CN220563446U - 移动式烟包指标检测组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种移动式烟包指标检测组件，本实用新型的主要设计构思在于，由用于仓储现场采集烟包指标的手持插入式烟包指标检测设备及用于集中放置并管控多个手持插入式烟包指标检测设备的检测设备管控小车构成组件主体，其中，手持插入式烟包指标检测设备在插入烟包后采集烟包表层及包芯两处的指标；检测设备管控小车为挂载其上的手持插入式烟包指标检测设备充电并进行通信，且检测设备管控小车与手持插入式烟包指标检测设备可独立与后台通信。本实用新型在实现现场轻松采集烟包外层与中心指标的同时，为集中运载、充电、管控手持检测设备提供了显著的便利性，并通过独立配置的网络传输模块可以提供与后台实时传输或续传的功能拓展。

Description

移动式烟包指标检测组件

技术领域

本实用新型涉及卷烟制造领域，尤其涉及一种移动式烟包指标检测组件。

背景技术

烟叶经打叶复烤后存储在烟叶仓库进行自然醇化，醇化1-3年后投入卷烟生产。在醇化过程中，烟叶内部发生一系列化学反应，可能会导致烟叶温度和湿度发生变化造成烟叶碳化、霉变，因此，对烟箱内部烟叶温湿度的监测显得至关重要。

目前烟企在用的烟箱(也称烟包)包芯温湿度检测部件多为单一检测设备，其至少存在以下问题：

1、指标采集操作困难，同时对烟叶及烟箱会造成损坏；

2、检测设备与仓储后台关联性不佳，导致管理难度大；

3、未考虑烟草物料仓储场景的环境不利因素，如仓库之间的距离及路途状况，又如库区的实际网络环境等。

实用新型内容

鉴于上述，本实用新型旨在提供一种移动式烟包指标检测组件，以解决前述提及的技术问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供了一种移动式烟包指标检测组件，其中包括：用于仓储现场采集烟包指标的手持插入式烟包指标检测设备，以及用于集中放置并管控多个所述手持插入式烟包指标检测设备的检测设备管控小车；

所述检测设备管控小车包括内置的充电支架，所述充电支架上设有若干个用于插设所述手持插入式烟包指标检测设备的插接部，所述插接部设有充电接口，且在所述检测设备管控小车外壳上开设有若干个对应各所述插接部的插接窗；

所述手持插入式烟包指标检测设备在插入烟包后采集预设的烟包表层及包芯处的指标；所述检测设备管控小车通过所述充电接口为插设其上的所述手持插入式烟包指标检测设备充电并进行通信，且所述检测设备管控小车与所述手持插入式烟包指标检测设备分别内置独立的网络传输模块。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述手持插入式烟包指标检测设备包括：

主机以及与所述主机连接的指标采集杆，且所述指标采集杆的前端设为尖头结构；以及，在所述指标采集杆内部设有两个与所述主机电信号连接的传感器，两个所述传感器分别对应预设的烟包表层采集点及包芯采集点。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述主机设有扫码器，用于扫描待测烟箱外皮处的信息码。

在其中至少一种可能的实现方式中，在所述主机上设置有补光灯。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述检测设备管控小车配置有POWERBUS总线，所述POWERBUS总线与所述充电接口连接。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述充电接口为具有磁充接点的磁吸接口。

在其中至少一种可能的实现方式中，在所述插接部处设有锁止装置。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述检测设备管控小车配置有车载电源。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述检测设备管控小车的至少一组车轮连接有电驱助力器，且所述电驱助力器的触发装置安装在所述检测设备管控小车的把手上。

与现有技术相比，本实用新型的主要设计构思在于，由用于仓储现场采集烟包指标的手持插入式烟包指标检测设备及用于集中放置并管控多个手持插入式烟包指标检测设备的检测设备管控小车构成组件主体，其中，手持插入式烟包指标检测设备在插入烟包后采集烟包表层及包芯两处的指标；检测设备管控小车为挂载其上的手持插入式烟包指标检测设备充电并进行通信，且检测设备管控小车与手持插入式烟包指标检测设备可独立与后台通信。本实用新型在实现现场轻松采集烟包外层与中心指标的同时，为集中运载、充电、管控手持检测设备提供了显著的便利性，并通过独立配置的网络传输模块可以提供与后台实时传输或续传的功能拓展。

附图说明

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步描述，其中：

图1为本实用新型实施例提供的手持插入式烟包指标检测设备的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的检测设备管控小车的内部示意图；

图3为本实用新型实施例提供的手持检测设备挂载在充电支架上的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本实用新型提出了一种移动式烟包指标检测组件的实施例，具体来说，如图1～图3所示，其中包括：用于仓储现场采集烟包指标的手持插入式烟包指标检测设备，以及用于集中放置并管控多个所述手持插入式烟包指标检测设备的检测设备管控小车；

所述手持插入式烟包指标检测设备在插入烟包后采集预设的烟包表层及包芯处的指标；所述检测设备管控小车为挂载其上的所述手持插入式烟包指标检测设备充电并进行通信，且所述检测设备管控小车与所述手持插入式烟包指标检测设备分别具有独立设置的网络传输模块，例如但不限于EC800M-CN。

具体而言，所述手持插入式烟包指标检测设备具体包括：主机1以及与所述主机1连接的指标采集杆2，且所述指标采集杆2的前端设为尖头结构；以及，在所述指标采集杆2内部设有两个与所述主机1电信号连接的传感器(例如用于检测温湿度指标的传感器)，分别对应预设的烟包表层采集点(例如距离烟箱表面10cm处)及包芯采集点(例如距离烟箱表面50cm处)，从而能够有效地同步检测烟箱表面及中心内部的烟草物料温湿度等指标变化，及时获知烟叶的仓储情况。

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。

所述移动式烟包指标检测组件中的所述手持插入式烟包指标检测设备，提供了可以长及包芯的指标采集杆，且前端锥状尖头设计，可方便、省力地插入烟包深处，大幅减少了对烟箱外皮及内部烟叶的破坏和造碎概率。

此外，在所述主机1上还可以配置扫码器(图中未示出)，用于扫描各待测烟箱外皮处的信息码，方便绑定检测指标数据，而具体的扫码装置、扫码操作及信息对应绑定功能，皆可以参考已有的成熟技术，此处不做赘述和限定。而可以说明的是，针对烟草原料库区特定的环境条件，在另一些实施例中还可以在所述主机1上配置补光灯11，适用于在光线昏暗的库房内进行检测操作。

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。

还可以进一步补充的是，在所述主机1的本体上可形成有便于施力的防滑持握部12，进而可以提升插拔烟箱操作的便利性。

在实际操作中，所述检测设备管控小车具体包括：内置于车内的充电支架3，所述充电支架3上设有若干个用于插设挂载所述手持插入式烟包指标检测设备的插接部4(在一些实施例中，插接部4优选用于插入连接前述指标采集杆)，且通过插接部4上的充电接口可与挂载的所述手持插入式烟包指标检测设备进行数据传输，以及，在所述检测设备管控小车外壳上开设有若干个对应各所述插接部的插接窗(未示出)。

所述移动式烟包指标检测组件中的检测设备管控小车除了集中挂载和管控所述手持插入式烟包指标检测设备，也极大提升了针对烟草物料仓储场景中的便利性，通过移动小车可以便捷地携带多个手持检测设备在多间库房穿梭、运载，且检测设备管控小车与手持插入式烟包指标检测设备能够分别通过各自独立配置的网络传输模块(可采用现有成熟的无线通信产品)与后台进行通信，可以为解决库区网络条件不佳等问题提供可靠方案，例如在检测过程中，插入烟包的手持插入式烟包指标检测设备一旦获取到稳定的烟包指标后，便可以将实时采集的数据由5G模块上传后台，但当库内网络环境较差无法实时上传，则可以通过挂载在检测设备管控小车之后，由小车获取手持插入式烟包指标检测设备中暂存(可由寄存器实现)的指标数据，并由小车移动到网络环境较佳环境处向后台进行重传。

由此，在一些较佳实施例中，所述检测设备管控小车配置有POWERBUS总线，所述POWERBUS总线为各所述充电接口提供10W的充电功率，且同时经由充电接口实现与所述手持插入式烟包指标检测设备进行通讯连接，以读取设备中的数据。在此构思基础上，所述充电接口为具有磁充接点的磁吸接口，既提供磁充与通信性能，也在一定程度上提供了手持检测设备与小车挂载连接的稳定性(同样也可以理解地，所述主机1上可以配置对应的充电数据端口或接点)；在实际操作中，可以在支架上的插接部为各手持检测设备设置两个磁吸接触点，优选采用中心对称设计，这样，手持检测设备无论正反挂载均能与POWERBUS总线连接。进一步地，优选在磁吸接口处设置与小车控制器件电信号连接的弹性开关(如具有弹片机构)，手持插入式烟包指标检测设备插拔过程可以触发该弹性开关动作，从而可以确定手持插入式烟包指标检测设备挂载与否的状态。

此外，为了确保挂载后的所述手持插入式烟包指标检测设备可靠地与小车内支架连接，优选在所述插接部4处设置锁止装置，例如但不限于所述锁止装置包括在所述插接部4的插口处设置阻尼环，优选可以考虑阻尼环的内径与手持检测设备的指标采集杆的外径一致，使其插入挂载后不会轻易晃动、脱落，提升运载移动、充电通信连接的稳定性。

关于所述检测设备管控小车的供电功能，可以如图示采用车载电源5，和/或也可以考虑由外接电源供电。而在具有车载电源5的实施例中，其可以采用大容量的动力电池或不间断电源(UPS)，并且可以通过连接外接电源为车载电源5补充、提供电能。结合前文提及的小车与手持检测设备之间的数据连接方式，这里做如下具体说明：前述POWERBUS属于低压供电总线技术，通过在供电电缆上调制控制信号，替代了传统分离的控制电缆和供电电缆并大幅度提高通讯稳定性。POWERBUS采用满幅电压发送，电流信号回传的方式，提供了高通讯抗干扰能力。小车可采用24V(满电28V)车载电池供电，该车载电池电源可接入到小车充电支架上的控制板的POWERBUS总线控制器段，通过POWERBUS总线控制调制后输出到支架的磁充接触点。

最后还可以补充说明的是，考虑到烟草库区内的路况，优选为所述检测设备管控小车的至少一组车轮配置电驱助力器(优选前轮，后轮采用万向轮)，且电驱助力器的触发装置可以安装在所述检测设备管控小车的把手6上，例如通过操作把手上配置的手柄及其连线，触发电驱助力器与车轮结合并输出扭力，以便在库区常有的坡道上较为轻松地推动行进。在实施时已有大量成熟产品可借鉴，如小型直流电机并设置离合机构实现电驱和手动的切换，对此本实施例不做限定和赘述。

结合上述各个实施例，这里提供下述非限定的使用示例供参考：当有检测需求时，操作人员可移动前述小车至某库房内的待检测烟箱位置，通过主机上的电源开关开启手持检测设备，并由主机上的扫码器扫描烟箱上的二维码并将二维码信息上传至后台，便于后台匹配如库区、仓号、烟箱批次等信息。操作人员继续将手持检测设备的采集杆完全插入，并自动将获取到的温湿度检测数据上传至后台，待将手持检测设备挂回小车后，可通过磁吸接口为手持检测设备充电并进行通讯连接，读取设备数据。有必要时，还可以通过小车进行指标重传。

这里可以指出的是，小车内可以具有常规的控制器件，如行车电脑等控制器件，或搭载POWERBUS模块、寄存器、无线通信模块(如EC800M-CN)的主板上的嵌入式内核等，如STM32(不限于STM32F103RCT6)，同理地，手持检测设备内也可以考虑以嵌入式内核作为控制器件，如STM32(不限于STM32F103RCT6)。

综上所述，本实用新型的主要设计构思在于，由用于仓储现场采集烟包指标的手持插入式烟包指标检测设备及用于集中放置并管控多个手持插入式烟包指标检测设备的检测设备管控小车构成组件主体，其中，手持插入式烟包指标检测设备在插入烟包后采集烟包表层及包芯两处的指标；检测设备管控小车为挂载其上的手持插入式烟包指标检测设备充电并进行通信，且检测设备管控小车与手持插入式烟包指标检测设备可独立与后台通信。本实用新型在实现现场轻松采集烟包外层与中心指标的同时，为集中运载、充电、管控手持检测设备提供了显著的便利性，并通过独立配置的网络传输模块可以提供与后台实时传输或续传的功能拓展。

本实用新型实施例中，“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实用新型的构造、特征及作用效果，但以上仅为本实用新型的较佳实施例，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、不改变本实用新型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，本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，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，均应在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种移动式烟包指标检测组件，其特征在于，包括：用于仓储现场采集烟包指标的手持插入式烟包指标检测设备，以及用于集中放置并管控多个所述手持插入式烟包指标检测设备的检测设备管控小车；

所述检测设备管控小车包括内置的充电支架，所述充电支架上设有若干个用于插设所述手持插入式烟包指标检测设备的插接部，所述插接部设有充电接口，且在所述检测设备管控小车外壳上开设有若干个对应各所述插接部的插接窗；

所述手持插入式烟包指标检测设备在插入烟包后采集预设的烟包表层及包芯处的指标；所述检测设备管控小车通过所述充电接口为插设其上的所述手持插入式烟包指标检测设备充电并进行通信，且所述检测设备管控小车与所述手持插入式烟包指标检测设备分别内置独立的网络传输模块。

2.根据权利要求1所述的移动式烟包指标检测组件，其特征在于，所述手持插入式烟包指标检测设备包括：

主机以及与所述主机连接的指标采集杆，且所述指标采集杆的前端设为尖头结构；以及，在所述指标采集杆内部设有两个与所述主机电信号连接的传感器，两个所述传感器分别对应预设的烟包表层采集点及包芯采集点。

3.根据权利要求2所述的移动式烟包指标检测组件，其特征在于，所述主机设有扫码器，用于扫描待测烟箱外皮处的信息码。

4.根据权利要求2所述的移动式烟包指标检测组件，其特征在于，在所述主机上设置有补光灯。

5.根据权利要求1所述的移动式烟包指标检测组件，其特征在于，所述检测设备管控小车配置有POWERBUS总线，所述POWERBUS总线与所述充电接口连接。

6.根据权利要求5所述的移动式烟包指标检测组件，其特征在于，所述充电接口为具有磁充接点的磁吸接口。

7.根据权利要求1所述的移动式烟包指标检测组件，其特征在于，在所述插接部处设有锁止装置。

8.根据权利要求1～7任一项所述的移动式烟包指标检测组件，其特征在于，所述检测设备管控小车配置有车载电源。

9.根据权利要求8所述的移动式烟包指标检测组件，其特征在于，所述检测设备管控小车的至少一组车轮连接有电驱助力器，且所述电驱助力器的触发装置安装在所述检测设备管控小车的把手上。