[发明专利]一种烟支内烟草类杂质的在线检测、表征及分类方法

权利要求书

1.一种烟支内烟草类杂质的在线检测、表征及分类方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤S1：在线重量检测系统的校准；

S1-1：以“目标重量取样”设定的方式，对卷烟机前轨、后轨无嘴烟支取样，各100支，并记录卷烟机重量控制系统显示的目标重量值W₀；使用天平分别称取前轨、后轨共200支无嘴烟支的平均重量W₁；

S1-2：当丨W₁-W₀丨＞3mg时，则将丨W₁-W₀丨的值输入到重量校准系数中，重复上述步骤S1-1；当丨W₁-W₀丨≤3mg时，则重量中心值校准完成；

S1-3：以“随机取样”设定的方式，对卷烟机前轨、后轨无嘴烟支取样，各100支，并记录显示卷烟机重量控制系统显示的前轨、后轨无嘴烟支的重量标偏值SD₀、SD₁；

S1-4：针对从卷烟机取出的前轨、后轨各100支无嘴烟支实物，先使用天平检测每支无嘴烟支的重量，再计算得出前轨、后轨的重量标偏值SD₂、SD₃；

S1-5：若丨SD₀–SD₂丨＞1mg或丨SD₁-SD₃丨＞1mg，则计算实测斜率值并将计算得到的K_实测输入到卷烟机重量控制系统的斜率参数中，重复步骤S1-4；若丨SD₀–SD₂丨≤1mg且丨SD₁-SD₃丨≤1mg，则校准完成；

步骤S2：在线水分检测系统的校准；

按照“GB/T22838.8-2009卷烟和滤棒物理性能的测定第8部分中的含水率”的测试方法，以“随机取样”设定的方式，在卷烟机上取100支烟支样品，记录设备显示的水分值H₀，使用烘箱法测试得到烟支水分为H₁；当丨H₀–H₁丨＞0.2％时，则修正卷烟机水分补偿系数后重复上述步骤；当丨H₀–H₁丨≤0.2％时，则校准完成；

步骤S3:烟支密度与水分数据在线采集；

按一定周期，对每支卷烟每毫米的密度及水分进行高速数据采集，获得采样数据，无嘴烟支长度为L毫米，则每支无嘴烟支可获得L个密度[D₁,D₂，…D_L]，和水分采样数据[M₁,M₂…,M_L]；

步骤S4：烟支长度方向区域分割；

根据卷烟机使用的平整盘规格的槽宽P，按照烟条运动方向，将连续的无嘴烟支分为三个周期性区域，即按照烟支密端、烟支平端、烟支密端为一个周期划分为A、B、C三个区域，A、C区域宽度与槽宽P相同，B区域宽度为“无嘴烟支长度-2*槽宽”，即A、B、C三个区域宽度分别为P、L-2P、P；

对步骤S3获取的密度和水分采样数据进行区域分割，即密度采样数据按照A、B、C区域分割为[D₁,D₂，…D_p]、[D_P+1,D_P+2，…D_L-2P]、[D_L-2p+1,D_L-2P+2，…D_L]，水分采样数据按照A、B、C区域分割为[M₁,M₂，…M_p]、[M_P+1,M_P+2，…M_L-2P]、[M_L-2p+1,M_L-2p+2，…M_L]；

步骤S5：烟支内烟草杂质的在线表征及分类；

S5-1:针对分割的A区域密度和水分采样数据，计算密度

[D₁,D₂，…D_p]数组中的最大值Max_D-A、最小值Min_D-A，水分[M₁,M₂，…M_p]数组中的最大值Max_M-A、Min_M-B，计算得出密度最大值与最小值比值K_D-A＝Max_D-A/Min_D-A、水分最大值与最小值比值K_M-A＝Max_M-A/Min_M-A，设置密度与水分比值异常检测限分别为S_D-A-1、S_M-A-1，设置密度与水分绝对值异常检测限分别为S_D-A-2、S_M-A-2；当K_D-A＞S_D-A-1或Max_D-AS_D-A-2时，则该支烟支包含梗签类烟草杂质；当Max_M-AS_M-A-2或K_M-A＞S_M-A-1时，则该支卷烟包含湿团类烟草杂质；其中，密度与水分比值的异常检测限分别为S_D-A-1、S_M-A-1，密度与水分的绝对值异常检测限分别为S_D-A-2、S_M-A-2，其中，S_D-A-1、S_M-A-1、S_D-A-2、S_M-A-2四项参数需要根据剔除的烟草杂质尺寸及所使用的平整盘槽宽、槽深参数设定；

S5-2:针对分割的B区域密度和水分采样数据[D_P+1,D_P+2，…D_L-2P]和[M_P+1,M_P+2，…M_L-2P]，求出相邻密度、水分数据的增长率；第(P+2)mm位置密度相对于(P+1)mm位置的密度增长率为第(P+2)mm位置水分相对于(P+1)mm位置的水分增长率为以此类推；

当增长率为负时，舍弃该段数据，不作为判定烟支内含有烟草杂质的有效数据；当连续三个及以上相邻的密度或水分增长率为正时，则计算连续为正数的密度数值个数N_D和水分数值个数N_M，连续为正数的首个位置密度与末个位置密度的增长率R_D，连续为正数的首个位置水分与末个位置水分的增长率R_M；设置连续密度增长极限、水分增长极限分别为S_D-B-1、S_M-B-1，密度、水分的累计增长率极限分别为S_D-B-2、S_M-B-2,当任意一组连续为正数的密度满足“N_DS_D-B-1且R_D＞S_D-B-2”时，则该支烟支包含梗签类烟草杂质；当任意一组连续为正数的水分满足“N_MS_M-B-1且R_M＞S_M-B-2”时，则该支烟支包含湿团类烟草杂质；其中，密度与水分连续增长极限值S_D-B-1、S_M-B-1、密度与水分累计增长率极限值S_D-B-2、S_M-B-2,四项参数根据需要剔除的烟草类杂质尺寸设定；

S5-3:针对分割的C区域密度和水分采样数据，计算密度

[D_L-2p+1,D_L-2P+2，…D_L]数组中的最大值Max_D-C、最小值Min_D-C，水分

[M_L-2p+1,M_L-2p+2，…M_L]数组中的最大值Max_M-C、最小值Min_M-C，计算得出密度最大值与最小值比值K_D-C＝Max_D-C/Min_D-C、水分最大值与最小值比值K_M-C＝Max_M-C/Min_M-C，设置密度与水分的比值异常检测限分别为S_D-C-1、S_M-C-1，密度与水分的绝对值异常检测限分别为S_D-C-2、S_M-C-2；当K_D-C＞S_D-C-1或Max_D-CS_D-C-2时，则该支烟支包含梗签类烟草杂质；当K_M-C＞S_M-C-1或Max_M-CS_M-C-2时，则该支烟支包含湿团类烟草杂质；其中，密度与水分的比值异常检测限S_D-C-1、S_M-C-1以及密度与水分的绝对值异常检测限S_D-C-2、S_M-C-2四项参数需要根据剔除的烟草杂质尺寸及所使用的平整盘槽宽等参数设定。