一种烤烟型烘后烟丝含水率的修正值计算方法技术

本发明专利技术公开了一种烤烟型烘后烟丝含水率的修正值计算方法，已知烘后烟丝样品含水率的目标值，采集检测点的环境温度和环境相对湿度，并计算出环境绝对湿度，通过红外水分仪检测和烘箱法检测得到红外水分仪测得烘后烟丝样品含水率的修正值，以烘后烟丝样品含水率的修正值为因变量，环境温度、环境相对湿度、环境绝对湿度和烘后烟丝样品含水率目标值为自变量，采用基于留一交叉验证的偏最小二乘回归法建立修正值的计算模型，可对红外水分仪测得烘后烟丝含水率的修正值进行准确预测，简化了红外水分仪检测烘后烟丝含水率的修正过程，节省了时间，提高了生产效率，有很大的应用价值。

A Method for Calculating Moisture Content of Tobacco Cut after Curing

【技术实现步骤摘要】
一种烤烟型烘后烟丝含水率的修正值计算方法
本专利技术涉及烟草检测
，尤其涉及一种烤烟型烘后烟丝含水率的修正值计算方法。
技术介绍
在烟草行业，烟叶根据调制工艺的不同分为烤烟、晾烟和晒烟等，制作过程中因为烟叶的配比不同，制作成的卷烟分为烤烟型和混合型，烤烟型的配比特点是全部或者大部分使用烤烟烟叶。烘丝工序是烤烟型卷烟制作过程中的重要环节，其工艺任务是：去除烟丝中部分水分，提高烟丝填充能力和耐加工性，满足后工序加工要求。《卷烟工艺规范》要求烘后烟丝含水率目标值在12.0%～14.0%，含水率允差为±0.5%。因此，烘后烟丝含水率是烤烟型烘后烟丝质量控制的的关键指标,目前含水率的测定有红外水分仪测定和烘箱法测定，烟草行业普遍采用红外水分仪对烤烟型烘后烟丝含水率进行在线检测和控制。红外水分仪是利用近红外光束照射被测物料表面,被测物料表面的水分子对近红外光进行吸收和反射,反射的近红外光束经光学探测系统接收和处理,得到被测物料的水分含量，利用红外水分仪检测含水率虽然方便快速，但是其检测精度会受到环境温湿度的影响。现有技术中，经反复验证和生产实践可知，烘箱法测得的含水率更精确，接近于实际值，但是烘箱法的检测过程较繁琐，所以烤烟型卷烟的生产过程中，烘后烟丝的含水率的实际值采用烘箱法测得，然后将红外水分仪测得的含水率值减去烘箱法测得的含水率值来得到红外水分仪测得含水率的修正值，进而对红外水分仪测得的含水率进行修正。由于车间环境温湿度因天气等因素而非恒定不变，所以生产中必须针对不同温湿度条件对红外水分仪测得含水率的修正值进行调整，以确保红外水分仪的精度符合工艺质量控制要求。但是采用烘箱法对样品的实际含水率进行测定，需要在制丝加工过程质量稳定以后，才能采集样品进行测定，这样导致对红外水分仪测得的含水率的修正明显滞后于烘丝过程。而且如果相关影响因素变化频繁,则需要反复获取修正值对红外水分仪测得的含水率进行修正，费时费力，影响生产效率。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种烤烟型烘后烟丝含水率的修正值计算方法，能够对红外水分仪测得烘后烟丝含水率的修正值进行准确预测，简化对红外水分仪测得的烘后烟丝含水率的修正过程，节省了时间，提高了生产效率，本专利技术采用的具体方案为：一种烤烟型烘后烟丝含水率的修正值计算方法，包括如下步骤：步骤A:采集检测点的环境温度、环境相对湿度；步骤B:根据检测到的环境温度和环境相对湿度计算出环境绝对湿度；步骤C:已知烘后烟丝样品的含水率目标值，在该环境温度和环境相对湿度条件下,通过红外水分仪得到烘后烟丝样品的含水率检测值W1,利用烘箱法得到烘后烟丝样品的含水率实际值W2，含水率检测值W1减去含水率实际值W2可得到烘后烟丝样品含水率的误差值W，该烘后烟丝样品含水率的误差值W即为红外水分仪测得烘后烟丝样品含水率的修正值；步骤D：将烘后烟丝样品含水率的修正值、检测点的环境温度、环境相对湿度、环境绝对湿度和烘后烟丝样品的含水率目标值作为一个数据组，重复步骤A到步骤C得到不少于50个数据组并形成训练数据集；步骤E：由于环境温度、环境相对湿度、环境绝对湿度之间存在较强的多重共线性问题，本专利技术以训练数据集中烘后烟丝样品含水率的修正值为因变量，训练数据集中的环境温度、环境相对湿度、环境绝对湿度以及烘后烟丝样品的含水率目标值为自变量，采用基于留一交叉验证的偏最小二乘回归法建立烘后烟丝含水率的修正值的计算模型，即红外水分仪测得烘后烟丝样品含水率的修正值与环境温度、环境相对湿度、环境绝对湿度和烘后烟丝样品的含水率目标值的对应关系，模型提取的分量数为1，最终选择生成一个最优的模型；具体地，步骤B中所述环境绝对湿度采用下式计算：AH=0.6112*RH*EXP(17.62*T/(243.12+T))式中：AH为环境绝对湿度，单位为千帕；RH为环境相对湿度，单位为百分比；T为环境温度，单位为摄氏度；EXP为以自然常数e为底的指数函数。具体地，所述烘后烟丝含水率的修正值的计算模型为：CV=a+a1*MC+a2*T+a3*RH+a4*AH；式中：CV为红外水分仪测得含水率的修正值，单位为百分比;MC为烘后烟丝含水率目标值，单位为百分比;a为通过建模软件得到的常量；a1为烘后烟丝含水率目标值的非标准化回归系数；a2为环境温度的非标准化回归系数；a3为环境相对湿度的非标准化回归系数；a4为环境绝对湿度的非标准化回归系数。优选地，所述步骤E采用Minitab16.0统计分析软件建模。本专利技术的有益效果为：在同一环境相对湿度条件下，因环境温度不同，其环境绝对湿度也会不同，本专利技术首先基于环境温度和环境相对湿度计算得到环境绝对湿度，并将环境绝对湿度也作为自变量之一参与建模，可更好地提高模型的精度,进一步地,由于检测点的环境温度、环境相对湿度、环境绝对湿度间均存在较强的多重共线性问题，本专利技术采用基于留一交叉验证的偏最小二乘回归法建立烘后烟丝含水率的修正值的计算模型，能够根据环境温度、环境相对湿度、烘后烟丝含水率的目标值快速计算出红外水分仪测得烘后烟丝含水率的修正值，对红外水分仪测得烘后烟丝含水率的修正值进行快速预测，简化了红外水分仪检测烘后烟丝含水率的修正过程，节省了时间，提高了生产效率。附图说明图1为本专利技术的流程框图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做详细说明：一种烤烟型烘后烟丝含水率的修正值计算方法,包括如下步骤：步骤A:采集检测点的环境温度、环境相对湿度，其中环境温度和环境相对湿度的测量均为本领域的现有常规技术。步骤B:在同一环境相对湿度条件下，因环境温度不同，其环境绝对湿度也会不同，根据检测到的环境温度和环境相对湿度计算出环境绝对湿度，；具体地，所述环境绝对湿度采用下式计算：AH=0.6112*RH*EXP(17.62*T/(243.12+T))式中：AH为环境绝对湿度，单位为千帕（kPa）；RH为环境相对湿度，单位为百分比（%）；T为环境温度，单位为摄氏度（℃）；EXP为以自然常数e为底的指数函数，此计算公式为本领域技术人员公知的现有技术。步骤C:已知烘后烟丝样品的含水率目标值，在该环境温度和环境相对湿度条件下,通过红外水分仪得到烘后烟丝样品的含水率检测值W1,利用烘箱法得到烘后烟丝样品的含水率实际值W2，含水率检测值W1减去含水率实际值W2可得到烘后烟丝样品含水率的误差值W，该烘后烟丝样品含水率的误差值W即为红外水分仪测得烘后烟丝样品含水率的修正值；步骤D：将烘后烟丝样品含水率的修正值、检测点的环境温度、环境相对湿度、环境绝对湿度和烘后烟丝样品的含水率目标值作为一个数据组，重复步骤A到步骤C得到不少于50个数据组并形成训练数据集；具体训练数据集见下表1：表1：训练数据集序号烘后烟丝样品含水率目标值/%检测点环境温度/℃检测点环境相对湿度/%检测点环境绝对湿度/kPa烘后烟丝样品含水率的修正值/%拟合修正值/%残差/%113.2517.555.4110.56-1.96-2.070.11213.1118.755.4119.30-2.22-2.04-0.18312.6319.562.7141.94-1.70-1.960.25413.1619.562.7141.94-2.14-2.01-0.13513.0518.254.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烤烟型烘后烟丝含水率的修正值计算方法,其特征在于:包括如下步骤：步骤A:采集检测点的环境温度、环境相对湿度；步骤B:根据检测到的环境温度和环境相对湿度计算出环境绝对湿度；步骤C:已知烘后烟丝样品的含水率目标值，在该环境温度和环境相对湿度条件下,通过红外水分仪得到烘后烟丝样品的含水率检测值W1, 利用烘箱法得到烘后烟丝样品的含水率实际值W2，含水率检测值W1减去含水率实际值W2可得到烘后烟丝样品含水率的误差值W，该烘后烟丝样品含水率的误差值W即为红外水分仪测得烘后烟丝样品含水率的修正值；步骤D：将烘后烟丝样品含水率的修正值、检测点的环境温度、环境相对湿度、环境绝对湿度和烘后烟丝样品的含水率目标值作为一个数据组，重复步骤A到步骤C得到不少于50个数据组并形成训练数据集；步骤E：以训练数据集中烘后烟丝样品含水率的修正值为因变量，训练数据集中的环境温度、环境相对湿度、环境绝对湿度以及烘后烟丝样品的含水率目标值为自变量，采用基于留一交叉验证的偏最小二乘回归法建立烘后烟丝含水率的修正值的计算模型，即红外水分仪测得烘后烟丝样品含水率的修正值与环境温度、环境相对湿度、环境绝对湿度和烘后烟丝样品的含水率目标值的对应关系，模型提取的分量数为1，最终选择生成一个最优的模型。...

【技术特征摘要】
1.一种烤烟型烘后烟丝含水率的修正值计算方法,其特征在于:包括如下步骤：步骤A:采集检测点的环境温度、环境相对湿度；步骤B:根据检测到的环境温度和环境相对湿度计算出环境绝对湿度；步骤C:已知烘后烟丝样品的含水率目标值，在该环境温度和环境相对湿度条件下,通过红外水分仪得到烘后烟丝样品的含水率检测值W1,利用烘箱法得到烘后烟丝样品的含水率实际值W2，含水率检测值W1减去含水率实际值W2可得到烘后烟丝样品含水率的误差值W，该烘后烟丝样品含水率的误差值W即为红外水分仪测得烘后烟丝样品含水率的修正值；步骤D：将烘后烟丝样品含水率的修正值、检测点的环境温度、环境相对湿度、环境绝对湿度和烘后烟丝样品的含水率目标值作为一个数据组，重复步骤A到步骤C得到不少于50个数据组并形成训练数据集；步骤E：以训练数据集中烘后烟丝样品含水率的修正值为因变量，训练数据集中的环境温度、环境相对湿度、环境绝对湿度以及烘后烟丝样品的含水率目标值为自变量，采用基于留一交叉验证的偏最小二乘回归法建立烘后烟丝含水率的修正值的计算模型，即红外水分仪测得烘后烟丝样品含水率的修正值与环境温度、环境相对湿度、环境绝对湿度和烘后烟...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡建军，冯银龙，边永生，郝菊芳，鲁平，李耀光，冯晓民，张永江，赵振伟，何文婕，
申请(专利权)人：河南中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河南,41