专利名称：引入近红外光谱技术的烟草异物剔除装置及其剔除方法
技术领域：
本发明属于卷烟生产过程中异物剔除的装置与方法。
背景技术：
烟草中的异物会严重影响卷烟产品的质量，进而会威胁到消费者的健康。为保证 卷烟产品质量，在烟叶复烤和制丝生产过程中卷烟企业必须采取措施将其去除。烟草中的 异物一般分为金属类和非金属类两种，金属类异物一般采用金属探测器可以有效的剔除， 对于非金属类异物目前国内外大型烟草企业通常在制丝生产线或打叶复烤线上安装烟草 异物剔除系统来剔除。烟草异物剔除系统以美国SRC VISION公司的Tobacco Sorter系列和德国豪尼 公司Tobacco Scan系列应用最为广泛，剔除异物的原理主要是基于烟草与异物颜色的差 异，图像的获取是其核心部件。Tobacco Sorter系列采用高分辨率的线阵C⑶摄像机摄取 图像，摄像机通过输出的数字彩色图像信号每个像素点的三基色R(红)G (绿)B (蓝)值 来表征烟叶或异物的颜色信息。Tobacco Scan系列采用激光发生单元产生R(红)G(绿) B (蓝)3束激光，复合后的激光通过高速旋转的多棱镜照射到物料上，反射回来的光线被分 成R(红)G (绿)B (蓝)3束，分别被3排光电倍增管接收来表征烟叶或异物的颜色信息。对 于与烟草颜色差异较大的异物，现有的烟草异物剔除系统能够有效的剔除掉，但对于与烟 草颜色接近的异物，如麻绳、羽毛、黄色纸片(板)等的剔除效果不尽如人意。近红外光谱技术目前在烟草行业得到广泛的应用，近红外光谱主要是由于分子振 动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的，记录的主要是含氢基团振动的倍 频和合频吸收。麻绳、羽毛、黄色纸片(板)等异物，虽然与烟草颜色接近但其内在化学成分 差异较大，其近红外光谱吸收特征差异明显，通过近红外光谱能够准确鉴别出异物和烟草。
发明内容
针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种引入近红外光谱技 术的烟草异物剔除装置及其剔除方法，其可更准确的鉴别烟草和异物，并剔除异物。为实现上述目的，本发明技术方案为引入近红外光谱技术的烟草异物剔除装置，其主要包括一烟草异物剔除器，该烟 草异物剔除器包括一物料输送装置、一 RGB视觉系统、一信号处理系统及一喷射阀门，还 包括一近红外信号系统，该近红外信号系统由一光源系统、一分光系统、一信号采集系统组 成，所述的分光系统将光源分光筛选出三个不同波段的光束；所述的信号采集系统将上述 分光筛选出的三个不同波段的光束分别通过RGB视觉系统的R、G、B三个通道引入烟草异物 剔除器的信号处理系统。所述的引入近红外光谱技术的烟草异物剔除装置的剔除方法如下(1)确定烟草与异物近红外吸收差异性明显的三段波长区间；(2)确定每段波长内烟草吸光度的范围，三段波长处吸光度范围取值的集合形成一个三维的物料吸光度分布区间；(3)生产过程开始后，烟草异物剔除器只要判断采样后物料的在三段波长区间的 吸光度是否超出范围来认定其是否为杂物，然后给出相应的喷射阀门指令，将杂物剔除。上述技术方案的有益之处在于本发明在现有的烟草异物剔除器上引入一近红外信号系统，选择物料在三段不同 的近红外波长处的吸光度，纳入R(红)G(绿)B (蓝)三色视觉检测系统，提高视觉检测系 统的灵敏度，更准确的鉴别烟草和异物。
图1为本发明近红外信号系统结构示意图；图2为结合了近红外信号系统的烟草异物剔除器。
具体实施例方式现结合附图和实施例说明本发明。如图2所示的引入近红外光谱技术的烟草异物剔除装置，其主要包括一烟草异物 剔除器，该烟草异物剔除器包括一物料输送装置7，一 RGB视觉系统2及一喷射阀门3，还包 括一近红外信号系统1。如图1所示的近红外信号系统1包括一光源系统、一分光系统、一信号采集系统。 所述的光源系统采用卤钨灯11。所述的分光系统包括沿光路设有的准直镜12、17、滤光片 13、透镜15、狭缝16及光栅18，商钨灯11发出的光经过准直镜12变成平行光，经过滤光片 13后照射到样品6上，经过漫反射，漫反射光经由透镜15聚焦经过狭缝6及一准直镜7后 被光栅8接收，由光栅8分光，信号采集系统将光栅8分光筛选出的三个不同波段的光束分 别通过RGB视觉系统的R、G、B三个通道4引入烟草异物剔除器的信号处理系统5。如图2 所示，RGB视觉系统2及近红外信号系统1通过设置的烟叶覆盖的吸光度范围，烟草异物剔 除器的信号处理系统5将不在此范围的物料视为异物予以剔除。上述引入近红外光谱技术的烟草异物剔除装置采用的剔除方法如下(1)确定烟草与异物近红外吸收差异性明显的三段波长区间；(2)确定每段波长内烟草吸光度的范围，三段波长处吸光度范围取值的集合形成 一个三维的物料吸光度分布区间；(3)生产过程开始后，烟草异物剔除器只要判断采样后物料的在三段波长区间的 吸光度是否超出范围来认定其是否为杂物，然后给出相应的喷射阀门指令，将杂物剔除。
权利要求
引入近红外光谱技术的烟草异物剔除装置，其主要包括一烟草异物剔除器，该烟草异物剔除器包括一物料输送装置、一RGB视觉系统、一信号处理系统及一喷射阀门，其特征在于还包括一近红外信号系统，该近红外信号系统由一光源系统、一分光系统、一信号采集系统组成，所述的分光系统其将光源分光筛选出三个不同波段的光束；信号采集系统将上述分光筛选出的三个不同波段的光束分别通过RGB视觉系统的R、G、B三个通道引入烟草异物剔除器的信号处理系统。
2.如权利要求1所述的引入近红外光谱技术的烟草异物剔除装置，其特征在于所述 的光源系统采用卤钨灯。
3.如权利要求1或2所述的引入近红外光谱技术的烟草异物剔除装置，其特征在于 所述的分光系统包括沿光路设有的准直镜、滤光片、透镜、狭缝及光栅，光源发出的光经过 准直镜变成平行光，经过滤光片后照射到样品上，经过漫反射，漫反射光经由透镜聚焦经过 狭缝及一准直镜后被光栅接收，由光栅分光，光栅分光筛选出三个不同波段的光束分别通 过RGB视觉系统的R、G、B三个通道引入烟草异物剔除器的信号处理系统。
4.如权利要求1或2所述的引入近红外光谱技术的烟草异物剔除装置，其剔除方法如下(1)确定烟草与异物近红外吸收差异性明显的三段波长区间；(2)确定每段波长内烟草吸光度的范围，三段波长处吸光度范围取值的集合形成一个 三维的物料吸光度分布区间；(3)生产过程开始后，烟草异物剔除器只要判断采样后物料的在三段波长区间的吸光 度是否超出范围来认定其是否为杂物，然后给出相应的喷射阀门指令，将杂物剔除。
5.如权利要求3所述的引入近红外光谱技术的烟草异物剔除装置，其剔除方法如下(1)确定烟草与异物近红外吸收差异性明显的三段波长区间；(2)确定每段波长内烟草吸光度的范围，三段波长处吸光度范围取值的集合形成一个 三维的物料吸光度分布区间；(3)生产过程开始后，烟草异物剔除器只要判断采样后物料的在三段波长区间的吸光 度是否超出范围来认定其是否为杂物，然后给出相应的喷射阀门指令，将杂物剔除。
全文摘要
本发明公开一种引入近红外光谱技术的烟草异物剔除装置，其在现有的烟草异物剔除器上引入一近红外信号系统，选择物料在三段不同的近红外波长处的吸光度，纳入R(红)G(绿)B(蓝)三色视觉检测系统，提高视觉检测系统的灵敏度，更准确的鉴别烟草和异物。其相应的剔除方法是首先确定烟草与异物近红外吸收差异性明显的三段波长区间；然后确定每段波长内烟草吸光度的范围，在生产过程开始后，烟草异物剔除器只要判断采样后物料的在三段波长区间的吸光度是否超出范围来认定其是否为杂物，然后给出相应的喷射阀门指令，将杂物剔除。
文档编号B07C5/36GK101933650SQ200910112100
公开日2011年1月5日 申请日期2009年6月30日 优先权日2009年6月30日
发明者刘泽春, 张峰, 李华杰, 李跃锋, 江家森, 洪祖灿 申请人:福建中烟工业公司