[發明專利]一種測定煙梗結構及其分布的方法

無效

• 申請號: 201310063880.2
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN103148791A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 張云;張勇;卯彥;楊雄標;李江樂;楊曉華;湯鵬;李長龍;楊松
• 申請（專利權）人: 云南昆船設計研究院
• 主分類號: G01B11/10
• 分類號: G01B11/10;G01B11/28;G06T3/40;G06T5/50
• 代理公司: 昆明大百科專利事務所 53106
• 代理人: 何健

技術領域

本發明屬于煙草加工中的物料檢測技術領域，具體涉及在煙草加工過程中測量煙梗結構及其分布狀況的方法。

背景技術

煙梗的結構是影響梗絲質量的一項重要指標，進而影響卷煙制品的質量。目前煙梗結構主要靠人工抽樣用鋼尺測量其長度，從樣品中挑出長度大于20mm的煙梗稱重，然后用樣本總重量除以長度大于20mm的煙梗重量的百分比作為煙梗的長梗率，從樣品中挑出寬度大于4mm的煙梗稱重，然后用樣本總重量除以寬度大于4mm的煙梗重量的百分比作為煙梗的長粗梗率。該表述方法僅能表明大于某一長度或寬度的煙梗所占比例，不能準確描述不同長度區間煙梗的分布情況及均勻性。另外，煙梗的形狀千姿百態，人工采用鋼尺測量存在較大的誤差，許多不規則的形狀很難精確測量。申請號為201110196819.6的中國專利申請公開了利用圖像分析法測定煙梗長梗率的方法，其對煙梗長度的計算僅采用最小外接矩形的長度來作為煙梗的長度，對于彎曲的煙梗計算有較大的誤差。另外，在測試的結果方面僅給出長度大于20mm的煙梗長度和占總煙梗長度和的百分比作為長梗率，特征描述不夠全面。

要用數學統計的方法對測量的數據進行進一步的處理，使其可以表征任意結構的煙梗分布特性。

發明內容

本發明的目的是解決上述現有技術存在的不足，提出一種測定煙梗結構及其分布的方法，以獲得煙梗任意長度區間和寬度區間的數據，全面描述煙梗結構特征。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種測定煙梗結構及其分布的方法，其特征在于，方法如下：?

a)取樣：在待檢測的煙梗物料中取煙梗樣品；

b)樣品離散化：將煙梗樣品置于離散裝置上進行攤鋪，使煙梗呈完全離散化狀態；

c)采集煙梗圖像：利用圖像獲取裝置采集得到離散化的煙梗圖像并傳送至圖像處理系統；

d)圖像拼接：圖像處理系統圖像聯通域標記方法，檢測相鄰的圖像中是否有橫跨兩幅的煙梗，并將橫跨兩幅的煙梗轉移拼接到下一幅圖像中；?

e)計算每根煙梗的數據：圖像處理系統對每根煙梗的圖像進行二值化處理和聯通域處理，計算得到每根煙梗的投影面積A0、投影周長L以及每根煙梗的最小外接矩形的長度a、寬度b、面積A，并設定每根煙梗的最小外接矩形的長度a大于寬度b；

f)計算煙梗長度：圖像處理系統采用矩形度系數T描述每根煙梗的彎曲程度，矩形度系數T=煙梗的投影面積A0/煙梗的最小外接矩形的面積A；T值越接近1煙梗越直，T值越遠離1煙梗越彎曲；設定一個閥值S，0<S<1?；對于T值大于S值的煙梗，其長度等于最小外接矩形的長度；對于T值小于S值的煙梗，其長度等于煙梗投影周長的二分之一；

g)測定粗梗：對矩形度系數T大于閥值S的煙梗，圖像處理系統進一步檢測其最小外接矩形的寬度b，如果最小外接矩形的寬度b大于粗梗的閥值W，4mm<W<8mm，則認定該煙梗為粗梗；

h)統計煙梗結構數據：統計每一根煙梗的投影面積AO、投影周長L、最小外接矩形的長度a、寬度b；

i)統計煙梗任意長度區間和寬度區間的百分比及累積百分比：利用步驟h）統計得到的煙梗結構數據，分別設定任意長度區間和寬度區間的上限值和下限值，就可以得到任意區間的長梗率及粗梗率，將相應區間的數據累加就可得到累積百分比，由長梗率、粗梗率及相應的累積百分比數據確定煙梗的結構及其分布。

本發明上述步驟b)所述離散裝置包括沿物料流向依次設置的低速皮帶輸送機、振動輸送機、中速皮帶輸送機、高速皮帶輸送機以及設置在低速皮帶輸送機出料端上方的粑釘輥；所述樣品離散化是將煙梗樣品依次通過低速皮帶輸送機、粑釘輥、振動輸送機、中速皮帶輸送機、高速皮帶輸送機，將煙梗逐漸攤鋪至呈完全離散化狀態；圖像獲取裝置在高速皮帶輸送機的出料端將離散化后的煙梗掃描成圖像并傳至圖像處理系統。步驟c)?采集離散化的煙梗圖像時，圖像獲取裝置的掃描線長度等于高速皮帶輸送機的皮帶寬度，相機掃描線與高速皮帶輸送機的出料端的水平距離為5mm～15mm。

本發明所述低速皮帶輸送機的輸送速度范圍為0.005m/s～0.025m/s并且可變頻調速，中速皮帶輸送機的輸送速度范圍為1m/s～1.5m/s，高速皮帶輸送機的輸送速度范圍為2m/s～3m/s。

本發明可以實時、快速、準確的測量出每根煙梗的長度和寬度，得到測試樣本全部煙梗的外形結構詳細數據。通過每一根煙梗一一對應的明細數據可以得到任意長度區間的長梗率和任意寬度區間的粗梗率，不僅得到長梗率參數，還可得到粗梗率參數，能夠全面描述煙梗結構的分布特征。