一种基于光谱分析的烟叶颜色检测装置的制作方法

本实用新型属于烤烟领域，更具体的说涉及一种基于光谱分析的烟叶颜色检测装置。

背景技术：

烟叶在烘烤过程中主要从以下几个方面描述烟叶的变化特点，一是颜色变化：鲜叶采摘后会经历由绿变黄的过程，该颜色变化通常用变黄程度来描述，而烟叶最终由黄变褐的过程则用变褐程度来描述；二是水分变化：烟叶在烘烤过程中所含水分会被大量蒸发脱除，最终达到烟叶干燥的目的，由于烟叶在烘烤过程中水分变化不便随时测定，一般采用烟叶的形态变化作为描述烟叶干燥程度的指标，主要分为烟叶叶片凋萎发软、主脉发软、小卷筒、大卷筒、主脉全干等形态指标；三是烟叶变化程度与时间和温湿度的相关性，如与时间的相关性：若变黄时间短则称为变黄快，反之称为变黄慢，与温湿度的相关性：若低温条件下容易变黄，则称为变黄易，反之称为变黄难等。

在以往的烟叶烘烤过程中，观察烟叶的颜色变化主要通过外部的观察窗向烤箱内照射来观察烟叶的颜色，这种方法有很多的弊端，比如观察耗时长，肉眼观察不准确等。为了提高烟叶烘烤品质和颜色的准确性，需要提供一种新的观察烟叶颜色变化的装置。

技术实现要素：

本实用新型在原有烘烤箱观察窗的基础上加入红外相机，通过红外光谱对烟叶颜色进行分析，利用不同颜色反射的光谱波长的不同，能够准确的确定烟叶的颜色，也不需要对原有的设备进行大规模的改造。

为了实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：所述的基于光谱分析的烟叶颜色检测装置包括近红外相机1、数据传输模块2、数据处理终端3、烘烤箱4，所述的近红外相机1包括云台支架5、摄像头6、数据线7，所述烘烤箱4四周设置有观察窗8，近红外相机1的云台支架5安装于观察窗8下端，摄像头6安装于云台支架5上，摄像头6正对烘烤箱4内部，摄像头6的输出端通过数据线7与数据传输模块2连接，数据传输模块2输出端与数据处理终端3连接。

优选的，所述的烘烤箱4四周每一边开设有一个观察窗8，每个观察窗8安装有一台红外相机，烘烤箱4四周总共安装至少有4台近红外相机1；所述的数据传输模块2包括数据中继器9和采集卡10，所述的数据线7采用CoaXPress数据接口数据线7；近红外相机1通过CoaXPress数据接口与中继器9连接，中继器9与采集卡10连接，采集卡10通过CoaXPress数据接口与数据处理终端3连接。

优选的，所述的云台支架5能够进行转动，可以调整云台支架5上的摄像头6对烘烤箱4内不同角度的烟叶进行照射；所述的数据处理终端3采用安装有GRAMS图像光谱分析软件的PC电脑。

本实用新型有益效果：

本实用新型在原有烘烤箱观察窗的基础上加入红外相机，通过红外光谱对烟叶颜色进行分析，利用不同颜色反射的光谱波长的不同，能够准确的确定烟叶的颜色，也不需要对原有的设备进行大规模的改造。

附图说明

图1，为本实用新型控制系统框图；

图2，为本实用新型结构框图；

图中，1-近红外相机、2-数据传输模块、3-数据处理终端、4-烘烤箱、5-云台支架、6-摄像头、7-数据线、8-观察窗、9-中继器、10-采集卡。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例和附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属本实用新型保护范围。

如图1-2所示，所述的基于光谱分析的烟叶颜色检测装置包括近红外相机1、数据传输模块2、数据处理终端3、烘烤箱4，所述的近红外相机1包括云台支架5、摄像头6、数据线7，所述烘烤箱4四周设置有观察窗8，近红外相机1的云台支架5安装于观察窗8下端，烘烤箱4四周每一边开设有一个观察窗8，每个观察窗8安装有一台红外相机，烘烤箱4四周总共安装至少有4台近红外相机1，近红外相机选用GX4300M-M58，其拍摄波长在400nm~700nm之间。波长在700nm~2500nm的光谱为近红外光谱，它是一种既能快速又简便的测试手段，这种方法的特点是对样品进行测试时，不需要破坏样品，需要测量样品颜色时，可以设置近红外相机1的拍摄波长在400nm~1100nm直接的拍摄图谱数据做鉴定，物体不同的颜色会吸收和反射不同波长近红外线，通过分析近红外光谱中反射和吸收的波长能够判断物体的表面颜色。摄像头6安装于云台支架5上，摄像头6正对烘烤箱4内部，云台支架5能够进行转动，可以调整云台支架5上的摄像头6对烘烤箱4内不同角度的烟叶进行照射。

摄像头6的输出端通过数据线7与数据传输模块2连接，所述的数据线7采用CoaXPress数据接口数据线7；相比CameraLink，CoaXPress拥有更高性价比，其单根线缆最大传输速率可达6.25Gb/s，4根线缆传输速率可达25Gb/s，且单根线缆最大传输距离为100m。所述的数据传输模块2包括数据中继器9和采集卡10，采集卡10采用KAYA公司的CPX系列采集卡10，中继器9的作用可以延长传输距离，一个中继器9两面各有4个CXP口，每加一个中继器9，相当于把原传输距离延长1倍。用户可以通过连接多个中继器9的方式来延长其传输距离。近红外相机1通过CoaXPress数据接口与中继器9连接，中继器9与采集卡10连接，采集卡10通过CoaXPress数据接口与数据处理终端3连接。

数据处理终端3采用安装有GRAMS图像光谱分析软件的PC电脑。GRAMS光谱分析软件能处理来自多种技术的数据文件，包括紫外线、可见光、红外、傅里叶红外、近红外、核磁共振、气相色谱，GRAMS软件也提供了超过60特定的光谱库，覆盖了中红外、近红外和拉曼数据的大部分光谱信息，通过分析近红外相机1采集到的光谱图像能够分析出烟叶的当前颜色，为烟叶的颜色判断提供准确的信息。

本实用新型工作原理：设置在烘烤箱4观察窗8上的近红外相机1对烘烤箱4内的烟叶进行在线实时拍摄，将拍摄到的图像数据通过CoaXPress数据接口送入数据传输模块2的中继器9，中继器9把图像数据送入采集卡10，采集卡10通过CoaXPress数据接口把图像数据送入数据处理终端3，数据处理终端3内的GRAMS图像光谱分析软件分析采集到的图像近红外光谱数据，通过近红外图像光谱特征判断烟叶的颜色。

最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明实用新型的技术方案，而非限制尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解可以在形式上和细节上对其做出各种改变，而不偏离本实用新型的保护范围。