一种造纸法再造烟叶涂布均匀性在线检测系统及检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种造纸法再造烟叶涂布均匀性检测系统，特别是涉及一种采用近红 外光谱分析技术的造纸法再造烟叶涂布均匀性在线检测系统及检测方法。
【背景技术】
[0002] 再造烟叶是将卷烟加工过程中的烟末、碎梗、碎片等烟草残质，经过技术处理及重 新组合加工制成的片状或丝状再生烟草产品（也叫烟草薄片）。对于再造烟叶产品过程质量 控制，目前生产线除水分、温度、浆料浓度和密度指标都有在线控制设备外，其他的质量控 制均处于空白，大部分为离线检测，结果滞后，对生产指导性不强，如产品定量、涂布率、浆 料质量的在线检测与反馈。烟草涂布液是贡献再造烟叶与吸食品质的主要成分，几乎承载 了造纸法再造烟叶的全部烟草物质与香气组分，对产品的最终化学成分含量、吸食品质及 相关物理特性都起到至关重要作用，而涂布率是生产过程中一个重要的工艺技术控制指 标，烟叶产品各批次、不同位置检测点的涂布率反应了被测烟叶的涂布均匀性。造纸法再造 烟叶的涂布均匀性，是指涂布工序中涂布到片基上的各位置的涂布液量及其成分含量的差 异，生产过程中涂布不均匀，会导致生产的再造烟叶的成分分布不均，即影响产品品质，也 造成生产浪费。对生产过程中再造烟叶均匀性的高精度在线检测和涂布液稳定性控制，对 提高生产效率和产品良率有重要意义。在先技术中，更多讨论了造纸法再造烟叶涂布率的 检测方式，而缺少专门针对再造烟叶涂布均匀性进行实时在线检测的研究。中国发明专利 201310067327.6公开了一种造纸法再造烟叶涂布率的测定方法(参考在先技术[1]，中国发 明专利，一种造纸法再造烟叶涂布率的测定方法，【申请号】201310067327.6 )，采用分别对样 品盒和被测烟叶烘干、冷却、浸泡过滤、再烘干等操作，以称重的方式对涂布率进行计算。但 是该装置的问题是:操作复杂、离线操作，不能满足在线操作的需求，并且没有对涂布均匀 性进行分析。中国发明专利201310681288.9公开了一种造纸法再造烟叶涂布量检测方式 (参考在先技术[2]，中国发明专利，一种检测造纸法再造烟叶涂布量的方法，【申请号】 201310681288.9)，利用近红外在线检测水分仪检测生产过程中造纸法再造烟叶的烟碱含 量、还原糖含量及水分含量，以此计算出造纸法再造烟叶的涂布量。但是该装置的问题是： 需要对涂布液在片基上涂布后的固含量进行检测，操作复杂，无法实现对涂布均匀性的检 测，且无法对涂布均匀性实现实时的智能控制。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服上述在先技术的不足，提供了一种基于近红外光谱检测原 理的造纸法再造烟叶涂布均匀性在线检测系统及检测方法，利用该系统检测造纸法再造烟 叶涂布均匀性，具有速度快、精度高的优点。
[0004] 本发明的技术解决方案如下： 一种造纸法再造烟叶涂布均匀性在线检测系统，其特点在于:本系统包括近红外光谱 检测装置、机械运动扫查装置、再造烟叶传送装置、涂布均匀性智能控制装置和计算机;再 造烟叶传送装置设置于机械运动扫查装置和近红外光谱检测装置1的下端部位;涂布均匀 性智能控制装置安装在再造叶传送装置上，并且该智能控制装置上设置有调节涂布液上料 量和涂布辑线。
[0005] 所述的近红外光谱检测装置，对进入检测区的被测再造烟叶进行检测，检测出被 测再造烟叶近红外光谱，向所述的计算机上输出相应检测数据，该检测数据包含被测再造 烟叶中预定对比波长区间的近红外光谱数据； 所述的近红外光谱检测装置，包含安装于被测再造烟叶纸上方的第一近红外光谱检测 模块和安装于被测再造烟叶纸下方的第二近红外光谱检测模块； 所述的第一近红外光谱检测模块，包含近红外光源、高速近红外光谱仪、光纤、第一光 纤探头和第二光纤探头； 所述的第二近红外光谱检测模块，包含近红外光源、高速近红外光谱仪、光纤、第三光 纤探头和第四光纤探头； 所述的第一近红外光谱检测模块，用来检测被测再造烟叶上表面光谱数据； 所述的第二近红外光谱检测模块，用来检测被测再造烟叶下表面光谱数据； 所述的第一近红外光谱检测模块上和所述的第二近红外光谱检测模块上的近红外光 源、高速近红外光谱仪、光纤和光纤探头的规格和性能参数相同； 优选的，所述的高速近红外光谱仪的测量范围是900~2500nm; 优选的，所述的高速近红外光谱仪的积分时间是1 〇~1 〇〇〇ms; 所述的近红外光谱检测装置上安装的第一近红外光谱检测模块和第二近红外光谱检 测模块，均受计算机控制；当计算机软件发出指令，通过伺服驱动器驱动电机，实现第一近 红外光谱检测模块和第二近红外光谱检测模块在预设运动轨迹上进行机械运动； 所述的机械运动扫查装置，包含安装于被测再造烟叶纸上方的第一运动扫查模块和安 装于被测再造烟叶纸下方的第二运动扫查模块;第一运动扫查模块上设置有运动导轨，第 二运动扫查模块上设置有运动导轨。
[0006] 第一近红外光谱检测模块安装在第一运动扫查模块上，第二近红外光谱检测模块 安装在第二运动扫查模块上。
[0007] 所述的机械运动扫查装置2,包含安装于被测再造烟叶纸上方的第一运动扫查模 块和安装于被测再造烟叶纸下方的第二运动扫查模块;第一运动扫查模块上设置有运动导 轨201，第二运动扫查模块上设置有运动导轨202。
[0008] 第一近红外光谱检测模块安装在第一运动扫查模块上，第二近红外光谱检测模块 安装在第二运动扫查模块上。
[0009] 所述的第一光纤探头和第二光纤探头固定在第一运动扫查模块上的横向运动导 轨上，两个光纤探头到被测再造烟叶表面的距离相等;第一运动扫查模块控制第一光纤探 头和第二光纤探头沿相同方向，以相同的第一预设速度做往返运动； 第一光纤探头和第二光纤探头在运动导轨横向上的距离等于被测烟叶纸的宽度的一 半； 第一光纤探头和第二光纤探头到被测再造烟叶表面的距离相等，都为〇. 02~0.2m; 所述的第三光纤探头和第四光纤探头固定在第二运动扫查模块上的横向运动导轨上， 两个光纤探头到被测再造烟叶表面的距离相等;第二运动扫查模块控制第三光纤探头和第 四光纤探头沿相同方向，以相同的第二预设速度做往返运动； 第三光纤探头和第四光纤探头在运动导轨横向上的距离等于被测烟叶纸的宽度的一 半； 第三光纤探头和第四光纤探头到被测再造烟叶表面的距离相等，都为0.02~0.2m; 优选的，第一预设速度控制为0.01~0.2m/s; 优选的，第二预设速度控制为0.01~0.2m/s; 第一预设速度与第二预设速度相等，速度大小的选定受计算机上的主控制系统控制； 优选的，第一光纤探头和第二光纤探头的运动方向，与第三光纤探头和第四光纤探头 的运动