CN117097759A - 手持插入式烟包指标检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手持插入式烟包指标检测装置，具体由相互连接的主机与检测杆组成，所述主机内置微控制器，以及与所述微控制器连接的无线通信模块，所述无线通信模块用于与预设的仓储平台服务器进行信息交互，且在所述主机上设有与所述微控制器连接的扫码器；所述检测杆包括与所述主机连接的第一段，与所述第一段连接的第二段，以及与所述第二段连接的锥形头；在所述第一段远离所述主机的一端设有对应烟箱表层处检测点的第一传感器，且在所述第二段靠近所述锥形头的一端设有对应烟箱包芯处检测点的第二传感器。本发明极大提升检测操作性，且适合实际仓储工作环境，可获取到包芯和表层的指标，并可借由网络将实测数据传输至仓库后台。

Description

手持插入式烟包指标检测装置

技术领域

本发明涉及卷烟制造领域，尤其涉及一种手持插入式烟包指标检测装置。

背景技术

烟叶包芯温湿度等指标是烟叶安全存储、醇化提质的关键因素，在烟叶在库醇化过程中，随着环境温湿度的变化及醇化进程的改变，烟叶包芯温湿度也随之改变，包芯温湿度升高可能会引起烟叶霉变、碳化，给企业带来不可估量的经济损失。因此，对烟叶包芯温湿度的监测至关重要。

目前在用的烟叶包芯复合监测仪能够采集贮存烟叶原料的烟箱(也可称为烟包)内部的温度、湿度、磷化氢浓度等环境参数，其插入方式采用挤压推进，使用时需要先通过打钻工具在烟箱上提前打孔，包芯采集杆才能插入烟箱内部，不可避免会对烟叶造成造碎；此外，拆除监测仪后烟箱上遗留较大孔洞，不利于烟叶醇化及纸箱回收利用；再者，该包芯复合监测仪，不具备完善的信息交互机制，无法与仓储调度的任务计划建立协作关联，使其与仓储管理相对脱节，进而导致整体管控难度较大。

发明内容

鉴于上述，本发明旨在提供一种手持插入式烟包指标检测装置，以解决前述提及的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供了一种手持插入式烟包指标检测装置，其中包括：相互连接的主机与检测杆；

所述主机内置微控制器，以及与所述微控制器连接的无线通信模块，所述无线通信模块用于与预设的仓储平台服务器进行信息交互，且在所述主机上设有与所述微控制器连接的扫码器；

所述检测杆包括：与所述主机连接的第一段，与所述第一段连接的第二段，以及与所述第二段连接的锥形头；在所述第一段远离所述主机的一端设有对应烟箱表层处检测点的第一传感器，且在所述第二段靠近所述锥形头的一端设有对应烟箱包芯处检测点的第二传感器。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述第二段分别与所述第一段以及所述锥形头可拆卸连接。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述主机内置充电电池。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述主机上具有与所述充电电池连接的充电部件，所述充电部件包括磁吸充电头和/或数据接口。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述主机上设有与所述扫码器信号关联的实体按键。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述主机上形成有防滑手柄。

在其中至少一种可能的实现方式中，在所述主机上设有具有触控功能且与所述微控制器连接的屏幕。

在其中至少一种可能的实现方式中，在所述主机上设有与所述微控制器连接的补光灯。

在其中至少一种可能的实现方式中，在所述主机上设有电源总开关以及用于指示工作状态的指示灯。

与现有技术相比，本发明的主要设计构思在于，由相互连接的主机与检测杆组成，所述主机内置微控制器，以及与所述微控制器连接的无线通信模块，所述无线通信模块用于与预设的仓储平台服务器进行信息交互，且在所述主机上设有与所述微控制器连接的扫码器；所述检测杆包括与所述主机连接的第一段，与所述第一段连接的第二段，以及与所述第二段连接的锥形头；在所述第一段远离所述主机的一端设有对应烟箱表层处检测点的第一传感器，且在所述第二段靠近所述锥形头的一端设有对应烟箱包芯处检测点的第二传感器。本发明极大提升检测操作性，且适合实际仓储工作环境，可获取到包芯和表层的指标，并可借由网络将实测数据传输至仓库后台。

附图说明

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：

图1为本发明实施例提供的手持插入式烟包指标检测装置的示意图；

图2为本发明实施例提供的手持插入式烟包指标检测装置的侧视图；

图3为本发明实施例提供的手持插入式烟包指标检测装置的背视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明提出了一种手持插入式烟包指标检测装置的实施例，具体来说，如图1～图3所示，其中包括：相互连接的主机1与检测杆2，具体来说，所述主机1内置微控制器，以及与所述微控制器连接的无线通信模块(可配置有物联网通信协议，并与无线通信站点交互，如运营商4G、5G、NB网或自建网如zigbee、LoRa等)，所述无线通信模块用于与预设的仓储平台服务器进行信息交互；在所述主机1上设有与所述微控制器连接的扫码器4(如扫码摄像头、探头等)，用于获取待测烟箱上的信息码，并借由前述无线通信模块传递至仓储平台服务器。在实际操作中，手持插入式烟包指标检测装置的主机内可以考虑以嵌入式内核作为控制器件(微控制器)，如STM32(不限于STM32F103RCT6)，而无线通信模块例如但不限于选用EC800M-CN。

所述检测杆2包括：与所述主机1连接的第一段21，与所述第一段21可拆卸连接的第二段22，以及与所述第二段22可拆卸连接的锥形头23；在所述第一段21远离所述主机1的一端设有对应烟箱表层处检测点的第一传感器31(可设在该段杆内部，如温湿度传感器，且在杆体上对应设置通孔，便于检测感应)，在所述第二段22靠近所述锥形头23的一端设有对应烟箱包芯处检测点的第二传感器32(可设在该段杆内部，如温湿度传感器，且在杆体上对应设置通孔，便于检测感应)。可理解地，前述两个传感器分别与微控制器电信号连接。

在实际操作中，第一段可设为长10CM，用于连接主机和安装表面温湿度传感器，第二段则可设为长40cm，用于安装包芯温湿度传感器，第三段的锥形头则用于保护传感器且更为便于将检测杆插入烟箱。如前所述，检测杆至少可同时采集温度、湿度数据(在其他实施例中还可以按需检测特定气体浓度数据)，具体的测量范围可满足湿度：0～100％RH、温度：-20～55℃、湿度测量误差±1.5％RH、温度测量误差±0.1℃，其中温度与湿度均是两组，两组分别对应所述检测杆的10CM处的第一传感器和50CM处的第二传感器，即同时获取烟箱表面与包芯位置的温湿度。

根据行业经验值，在温度20℃，包芯湿度到达90％时可能发生霉变；当温度25℃，包芯湿度到达85％时可能发生霉变；当温度30℃，包芯湿度到达80％时可能发生霉变；当温度35℃，包芯湿度到达75％时可能发生霉变；当温度40℃，包芯湿度到达75％时可能发生霉变。可见，烟叶包芯温湿度检测非常有必要。而除了检测中心温湿度，表面温湿度作为辅助检测点，在正常情况下，表面与中心温湿度差异应在预设范围内，由此，除了上述中心温湿度的判断以外，若测得表面与中心测量差异较大，同样也有发生损坏的可能存在。

对于烟草原料仓储实际需求而言，除了温湿度，下述指标也具有关键性的作用，因而在某些优选实施例中，考虑采用电容式微量水分测量烟叶水分，此方法测量范围大、响应迅速，且被测物的温度和压力变化对测量准确度影响不大，而烟叶本就属于含水量不高的被测物，因此采用电容式微量水分测量法测量烟叶水分是更为可靠的。具体地，可以在检测杆的顶端及中间位置加装测量电极，对于尺寸相对固定的烟箱(烟包)来说，其电容量与两极间介质的介电常数会成正比，当烟叶中含有一定水分时，就会使烟叶的介电常数值改变，从而引起电容量的变化，即，该变化与烟叶的含水量存在线性关系，由此，利用本实施例提出的手持检测方式同样可以获得可靠的烟箱内的水分指标。

接续前文，在另一些更佳的实施例中，仓储领域还更为关注烟草原料的烟碱、总氮、总糖含量这几个关键指标，而近红外光谱主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的，记录的主要是含氢基团振动的倍频和合频吸收，不同基团或同一基团在不同化学环境中的近红外吸收波长与强度都有明显差别。所以，近红外光谱具有丰富的结构和组成信息，非常适合用于有机物质的组成性质测量，据此提出可采用近红外光谱分析测量上述烟草原料指标，具体来说，用于近红外光源、镜头等装置可以配置在手持检测设备主体的背面，例如，设置既可以采集信息码信息又可以兼顾近红外测量的摄像器件。

举例来说，近红外相机可采用410万像素显微镜高清摄像头550-1000nm，支持全彩、黑白、近红外工作模式。一般来说，400nm-780nm之间的光称为可见光，780nm-1cm之间的光称为红外线，在红外线中靠近可见光波段的光称为近红外光(780-1000nm)，1000nm-1700nm之间的光称为短波红外，实施本方案时可以采用近红外短波(780-1100)进行测量。

基于上述构思还可以进一步扩展的是，不同物质在NIR光谱中吸收效果不同，而构建NIR预测模型首先需要为样品确定吸收度最好的光谱区间。结合前述实施例采集的特定指标，还可以利用建立的NIR分析模型对验证集烟叶样品进行烟碱、总氮、总糖含量的预测，并以预测值和实测值进行对比分析。

具体过程可参考如下说明：

通过手持检测过程形成的孔洞，采集烟包内的烟草原料样品，将待测样品均匀放到白纸上，打开手持检测设备上配置的近红外光源(近红外光源可采用850nm，1W，120°的散射光源)，触发近红外相机连续拍摄并以漫反射方式采集样品的光谱数据；待图片连续采集既定数量如30次后，这些图片可存储在手持检测设备的存储器中，当然，为了获得更佳的光谱数据，采集过程中优选在光线较暗环境中进行，以避开其他光干扰。

在处理上述样品的若干图片时，可以在手持设备本地、也可以在与手持设备配合的外设，如检测设备总站或仓储平台服务器等进行一阶微分、平滑处理，其中，一阶微分可以放大光谱信号，使其更容易解析，平滑处理方法则可以有效降低噪音信息，方便建模处理。

将处理后的数据与数据库预存数据相连，使用偏最小二乘法(PLS)、交互验证法(cross-validation)等进行模型分析，并采用PLS建立烟碱、总糖以及总氮的模型。其中，偏最小二乘法(PLS)具备克服样品成分间相互干扰及吸收波段重叠引起偏离真实线性的能力，而PLS建模过程中，优选采用留一法计算内部交互验证标准偏差RMSECV，当RMSECV最小时，对应因子数为最佳。最终，建立的模型可以实现对烟碱、总糖以及总氮含量的预测。

此外，三段式结构之间具有可拆卸连接的机构，也便于根据实际所需更换不同的长度的分段杆或维护、替换两个传感器。

在一些实施例中，所述检测杆可以设计为直径小于15mm，优选如12mm，长度大于50cm，优选如52cm。杆细且长，其前端又采用尖头结构，使用时可直接插入烟箱，并达包芯处进行指标检测，无需借助其他工具，不会对烟叶产生造碎；拆除后仅需0.2*0.2cm的贴纸即可将检测孔密封，不影响烟叶的醇化及烟箱的回收利用。

关于所述主机1，在另一些较佳的实施例中，主机可设计为长21cm，宽12cm，并内置3.7V充电电池2600mA/h，有此充电电池可以保持本装置在一定时间内持续插入在烟箱上，便于按既定需求多次获取指标数据，而不必反复频繁插拔本装置。基于此构思，所述主机1上具有与所述充电电池连接的充电部件，例如图示中的磁吸充电头5和/或数据接口6(如USB)，当然，本领域技术人员可以理解地，在具有磁吸充电头5的实施例中，还可以配套设置供磁吸充电的外设，对此本实施例不做限定，可以指出的是，基于已有技术，磁充头也可以拓展为配合外设实现既兼顾充电又可以进行信号通信的功能；而在具有数据接口6的实施例中，该接口也可以起到设备数据传输的作用。

还可以拓展的是，所述主机1上设有与所述扫码器4信号关联的实体按键7，其用于触发所述扫码器4启动扫描功能。进一步地，所述主机1上形成有防滑手柄8，便于手持且在进行插入操作时可方便施力，而不易出现滑脱现象，而前述所述实体按键7可优选设于所述防滑手柄8的一侧，便于操作启动扫码功能。

此外，为了提升使用便利性，在其他优选实施例中，在所述主机1上设有具有触控功能的屏幕9，所述屏幕9与所述微控制器连接，其在实际应用时可以按需配置多种功能，例如但不限于显示扫码结果、传感数据、流程状态、触发各功能启闭及数据上传等。由此进一步地，结合仓储现场的特定情况，还可以在所述主机1上设置补光灯10，所述补光灯10与所述微控制器连接(具体实施时可以借由前述触控屏幕启闭该补光灯)，这样，当处于光线较弱的仓库时，可以通过该补光灯提供辅助照明，便于插入本装置及相关操作。

结合附图，还可以补充说明的是，在所述主机1上设有本装置的电源总开关11以及用于指示本装置工作状态的指示灯12。

最后，基于前述各个实施例，这里对本装置方案的使用方式做如下介绍供参考：将扫码器对准烟箱上的二维码/条码等，通过实体按键可触发扫码功能，以获取当前烟箱信息，并可将烟箱信息上传至后台系统(仓储平台服务器)，后台则可以利用本装置提供的扫码信息查询和匹配相关信息，如库区、仓号、烟箱批次等信息；然后，可以通过触控屏幕启动指标检测功能，等待数据稳定后，还可每隔既定周期读取一次前文提及的两组温湿度数值，当连续若干次读取数据的误差在预设标准内时，视为测量完成，接着一方面可以利用屏幕显示数值，另一方面可以通过无线通信模块上传检测数据到远程后台(当然，在所述主机的主板上配置存储器件的实施例中，还可以实现主机本地保存)。本领域技术人员可以理解的是，上述使用过程皆为示意而非限定，前述实施例的目的是提供检测设备方案，具体如何使用检测设备，则不影响前述方案的理解和实施。

综上所述，本发明的主要设计构思在于，由相互连接的主机与检测杆组成，所述主机内置微控制器，以及与所述微控制器连接的无线通信模块，所述无线通信模块用于与预设的仓储平台服务器进行信息交互，且在所述主机上设有与所述微控制器连接的扫码器；所述检测杆包括与所述主机连接的第一段，与所述第一段连接的第二段，以及与所述第二段连接的锥形头；在所述第一段远离所述主机的一端设有对应烟箱表层处检测点的第一传感器，且在所述第二段靠近所述锥形头的一端设有对应烟箱包芯处检测点的第二传感器。本发明极大提升检测操作性，且适合实际仓储工作环境，可获取到包芯和表层的指标，并可借由网络将实测数据传输至仓库后台。

本发明实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种手持插入式烟包指标检测装置，其特征在于，包括：相互连接的主机与检测杆；

所述主机内置微控制器，以及与所述微控制器连接的无线通信模块，所述无线通信模块用于与预设的仓储平台服务器进行信息交互，且在所述主机上设有与所述微控制器连接的扫码器；

所述检测杆包括：与所述主机连接的第一段，与所述第一段连接的第二段，以及与所述第二段连接的锥形头；在所述第一段远离所述主机的一端设有对应烟箱表层处检测点的第一传感器，且在所述第二段靠近所述锥形头的一端设有对应烟箱包芯处检测点的第二传感器。

2.根据权利要求1所述的手持插入式烟包指标检测装置，其特征在于，所述第二段分别与所述第一段以及所述锥形头可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的手持插入式烟包指标检测装置，其特征在于，所述主机内置充电电池。

4.根据权利要求3所述的手持插入式烟包指标检测装置，其特征在于，所述主机上具有与所述充电电池连接的充电部件，所述充电部件包括磁吸充电头和/或数据接口。

5.根据权利要求1所述的手持插入式烟包指标检测装置，其特征在于，所述主机上设有与所述扫码器信号关联的实体按键。

6.根据权利要求1所述的手持插入式烟包指标检测装置，其特征在于，所述主机上形成有防滑手柄。

7.根据权利要求1所述的手持插入式烟包指标检测装置，其特征在于，在所述主机上设有具有触控功能且与所述微控制器连接的屏幕。

8.根据权利要求1所述的手持插入式烟包指标检测装置，其特征在于，在所述主机上设有与所述微控制器连接的补光灯。

9.根据权利要求1～8任一项所述的手持插入式烟包指标检测装置，其特征在于，在所述主机上设有电源总开关以及用于指示工作状态的指示灯。