专利名称：一种基于红外成像在线检测烟叶中含梗的设备及方法
技术领域：
本发明涉及烟叶叶梗的检测方法，特别是一种基于红外成像在线检测烟叶中含梗的方法。
背景技术：
随着目前烟草企业对烟叶原料和生产自动化的要求越来越高，对于烟叶中含梗的烟叶指标要求也越来越严格，如果烟叶中含梗量大，会造成烟的口味变化以及细小烟梗刺破烟纸造成生产的烟不合格，因此，面对大流量的烟叶生产加工工过程，需要一种自动化的方法来检测生产过程中烟叶中的烟梗，并且将不符合生产工艺的烟梗在线剔除。目前，在国内的烟草生产企业中，都是通过风选的方法，通过含梗烟叶与不含梗烟叶的重量不一样，通过抽风的方法，来分选含梗烟叶。这种方法对于烟梗的区分不好，大量的烟梗都会被误选出去，进入合格产品。本发明正是针对目前的这种状态，发明了一种基于红外成像的在线检测烟梗的方法，能够针对烟叶大流量生产加工状况，在线检测烟叶中含梗情况，并且将含梗的烟叶剔除。
发明内容
1、发明目的本发明的目的是为了解决烟叶加工过程中，能够满足大流量加工要求的一种将含梗烟叶从烟叶中分离出来的方法，提高目前烟叶和烟梗分离的效率和准确度，以提高整个烟叶加工的效率。2、技术方案本发明是按照以下技术方案实施的
所述基于红外成像在线检测烟叶中含梗的方法主要包括摊薄系统，传输装置，检测系统和剔除系统。其中摊薄系统包括振槽1，除团及摊平、摊薄星辊2，接成团烟叶皮带3 ;传输装置包括摊平、摊薄皮带4 ;检测系统包括检测相机5，密封用光学玻璃6，红外光源7 ;剔除系统包括杂物剔除气阀及腔体8，接合格烟叶通道9，接剔除杂物通道10。本发明主要包括以下步骤
第一步将烟叶除团，摊平，摊薄。通过振槽，星形辊和高速皮带，将烟叶除团，摊平，摊薄，使得结成团的烟叶进入接团通道，颗粒较小的烟叶通过传输皮带进入光学检测装置。第二步，红外光源透过皮带得到烟叶的红外透视图。基于红外成像在线检测烟叶中含梗是将红外光源放置于皮带传输皮带下方，皮带上方用线阵CCD接收红外信号，并在CCD镜头前安装红外滤波片，使得只有红外信号可以通过镜头，排除可见光的干扰。其原理是红外信号较容易透过烟叶，但是不太容易透过烟梗，因此在获得的图像上，烟叶的灰度值比较大，而烟梗的灰度值较小，即烟梗在图像上表现较暗，烟叶在图像上表现较亮。第三步，提取图像的特征，进行图形计算。其计算过程如下
利用相机生成的灰度图像的像素灰度大小，对小于阈值的像素的数量来确定其烟梗的长度和宽度，然后判断是否为烟梗信息。
第四步，根据第三步的计算结果，将信息反馈到杂物剔除气阀进行处理。如果图像计算分析结果显示叶中不含梗，则烟叶进入下一流程，如果计算结果显示烟叶中含梗，则通过工控机计算烟梗位置，然后将位置数据发送到处理卡，通过处理卡延时处理，控制气阀喷气，将烟梗剔除。
3、优点及效果通过本发明的实施，本发明具有以下优点
一、可以流水作业，实时的检测并剔除烟叶层中含梗的烟叶或是烟梗，有效的解决了目前打复烤生产线离线检测方法检测周期较长(若干个小时)，相对于生产来说检测具有滞后性，不能够很好的满足生产动态实时控制的难题；
二、通过皮带和红外光源的选择，解决了目前烟叶透视方法检测烟梗需要在空中成像，检测时的烟叶姿态更好，大多数平铺在皮带上，检测准确率更高，同时通道也不容易堵塞。三、对比X射线等其他透视性较好的光源，用红外光源可以有效的降低对人体有害的辐射，可以减少很多防辐射维护成本。四
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图1为基于红外成像在线检测烟叶中含梗装置的布局图。图2为红外光学检测装置的布局图。图3为基于红外成像在线检测烟叶中含梗的检测流程4为图像处理后的效果图 标注1 一振槽；2—除团及摊平、摊薄星辊；3—接成团烟叶皮带；4一摊平、摊薄皮带；5—检测相机；6—密封用光学玻璃；7—红外光源；8—杂物剔除气阀及腔体；9一接合格烟叶通道；10—接剔除杂物通道。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明过程进行说明
第一步将烟叶除团，摊平，摊薄。通过振槽，星形辊和高速皮带，将烟叶除团，摊平，摊薄，使得结成团的烟叶进入接团通道，颗粒较小的烟叶通过传输皮带进入光学检测装置。如图1所示烟叶通过振槽I进入星棍2，此时，较大的烟叶团不容易掉下，随着星棍进入接团皮带3，较小的合格烟叶从星棍2缝隙中漏下，随着摊平、摊薄皮带4进入光学检测
>j-U ρ α装直。第二步，红外光源透过皮带得到烟叶的红外透视图。基于红外成像在线检测烟叶中含梗是将红外光源放置于皮带传输皮带下方，皮带上方用线阵CCD接收红外信号，并在CCD镜头前安装红外滤波片，使得只有红外信号可以通过镜头，排除可见光的干扰。其原理是红外信号较容易透过烟叶，但是不太容易透过烟梗，因此在获得的图像上，烟叶的灰度值比较大，而烟梗的灰度值较小，即烟梗在图像上表现较暗，烟叶在图像上表现较亮。烟叶随着摊平、摊薄皮带4运动进入光学检测装置，图2所示为光学检测装置的侧视图，皮带4下方为线性红外光源7，皮带4上方为密封用光学玻璃6，玻璃上方为检测相机5。第三步，提取图像的特征，进行图形计算。其计算过程如下
利用相机生成的灰度图像的像素灰度大小，对小于阈值的像素的数量和连通性来确定其烟梗的长度和宽度，然后判断是否为烟梗信息。第四步，根据第三步的计算结果，将信息反馈到杂物剔除气阀进行处理。如果图像计算分析结果显示叶中不含梗，则烟叶进入下一流程，如果计算结果显示烟叶中含梗，则通过工控机计算烟梗位置，然后将位置数据发送到处理卡，通过处理卡延时处理，控制气阀喷气，将烟梗剔除，含梗的烟叶被气阀喷到接剔除杂物通道10，而正常的烟叶则进入接合格烟叶通道9。
权利要求
1.一种基于红外成像在线检测烟叶中含梗的方法，包括所述基于红外成像在线检测烟叶中含梗的方法主要包括摊薄系统，传输装置，检测系统和剔除系统，其中摊薄系统包括振槽，除团及摊平、摊薄星辊，接成团烟叶皮带；传输装置包括摊平、摊薄皮带；检测系统包括检测相机，密封用光学玻璃，红外光源；剔除系统包括杂物剔除气阀及腔体，接合格烟叶通道，接剔除杂物通道。
2.根据权利要求1所述的一种基于红外成像在线检测烟叶中含梗的方法，其特征在于本发明主要包括以下步骤 第一步将烟叶除团、摊平、摊薄，通过振槽，星形辊和高速皮带，将烟叶除团，摊平，摊薄，使得结成团的烟叶进入接团通道，颗粒较小的烟叶通过传输皮带进入光学检测装置； 第二步，红外光源透过皮带得到烟叶的红外透视图， 基于红外成像在线检测烟叶中含梗是将红外光源放置于皮带传输皮带下方，皮带上方用线阵CCD接收红外信号，并在CCD镜头前安装红外滤波片，使得只有红外信号可以通过镜头，排除可见光的干扰； 第三步，提取图像的特征，进行图形计算； 第四步，根据第三步的计算结果，将信息反馈到杂物剔除气阀进行处理，如果图像计算分析结果显示叶中不含梗，则烟叶进入下一流程，如果计算结果显示烟叶中含梗，则通过工控机计算烟梗位置，然后将位置数据发送到处理卡，通过处理卡延时处理，控制气阀喷气，将烟梗副除。
3.根据权利要求1所述的一种基于红外成像在线检测烟叶中含梗的方法，其特征在于所述计算方法为利用相机生成的灰度图像的像素灰度大小，对小于阈值的像素的数量和连通性来确定其烟梗的长度和宽度，然后判断是否为烟梗信息。
全文摘要
本发明涉及烟叶叶梗的检测方法，特别是一种基于红外成像在线检测烟叶中含梗的方法。本发明的目的是为了解决烟叶加工过程中，能够满足大流量加工要求的一种将含梗烟叶从烟叶中分离出来的方法，提高目前烟叶和烟梗分离的效率和准确度，以提高整个烟叶加工的效率。其原理是红外信号较容易透过烟叶，但是不太容易透过烟梗，因此在获得的图像上，烟叶的灰度值比较大，而烟梗的灰度值较小，即烟梗在图像上表现较暗，烟叶在图像上表现较亮。
文档编号G01N21/17GK103033476SQ20131001912
公开日2013年4月10日 申请日期2013年1月20日 优先权日2013年1月20日
发明者黄岗, 曾闽中, 李拥政, 杨顺才, 刘玉刚, 王艺斌, 蒋鑫巍, 崔博 申请人:昆明聚林科技有限公司