制品的气溶胶中的材料的混合物。有利地，凝胶在室温下为固体。此上下文中的“固体”意指凝胶具有稳定的尺寸和形状，并且不流动。此上下文中的室温意指25摄氏度。

凝胶可包括气溶胶形成剂。理想地，气溶胶形成剂在部件的工作温度下基本上耐热降解。合适的气溶胶形成剂是本领域众所周知的，并且包括但不限于：多元醇，诸如三甘醇、1，3-丁二醇和甘油；多元醇的酯，诸如甘油单、二或三乙酸酯；以及一元、二元或多元羧酸的脂肪酸酯，诸如二甲基十二烷二酸酯和二甲基十四烷二酸酯。多元醇或其混合物可以是三甘醇、1，3-丁二醇和甘油或聚乙二醇中的一种或多种。

有利地，凝胶例如包括热致可逆凝胶。这意味着凝胶在加热到熔融温度时会变成流体，且在胶凝温度下再次变成凝胶。胶凝温度可以处于或高于室温和大气压。大气压意指1个大气压力。熔融温度可以高于胶凝温度。凝胶的熔融温度可以高于50摄氏度，或60摄氏度，或70摄氏度，并且可以高于80摄氏度。在此上下文中，熔融温度意指凝胶不再是固体且开始流动的温度。

替代地，在具体实施方案中，凝胶是在使用部件期间不熔融的非熔融凝胶。在这些实施方案中，所述凝胶可以在使用中在处于或高于所述管状元件的工作温度但低于所述凝胶的熔融温度的温度下至少部分地释放所述活性剂。

结合具体的实施方案，凝胶包括胶凝剂。在具体实施方案中，所述凝胶包含琼脂或琼脂糖或海藻酸钠或结冷胶(Gellan gum)，或其混合物。

在具体实施方案中，所述凝胶包含水，例如，所述凝胶是水凝胶。

替代地，在具体实施方案中，所述凝胶是非水性的。

优选地，凝胶包含活性剂。结合具体实施方案，活性剂包含尼古丁(例如，呈粉末状形式或液体形式)或烟草产品或用于例如在气溶胶中释放的另一目标化合物。在具体实施方案中，尼古丁包含在具有气溶胶形成剂的凝胶中。

在具体实施方案中，凝胶包含在被加热时释放风味化合物的固体烟草材料。取决于具体实施方案，所述固体烟草材料是例如下述中的一种或多种：粉末、颗粒、丸、碎片(shred，丝)、意大利面条状、条带或片材，其含有下述中的一种或多种：植物材料，诸如草叶、烟叶、烟草肋料、再造烟草、均质烟草、挤出烟草和膨胀烟草。

替代地或另外地，存在这样的实施方案，其中例如，所述凝胶包含其他风味物，例如薄荷醇。在所述凝胶形成之前，可以在水中或在所述气溶胶形成剂中添加薄荷醇。

优选地，凝胶包括胶凝剂。胶凝剂可以形成固体介质，气溶胶形成剂可以分散在其中。

凝胶可包括任何合适的胶凝剂。例如，胶凝剂可包括一种或多种生物聚合物，例如两种或三个生物聚合物。优选地，在凝胶包括一个以上的生物聚合物的情况下，生物聚合物以基本上相等的重量存在。

生物聚合物可由多糖形成。适合用作胶凝剂的生物聚合物包括，例如，结冷胶(天然低酰基结冷胶、高酰基结冷胶，优选低酰基结冷胶)、黄原胶、藻酸盐(藻酸)、琼脂、瓜尔豆胶等。优选地，凝胶包含琼脂。

凝胶可以包括二价阳离子。优选地，二价阳离子包括钙离子，如溶液中的乳酸钙。二价阳离子(如钙离子)可帮助包含生物聚合物(多糖)如结冷胶(天然、低酰基结冷胶、高酰基结冷胶)、黄原胶、藻酸盐(藻酸)、琼脂、瓜尔胶等的组合物的凝胶形成。离子效应可帮助凝胶形成。二价阳离子可以以约0.1重量％至约1重量％或约0.5重量％的范围存在于凝胶组合物中。在一些实施方案中，凝胶不包括二价阳离子。

凝胶可以包括羧酸。羧酸可以包含酮基。优选地，羧酸包含具有小于10个碳原子的酮基。优选地，该羧酸具有五个碳原子(例如紫素酸)。可以将乙酰丙酸添加到凝胶的中和pH中。这也可帮助包含生物聚合物(多糖)如结冷胶(低酰基结冷胶、高酰基结冷胶)、黄原胶、尤其是藻酸盐(藻酸)、琼脂、瓜尔胶等的组合物的凝胶形成。乙酰丙酸还可增强凝胶制剂的感觉轮廓。在一些实施方案中，凝胶不包括羧酸。

优选地，凝胶还包含在0.1重量％与2重量％之间的尼古丁。优选地，凝胶还包含在30重量％与90重量％之间(或在70重量％与90重量％之间)的甘油。在具体实施方案中，凝胶的其余部分包含水和调味剂。

另外地或替代地，在一些具体实施方案中，所述气溶胶形成基质包括充满凝胶的多孔介质。凝胶被多孔介质吸附，所述多孔介质充当凝胶的基质。

如本文中所使用，术语“气溶胶生成装置”用于描述与气溶胶生成制品的气溶胶形成基质相互作用用于生成气溶胶的装置。优选地，气溶胶生成装置是抽吸装置，其与气溶胶生成制品的气溶胶形成基质相互作用以生成可由用户通过用户的嘴直接吸入的气溶胶。

气溶胶生成制品的“部件”意指用于形成气溶胶生成制品的元件。优选地，部件可以是杆状的。优选地，部件是基本上圆柱形的。在具体实施方案中，所述部件的外径在5毫米至12毫米之间，例如在5毫米至10毫米之间，或者在6毫米至8毫米之间。通常，所述部件的外径为7.2毫米正负10％。优选地，部件被包装纸围绕。通常，所述部件的长度在5毫米至15毫米之间。优选地，所述部件的长度在6毫米至12毫米之间，优选地，所述部件的长度在7毫米至10毫米之间，优选地，所述部件的长度为8毫米。

如本文中所使用，术语“感受器”是指能够将电磁能量转换成热量的材料。当位于交变电磁场时,感生涡电流，且感受器中发生磁滞损耗从而致使感受器的加热。当感受器定位成与气溶胶形成基质热接触或紧密热接近时，气溶胶形成基质由感受器加热使得形成气溶胶。优选的是，感受器布置成与气溶胶形成基质直接物理接触，例如在气溶胶形成烟草基质内。

感受器可以由能够经感应加热到足以从气溶胶形成基质生成气溶胶的温度的任何材料形成。优选的感受器包括金属或碳。优选的感受器可以包括铁磁性材料或由铁磁性材料组成，例如铁磁合金、铁素体铁，或铁磁性钢或不锈钢。合适的感受器可以是铝或包括铝。优选的感受器可以被加热到超过250摄氏度的温度。合适的感受器可以包括非金属芯体，其具有安置在非金属芯体上的金属层，例如形成于陶瓷芯体的表面上的金属迹线。感受器可以具有外保护层，例如包封感受器的陶瓷保护层或玻璃保护层。感受器可包括由玻璃、陶瓷或惰性金属形成的保护涂层，所述保护涂层形成在感受器材料的芯上。

感受器可以是多材料感受器，且可包括第一感受器材料和第二感受器材料。第一感受器材料安置成与第二感受器材料成紧密物理接触。第二感受器材料优选地具有低于500℃的居里温度。第一感受器材料优选地主要用于在感受器放置于波动的电磁场中时加热感受器。可使用任何合适的材料。例如，第一感受器材料可以是铝，或者可以是含铁材料，例如不锈钢。第二感受器材料优选地主要用于指示感受器何时已达到特定温度，所述温度是第二感受器材料的居里温度。第二感受器材料的居里温度可以用于在操作期间调节整个感受器的温度。因此，第二感受器材料的居里温度应当低于气溶胶形成基质的燃点。用于第二感受器材料的合适材料可以包括镍和某些镍合金。

优选地，所述感受器具有呈丝、杆、片材或带材的形式。如果感受器型面具有恒定截面，例如圆形截面，则它具有约1毫米到约5毫米之间的优选宽度或直径。如果感受器型面具有片材或带材的形式,那么片材或带材优选地具有矩形形状，所述矩形形状具有优选地约2毫米和约8毫米之间、更优选为约3毫米和约5毫米之间(例如，4毫米)的宽度，以及优选地约0.03毫米和约0.15毫米之间、更优选为约0.05毫米和约0.09毫米之间(例如，0.07毫米)的厚度。

根据本发明的方法，提供了一种气溶胶生成制品的部件。所述部件优选地具有杆的形状。优选地，所述部件限定纵向轴线。所述部件限定第一端和第二端。纵向轴线连接第一端和第二端。

优选地，部件沿着垂直于其纵向轴线的平面的横截面为圆形或椭圆形。然而，部件也可以具有矩形或多边形的横截面。

此外，所述部件包括气溶胶形成基质。气溶胶形成基质可以包括均质化烟草材料。气溶胶形成基质可包括凝胶。气溶胶形成基质可包括吸附凝胶的基质。优选地，所述部件中的大部分由气溶胶形成基质形成。气溶胶形成基质优选地完全填充部件，即，部件中不期望有空隙、腔和孔。

所述部件还包括感受器。优选地，感受器由金属制成。感受器与气溶胶形成基质热接触。产生热接触以便加热气溶胶形成基质。加热时，气溶胶形成基质释放气溶胶。优选地，感受器由气溶胶形成基质围绕。优选地，感受器限定纵向轴线。优选地，感受器完全包含在部件中。优选地，感受器位于部件的第一端附近。优选地，感受器从部件的第一端延伸到第二端。优选地，感受器的纵向轴线与部件的纵向轴线平行或形成小于20度的角度。优选地，将感受器插入部件中。优选地，感受器位于所述部件内的给定位置处。优选地，感受器具有叶片的形状。

优选地，所述部件以包装片材包裹。

本发明还提供了包括用于检测电磁辐射的偏振信息的传感器的第一偏振相机。传感器优选地包括偏振器阵列。优选地，偏振器阵列包括多个不同偏振角的多个偏振滤波器。优选地，传感器包括CMOS传感器。传感器可以在光电二极管上方并入一层偏振滤波器。偏振器阵列层可以放置在芯片上，并且可以包括涂覆有抑制闪变和重影的抗反射材料的气隙纳米线栅。这种片上放置减少偏振串扰并改善消光比。

偏振器阵列可包括四个不同的方向偏振滤波器。可以在每个像素上放置偏振滤波器。每个偏振滤波器沿着偏振方向偏振光。优选地，四个不同的偏振方向处于90度、45度、135度和0度。四个像素的每个块都定义计算单元。在四个像素块设计中使用不同方向偏振器的传感器优选地允许计算电磁辐射的偏振度和方向两者。

第一偏振相机优选地对波长范围在约200纳米与约2500纳米，更优选地在400纳米与1000纳米之间的电磁辐射敏感。

优选地，第一偏振相机是由Sony生产的XCG-CP系列的偏振机器视觉相机。优选地，第一偏振相机使用XPL-SDKW偏振相机软件开发套件。

所述部件例如由发射电磁辐射的电磁辐射源照射。优选地，整个部件被照射，或仅部分部件被照射。优选地，部件的第一端被电磁辐射照射。电磁辐射可以是电磁辐射的聚焦光束。电磁辐射可以是漫射电磁辐射。电磁辐射源优选地发射具有在约200纳米与约2500纳米之间，更优选地在400纳米与1000纳米之间的波长范围的电磁辐射。优选地，电磁辐射具有在可见范围中的波长。优选地，电磁辐射源包括LED。LED可以是白色LED。优选地，可包括合适的光学器件以将电磁辐射聚焦在部件的第一端上。电磁辐射源优选地定位成使得能够照射部件的第一端。

第一偏振相机限定视场，部件被定位成使得其定位或适于进入第一偏振相机的视场。优选地，所述部件被定位成使得其定位或适于完全或部分地进入第一偏振相机的视场。优选地，所述部件被定位成使得其第一端定位或适于进入第一偏振相机的视场。

偏振相机的视场具有中心轴线，其为第一偏振相机中包括的光学器件的光学轴线。

电磁辐射可以被部件反射、折射或透射，例如被部件的一部分反射、折射或透射。部件中可以反射、折射或透射电磁辐射的部分优选地包括部件的第一端。来自部件的这种电磁辐射中的一些入射到第一偏振相机的传感器上，使得第一偏振相机检测到它。在随后，“来自部件的电磁辐射”意指已经由部件的一部分反射、折射或透射的电磁辐射。所述第一偏振相机适于生成具有多个像素的第一图像。第一图像的每个像素包含所检测的电磁辐射的偏振信息。因此，第一图像包含来自部件的电磁辐射的偏振信息。

例如，图像的每个像素可以含有关于沿着给定方向的偏振的信息。例如，该方向是由相机的传感器中包含的偏振滤波器中的一个限定的方向。例如，沿着由偏振滤波器识别的四个方向中的一个，将第一图像分成四像素的集群，该集群的每个像素包含偏振信息，例如偏振值。因此，四个像素的集群可以含有沿着四个方向的偏振值。

第一图像可包括经细化的偏振信息。可以从沿着一个或多个方向的偏振值计算不同的量。

第一图像可以包含每个像素的偏振度(DOP)。可以计算每个像素的偏振度，并整体显示为偏振度图像。偏振度(DOP)是用于描述发生偏振的电磁辐射部分的量。完全偏振辐射具有100％的DOP，而未偏振的辐射具有0％的DOP。部分偏振且因此可由偏振和非偏振组分的叠加表示的辐射具有在0％与100％之间的DOP。DOP通常计算为由电磁辐射的偏振分量携带的总功率的分数。

第一图像可含有每个像素的关于沿着单个方向的偏振值的信息，所有像素的方向相同。该方向可以是滤波器的偏振方向中的一个。第一偏振相机可以生成四个不同的图像，如由相机传感器中包括的偏振滤波器所定义的每个偏振方向一个图像。

第一图像可含有每个像素的关于沿着单个方向的偏振值的信息，所有像素的方向相同，这与由偏振滤波器定义的所有方向不同。获得此第一图像，其细化由传感器获得的沿着由偏振滤波器限定的不同方向的偏振值。

第一图像可以包含每个像素的偏振信息，包括沿着多个方向的偏振值的平均值。例如，在由四个偏振滤波器限定的四个不同方向的情况下，第一图像可以包含每个像素的沿着四个不同方向的四个偏振的平均值。

第一图像可以包含每个像素的含有偏振方向的偏振信息。该信息可以被处理和用于显示表面正交图像。表面正交图像在每个像素中显示与部件的表面正交的方向。

基于第一图像中存在的偏振信息，可以识别感受器的位置。使用标准相机不易找到感受器的位置。使用第一图像中显示的偏振信息，可以容易地识别感受器在部件中的位置。可以容易地识别该感受器在部件内的位置。优选地，使用已知的图像处理软件或算法自动完成对感受器位置的识别。

使用例如控制单元，例如计算机，识别感受器的位置。控制单元可包括用于数字图像分析的合适软件。

如果感受器被凝胶等其他材料覆盖，则所获得的细化第一图像的其他信息可用于确定感受器的位置。此外，关于感受器的尺寸的信息可用于确定感受器的位置。

可以获得细化第一图像的关于部件的附加信息。例如，可以测量在第一端处的部件的直径的尺寸。

优选地，所述方法包括确定所述感受器的位置是否正确。确定位置是否正确优选地包括将所检测的感受器的位置与感受器的预期位置进行比较。确定位置是否正确优选地包括将检测的感受器的位置与感受器的预期位置范围进行比较。优选地，将感受器放置在部件中，使得其完全被气溶胶形成基质包围。此外，感受器限定感受器轴线。优选地，感受器轴线基本上平行于部件的纵向轴线。因此，如果感受器的轴线不平行于纵向轴线，则认为感受器未正确定位。如果感受器的轴线和纵向轴线形成的角度大于20度，则认为感受器未正确定位。

优选地，所述方法包括发出警告。如果感受器放置不正确或未正确对准，即当感受器的位置不正确时，优选该方法包括例如向操作者发出警告的步骤。替代性地，警告或警报被发送至反馈环装置。反馈环装置可以基于警告来修改感受器在部件中的定位。

优选地，所述方法包括从第一图像中存在的偏振信息评估以下各项中的一个：偏振度；或偏振角。更优选地，计算第一图像的每个像素的偏振度或偏振角中的一个。更优选地，计算偏振度和偏振角两者。因此，第一图像可以包括每个像素的DOP值或偏振的角度值。优选地，第一图像包括每个像素的DOP值和偏振的角度值。可以用金属实现感受器。偏振度图像增强了相比由其他材料制成的物体由金属制成的物体之间的对比度，因为金属对电磁辐射的偏振度相对更高。定位所述感受器并确定其是否正确定位是相对简单的。

优选地，所述第一偏振相机限定具有第一中心轴线的第一视场；该方法包括：提供第二偏振相机，所述第二偏振相机包括检测电磁辐射的偏振信息的传感器，所述第二偏振相机限定具有第二中心轴线的第二视场，所述第二中心轴线与所述第一中心轴线形成不同于零的角度；由所述第二偏振相机检测从所述部件透射、反射或折射的电磁辐射；由所述第二偏振相机生成所述部件的第一端的第二图像，所述第二图像由多个像素形成，所述多个像素中的每个像素包含关于所检测的电磁辐射的偏振信息；将所述第一图像中所含的偏振信息与所述第二图像中所含的偏振信息组合，以获得所述部件的第一端的单个组合图像。更优选地，由第二偏振相机检测从部件透射、反射或折射的电磁辐射的步骤包括由第二偏振相机检测从部件的第一端透射、反射或折射的电磁辐射。优选地，提供第二偏振相机。第二偏振相机获得部件的第一端的第二图像。优选地，第二偏振相机与第一偏振相机基本上相同。第二偏振相机限定具有第二中心轴线的第二视场。在第一偏振相机的第一视场的第一轴线与第二偏振相机的第二视场的第二轴线之间形成的角度与零度或180度不同。优选地，第一图像中所含的偏振信息与第二图像中所含的偏振信息具有相同类型。例如，如果第一图像包含关于DOP的每个像素的信息，则第二图像也包含关于DOP的信息。优选地，第一图像和第二图像基本上同时拍摄。第一偏振相机的第一视场的第一轴线和第二偏振相机的第二视场的第二轴线在其间形成角度，允许组合第一图像和第二图像，获得基本三维图像。优选地，在第一轴线与第二轴线之间形成的角度在约5度与约60度之间。为了组合第一图像和第二图像，可以使用立体视觉算法。通过从两个角度比较关于部件的信息，可以通过检查第一图像和第二图像中的元件的相对位置来提取三维信息。三维图像可以允许更好地识别感受器在气溶胶形成基质中的位置。三维图像改善了气溶胶形成基质内的结构的可识别性，因此，感受器变得更可见。

优选地，该方法包括：提供X射线传感器；由X射线在第一端与第二端之间照射部件；生成X射线图像；以及将X射线图像中包含的信息与第一图像中包含的信息进行组合。第一偏振相机生成部件的第一端的图像。偏振相机可能无法生成部件内部的图像，而只能生成其表面的图像。因此，使用偏振相机无法检测部件表面未出现的部件内部的缺陷。为了生成部件内部的图像，可以提供X射线传感器。X射线传感器检测在第一端与第二端之间入射部件的透射或反射的X射线场。X射线传感器适于生成X射线图像。这可以允许检测位于部件内部并且在部件表面上不可见的缺陷。

优选地，所述方法包括：提供第三偏振相机，所述第三偏振相机包括检测电磁辐射的偏振信息的传感器；由所述第三偏振相机检测从所述部件透射、反射或折射的电磁辐射；由所述第三偏振相机生成所述部件的第二端的第三图像，所述第三图像由多个像素形成，所述多个像素中的每个像素包含关于所检测的电磁辐射的偏振信息；以及在所述第三图像中检测所述感受器的位置。更优选地，第一图像和第三图像基本上同时生成。进一步优选地，通过电磁辐射照射部件的步骤包括通过电磁辐射照射部件的第一端和第二端。更优选地，由第三偏振相机检测从部件透射、反射或折射的电磁辐射的步骤包括由第三偏振相机检测从部件的第一端透射、反射或折射的电磁辐射。这样，可以在部件的第一端处和第二端处识别感受器的位置。可以在部件的两端上识别感受器的未对准。两个偏振相机(第一偏振相机和第三偏振相机)的存在允许同时检查第一端和第二端，从而减少制造时间。这在部件的两个相对端处存在两个不同的感受器时也是有用的。

优选地，所述方法包括：通过第一电磁辐射照射所述部件；由所述第一偏振相机检测从所述部件透射、反射或折射的第一电磁辐射；生成所述部件的第一端的第一图像，所述第一图像由多个像素形成，所述多个像素中的每个像素包含关于所检测的第一电磁辐射的偏振信息；用不同于所述第一电磁辐射的第二电磁辐射照射所述部件；由所述第一偏振相机检测从所述部件透射、反射或折射的第二电磁辐射；由所述第一偏振相机生成所述部件的第一端的第四图像，所述第四图像由多个像素形成，所述多个像素中的每个像素包含关于所检测的第二电磁辐射的偏振信息；将所述第一图像中所含的偏振信息与所述第四图像中包含的偏振信息组合，以获得所述部件的第一端的单个组合图像。

第一电磁辐射的任何特性可以不同于第二电磁辐射。例如，第二电磁辐射是漫射的，而第一电磁辐射是聚焦的。第一电磁辐射的波长可以不同于第二电磁辐射的波长。第一电磁辐射入射到部件第一端的角度可以不同于第二电磁辐射入射到部件的第一端的角度。具有两个不同的光设置，例如第一电磁辐射和第二电磁辐射，允许将最佳电磁辐射用于给定分析。例如，选择第一电磁辐射，使得可以在第一图像、第四图像或组合图像中容易地检测感受器的位置，同时选择第二电磁辐射，使得可以在第一图像、第四图像或组合图像中容易地检测另一特性。

优选地，所述第三偏振相机限定具有第三中心轴线的第三视场；该方法包括：提供第五偏振相机，所述第五偏振相机包括检测电磁辐射的偏振信息的传感器，所述第五偏振相机限定具有第五中心轴线的第五视场，所述第五中心轴线与所述第三中心轴线形成不同于零的角度；由所述第五偏振相机检测从所述部件透射、反射或折射的电磁辐射；由所述第五偏振相机生成所述部件的第二端的第五图像，第五图像由多个像素形成，所述多个像素中的每个像素包含所检测的电磁辐射的偏振信息；以及将所述第三图像中包含的偏振信息与所述第五图像中包含的偏振信息组合，以获得所述部件的第二端的单个组合图像。如在第一端中，可以组合以不同角度拍摄的第三图像和第五图像，获得部件第二端的基本三维图像。

优选地，所述部件限定纵向轴线，并且所述第一偏振相机具有第一视场，并且所述方法包括：提供可移动传送件；在所述可移动传送件上提供其纵向轴线基本上彼此平行的多个部件；生成通过所述可移动传送件的移动而进入所述第一相机的第一视场的多个部件中的一些部件的第一端的第一图像。优选地，部件被移动。在生产气溶胶生成制品期间，部件从一个机器移动到另一个机器以便制造。为了在有限的时间量内生产部件，在部件被移动时例如在被处理时，对感受器的位置进行确定。可以避免或最小化制造中断。出于此目的，提供移动元件，该移动元件适于移动其纵向轴线彼此平行布置的多个部件。移动纵向轴线平行的部件，使得其第一端容易被照射，并且可以进入第一偏振相机的视场。第一偏振相机可以连续拍摄部件的第一图像。只要部件进入其视场，第一偏振相机就生成第一图像。

优选地，所述系统还包括触发元件，该触发元件适于识别所述部件的接近并将信号发送至所述电磁辐射源以接通所述电磁辐射源并照射所述部件。如果考虑多个部件，则触发元件在每次新部件进入第一偏振相机的视场时触发电磁辐射源的接通。电磁辐射源可以是立体的。

优选地，所述部件限定纵向轴线，并且所述第一偏振相机具有第一视场，并且所述方法包括：提供滚筒；在滚筒上定位其纵向轴线基本彼此平行的多个部件；旋转滚筒；以及生成通过滚筒的旋转而进入第一相机的第一视场的多个部件中的一些部件的第一端的第一图像。可移动元件可以是任何类型的。偏振相机可以放置在系统内的若干位置以形成用于气溶胶生成制品的部件。

优选地，所述方法包括：基于感受器的位置丢弃部件。如果感受器不正确地放置在部件内，则优选地丢弃包括不正确定位的感受器的部件。例如，压缩空气可用于推开不期望的部件。

优选地，所述系统包括：移动元件，该移动元件适于移动其纵向轴线彼此平行地布置的多个部件。

优选地，所述系统包括适于基于感受器的位置而拒绝部件的拒绝单元。更优选地，可移动元件包括滚筒或传送带。

优选地，第一电磁辐射源包括适于以给定频率照射部件的频闪灯。更优选地，频闪灯包括将电磁辐射聚焦在部件上的光学器件。

优选地，所述系统包括适于照射部件的第二电磁辐射源，该第二源不同于第一源。

附图说明

现在将非限制性地参考附图更详细地描述本发明，其中：

-图1是用于生产气溶胶生成制品的部件的系统的第一实施方案的示意性透视图；

-图2是用于生产气溶胶生成制品的部件的系统的第二实施方案的示意性侧视图；

-图3是用于生产气溶胶生成制品的部件的系统的第三实施方案的示意性透视图；

-图4是用于生产气溶胶生成制品的部件的系统的第四实施方案的示意性透视图；

-图5是用于生产气溶胶生成制品的部件的系统的第五实施方案的示意性透视图；

-图6是用于气溶胶生成制品的部件的示意性前视图：

-图7是图6的部件的示意性侧视图；

-图8是用偏振相机拍摄的部件的图像；

-图9是根据本发明的方法的图8的图像的细化；

-图10是根据本发明的方法的图9的图像的细化；

-图11是用偏振相机拍摄的部件的图像；

-图12是根据本发明的方法的图11的图像的细化；

-图13是根据本发明的方法的图12的图像的细化；

-图14是根据本发明的方法的图13的图像的细化；

-图15是用标准相机拍摄的部件的照片；以及

-图16是图2的系统的细节的前视图；

-图17是用于生产气溶胶生成制品的部件的一般系统的示意性侧视图；以及

-图18是本发明的方法的流程图。

具体实施方式

在图17中，示出了并且用20整体地指示用于生产气溶胶生成制品的部件50的一般系统。

在图6和图7中示意性地表示部件50。部件50是杆形的并且限定纵向轴线51。部件50包括彼此相对的第一端52和第二端53。第一端52在图6中以前视图示出。

部件50包括用部件50中的点描绘的气溶胶形成基质54。在气溶胶形成基质54内，插入感受器55。

如图15中所描绘的部件的第一端52的前视图的图像所示，在本实施方案中，气溶胶形成基质54包括充满凝胶的介质。介质可以是棉。图15示出了介质56、与介质56分离的凝胶57的一部分、孔58(即，不含任何元件的体积)和感受器55。从用标准相机拍摄的图15的该图像可见，感受器55几乎不可见，并且可以与诸如孔的其他元件混淆。

在图17的一般侧视图中，系统20包括第一偏振相机4。第一偏振相机4限定第一视场，并且其适于生成包含关于由相机检测的电磁辐射的偏振的信息的第一图像。第一偏振相机4被定位成使得由传送带2传送的部件的第一端52可进入第一偏振相机4的视场。例如，第一偏振相机放置在部件50的第一端52的前方。此外，系统20包括电磁辐射源6以照射部件50的第一端52。

在图1中，示出用附图标记1指示的一般系统20的第一实施方案。用相同的附图标记，指示与参考图17的系统20描述的相同元件。

图1的系统1包括适于传送部件50的移动元件，例如传送带2。部件50以其纵向轴线51基本上彼此平行地定位在传送带2上。系统1还包括第一偏振相机4。第一偏振相机4限定第一视场，并且其适于生成包含关于由相机检测的电磁辐射的偏振的信息的第一图像。

第一偏振相机4被定位成使得由传送带2传送的部件的第一端52可以在传送带2的移动期间进入第一偏振相机4的视场。在所描绘的实施方案中，部件50以这样的方式对准，使得第一偏振相机4形成大致0度的视角，即平行于部件50的第一端52的表面。系统1还包括镜5，该镜将来自部件50的电磁辐射的光学路径分成两个分量。这样，第一偏振相机4可正交于部件50的纵向轴线51(即，第一偏振相机的中心光学轴线和部件50的纵向轴线51垂直)安装，从而提供紧凑的解决方案。镜5可以是可移动的，使得不必移动第一偏振相机4，可以校正部件50的相对位置的可能不准确性。系统1还包括适于照射部件50的第一端52的第一电磁辐射源6。第一源6可仅发射一个特定波长。第一源优选地发射白光。作为第一源6的实例，可使用闪烁亮白光的聚光灯LED。第一源6可以由被定位成以便获得均匀光和特定照射角度的一个优选两个或更多个聚光灯或LED环形灯构成。

系统1包括控制单元30，该控制单元适于控制第一偏振相机4并且细化由第一偏振相机4生成的第一图像。

在图2和图16中，示出了用附图标记40指示的一般系统20的第二实施方案。用相同的附图标记，指示与参考图1的系统1描述的相同元件。系统1和系统40之间的差异在于移动元件。代替传送带，部件50定位在滚筒8中，滚筒在用箭头9指示的方向上旋转。第一偏振相机4定位在滚筒8的一侧上，使得部件50的第一端52在滚筒8旋转时进入第一偏振相机4的视场。滚筒8可以是组合器的一部分。如图16所示，优选地，系统40还包括镜5，该镜用于将来自部件50的电磁辐射引导至第一偏振相机4。第一源6也可以存在于系统40中(图2和图16中未示出)。

在图3中，示出了用附图标记60指示的一般系统20的第三实施方案。用相同的附图标记，指示与参考图1的系统1描述的相同元件。系统60包括第一偏振相机4和优选与第一偏振相机4相同的第二偏振相机7。第二偏振相机7适于生成包括每个像素的偏振信息的部件50的第一端52的第二图像。第二偏振相机7限定视场。在图3中，示出了第一偏振相机4的视场的中心轴线14和第二偏振相机7的视场的中心轴线17。如图所示，第一偏振相机和第二偏振相机以彼此略微水平偏移定位，即，其相应视场的中心轴线在其间形成角度。这样，分别由第一偏振相机和第二偏振相机生成的部件50的第一端52的第一图像和第二图像从不同角度拍摄。通过叠加第一图像和第二图像，可以创建包括比单个第一图像或第二图像多得多的三维特性的“立体”组合图像。这样，可以使位于部件50的第一端52处的三维结构变得可识别。

第二偏振相机7也由控制单元30控制，并且第二图像可由控制单元30细化。

在图4中，示出用附图标记70指示的一般系统20的第四实施方案。用相同的附图标记，指示与参考图1的系统1描述的相同元件。系统70包括适于生成部件50的第二端53的第三图像的第三偏振相机11。因此，当传送带2移动时，第一偏振相机4生成部件的第一端52的第一图像，并且第三偏振相机11生成部件的第二端53的第三图像。优选地，第一图像和第三图像同时拍摄。因此，可以检测在第一端52和第二端53处的感受器55的未对准。

第三偏振相机11也由控制单元30控制，并且第三图像可由控制单元30细化。

在图5中，示出用附图标记80指示的一般系统20的第五实施方案。系统80包括与图4的系统70相同的元件，并且另外，其包括附加的X射线成像单元12。X射线成像单元12适合于在第一端52与第二端53之间在部件50的整个长度上拍摄部件50的非破坏性图像。X射线成像单元12适于生成X射线图像。X射线图像在视觉上可以显示不同的密度，并且因此可以获得部件50内部的个别元件例如纸张、棉、凝胶、孔、烟草和感受器的分辨率和层次。

X射线成像单元12也由控制单元30控制，并且X射线图像可由控制单元30细化。X射线成像单元12也可以应用于系统1、40、60、70中。

系统1、40、60、70或80根据本发明的方法操作，这在图18中示意性地描绘。

在步骤100中，将多个部件50以其纵向轴线51彼此平行地放置在可移动元件上，例如传送带2或滚筒8上。当可移动元件2或8移动时，在步骤101中，部件50的每个第一端52连续进入第一偏振相机4的视场中。在同一步骤101中，部件的第二端53可进入第三偏振相机11的视场。在步骤102中，第一端52由第一光源6照射。第一光源6可以通过部件的接近打开。在步骤103中，第一偏振相机4生成第一端52的第一图像。在同一步骤中，第三偏振相机11可生成第二端53的第三图像。第一图像90由多个像素形成。每个像素包含来自部件的第一端的电磁辐射的偏振信息。图8中给出第一图像90的实例。在此图像中，每个像素示出沿着给定方向的偏振值。有4个偏振方向，因此每个像素沿着这四个方向之一给出偏振值。可以为第二端53生成具有与第一图像90相同特性的第三图像(未示出)。图11中给出第一图像90的另一实例。

在步骤104中，控制单元30细化第一图像90，生成精细图像91。图9中描绘了精细图像。每个像素的精细图像91可以示出由第一偏振相机4检测的电磁辐射的DOP。可以对第三图像进行相同的细化。在图9中，显然，相比在第一图像90中，在细化图像91中感受器55更加明显。可以使用标准机器视觉算法在步骤105中进一步细化经细化的图像91，以获得如图10中所描绘的进一步细化的图像92。这些算法可以包括以下当中的一个或多个：斑点检测、边缘检测、区域生长。在步骤106中，从进一步细化的图像可识别感受器55的位置。

参考图11至14描绘了由第一偏振相机4获得的第一图像900的细化的另一实例。图11是第一图像900，其中每个像素沿着给定方向显示偏振值。有4个偏振方向，因此每个像素沿着这四个方向之一给出偏振值。图12的细化图像901可以显示每个像素的由第一偏振相机4检测的电磁辐射的DOP。矩形用于突出显示感受器55的位置。图12的图像901可在图13的进一步细化的图像902中进一步细化，以进一步增强感受器的清晰度。在图14中，示出了部件的第一端52的分段图像903。感受器55被识别并位于第一端52中。

Claims (15)

1.一种用于对气溶胶生成制品的部件进行光学分析的方法，所述方法包括：

-提供限定第一端和第二端的气溶胶生成制品的部件，所述部件包括：

ο气溶胶形成基质；

ο感受器，所述感受器与所述气溶胶形成基质热接触；

-提供第一偏振相机，所述第一偏振相机包括检测电磁辐射的偏振信息的传感器；

-通过电磁辐射照射所述部件；

-由所述第一偏振相机检测从所述部件透射、反射或折射的电磁辐射；

-由所述第一偏振相机生成所述部件的第一端的第一图像，所述第一图像由多个像素形成，所述多个像素中的每个像素包含关于所检测的电磁辐射的偏振信息；以及

-在所述第一图像中检测所述感受器的位置。

2.根据权利要求1所述的方法，包括：

-从所述第一图像中的偏振信息评估以下各项之一：

ο偏振度；或者

ο偏振角。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述第一偏振相机限定具有第一中心轴线的第一视场；并且所述方法包括：

-提供第二偏振相机，所述第二偏振相机包括检测电磁辐射的偏振信息的传感器，所述第二偏振相机限定具有第二中心轴线的第二视场，所述第二中心轴线与所述第一中心轴线形成不同于零的角度；

-由所述第二偏振相机检测从所述部件透射、反射或折射的电磁辐射；

-由所述第二偏振相机生成所述部件的第一端的第二图像，所述第二图像由多个像素形成，所述多个像素中的每个像素包含关于所检测的电磁辐射的偏振信息；

-将所述第一图像中包含的偏振信息与所述第二图像中包含的偏振信息组合，以获得所述部件的第一端的单个组合图像。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括：

-提供第三偏振相机，所述第三偏振相机包括检测电磁辐射的偏振信息的传感器；

-由所述第三偏振相机检测从所述部件透射、反射或折射的电磁辐射；

-由所述第三偏振相机生成所述部件的第二端的第三图像，所述第二图像由多个像素形成，所述多个像素中的每个像素包含关于所检测的电磁辐射的偏振信息；

-在所述第三图像中检测所述感受器的位置。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括：

-通过第一电磁辐射照射所述部件；

-由所述第一偏振相机检测从所述部件透射、反射或折射的第一电磁辐射；

-生成所述部件的第一端的第一图像，所述第一图像由多个像素形成，所述多个像素中的每个像素包含关于所检测的第一电磁辐射的偏振信息；

-用不同于所述第一电磁辐射的第二电磁辐射照射所述部件；

-由所述第一偏振相机检测从所述部件透射、反射或折射的第二电磁辐射；

-由所述第一偏振相机生成所述部件的第一端的第四图像，所述第四图像由多个像素形成，所述多个像素中的每个像素包含关于所检测的第二电磁辐射的偏振信息；

-将所述第一图像中包含的偏振信息与所述第四图像中包含的偏振信息组合，以获得所述部件的第一端的单个组合图像。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述部件限定纵向轴线，并且所述第一偏振相机具有第一视场，所述方法包括：

-提供可移动传送件；

-将多个部件以其纵向轴线基本彼此平行地定位在所述可移动传送件上；

-生成通过所述可移动传送件的移动进入所述第一相机的第一视场的所述多个部件中的一些部件的第一端的第一图像。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述部件限定纵向轴线，并且所述第一偏振相机具有第一视场，所述方法包括：

-提供滚筒；

-将多个部件以其纵向轴线基本彼此平行地定位在所述滚筒上；

-旋转所述滚筒；

-生成通过所述滚筒的旋转进入所述第一相机的第一视场的所述多个部件中的一些部件的第一端的第一图像。

8.根据前述权利要求中一项或多项所述的方法，包括：

-基于所述感受器的位置丢弃所述部件。

9.用于生产气溶胶生成制品的部件的系统，其中所述部件包括：

–纵向轴线；

–第一端和第二端；

–气溶胶形成基质；

–感受器，所述感受器与所述气溶胶形成基质热接触；

所述系统包括：

-第一电磁辐射源，所述第一电磁辐射源适于照射所述部件；

-第一偏振相机，所述第一偏振相机包括检测电磁辐射的偏振信息的传感器，所述第一偏振相机限定第一视场，所述第一偏振相机被布置成使得所述部件的第一端处于所述第一视场中，所述第一偏振相机适于生成所述部件的第一端的第一图像，所述第一图像由多个像素形成，所述多个像素中的每个像素包含由所述相机检测的电磁辐射的偏振信息；

-控制单元，所述控制单元适于处理所述第一图像并且在所述第一图像中检测所述感受器的位置。

10.根据权利要求9所述的系统，包括：

-移动元件，所述移动元件适于移动其纵向轴线彼此平行地布置的多个部件。

11.根据权利要求9或权利要求10所述的系统，包括适于基于所述感受器的位置而拒绝所述部件的拒绝单元。

12.根据权利要求9–11中一项或多项所述的系统，其中所述可移动元件包括滚筒或传送带。

13.根据权利要求9–12中一项或多项所述的系统，其中所述电磁辐射源包括适于以给定频率照射所述部件的频闪灯。

14.根据权利要求13所述的系统，其中所述频闪灯包括在所述部件上聚焦电磁辐射的光学器件。

15.根据权利要求9–14中一项或多项所述的系统，包括适于照射所述部件的第二电磁辐射源，第二源与第一源不同。

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