[发明专利]一种烟叶中含梗率的无损检测方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于烟叶加工过程中烟叶叶片检测技术，具体说是一种烟叶含梗率的检测方法和装置结构技术领域。

背景技术

在烟草加工过程中，打叶后的烟叶含梗率是影响切丝质量的最重要的因素之一，而烟丝的质量又直接影响到成品烟支的质量(填充度、重量、密度、空头率、掉丝率等重要指标)。目前大多数烟厂和复烤厂是通过取样去梗后对烟梗和叶片分别称重来实现烟叶含梗率的检测，该检测方法对烟叶产生较大破坏，且检测耗时长、无法实现在线实时检测。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术存在的不足，提出一种烟叶叶中含梗率的无损检测方法和装置，以实现烟叶含梗率的无损检测。

为达到上述目的，本发明提出了如下技术方案：

(一)、建立已知类型烟叶的叶、梗单位面积重量比值库

该比值库建立的方法是用叶、梗单位水平投影面积重量的平均值来替代实际的叶、梗单位面积重量，烟叶类型由产地、等级和水分三个因素定义组成，操作方法如下：

a)取样

对已知类型烟叶随机抽取3个样品，将其分别标记为1、2、3并分别称重，重量标记为m₁、m₂和m₃，要求每个样品重量为3000±300g；

b)叶、梗面积图像法测量

利用光谱成像的方法依次分别对3组样品测量叶片和烟梗的水平投影面积；这里所提到的光谱成像识别技术包括但不仅限于可见光成像、x射线成像、高光谱及多光谱成像等技术，其目的是通过不同的图像识别技术，分别单独得到含梗的烟叶的水平投影如和烟梗的水平投影图像，从而得到每片烟叶的叶片和烟梗面积；具体流程如下：

i.样品离散化：将烟叶样品置于离散装置上进行摊铺，通过离散装置，使样品呈完全离散化状态；

ii.采集烟叶图像：基于可见光成像技术，利用图像获取装置拍摄得到离散化的含梗的烟叶图像并传送至图像处理系统；

iii.采集烟梗图像：基于x射线成像技术或高光谱及多光谱成像技术，利用图像获取装置拍摄得到离散化的烟叶中所含烟梗的单独图像并传送至图像处理系统；

iv.计算烟梗面积：利用图像处理系统，统计、计算烟梗图像的水平投影面积S_梗；

v.计算叶片面积：利用图像处理系统，统计、计算烟叶图像的水平投影面积S_总，用烟叶面积减去烟梗面积则可得到不含梗叶片面积S_叶＝S_总-S_梗；

vi.重复以上流程分别得到样品1、2、3的烟梗和叶片面积；

c)计算叶片和烟梗的单位面积重量

设该批烟叶样品中叶片的平均单位面积重量为ρ_叶mg/mm²，烟梗的平均单位面积重量为ρ_梗mg/mm²，根据之前测试的结果可得：

S_叶1×ρ_叶+S_梗1×ρ_梗＝m₁(1)

S_叶2×ρ_叶+S_梗2×ρ_梗＝m₂(2)

S_叶3×ρ_叶+S_梗3×ρ_梗＝m₃(3)

由常识可知，联立(1)(2)(3)无法获得精确的ρ_叶和ρ_梗值，故令

S_叶1×ρ_叶+S_梗1×ρ_梗＝M₁(4)

S_叶2×ρ_叶+S_梗2×ρ_梗＝M₂(5)

S_叶3×ρ_叶+S_梗3×ρ_梗＝M₃(6)

利用最小二乘法求出使: