[发明专利]烟丝污染在线近红外报警系统

说明书

本发明公布了一种烟丝污染在线近红外报警系统，用于烟丝在线近红外光谱采集系统、数据处理和报警；在线报警识别步骤包括（1）光谱数据采集，（2）光谱数据传输，（3）光谱数据计算和识别处理，（4）识别信号传输和报警。

技术领域

本发明属于烟丝污染在线近红外报警系统，特别涉及一种多通道烟丝污染在线近红外报警系统。

背景技术

卷烟工艺中由于设备润滑部件发生泄漏，造成烟丝污染，直接影响卷烟质量。由于泄漏源众多，难以发现。这使得烟丝污染的在线检测与报警成为卷烟领域中长期未能解决的重要技术课题。由于润滑油或润滑脂与烟丝组成不同，其近红外光谱不同。当烟丝发生润滑剂污染时，其近红外光谱也发生变化。通过在线测量烟丝的近红外光谱，并根据在线检测的烟丝光谱变化，判断烟丝是否被润滑剂污染。

发明内容

本发明旨在研究开发一套烟丝污染在线近红外检测报警系统，实现卷烟工艺中烟丝污染情况的在线检测与实时报警。

系统工作原理是由于润滑油或润滑脂与烟丝组成不同，其近红外光谱不同。当烟丝发生润滑油污染时，其近红外光谱也发生改变。通过在线测量烟丝的近红外光谱，根据在线检测的烟丝的近红外光谱变化，判断烟丝是否被润滑剂污染。

烟丝污染在线近红外报警系统，包括在线近红外光谱采集系统、数据处理系统和报警系统。在线报警识别步骤包括（1）光谱数据采集；（2）光谱数据传输；（3）光谱数据计算和识别处理；（4）识别信号传输和报警。

在线近红外光谱采集系统为多通道烟丝在线近红外光谱采集系统，主要包括光源模块、多通路光纤耦合模块和近红外光谱仪模块。光源发出的光，通过耦合进入光纤送入多路光纤耦合器，根据时序，将光耦合进入其中一路光纤，通过光纤输出端的探头，将光照射到传送带上移动状态的烟丝物料，其中部分光与烟丝发生作用，并以漫反射形式传播，光纤探头收集部分漫反射光，将其送入多路光纤耦合器，然后进入输出光纤，送入光谱仪模块，通过色散和检测器检测，获得烟丝的漫反射近红外光谱。多路光纤耦合器根据设定时序切换，实现多路（不同测量点）的烟丝光谱采集。

数据处理系统主要包括数据库和信息处理软件。

数据库包括污染源光谱数据、烟丝种类光谱数据和烟丝污染识别模型。烟丝污染识别模型包括采用SIMCA聚类分析方法分别建立的污染烟丝和纯烟丝两个识别模型。

首先对两类烟丝进行取样，扫描目标烟丝多个样品的近红外光谱，再对目标烟丝近红外光谱进行主成分分析运算生成每种目标烟丝的数据模型，然后扫描未知烟叶的近红外光谱，用目标烟丝数据模型对未知烟丝近红外光谱进行主成分分解计算，计算未知烟丝与目标烟丝的距离，通过距离衡量未知烟丝与目标烟丝的相似程度。实验结果表明采用SIMCA方法建立烟丝污染识别模型对未知烟丝的正确识别率达到100%。

信息处理软件根据烟丝光谱，在线判别烟丝是否被润滑油或润滑脂污染，并将判别结果传送至报警系统。

附图说明

图1烟丝污染在线近红外报警系统结构示意图；

图2污染烟丝和纯烟丝的原始光谱；

图3分类效果图。

具体实施方式

本发明提供一种烟丝污染在线近红外报警系统，下面结合附图予以说明。

1.在线检测流程