專利名稱：一種檢測煙葉大中片率的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煙草質(zhì)量檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種檢測煙葉大中片率的方法以及應(yīng)用該方法進(jìn)行在線檢測的裝置。
背景技術(shù)：
隨著煙草加工的新技術(shù)、新工藝的不斷發(fā)展與進(jìn)步，以及煙草精細(xì)加工、提質(zhì)降耗的深入推進(jìn)，煙草加工工藝變得較以前復(fù)雜，經(jīng)由的加工工序越來越多，從而導(dǎo)致煙草造碎的環(huán)節(jié)和因素也增加了不少，加大了損耗。
此外，煙草行業(yè)的工商分離已經(jīng)完成，復(fù)烤從煙廠分離出來劃歸商業(yè)管轄，與煙廠不再同屬一家，因此復(fù)烤廠現(xiàn)在是把復(fù)烤后的煙葉作為產(chǎn)品賣給卷煙制造企業(yè)，或是進(jìn)行來料加工，而衡量復(fù)烤廠最終產(chǎn)品——片煙質(zhì)量的一個重要指標(biāo)就是煙葉的大中片率，所以它越來越受到打葉復(fù)烤廠和卷煙廠的高度重視。
目前煙草企業(yè)對大中片率的檢測仍普遍采用振動篩分的人工方式，即用標(biāo)準(zhǔn)目數(shù)的篩子篩分煙片，根據(jù)篩分出來的碎煙片與留存在篩面上的煙片，算得煙葉的大中片率，不僅費(fèi)時費(fèi)力、效率低下，而且測試數(shù)據(jù)受人為因素影響較大，準(zhǔn)確度不高，還存在數(shù)據(jù)實(shí)時性很差的問題，往往是一批或幾批煙葉加工完后再進(jìn)行檢測，這樣就很難及時用測試結(jié)果來控制和優(yōu)化煙草的打葉過程，從而實(shí)現(xiàn)盡可能提高大中片率的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種可以在打葉復(fù)烤線或制絲線上隨機(jī)并及時檢測煙葉大中片率，提高煙葉大中片率檢測的自動化程度和檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，有效縮短檢測時間，從而可根據(jù)檢測數(shù)據(jù)對前端相關(guān)設(shè)備(打葉機(jī)組)進(jìn)行及時調(diào)控的方法，本發(fā)明還提供應(yīng)用這種方法的裝置。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
一種檢測煙葉大中片率的方法，檢測方法為①將煙葉處理成單層分布狀態(tài)；②用攝像裝置攝取單層煙葉的圖像；③將攝取的圖像傳送到計算機(jī)進(jìn)行處理，處理過程為a)將采集到的圖像特征轉(zhuǎn)成灰度圖像；b)根據(jù)灰度圖像信息選擇最佳分割閥值將圖像轉(zhuǎn)為二值圖像；c)中值濾波除去二值圖像噪聲干擾點(diǎn)；d)利用邊緣提取算子找出二值圖像中的煙葉輪廓得到邊緣圖像；e)根據(jù)邊緣圖像計算煙葉面積，計算大于設(shè)定值的葉片所占的比率得到大中片率數(shù)據(jù)；f)根據(jù)多次攝取的多幅圖像的大中片率數(shù)據(jù)，計算出總的煙葉大中片率。
一種應(yīng)用上述方法在線檢測煙葉大中片率的裝置，該裝置包括順序設(shè)置的喂料裝置、煙葉片單層化處理裝置、攝像裝置和出料裝置，所述的煙葉片單層化處理裝置包括直立的物料懸浮室，在懸浮室的底部設(shè)置有進(jìn)風(fēng)裝置和異物排出口，側(cè)部設(shè)置有進(jìn)料口與喂料裝置銜接，頂部設(shè)置有水平的移動網(wǎng)帶和罩住移動網(wǎng)帶并帶排風(fēng)口的集風(fēng)罩，排風(fēng)口連接排風(fēng)機(jī)或除塵裝置，攝像裝置設(shè)置于移動網(wǎng)帶的后段下方并連接計算機(jī)，出料裝置位于移動網(wǎng)帶尾端和集風(fēng)罩的下部。
所述的移動網(wǎng)帶套裝在驅(qū)動輥上；在移動網(wǎng)帶尾部設(shè)置有清潔裝置；所述的清潔裝置為壓縮空氣噴嘴或毛刷或壓縮空氣噴嘴加毛刷；所述的攝像裝置包括裝在密封箱內(nèi)的攝像機(jī)和照明光源，密封箱面對移動網(wǎng)帶的一面設(shè)置有透明玻璃窗；所述的攝像機(jī)為CCD攝像機(jī)或CMOS攝像機(jī)。
本發(fā)明的方法將煙葉處理成單層狀態(tài)后攝像取樣，攝取的圖像(煙葉大小)真實(shí)，以此圖像處理計算出的大中片率數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。所采用的圖像處理計算方法科學(xué)可行，準(zhǔn)確可信。應(yīng)用該方法的設(shè)備用喂料裝置將物料送入煙葉單層化處理裝置，在進(jìn)風(fēng)裝置的作用下，通過調(diào)節(jié)風(fēng)量使煙葉等輕的物料在懸浮室中懸浮起來，而混雜在物料中的重的異物(金屬、石塊、土塊、玻璃、橡膠等)則不能懸浮，順著滑道滑到異物排出口予以定時排出。在集風(fēng)罩、排風(fēng)機(jī)或除塵裝置的作用下，移動網(wǎng)帶的上方區(qū)域具有一定負(fù)壓，所以煙葉等輕的物料在負(fù)壓作用下就會均勻地幾乎無重疊地呈單層狀態(tài)吸附在網(wǎng)帶上，網(wǎng)帶在驅(qū)動輥的驅(qū)動下持續(xù)移動，把煙葉連續(xù)地從懸浮室中吸附到移動網(wǎng)帶上進(jìn)行輸送。當(dāng)煙葉呈單層狀態(tài)運(yùn)動到攝像裝置透明玻璃窗的正上方區(qū)域時，系統(tǒng)控制攝像機(jī)對其進(jìn)行拍照，獲得樣品煙葉的圖像，這些圖像送入計算機(jī)，首先進(jìn)行圖像的預(yù)處理，將采集到的圖像轉(zhuǎn)為灰度圖像，根據(jù)灰度圖像采用全局二值化法或局部自適應(yīng)二值化法找出最佳二值化分割閥值將圖像轉(zhuǎn)為二值圖像，然后進(jìn)行中值濾波去噪，用邊緣提取算子(Soble、Prewitt、Roberts、Hough等)找出二值圖像中的煙葉輪廓得到邊緣圖像，再根據(jù)邊緣圖像計算煙葉面積，計算大于設(shè)定值的葉片所占的比率，從而得到大中片率數(shù)據(jù)；最終根據(jù)多次攝取的多幅圖像的大中片率數(shù)據(jù)，計算出總的煙葉大中片率。移動網(wǎng)帶送出的煙葉離開負(fù)壓區(qū)后，在重力作用下或在壓縮空氣噴吹作用下，脫離網(wǎng)帶落到出料裝置上。
本發(fā)明大大提高了煙葉大中片率檢測的自動化程度和檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，有效縮短了檢測時間，檢測的時效性強(qiáng)，可為打葉復(fù)烤生產(chǎn)中用大中片率數(shù)據(jù)來控制和優(yōu)化打葉機(jī)組的相應(yīng)參數(shù)提供可靠依據(jù)。
下面結(jié)合說明書附圖和實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明的內(nèi)容。


圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明裝置與打葉復(fù)烤或制絲生產(chǎn)主線連接進(jìn)行在線檢測的位置關(guān)系示意圖；圖3為由采集的原始圖像轉(zhuǎn)換得到的灰度圖像；圖4為圖3進(jìn)行二值化處理后的二值圖像；
圖5為圖4提取煙葉輪廓后的邊緣圖像；圖6為算法流程圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明的裝置包括順序設(shè)置的喂料裝置1、煙葉單層化處理裝置2、攝像裝置3和出料裝置4。喂料裝置為輸送皮帶或振槽。所述的煙葉單層化處理裝置2包括一個直立的物料懸浮室2a，在懸浮室的底部設(shè)置有進(jìn)風(fēng)裝置2b和異物排出口2c，進(jìn)風(fēng)裝置2b可以靈活選用，本實(shí)施例為風(fēng)機(jī)。在懸浮室的側(cè)部設(shè)置有進(jìn)料口2d與喂料裝置銜接，頂部設(shè)置有水平的移動網(wǎng)帶2e和罩住移動網(wǎng)帶并帶排風(fēng)口2g的集風(fēng)罩2f，排風(fēng)口2g連接排風(fēng)機(jī)或除塵裝置。攝像裝置3設(shè)置于移動網(wǎng)帶的后段下方并連接計算機(jī)，出料裝置4位于移動網(wǎng)帶尾端和集風(fēng)罩2f的下部。本裝置的移動網(wǎng)帶2e套裝在驅(qū)動輥2h上，在移動網(wǎng)帶2e尾部設(shè)置有清潔裝置2i，該清潔裝置2i為壓縮空氣噴嘴或毛刷2j或壓縮空氣噴嘴加毛刷。本發(fā)明的攝像裝置3包括裝在密封箱內(nèi)的攝像機(jī)3a和照明光源3b，密封箱面對移動網(wǎng)帶的一面設(shè)置有透明玻璃窗3c。所用的攝像機(jī)3a可以是CCD攝像機(jī)，也可采用其他類型的攝像機(jī)，如COMS攝像機(jī)。
如圖2所示，將如圖1所示的本發(fā)明的裝置與打葉復(fù)烤或制絲生產(chǎn)主線A連接，形成一條檢測支線B，在主線A上設(shè)置一取樣裝置C(本實(shí)施例是在輸送線上開設(shè)一取樣門)。系統(tǒng)控制取樣門每隔一段時間打開一次完成一次取樣(主線輸送帶上的物料落到支線輸送帶上)，每次的取樣量約20-30公斤。樣品通過輸送裝置進(jìn)入如圖1所示的檢測裝置中，由喂料裝置1將物料均勻地喂入煙葉單層化處理裝置2，物料通過進(jìn)料口2d進(jìn)入懸浮室2a中，設(shè)置于懸浮室底部的進(jìn)風(fēng)裝置2b(本實(shí)施例為風(fēng)機(jī))吹風(fēng)，通過調(diào)節(jié)風(fēng)量，使煙葉等輕的物料在懸浮室中懸浮起來，而混雜在物料中的如金屬、石塊、土塊、玻璃、橡膠等一類的重的異物不能懸浮，順著滑道滑到異物排出口2c予以定時排出。在集風(fēng)罩2f和連接于排風(fēng)口2g的排風(fēng)機(jī)或除塵裝置的作用下，移動網(wǎng)帶2e的上方區(qū)域具有一定負(fù)壓，煙葉在負(fù)壓作用下均勻地幾乎無重疊地呈單層狀態(tài)吸附在網(wǎng)帶上，網(wǎng)帶在驅(qū)動輥2h的驅(qū)動下以一定速度持續(xù)運(yùn)動，把煙葉連續(xù)地從懸浮室中吸附到網(wǎng)帶上并進(jìn)行輸送。當(dāng)煙葉呈單層狀態(tài)運(yùn)動到攝像裝置3的透明玻璃窗3c的正上方區(qū)域時，系統(tǒng)控制攝像機(jī)3a對其進(jìn)行拍照，獲得煙葉的一幅幅圖像，將這些圖像送入計算機(jī)，按照圖6所示的流程進(jìn)行下述計算首先進(jìn)行圖像的預(yù)處理轉(zhuǎn)為如圖3所示的灰度圖像，再根據(jù)灰度圖像采用全局二值化法或局部自適應(yīng)二值化法找出最佳二值化分割閥值將圖像轉(zhuǎn)為如圖4所示的二值圖像，然后進(jìn)行中值濾波去噪，用邊緣提取算子(Soble、Prewitt、Roberts、Hough等)找出二值圖像中的煙葉輪廓得到如圖5所示的邊緣圖像，再根據(jù)邊緣圖像計算煙葉面積，計算大于設(shè)定值(設(shè)定值一般為國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的12.5mm2)的葉片所占的比率，得到大中片率數(shù)據(jù)，最終根據(jù)多次攝取的多幅圖像的大中片率數(shù)據(jù)，計算出總的煙葉大中片率。移動網(wǎng)帶送出的煙葉離開負(fù)壓區(qū)后，在重力作用下或在壓縮空氣噴吹作用下，脫離網(wǎng)帶落到出料裝置4上，再經(jīng)輸送裝置回送到主線上。
為了使移動網(wǎng)帶具有持續(xù)的吸附能力，最好在攝像檢測區(qū)域后方對其進(jìn)行徹底清潔。在本實(shí)施例中是這樣實(shí)現(xiàn)的用壓縮空氣噴嘴2i從反面噴吹網(wǎng)帶2e，使吸附在它上面的煙葉、碎片和灰塵脫離帶面，接著還在網(wǎng)帶驅(qū)動輥下方設(shè)置了清潔毛刷2j對其進(jìn)行進(jìn)一步清潔。
權(quán)利要求
1.一種檢測煙葉大中片率的方法，其特征在于，檢測方法為①將煙葉處理成單層分布狀態(tài)；②用攝像裝置攝取單層煙葉的圖像；③將攝取的圖像傳送到計算機(jī)進(jìn)行處理，處理過程為a)將采集到的圖像特征轉(zhuǎn)成灰度圖像；b)根據(jù)灰度圖像信息選擇最佳分割閥值將圖像轉(zhuǎn)為二值圖像；c)中值濾波除去二值圖像噪聲干擾點(diǎn)；d)利用邊緣提取算子找出二值圖像中的煙葉輪廓得到邊緣圖像；e)根據(jù)邊緣圖像計算煙葉面積，計算大于設(shè)定值的葉片所占的比率，得到大中片率數(shù)據(jù)；f)根據(jù)多次攝取的多幅圖像的大中片率數(shù)據(jù)，計算出總的煙葉大中片率。
2.一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述的方法在線檢測煙葉大中片率的裝置，其特征在于，該裝置包括順序設(shè)置的喂料裝置(1)、煙葉單層化處理裝置(2)、攝像裝置(3)和出料裝置(4)，所述的煙葉單層化處理裝置(2)包括直立的物料懸浮室(2a)，在懸浮室的底部設(shè)置有進(jìn)風(fēng)裝置(2b)和異物排出口(2c)，側(cè)部設(shè)置有進(jìn)料口(2d)與喂料裝置銜接，頂部設(shè)置有水平的移動網(wǎng)帶(2e)和罩住移動網(wǎng)帶并帶排風(fēng)口(2g)的集風(fēng)罩(2f)，排風(fēng)口(2g)連接排風(fēng)機(jī)或除塵裝置，攝像裝置(3)設(shè)置于移動網(wǎng)帶的后段下方并連接計算機(jī)，出料裝置(4)位于移動網(wǎng)帶尾端和集風(fēng)罩(2f)的下部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在線檢測煙葉大中片率的裝置，其特征在于，所述的移動網(wǎng)帶(2e)套裝在驅(qū)動輥(2h)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的在線檢測煙葉大中片率的裝置，其特征在于，在移動網(wǎng)帶(2e)尾部設(shè)置有清潔裝置(2i)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的在線檢測煙葉大中片率的裝置，其特征在于，所述的清潔裝置(2i)為壓縮空氣噴嘴或毛刷(2j)或壓縮空氣噴嘴加毛刷。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在線檢測煙葉大中片率的裝置，其特征在于，所述的攝像裝置(3)包括裝在密封箱內(nèi)的攝像機(jī)(3a)和照明光源(3b)，密封箱面對移動網(wǎng)帶的一面設(shè)置有透明玻璃窗(3c)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在線檢測煙葉大中片率的裝置，其特征在于，所述的攝像機(jī)(3a)為CCD攝像機(jī)或CMOS攝像機(jī)。
全文摘要
一種檢測煙葉大中片率的方法和裝置，是將煙葉處理成單層分布狀態(tài)后，用攝像裝置攝取單層煙葉的圖像，再將圖像傳送到計算機(jī)進(jìn)行處理得到大中片率數(shù)據(jù)。裝置包括喂料裝置(1)、煙葉單層化處理裝置(2)、攝像裝置(3)和出料裝置(4)，單層化處理裝置包括物料懸浮室(2a)，懸浮室底部的進(jìn)風(fēng)裝置(2b)和異物排出口(2c)，側(cè)部的進(jìn)料口(2d)，頂部的水平移動網(wǎng)帶(2e)和罩住移動網(wǎng)帶并帶排風(fēng)口(2g)的集風(fēng)罩(2f)，排風(fēng)口連接排風(fēng)機(jī)或除塵裝置，攝像裝置位于移動網(wǎng)帶的后段下方并連接計算機(jī)，出料裝置位于移動網(wǎng)帶尾端和集風(fēng)罩下部。本發(fā)明可在線及時檢測煙葉大中片率，提高煙葉大中片率檢測的自動化程度和檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，為打葉復(fù)烤生產(chǎn)中用大中片率數(shù)據(jù)來控制和優(yōu)化打葉機(jī)組的相應(yīng)參數(shù)提供可靠依據(jù)。
文檔編號G01N21/86GK1847830SQ20061001089
公開日2006年10月18日 申請日期2006年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月12日
發(fā)明者李濤, 唐向陽, 張云, 張勇, 楊松, 楊曉華, 丁銳 申請人:云南昆船設(shè)計研究院