一种烟叶厚度、密度无损检测系统和方法技术方案

一种烟叶厚度、密度无损检测系统和方法，包括底座、设在底座上的厚度检测单元、X射线图像采集单元以及载物单元，厚度检测单元包括测厚仪滑块、激光测厚仪及安装支架，激光测厚仪由两个上下对射的激光位移传感器组成；图像采集单元包括铅质外壳、X射线发生器及探测器、探测器滑块、支承轨道；载物单元包括平台、烟叶放置板、压板等，烟叶放置板通过放置板滑块设置在平台上且可左右滑动。本发明专利技术的优点是搭建了一套自动送样的烟叶厚度、密度无损检测系统，采用激光测厚法，无损检测烟叶厚度，采用X射线透射成像法，无损检测烟叶密度，且检测结果具有较好的可重复性，可用于生产线实时检测烟叶厚度、密度等物理特性，具有较高的实用价值。具有较高的实用价值。具有较高的实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种烟叶厚度、密度无损检测系统和方法
[0001]

[0002]本专利技术涉及烟叶物理特性检测，具体涉及一种烟叶厚度、密度无损检测系统和方法。

技术介绍

[0003]厚度、密度是烟叶重要的物理指标，与烟叶的品质及耐加工性有着紧密的联系，随着对不同烟叶打叶复烤加工特性研究的深入，发现烟叶厚度、密度对打叶参数调整、烟片结构控制以及打叶复烤加工质量都有较为显著的影响。因此，对烟叶厚度、密度的准确检测可以有效掌握烟叶原料状况，把握烟叶加工过程参数设置，提升烟叶加工质量，提高烟叶使用价值，充分挖掘烟叶质量潜力。
[0004]目前烟草行业针对烟叶厚度的测定主要采用直接测量单层厚度或层积厚度的方法，使用螺旋测微器直接测量单片烟叶或者多片烟叶的厚度；烟叶密度的测定采用固定面积的打孔器取样，然后检测样品质量并计算密度的方法。上述对烟叶厚度、密度的测定方法存在操作复杂、耗时长、对烟叶的结构存在破坏性，无法对检测结果的重复性和稳定性进行验证的问题。同时上述方法皆为实验室方法，无法应用到实际生产流水线上，其检测的时效性大打折扣。
[0005]激光测厚仪一般是由两个激光位移传感器上下对射的方式组成的，上下的两个传感器分别测量被测体上表面的位置和下表面的位置，通过计算得到被测体的厚度。激光测厚仪的优点在于它采用的是非接触的测量，相对接触式测厚仪更精准，不会因为磨损而损失精度。截至目前，还未发现有将激光测厚仪应用于烟叶厚度检测方面的报道。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的正是基于上述现有技术状况而提供的一种烟叶厚度、密度无损检测系统和方法，采用激光测厚法，无损检测烟叶厚度；采用X射线透射成像法，无损检测烟叶密度，本专利技术可实现自动进样、检测结果重复性好，可用于生产线实时检测，具有较高的实用价值。
[0007]本专利技术的目的通过以下方案来实现：一种烟叶厚度、密度无损检测系统，包括底座、设置在底座上的厚度检测单元、X射线图像采集单元以及载物单元，所述厚度检测单元包括测厚仪滑块、激光测厚仪及安装支架，激光测厚仪通过安装支架固定在测厚仪滑块上，测厚仪滑块安装在底座上，该厚度检测单元通过滑块在电机驱动下沿底座表面的滑轨进行滑动；所述X射线图像采集单元固定在底座的另一侧，包括铅质外壳、X射线发生器、X射线探测器、探测器滑块、支承轨道，铅质外壳和支承轨道均固定在底座上，铅质外壳设有用
于烟叶进样的窗口，X射线发生器置于铅质外壳顶部，X射线探测器固装于探测器滑块上，探测器滑块设置在支承轨道上并可在电机驱动下沿轨道左右滑动，带动X射线探测器进、出铅质外壳与X射线发生器配合进行烟叶图像采集，在铅质外壳的窗口处设有铅质挡板；所述载物单元包括平台、烟叶放置板、压板、挂板，烟叶放置板通过放置板滑块设置在平台上且可在平台上左右滑动，压板的一侧边铰接于平台的左侧并与烟叶放置板共同构成对烟叶样品的夹持，烟叶放置板和压板的中心部位均为对应的镂空结构，平台通过平台支架设置在底座上方位置，挂板通过挂板支架设置在铅质外壳上并可上下滑动便于将烟叶放置板上的烟叶掉落至X射线探测器上。
[0008]所述厚度检测单元中激光测厚仪的运动轨迹、载物单元中烟叶放置板的运动轨迹以及X射线图像采集单元中X射线探测器的运动轨迹均位于同一直线上。
[0009]所述平台支架固接在与激光测厚仪安装支架对边位置的底座的另一侧。
[0010]铅质挡板可在铅质外壳的窗口处上下滑动，以防工作时射线泄露。
[0011]所述挂板支架通过驱动电机沿铅质外壳上下移动，进而控制挂板的上下移动。
[0012]所述烟叶放置板和压板的中心部位的镂空结构为长方形，其长边方向与烟叶放置板运动方向的一致，长度在50
‑
80cm。
[0013]所述激光测厚仪由两个上下对射的激光位移传感器组成，分别通过两个悬臂与安装支架连接。
[0014]一种利用本专利技术检测系统进行烟叶厚度、密度无损检测的方法，是通过以下步骤来完成：（1）将烟叶平整地至于烟叶放置板中央，盖上压板，使压板压住烟叶边缘；（2）电机驱动滑块，带动对射式激光测厚仪向右滑动，测定烟叶中间部分的厚度，连续采样至少20个点，计算采样点的平均厚度，用于代表被测烟叶的厚度；（3）厚度测量完成后，对射式激光测距仪复位，压板翻起，烟叶放置板带着烟叶向X射线图像采集单元侧移动，移动到位后，挂板下移，烟叶放置板开始复位，烟叶由于挂板的阻挡而掉落至X射线探测器上；（4）X射线探测器带着烟叶，通过窗口向铅质外壳内部移动，X射线探测器完全进入铅质外壳后，铅质挡板下移封住窗口，X射线发生器开始工作，采集烟叶X射线图像；（5）由于烟梗的厚度、密度与叶片的厚度、密度差异较大，因此要将烟叶X射线图像中的烟梗部分进行去除处理，具体方法是使用阈值分割的方法分割出图像中烟梗的部分，记录分割出来的像素点的位置坐标，删除X射线图像中对应坐标的图像信息，完成X射线图像的去梗处理；（6）烟叶密度的计算，根据X射线强度衰减公式可知，穿过物质后X射线强度I（x）与原始强度I0成正比关系，与物质的厚度x成指数关系，由公式μ
m
=μ/ρ 可知，由于物质的质量吸收系数μ
m
不受物质的物理状态差异影响，因此在已知烟叶厚度的基础上，可以根据物质线性吸收系数μ的不同而计算出物质的密度。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术搭建了一套自动送样的烟叶厚度、密度无损检测系统。
[0016]本专利技术可无损检测烟叶的厚度、密度，检测结果具有较好的可重复性。
[0017]本专利技术可用于生产线实时检测烟叶厚度、密度等物理特性，具有较高的实用价值。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的烟叶厚度、密度检测系统的结构示意图。
[0019]图2为本系统的左视图。
[0020]图3为本系统的俯视图。
[0021]图4为烟叶传送过程示意图（烟叶位于放置板上未落之前）。
[0022]图5为烟叶传送过程的示意图（烟叶已落至探测器表面）。
[0023]图6为烟叶X射线图像采集检测的示意图（X射线探测器完全进入外壳中）。
[0024]图7为烟叶的X射线图。
[0025]图8为经过阈值处理后的X射线图。
[0026]图1
‑
3中：1.底座；2.测厚仪滑块；3.激光测厚仪；4.安装支架；5.压板；6.烟叶放置板；7.放置板滑块；8.平台；9.挂板；10.挂板支架；11.铅质外壳；12.X射线发生器；13.X射线探测器；14探测器滑块；15.轨道；16.铅质挡板；17.烟叶。
具体实施方式
[0027]下面将结合附图、实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限定本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。
[0028]本专利技术的烟叶厚度、密度无损检测系统的结构结合附图描述如下：如图1
‑
6所示：本专利技术的无损检测系统包括底座1、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烟叶厚度、密度无损检测系统，其特征在于：包括底座、设置在底座上的厚度检测单元、X射线图像采集单元以及载物单元，所述厚度检测单元包括测厚仪滑块、激光测厚仪及安装支架，激光测厚仪通过安装支架固定在测厚仪滑块上，测厚仪滑块安装在底座上，该厚度检测单元通过滑块在电机驱动下沿底座表面的滑轨进行滑动；所述X射线图像采集单元固定在底座的另一侧，包括铅质外壳、X射线发生器、X射线探测器、探测器滑块、支承轨道，铅质外壳和支承轨道均固定在底座上，铅质外壳设有用于烟叶进样的窗口，X射线发生器置于铅质外壳顶部，X射线探测器固装于探测器滑块上，探测器滑块设置在支承轨道上并可在电机驱动下沿轨道左右滑动，带动X射线探测器进、出铅质外壳与X射线发生器配合进行烟叶图像采集，在铅质外壳的窗口处设有铅质挡板；所述载物单元包括平台、烟叶放置板、压板、挂板，烟叶放置板通过放置板滑块设置在平台上且可在平台上左右滑动，压板的一侧边铰接于平台的左侧并与烟叶放置板共同构成对烟叶样品的夹持，烟叶放置板和压板的中心部位均为对应的镂空结构，平台通过平台支架设置在底座上方位置，挂板通过挂板支架设置在铅质外壳上并可上下滑动便于将烟叶放置板上的烟叶掉落至X射线探测器上。2.根据权利要求1所述的烟叶厚度、密度无损检测系统，其特征在于：所述厚度检测单元中激光测厚仪的移动轨迹、载物单元中烟叶放置板的移动轨迹以及X射线图像采集单元中X射线探测器的移动轨迹均位于同一直线上。3.根据权利要求1所述的烟叶厚度、密度无损检测系统，其特征在于：所述平台支架固接在与激光测厚仪安装支架对边位置的底座的另一侧。4.根据权利要求1所述的烟叶厚度、密度无损检测系统，其特征在于：铅质挡板可在铅质外壳的窗口处上下滑动。5.根据权利要求1所述的烟叶厚度、密度无损检测系统，其特征在于：所述挂板支架通过驱动电机沿铅质外壳上下移动，进而控制挂板的上下移动。6.根据权利要求1所述的烟...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐波，徐大勇，堵劲松，李嘉康，苏子淇，李辉，张玉海，邓国栋，
申请(专利权)人：中国烟草总公司郑州烟草研究院，
类型：发明
国别省市：