一种基于X射线的叶中含梗结构检测装置的制作方法

本实用新型属于烟叶加工过程中烟叶叶片检测技术，涉及烟叶中梗含量的视觉检测技术，具体涉及一种基于X射线的叶中含梗结构检测装置。

背景技术：

随着烟草行业向着精细化、数字化生产发展的需要，运用新的技术手段对烟草生产中各重要生产环节的工艺指标进行检测，对提高检测质量、促进生产工艺革新、满足现代化质量管理要求等方面有着重要的作用。在烟草加工过程中，打叶后的烟叶含梗率是影响切丝质量的最重要的因素之一，而烟丝的质量又直接影响到成品烟支的质量。长期以来，大多数烟厂和复烤厂采用的检测烟草生产中烟叶中含梗率的手段还是传统的人工操作，即首先对烟叶进行机械式叶梗分离，然后人工按标准进行粗、细梗分选，最后进行称重并计算叶中含梗率。这种方式存在着叶梗分离不完全、被检物料造碎率高、检测效率低、影响检测的人为因素多、检测数据不全面且不易统计、质量及稳定性难以保证等缺陷。因此，研发一种便利、高效的烟叶含梗率检测设备，对促进烟草工业现代化发展、保证烟草产品质量有着重要的意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：针对上述现有技术存在的缺陷，提出一种基于X射线的叶中含梗结构检测装置，可以自动识别并统计烟梗的尺寸数据，快速、无损测定烟梗含量，从而显著提高生产效率，降低劳动强度，保证生产原料质量。

为了实现上述目的，本实用新型采用了下列的设计结构以及设计方案。

一种基于X射线的叶中含梗结构检测装置，包括X射线发生装置(100)、皮带输送装置 (200)、X射线探测器(300)和信号分析处理系统(400)，所述皮带输送装置(200)水平布置，X射线发生装置(100)和X射线探测器(300)对应分布于皮带输送装置(200)皮带面的上、下两侧，并保持在同一光轴上；X射线发生装置(100)和X射线探测器(300) 分别与信号分析处理系统(400)连接。

所述X射线发生装置(100)被整体设置在射线防护腔(3)内，所述X射线探测器(300) 被整体设置在探测器密封腔(9)内，如此构成一层X射线防护体系。

为了限制照射区域，使得X射线主要集中在检测区域内，减少不需要的照射带来的干扰，在X射线发生装置(100)和皮带输送装置(200)之间设置有准直器(7)。

进一步地，所述准直器(7)的端面上配有滤光板，可有效提高检测区域内的射线强度均衡性，有利于检测图像的分析处理。

进一步地，所述X射线发生装置(100)包括X射线管(5)，X射线管(5)安装在射线管安装架(6)上。

为了以减小测量偏差，所述X射线探测器(300)与X射线管(5)保持在同一光轴上。

为了防止由于射线管本身或与支架安装时存在装配问题而出现的X射线泄漏，所述X射线管(5)的外层设置有防护罩(4)。

所述射线防护腔(3)的四周、皮带输送装置(200)的顶面和侧面设有防护盖板(2)，以此形成另一层X射线防护体系，用以提高整体装置的安全、可靠性。

所述防护盖板(2)上配有感应器件形成联锁控制，当出现防护盖板缺失或未安装不到位的情况，操作者将无法启动X射线装置。

进一步地，所述检测装置还设置了烟叶入口和出口。

工作原理：本实用新型提供的一种基于X射线的叶中含梗结构检测装置，采用X射线检测技术对烟草生产中的叶梗混合物进行扫描，利用X射线的穿透性从混合物种将烟梗和烟叶的投影区分出来，并运用图像识别方法统计出烟梗的尺寸数据。具体操作过程为：X射线由射线发生装置中发射出来，穿过承载被测物的皮带输送装置的皮带面后被X射线探测器检测，然后，X射线探测器将探测信号转化为电信号传送给信号分析处理系统。由于被测叶、梗混合物的物理组织不同，对X射线的衰减能力存在差异，所以物料在一定强度的X 射线照射下，投射到X射线探测器上的探测信号出现相应的差异，信号分析处理系统利用这种差异检测出梗的结构尺寸，计算机通过统计叶和梗的检测数据即可得出烟叶中梗所占的比率。

本实用新型装置与现有技术相比所产生的有益效果是：(1)本实用新型装置解决了烟草生产中传统叶中含梗检测方法的缺陷，提高了检测效率，拓展了视觉检测的应用领域，为 X射线的使用提供了一种安全可靠的实施方法。(2)本实用新型提出一种快速、无损测定烟梗含量的装置，为了安全可靠的运用X射线功能，本装置采用的防护方法可保证设备周围环境辐射水平＜1uSv/h，与自然环境辐射水平相当，解除使用者对X射线的顾虑。(3)本装置设置为X射线经由发射管、区域限制装置、准直器、滤光板后照射到被测物料上，被测物料由皮带输送装置带动，以一定的料层厚度连续通过X射线检测区域，这样布局有效减少检测中由X射线散射和不均匀分布带来的干扰因素，提高检测精度。

附图说明

图1为本实用新型的基于X射线的叶中含梗结构检测装置示意简图。

图2为本实用新型的基于X射线的叶中含梗结构检测装置结构示意图。

图中标记：100-X射线发生装置；200-皮带输送装置；300-X射线探测器；400-信号分析处理系统；1-进料斗；2-防护盖板；3-射线防护腔；4-防护罩；5-X射线管；6-射线管安装架；7-准直器；8-出料斗；9-探测器密封腔。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细说明，但本实用新型的保护范围不局限于所述内容。

如图1所示为本检测装置示意简图，包括X射线发生装置100、皮带输送装置200、X射线探测器300和信号分析处理系统400，其中，皮带输送装置200水平布置，X射线发生装置100 和X射线探测器300对应分布于皮带输送装置200皮带面的上、下两侧，并保持在同一光轴上；X射线发生装置100和X射线探测器300分别与信号分析处理系统400连接。信号分析处理系统 400控制X射线发生装置100的工作参数，X射线探测器300根据皮带输送装置200的输送速度确定扫描频率，皮带输送装置200的输送速度由被测物料的料层厚度决定，而料层厚度又是根据被测物的性质、X射线照射强度和检测效率等决定。而皮带输送装置200的输送速度由信号分析处理系统400监测、控制。本装置工作时，混合叶梗的烟叶随皮带输送装置200一同运动被X射线发生装置100垂直照射后，由X射线探测器300将检测信号转化为数字信号传递给信号分析处理系统400进行处理，信号分析处理系统400则负责进行分析处理并控制着整个系统的运行。

如图2所示为本实施例中基于X射线的叶中含梗结构检测装置结构，按照混合叶梗的烟叶入口到出口的安装顺序进行描述，烟叶从进料斗1加入并落到皮带输送装置200上，随着皮带输送装置200的运动，烟叶被输送至X射线探测器300下方。在进料斗1与皮带输送装置200 过渡处，设置有刮料板，用于将烟叶刮平，利于检测。

X射线发生装置100被整体设置在射线防护腔3内，包括X射线管5，X射线管5安装在射线管安装架6上。射线管安装架6包括前支架、后支架和可调节底座。前支架是一个内衬铅板的防护腔体，其作用是屏蔽由X射线管5窗口发射出来的射线，并支撑X射线管5。而且，射线的发射角度也可由前支架来调节。射线管安装架6中的可调节底座不但用来固定前、后支架，而且是前支架和准直器7的过渡部件。为了防止射线泄漏，可调节底座上开有沉台，前支架、后支架和准直器7都嵌入沉台中，这样可保证射线通道的整体屏蔽性，防止接口处泄漏。

而在X射线管5的外层罩有防护罩4，其与可调节底座共同形成一个屏蔽区域，作用是防止由于X射线管5本身或其与前支架、后支架安装时存在装配问题而出现的X射线泄漏。

准直器7被设置在X射线发生装置100和皮带输送装置200之间，作用是限制照射区域，使得X射线主要集中在检测区域内，减少不需要的照射带来的干扰。在准直器7的端面上配有滤光板，可提高检测区域内的射线强度均衡性，有利于检测图像的分析处理。

烟叶被输送至X射线探测器300下方时，通过X射线的照射对烟叶进行扫描，此时由于X 射线的穿透性，从混合物种将叶梗和烟叶的投影区分出来，并被X射线探测器300获取。被扫描过的烟叶被继续向前输送，进而从出料斗8输出。而X射线探测器300将检测信号转化为数字信号传递给信号分析处理系统400进行处理。

X射线探测器300位于皮带输送装置200的输送带下方，被安装在位于皮带输送装置200 的腹部的探测器密封腔9内。X射线探测器300须与X射线管5保持在同一光轴上，以减小测量偏差。

探测器密封腔9是一个屏蔽空腔，它与射线管安装架6、准直器7构成第一层X射线防护体系，理论上X射线只在这一防护区域内存在。

而本实施例所述装置的外层，包括射线防护腔3的四周、皮带输送装置200的顶面和侧面都盖有防护盖板2，防护盖板2内侧衬有一定厚度的铅板，它们共同形成第二层X射线防护体系，用以提高整体装置的安全、可靠性。防护盖板2的设置，保证了环境中X辐射水平远小于国家规定公众照射标准要求，保证设备安全、可靠的使用。

防护盖板2处配有感应器件，这些感应器件形成联锁控制，当出现防护盖板缺失或未安装不到位情况，操作者将无法启动X射线装置。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，仍然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。