一种烟草加工过程的在线取样系统的制作方法

本实用新型属于烟草加工技术领域，尤其涉及一种烟草加工过程的在线取样系统。

背景技术：

烟草加工过程中，复烤和制丝生产工艺是决定卷烟产品内在质量的关键因素，对生产过程进行分析和在线监测，不仅能够及时发现生产过程中的异常变动，监控生产过程的稳定性，还可以为卷烟产品质量的稳定提供保证。近红外光谱技术因其无损、快速、多组分同时测定等诸多优势，已广泛应用于国内外多家烟草加工企业的多个生产环节，成为了烟草工业过程分析的有力工具。

近红外光谱由于消光系数弱、谱带复杂、重叠严重，传统的定性、定量分析方法已经无能为力，因此需要充分利用化学计量学方法来解决上述问题。通常先收集一定量有代表性的样品，采集样品光谱，然后使用参考方法测得这些样品的成分浓度或性质等各种质量参数，称之为参考值，然后通过化学计量学方法对光谱进行处理并将其与参考值关联，将光谱数据进行转换并与化学测定值进行回归计算，从而建立相应的数学模型，再利用这个确定的模型来预测未知样品中该组分的含量。模型建立后并非一劳永逸，烟草作为一种复杂植物，其组分、形态等各种特征会受气候、施肥、土壤等多种因素的影响，因此模型还需要定期更新。与此同时，为保证模型预测性能，应对模型的准确性以及仪器的性能进行连续的监测，通常还需要定期进行数据验证。

近红外技术在烟草工业复烤及制丝线的应用过程中，模型建立阶段、模型更新阶段以及分析数据定期验证都涉及在线取样，取样的规范与否、样品编号的正确性、操作是否人性化对近红外在线分析的成功应用影响较大。因现场工艺条件、生产实际需求、仪器设备布局、取样人员责任心及工作状态等因素的影响，可能会出现主控机与近红外光谱仪之间距离较远，取样人员对光谱仪的扫描时间无法准确把握，可能出现多取样或少取样的情况，导致光谱仪扫描的光谱与取样的样品不对应；各次取样样品没有进行系统标识，在后续进行实验室分析时，也可能出现光谱与样品不对应等问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种烟草加工过程的在线取样系统，光谱与样品一一对应、自动化程度高，可适用于烟草行业制丝线、复烤线的化学成分检测。

本实用新型提供了一种烟草加工过程的在线取样系统，包括烟草传输线和设于所述烟草传输线一侧的近红外光谱仪，还包括主控机，用于存储光谱仪扫描进度、取样周期和取样数据，并生成各个取样周期所对应的样品信息标签；

取样提示组件，用于根据所述取样周期来指示取样操作人员开始取样和结束取样，读取并发送所述样品信息标签至打印设备。

以上技术方案优选的，所述主控机包括：

数据库，用于存储所述光谱仪扫描进度、取样周期和取样数据；

取样周期生成模块，用于根据所述光谱仪扫描进度生成各个取样周期，将所述取样周期写入所述数据库；

取样标签生成模块，用于生成各个所述取样周期对应的所述样品信息标签，并将所述样品信息标签写入所述数据库。

以上技术方案优选的，所述数据库包括扫描进度数据库，用于存储所述近红外光谱仪的扫描进度；

取样周期数据库，用于存储各个取样周期的时间信息；

取样数据库，用于存储各个取样周期对应的取样信息。

以上技术方案优选的，所述取样信息包括取样光谱名称、物料编码、组分含量、光谱信息、标识码。

以上技术方案优选的，所述取样提示组件设于所述烟草传输线靠近所述取样操作人员的一侧，所述取样提示组件包括计时模块和提示模块，所述计时模块用于对各个所述取样周期计时，所述提示模块根据所述计时模块的计时提示所述取样周期的开始和/或所述取样周期的结束。

以上技术方案优选的，所述取样提示组件还包括打印模块，用于从所述主控机内读取所述样品信息标签，并将所述样品信息标签发送至所述打印设备进行打印。

本实用新型具有的优点和积极效果是：本实用新型提供的烟草加工过程的在线取样系统，在取样操作人员附近设置取样提示组件，对取样周期进行计时，方便操作人员对取样的准确把握，使取样样品与光谱仪扫描的光谱相对应；主控机设有取样标签生成模块，对每次取样都生成标签来标识，避免后续的实验分析等操作对取样样品的混淆；设有取样数据库，便于对取样数据信息的调取。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的系统示意图；

图2是本实用新型一实施例的系统结构框图。

其中：1-主控机；2-近红外光谱仪；3-烟草传输线；4-取样提示组件；5-打印设备。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型的实施方式做出具体说明。

本实用新型一实施例提供了一种烟草加工过程的在线取样系统，如图1所示，包括烟草传输线3、设于烟草传输线一侧的近红外光谱仪2、主控机1、取样提示组件4和打印设备5，烟草传输线采用皮带传动或链传动，其属于现有技术在此不做赘述，本实施例中打印设备为打印机。

主控机1用于存储光谱仪扫描进度、取样周期和取样数据，并生成各个取样周期所对应的样品信息标签，主控机为台式电脑或笔记本电脑。

具体的，如图2所示，主控机包括：数据库，用于存储光谱仪扫描进度、取样周期和取样数据；数据库包括扫描进度数据库，预先存储有近红外光谱仪设定好的扫描进度；取样周期数据库，用于存储各个取样周期的时间信息；取样数据库，用于存储各个取样周期对应的取样信息。取样信息包括取样光谱名称、物料编码、组分含量、光谱信息、标识码。取样周期生成模块，用于根据光谱仪预先设定好的扫描进度生成各个取样周期，将取样周期写入取样周期数据库；取样标签生成模块，具体为在电脑上安装的二维码及标签生成程序，自动生成同一取样周期对应的样品信息标签，用于生成各个取样周期对应的样品信息标签，并将样品信息标签写入取样数据库。

取样提示组件4包括计时模块、打印模块和提示模块，提示模块可以是语音形式或屏幕闪烁形式与计时模块和打印模块集成到一个终端上，提示模块也可以是报警器形式与其他两个模块分开单独设置，终端为平板电脑或智能手机等体积小的设备，便于取样操作人员对取样周期的掌握。计时模块用于从取样周期数据库内读取取样周期，并对各个取样周期计时；提示模块根据计时模块的计时提示取样周期的开始和/或取样周期的结束，提示模块可以是语音播报、屏幕闪烁或在平板电脑附近设置声光报警器等来通知取样操作人员开始和/或结束取样，本实施例采用声光报警器的形式用于提示，声光报警器设于烟草传输线的一侧，声光报警器属于现有工业中常见报警形式，其属于现有技术，故在此不做赘述；打印模块，为安装于平板电脑或手机上的打印驱动程序或APP，用于从主控机内读取样品信息标签，并将样品信息标签发送至打印设备5进行打印。

本实施例在近红外光谱仪安装位置架设一个工业平板电脑，主控机将光谱仪的扫描进度、分析数据等同步至该平板电脑，系统根据光谱扫描周期生成一个取样周期，取样操作人员在取样周期开始时按下取样按钮，计时模块开始计时，操作人员开始手工取样，在取样周期即将结束时，提示模块可以提供声光报警或屏幕闪烁等方式通知操作人员结束取样，系统自动将取样过程中采集到的光谱备份至取样数据库，同时根据用户需求打印出样品信息标签，操作人员将标签粘贴到样品袋上，实现样品和光谱的一一对应。信息标签可以是一维码或二维码，本实施例均采用二维码QR35。该信息标签还可用于后续的实验室分析，实验室分析人员通过二维码扫描枪将样品信息录入系统。

在线取样基本步骤如下：

1.工业平板电脑接收主控机的同步数据，主控机设置“光谱仪扫描进度条”显示每次光谱扫描进度，根据光谱扫描周期生成一个取样周期，只有在取样周期内完成的取样才能准确代表该次扫描得到的光谱。

2.在工业平板电脑触控屏上设置“取样”按钮，取样人员按下该按钮后应立即在传输皮带上均匀抓取物料，并在指定时间内结束。假设一个光谱扫描周期为60s，取样周期也应尽可能接近60s，因此，只有当光谱扫描进度在0-5s之间时，“取样”按钮才能激活；超过5s后，“取样”按钮失活，必须等待下次取样周期开始。当光谱扫描进度超过50s时，声光报警器开始报警，提示取样人员结束取样。如此才能保证取样得到的物料与扫描周期内的光谱对应。

3.取样完成后，系统自动将取样光谱备份至取样数据库，无需人工手动复制粘贴。

4.系统可以根据用户需求自动将该次取样对应的光谱名称、物料编码、组分含量等各种信息以文字、条码或二维码等形式打印成不干胶标签，本实施例为二维码标签，取样人员将其粘贴在取样袋表面。

本实施例提供的烟草加工过程的在线取样系统，在取样操作人员附近设置取样提示组件，对取样周期进行计时，方便操作人员对取样的准确把握，使取样样品与光谱仪扫描的光谱相对应；主控机设有取样标签生成模块，对每次取样都生成标签来标识，避免后续的实验分析等操作对取样样品的混淆；设有取样数据库，便于对取样数据信息的调取。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。