[發明專利]煙草在線實時監測裝置及其在煙草品質無損快速質控中的應用

在審

• 申請號: 202111097714.5
• 申請日: 2021-09-18
• 公開（公告）號: CN113804648A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 陶智麟;范子彥;王琳;唐綱嶺;劉珊珊;方軍;謝暉;王寧玉;魏斌;張占濤;陶鐵托;張其東
• 申請（專利權）人: 上海益實智能科技有限公司;鄭州益盛煙草工程設計咨詢有限公司;深圳市智程機電技術有限公司
• 主分類號: G01N21/359
• 分類號: G01N21/359;G01N21/3563
• 代理公司: 鄭州意創知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 41138
• 代理人: 張江森;張燕紅

一種煙草在線實時監測裝置，包括控制系統、傳動系統和光路系統，所述的控制系統與傳動系統、光路系統電連接，傳動系統用于對煙草樣品進行穩定傳送，包含傳送帶和步進電機，光路系統用于對煙草樣品光譜數據的采集，包含環形罩、光源、凸透鏡、光譜儀和吹掃部件，傳送帶上方設置光路系統，光路系統的上方設置控制系統；本發明的一種煙草在線實時監測裝置及其在煙草品質無損快速質控中的應用，通過架設在煙草物料斜面傳送生產線的近紅外光譜儀器，結合數學模型分析，實現煙草物料異物精準識別、煙草物料高度起伏判斷、煙草物料品質無損快速定量分析、同類煙草物料精準分級的功能，從而解決煙草物料在線質量控制的技術難題。

技術領域

本發明屬于煙草在線監測技術領域，具體涉及一種煙草在線實時監測裝置及其在煙草品質無損快速質控中的應用。

背景技術

隨著生產力發展和社會的進步，對工農業產品進行在線質量控制是近年來生產一線提出的亟待解決的重要需求。有別于傳統的離線檢測技術，在線檢測技術要求在生產線上架設檢測儀器裝置，在極短的時間內得到產品實時質量控制數據，對生產線上產品傳送過程中的不確定因素的容錯能力要求非常高。

煙草是一種重要的經濟作物。長久以來，對煙草的質量控制一直是煙草生產企業提高產品質量的重要技術手段。隨著煙草工業的發展，對煙草物料在線質量控制的需求日益凸顯。其中，煙草物料異物精準識別、煙草物料高度起伏判斷、煙草物料品質無損快速定量分析、同類煙草物料精準分級，上述四項技術需求成為當前煙草生產企業亟待解決的技術難題。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種煙草在線實時監測裝置及其在煙草品質無損快速質控中的應用。

本發明采用的技術方案為：

一種煙草在線實時監測裝置，包括控制系統、傳動系統和光路系統，所述的控制系統與傳動系統、光路系統電連接，傳動系統用于對煙草樣品進行穩定傳送，包含傳送帶和步進電機，光路系統用于對煙草樣品光譜數據的采集，包含環形罩、光源、凸透鏡、光譜儀和吹掃部件，傳送帶上方設置光路系統，光路系統的上方設置控制系統，控制系統中設置有計算機系統和觸摸屏。

所述的控制系統控制步進電機運行，帶動傳動帶將煙草物料向上傳送，所述的步進電機帶動傳送帶的傳送速度為1.2米/秒-1.8米/秒，優選1.5米/秒。

控制系統用于控制裝置的開啟和關閉、控制光譜儀采集光譜數據、數據的存儲與導出、模型植入與調用功能以及結果顯示。

所述的傳送帶的上方設置環形罩，環形罩的側面設置有鹵鎢燈和吹掃孔，環形罩的頂面設置凸透鏡，凸透鏡的上方設置近紅外光譜儀。

所述的近紅外光譜儀位于凸透鏡上方的焦點處，吹掃孔有四個，分別位于鹵鎢燈的上下兩側。

所述的環形罩下口距離傳送帶的垂直距離為100mm，凸透鏡采用近紅外石英材料，直徑80mm，焦距150mm，光譜儀波段范圍為908 nm - 1676 nm；所述光譜儀積分時間0.08秒- 0.12秒，優選1.00秒，控制系統開啟吹掃部件對所述光路系統進行吹掃清潔，所述吹掃氣流壓強為0.3 MPa - 1.0 MPa，優選0.4 MPa - 0.7 MPa。

煙草在線實時監測裝置實現煙草異物精準識別的應用，所述的煙草在線實時監測裝置采集煙草和煙草生產中常見的異物光譜數據，常見異物包括枯枝、海綿、干草、植物葉片、紙張、頭發、碎石，以煙草及各異物光譜數據為自變量，分別將煙草、枯枝、海綿、干草、植物葉片、紙張、頭發、碎石賦參考值0、1、2、3、4、5、6、7，采用偏最小二乘回歸結合全交互驗證算法建立煙草異物精準識別偏最小二乘-判別分析模型；