[发明专利]一种烟叶中含梗率的无损检测方法和装置

摘要

一种烟叶中含梗率的无损检测方法和装置，包括(一)、建立已知类型烟叶的叶、梗单位面积重量比值库、(二)、叶中含梗率无损快速检测。本发明测定烟叶含梗率速度快、准确性高、对烟叶无损坏，当被检测烟叶类型在叶、梗单位面积重量比值库中能找到时，整个测定过程不需要对样品进行称重，测定只需耗时3到5分钟，对烟草检测技术的改进和提高具有一定的现实意义。

主权项

一种烟叶中含梗率的无损检测方法，其特征是：(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，具体操作方法如下：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；其流程如下：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得到：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|(m1‑M1)2|+|(m2‑M2)2|+|(m3‑M3)2|   (7)最小的ρ叶和ρ梗，并用该ρ叶和ρ梗近似替代样品的叶片平均单位面积重量和烟梗平均单位面积重量；d)计算已知类型烟叶的叶、梗单位面积重量比根据ρ叶和ρ梗可以计算得到叶、梗单位面积重量比e)建立单位面积重量比库对已知类型烟叶重复3次检测流程，得到该类型烟叶的叶、梗单位面积重量比；完善不同类型烟叶的叶、梗单位面积重量比则可建立完整的比值库，为快速实施叶含梗无损检测提供支持；(二)、叶中含梗率无损快速检测利用已知类型烟叶的叶、梗单位面积重量比值库，能够快速实现叶中含梗率无损检测，操作方法如下：a)取样在待检测的烟叶物料中取检测样品；利用图像法原理进行检测，取样时不需要对样品重量有精度要求；b)样品离散化将烟叶样品置于离散装置上进行摊铺，通过离散装置使烟叶呈完全离散化状态；c)采集烟叶、烟梗图像利用不同的成像原理，用图像获取装置拍摄得到离散化的含梗烟叶和单独的烟梗图像并传送至图像处理系统；d)计算叶片、烟梗水平投影面积利用图像处理系统，统计、计算烟叶和烟梗图像的水平投影面积S总、S梗，用烟叶面积减去烟梗面积则得到不含梗叶片面积S叶＝S总‑S梗；e)利用已知类型烟叶的叶、梗单位面积重量比值快速计算叶中含梗率叶中含梗率计算公式：从已知类型烟叶的叶、梗单位面积重量比值库中找到检测样品烟叶的叶、梗单位面积重量比k代入公式(8)中约去单位面积重量可得到叶中含梗率最终计算公式：