片烟原料的无线温度水分检测仪、烟叶取样器及检测方法与流程

本发明涉及烟草质量检测领域，尤其涉及一种片烟原料的无线温度水分检测仪、烟叶取样器及检测方法。

背景技术：

1、随着烟草行业的片烟库房中，存放大量用纸箱储藏的原料片烟。因有醇化的要求，这些片烟原料需要在库房中存放多年。片烟原料存放时间长短各不同，取决于卷烟生产的需要，用纸箱存储的片烟原料的含水率，受环境温度、湿度影响。当纸箱长期存放在温度、湿度较高的环境中，纸箱内的片烟吸收周围环境空气中的水分。在温度较高时，吸收了空气中水分的片烟原料容易霉变，造成原料片烟的损失，收集片烟库房内纸箱存放的片烟原料的温度、水分信息，提取出可能发生霉变的片烟原料信息，有针对性地提取做好预防措施，防止片烟原料发生霉变，挽回可能造成的经济损失。

2、市面上有各种各样的温度、水分监测设备，烟草行业也一直在“寻找”能够满足片烟原料库房要求的温度水分监测设备。目前烟厂对片烟原料的含水率测试方法是：对取样的片烟原料用烘烤法进行测量。这种方法的优点是测量结果准确，确定是耗费的时间长，不便于对片烟原料进行大规模测量，对温度的测量，也受环境影响较大。

3、现有的水分监测仪对片烟原料的测量结果，与烘烤法得到的含水率偏差大，不满足使用要求。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种片烟原料的无线温度水分检测仪、烟叶取样器及检测方法，以提高片烟原料的温度水分测量的精准程度。

2、为了解决上述技术问题，本技术实施例提供一种片烟原料的无线温度水分检测仪，所述片烟原料的无线温度水分检测仪包括外部结构，及其所采用的测量方法包括控制处理器、数模转换器、射频模块、探头和模拟数字转换器，所述控制处理器分别与所述数模转换器、所述模拟数字转换器连接，所述射频模块分别与所述数模转换器、所述模拟数字转换器、所述探头连接；

3、所述控制处理器用于产生数字测试信号输送给所述数模转换器，并用于接收所述模拟数字转换器发送的数字反馈信号，进行含水率和温度计算；

4、所述数模转换器用于接收所述控制处理器发送的数字测试信号并转化为模拟测试信号，发送给所述射频模块；

5、所述射频模块用于接收所述数模转换器发送给模拟测试信号，并将所述模拟测试信号发送给探头，所述射频模块还用于接收所述探头发送的模拟反馈信号，并将所述模拟反馈信号发送给所述模拟数字转换器；

6、所述探头用于根据所述模拟测试信号向片烟原料发出模拟测试信号，并接收模拟反馈信号；

7、所述模拟数字转换器用于接收所述射频模块发送的所述模拟反馈信号并转化为数字反馈信号，发送给所述控制处理器。

8、可选地，所述控制处理器包括含水率计算模块和温度计算模块，所述控制处理器通过所述含水率计算模块和所述温度计算模块生成数字测试信号，其中，所述含水率计算模块基于不同含水率的被测片烟原料对应的阻值预先构建完成，所述温度计算模块基于不同工作温度的被测片烟原料对应的阻值预先构建完成。

9、可选地，所述探头包括探头骨架、传感板和两组金属探针，所述金属探针嵌套于所述探头骨架的首端，所述传感板通过所述探头骨架尾端与所述探头骨架通过螺丝连接或者嵌套连接；

10、两组金属探针分别为第一金属探针和第二金属探针，所述第一金属探针用于发出模拟测试信号，所述第二金属探针用于接收返回的模拟反馈信号，所述金属探针尾部与所述传感板接触；

11、所述探头骨架首端为楔形，用于插入片烟原料；

12、所述传感板上设置有若干凸起，用于与所述射频模块的接头连接，将模拟反馈信号传递给所述射频模块。

13、可选地，所述探针骨架采用玻纤板材料制成。

14、可选地，所述传感板上设置有ntc传感器，所述第二金属探针与所述ntc传感器通过导热硅脂连为一体，所述ntc传感器用于接收第二金属探针传递的温度信息并转化为电压值，作为模拟反馈信号的一部分。

15、为了解决上述技术问题，本技术实施例还提供一种烟叶取样器。该烟叶取样器，有两种形式。一种是人工操作的形式；另一种是安装在机器人上的形式。人工操作的烟叶取样器包括t字型的钎子和t字型的金属套筒，所述钎子的竖杆末端为锥形，所述金属套筒的竖杆为空心结构，所述金属套筒的竖杆的空心部分用于嵌套所述钎子或者片烟原料的无线温度水分检测仪。

16、为了解决上述技术问题，本技术实施例还提供一种片烟原料的温度水分检测方法，包括：

17、生成模拟测试信号；

18、基于所述模拟测试信号，采用射频测量的方式，测量被测试的片烟原料的阻抗，作为测试阻抗；

19、基于所述测试阻抗和预设的含水率模型、预设的温度模型，确定所述被测片烟原料的温度和含水率，其中，所述预设的含水率模型包括不同阻抗的片烟原料与含水率的对应关系，所述预设的温度模型包括不同阻值的片烟原料与温度的对应关系。

20、可选地，在所述基于所述测试阻值和预设的含水率模型、预设的温度模型，确定所述被测片烟原料的温度和含水率之前，所述方法还包括：

21、可选地，在所述基于所述测试阻值和预设的含水率模型、预设的温度模型，确定所述被测片烟原料的温度和含水率之前，所述方法还包括：

22、根据片烟原料样本的工作温度范围分布的范围，分为m个点，每个点对应一个温度，得到一个温度数组t，t＝[t1，t2，t3，……，tn]；

23、使用ntc检测片烟原料样本在数组t各个温度点的对应的模拟量，并将所述模拟量转为数字量，得到一个阻值数组r，r＝[r1，r2，r3，……，rm]；

24、以r为横坐标，t为纵坐标，构建第一二维坐标系，并根据含水率数组和阻值数组z，在所述第一二维坐标系上生成阻值和温度的点云曲线，作为第一点云曲线；

25、基于所述第一点云曲线进行拟合，得到函数t＝f1(r)，作为所述预设的温度模型。

26、在某个温度t，根据片烟原料样本含水率分布的范围，选取n个点,每个点对应一个含水率，得到一个含水率数组a，a＝[a1，a2，a3，……，an]；

27、分别测量每个含水率对应的阻值，得到阻值数组z，z＝[z1，z2，z3，……，zn]；

28、以z为横坐标，a为纵坐标，构建第二二维坐标系，并根据含水率数组和阻值数组z，在所述第二二维坐标系上生成阻值和含水率的点云曲线，作为第二点云曲线；

29、基于所述第二点云曲线进行拟合，得到函数z＝f2(a，t)，作为所述预设的含水率模型。

30、可选地，在基于模拟测试信号，采用射频测量的方式，测量被测试的片烟原料的阻值，作为测试阻值之前，方法还包括：

31、将钎子与金属套筒进行嵌套，得到合为一体的金属钎体；

32、采用合为一体的金属钎体向片烟原料箱体的中心方向插入第一预设深度，第一预设深度小于钎子的竖杆长度，并且，大于钎子的竖杆的一半长度；

33、从合为一体的金属钎体中提拔出钎子，并将片烟原料的无线温度水分检测仪插入金属套筒；

34、将片烟原料的无线温度水分检测仪前端探针接触的片烟原料，作为被测试的片烟原料，并采用所述片烟原料的无线温度水分检测仪对所述被测试的片烟原料进行温度水分检测；

35、拔出嵌套在所述金属套筒中的所述片烟原料的无线温度水分检测仪，并将所述金属套筒向片烟原料箱体的中心方向插入第二预设深度；

36、拔出所述金属套筒，并将所述钎子嵌套插入所述金属套筒，得到取样的被测试的片烟原料。

37、本发明实施例提供的片烟原料的无线温度水分检测仪、烟叶取样器及检测方法，生成模拟测试信号，基于模拟测试信号，采用射频测量的方式，测量被测试的片烟原料的阻值，作为测试阻值，基于测试阻值和预设的含水率模型、预设的温度模型，确定被测片烟原料的温度和含水率，其中，预设的含水率模型包括不同阻值的片烟原料与含水率的对应关系，预设的温度模型包括不同阻值的片烟原料与温度的对应关系。通过测量待测片烟原料的阻值，结合预设的含水率模型、预设的温度模型，快速得到片烟原料的温度和含水率，提高了片烟原料温度水分测量的效率和准确率。