[發(fā)明專(zhuān)利]一種在線(xiàn)煙絲摻配均勻性檢測(cè)裝置及其方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410649927.8
• 申請(qǐng)日: 2014-11-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104330385A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張晉;劉杰;李吉云;劉開(kāi)俊;米強(qiáng);李艷;邵帥;朱戰(zhàn)營(yíng);寧兵
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/359
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/359;G01N21/3563
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種在線(xiàn)煙絲摻配均勻性檢測(cè)裝置及其方法。

背景技術(shù)

卷煙產(chǎn)品的主流煙氣與感官質(zhì)量主要取決于卷煙原料配方，即各種煙葉、煙梗按設(shè)計(jì)比例的均勻混合。

各種煙葉、煙梗在連續(xù)生產(chǎn)線(xiàn)上切絲后混合的均勻程度能否及時(shí)得到檢測(cè)、控制，是卷煙原料配方執(zhí)行質(zhì)量的關(guān)鍵。目前，煙草行業(yè)多采用混合前控制摻配組分流量，事后卷制煙支近紅外光譜檢驗(yàn)法、煙絲化學(xué)指標(biāo)常規(guī)檢測(cè)法、手工分離煙絲物化特性檢測(cè)法等評(píng)價(jià)各種煙葉、煙梗在連續(xù)生產(chǎn)線(xiàn)上切絲后混合的均勻程度，存在著評(píng)價(jià)滯后、評(píng)價(jià)不全面等弊端，不能為實(shí)時(shí)、有效控制煙絲混合均勻度提供支持。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述問(wèn)題，提出了一種在線(xiàn)煙絲摻配均勻性檢測(cè)裝置及其方法，本裝置根據(jù)近紅外光譜儀可以有效檢測(cè)煙葉煙梗煙堿、總糖、還原糖含量，配方中各種煙葉、煙梗煙堿、總糖、還原糖含量基本穩(wěn)定，當(dāng)各組分切絲混合均勻而成的煙絲的煙堿、總糖、還原糖含量也基本穩(wěn)定的原理設(shè)計(jì)的，可以有效消除現(xiàn)有技術(shù)的弊端，為實(shí)時(shí)、有效控制煙絲混合均勻度提供技術(shù)支持。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種在線(xiàn)煙絲摻配均勻性檢測(cè)裝置，包括紅外光譜儀、信號(hào)處理器、支架、傳送帶和報(bào)警裝置，其中，支架固定于傳動(dòng)帶靠近制絲線(xiàn)摻配設(shè)備出口上部，支架上端固定有紅外光譜儀，以非接觸方式對(duì)流經(jīng)傳送帶的煙絲樣品進(jìn)行漫反射式檢測(cè)，檢測(cè)的數(shù)據(jù)每隔規(guī)定的時(shí)間發(fā)送給信號(hào)處理器，信號(hào)處理器連接報(bào)警器和制絲線(xiàn)控制器，當(dāng)信號(hào)處理器發(fā)現(xiàn)煙絲均勻性有超標(biāo)趨勢(shì)時(shí)，報(bào)警器報(bào)警，提示操作人員，當(dāng)信號(hào)處理器發(fā)現(xiàn)煙絲均勻性超標(biāo)時(shí)，報(bào)警器報(bào)警，提示操作人員，同時(shí)信號(hào)處理器發(fā)送指令給制絲線(xiàn)控制器，停止制絲線(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)。

所述傳送帶為制絲線(xiàn)上與煙絲摻配設(shè)備出口相連接的傳送帶。

所述紅外光譜儀為L(zhǎng)uminar?4030在線(xiàn)AOTF近紅外光譜儀。

所述紅外光譜儀的出光口的位置對(duì)準(zhǔn)傳送帶的中間樣品位置，與煙絲平面高度范圍為[6.0，7.0]cm。

基于上述檢測(cè)裝置的工作方法，包括以下步驟：

(1)設(shè)置裝置參數(shù)，采集樣品并記錄樣品編號(hào)與對(duì)應(yīng)檢測(cè)數(shù)據(jù)，剔除樣品檢測(cè)數(shù)據(jù)異常值，建立近紅外檢測(cè)單牌號(hào)模型；

(2)利用建立好的近紅外檢測(cè)單牌號(hào)現(xiàn)場(chǎng)法模型對(duì)參與建模樣品和外部驗(yàn)證集的樣品進(jìn)行內(nèi)部、外部驗(yàn)證，分別計(jì)算樣品煙堿、總糖、還原糖指標(biāo)的常規(guī)化驗(yàn)值與模型預(yù)測(cè)值偏差的平均值，如果驗(yàn)證通過(guò)，則進(jìn)入步驟(3)，如果驗(yàn)證未通過(guò)，返回步驟(1)；

(3)近紅外光譜儀載入單牌號(hào)現(xiàn)場(chǎng)法模型，設(shè)定近紅外光譜儀單牌號(hào)模型與待檢煙絲卷煙牌號(hào)一致，采集煙堿、總糖、還原糖數(shù)據(jù)傳輸給信號(hào)處理器，進(jìn)行煙絲均勻性檢測(cè)，如果均勻性未超標(biāo)，繼續(xù)正常生產(chǎn)，如果均勻性超標(biāo)，則停止生產(chǎn)并報(bào)警。

所述步驟(1)中，具體方法包括：

(1-1)裝置安裝完成后，進(jìn)行近紅外光譜儀的參數(shù)設(shè)置；

(1-2)在煙絲生產(chǎn)穩(wěn)定的條件下每間隔設(shè)定時(shí)間進(jìn)行一次近紅外光譜儀在線(xiàn)煙絲的光譜數(shù)據(jù)漫反射方式采集、編號(hào)，同時(shí)采集樣品；

(1-3)隨機(jī)抽取10％樣品常規(guī)檢測(cè)數(shù)據(jù)及對(duì)應(yīng)的光譜數(shù)據(jù)作為模型外部驗(yàn)證集，用作模型外部驗(yàn)證，不參與建模，其余樣品的光譜數(shù)據(jù)與相應(yīng)的化學(xué)成分相關(guān)聯(lián)來(lái)建立數(shù)學(xué)模型；

(1-4)對(duì)掃描得到的吸收光譜進(jìn)行光譜預(yù)處理，消除噪音和基線(xiàn)的影響；

(1-5)剔除光譜數(shù)據(jù)和樣品常規(guī)檢測(cè)數(shù)據(jù)異常值；

(1-6)建立近紅外檢測(cè)單牌號(hào)模型。

所述步驟(1-2)中，其具體方法為：在煙絲生產(chǎn)穩(wěn)定的條件下每間隔設(shè)定時(shí)間進(jìn)行一次近紅外光譜儀對(duì)在線(xiàn)煙絲的光譜數(shù)據(jù)漫反射方式采集、編號(hào)，同時(shí)采集樣品，取樣時(shí)，在流經(jīng)儀器檢測(cè)窗口下方的樣品表面平均地抓取煙絲樣品，然后將煙絲裝入自封袋密封好，與光譜數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)順序編號(hào)，進(jìn)行煙絲化學(xué)指標(biāo)煙堿、總糖、還原糖常規(guī)檢測(cè)，記錄樣品編號(hào)與對(duì)應(yīng)檢測(cè)數(shù)據(jù)，樣品數(shù)量大于等于300個(gè)。

所述步驟(1-4)中，光譜預(yù)處理的方法包括一階微分9點(diǎn)平滑法(savitzy-golay)。

所述步驟(1-5)中，分別采用光譜影響值Leverage和常規(guī)檢測(cè)值誤差Residual這兩個(gè)統(tǒng)計(jì)量來(lái)檢驗(yàn)剔除光譜數(shù)據(jù)和樣品常規(guī)檢測(cè)數(shù)據(jù)異常值。

所述步驟(1-6)中，采用偏最小二乘法，交叉－驗(yàn)證法(cross-validation)建立近紅外檢測(cè)單牌號(hào)模型，用The?Unscrambler定量分析軟件建立模型，在建模過(guò)程中，經(jīng)過(guò)異常值的剔除進(jìn)行逐步優(yōu)化。