基于机器视觉技术的烟用包装膜磨损程度测定方法

为了快速准确地测定烟用包装膜的磨损程度,提出了一种基于机器视觉技术的烟用包装膜磨损程度测定方法:通过改造后的摩擦系数测定仪模拟烟用包装膜的磨损情况,针对烟用包装膜磨损后的表面形貌,通过成像装置采集样品图像,对图像进行边缘轮廓提取、二值化、图像分割和去除噪声处理后获取了烟用包装膜的完整特征,利用图像处理分析软件计算了烟用包装膜的磨损程度。结果表明,该方法能够满足烟用包装膜磨损程度测定的需求,测试结果稳定可靠,测量误差仅0.1%。

基于机器视觉的烟用接装纸几何参数测量系统的设计应用

采用光学投影测量仪测量烟用接装纸几何参数,依靠实验人员的目测定位待测目标和数据判读,检测效率和测量精度较低,为此设计了基于机器视觉的测量系统。该系统以机器视觉系统为基础,由检测平台和计算机两部分组成,系统采用嵌入式MCU控制步进电机驱动检测平台,相机连续采集待测纸样的图像,分析得到图像中存在边缘或孔线时,系统驱动运动平台将待测目标移动至定位基准点,通过增量式线性编码器记录载物运动平台的相对位置,经过运算获得待测纸样的相关测试结果。实验结果表明:基于机器视觉的烟用接装纸几何参数测量系统能够满足接装纸检测行业标准的要求,实现了对接装纸纸宽、孔线宽度以及孔线距边宽度的自动化精确测量,系统对激光打孔接装纸的识别率为100%,测量精度优于0.02 mm。

半自动分拣线上运动条烟的在线识别

为提高立式条烟分拣机的分拣效率,节省分拣时间,采用视觉技术实现了烟草物流配送中心半自动分拣线上运动条烟的在线识别。搭建视觉系统平台进行图像采集;对获取的图像进行预处理,提出了一种"两步法"的轮廓提取算法,并在此基础上提取图像的颜色、纹理、形状等特征;利用获取的图像特征建立图像特征数据库,通过图像最小特征距离准则进行图像识别,自动完成每一个订单内各条烟品牌和数量的核对。结果表明:物流中心按4条配送线日均配送量约5万条计算,可节省时间0.5 h/d。系统运行稳定,可满足6幅/秒的条烟图像处理速度要求,识别正确率在99.99%以上,有效满足了条烟现场识别的需求,保证了条烟分拣的顺利进行。

基于机器视觉的卷烟纸罗纹深度测量仪的设计

针对目前国内卷烟纸罗纹深度测量仪制造的空白,设计了基于机器视觉的卷烟纸罗纹深度测量仪。仪器由照明系统、图像采集系统、控制软件3部分组成:照明系统采用低角度环形光源,图像采集系统采用了进口工业相机和工业镜头,控制软件能够自动完成卷烟纸图像的方向识别、图像旋转、统计投影、罗纹深度计算等功能。对比实验结果表明,该仪器测得的卷烟纸罗纹深度和国外同类型仪器测量结果显著相关;稳定性实验结果表明该仪器测量稳定性较好。

Z比分数-模糊AHP评价模型在卷烟成品实验室检测能力评价中的应用

为解决Z比分数法只能对卷烟成品实验室单个指标进行分析评价问题,将Z比分数、层次分析法(Analytic Hierarchy Process)与模糊综合评价法相结合,建立了Z比分数-模糊AHP评价模型。评价分为8个步骤:构建卷烟成品实验室评价指标体系,利用AHP确定各指标权重,将实验室每个样品的指标检测值转化为Z比分数(Z,ZB,ZW),利用模糊评价方法建立评语集和对应的分数集,把每个指标各样品Z比分数在评语集各等级所占比例作为隶属度,形成模糊判断矩阵,最终得到实验室物测、烟气以及综合检测能力评价得分及排序。以10个实验室为例验证了该模型的综合评价能力。结果表明,该综合评估方法适用于多样品和多指标的实验室比对综合能力评价,可以整体评价实验室物测、烟气和综合检测能力,并可分析查找存在问题的指标,为卷烟成品实验室的优化改进及提升检测能力水平提供了支持。

旋转笼法卷烟端部落丝自动测试仪的改进设计

为了解决现有旋转笼法卷烟端部落丝测试仪检测效率不高和存在人为操作误差等问题,采用自动称量和计算机控制技术,研制了YDL-Ⅲ型旋转笼法卷烟端部落丝自动测量仪。该测量仪主要由旋转笼、称量单元、驱动单元和测控单元组成,只需将待测烟支试样放入旋转笼内,仪器就能自动完成卷烟端部落丝量的测量,以及测量数据的统计、分析、存储和打印等。YDL-Ⅲ型测量仪实现了旋转笼法卷烟端部落丝的自动称量,提高了检测效率,减轻了操作人员的劳动强度,消除了测量过程中的人为误差。与Borgwaldt-KC公司的E44型烟支末端掉丝检测仪进行对比试验表明,两种仪器无显著性差异,测试结果具有较好的相关性。

基于改进VGG16卷积神经网络的烟丝类型识别

为改善人工分拣烟丝效率低下,分类效果差导致香烟品质难以得到保证的现象,提出一种将机器视觉和深度学习相结合的烟丝类型识别方法。实验采集了4种烟丝图像并经过预处理以后送入以VGG16为基础改进的Light-VGG网络模型中进行分类,改进包括减少VGG16中卷积核个数以优化网络结构;增加残差模块以提升模型学习能力;使用全局池化代替全连接层,大幅减少网络参数量,应对网络过拟合。Light-VGG相比VGG16参数量减少96.5%,预测时间减少20.3%,在自建烟丝数据集中准确率达到95.5%,也明显高于其他神经网络(AlexNet、VGG13、GoogLeNet),实现了快速、准确识别烟丝类型的目标。

DD60A和D51密度仪测量结果比较

分别采用DD60A和D51密度仪测定制丝生产线冷却后和储丝后成品烟丝样品,并将两者的测定结果进行分析,对这两台仪器性能进行比较并作出评价。结果显示,D51测量精密度优于DD60A;对同一烟丝样品,D51和DD60A的测量结果之间相关性显著(P<0.05),其中A类烟丝特别显著,其相关系数为0.9552(P<0.001);烟丝含水率及环境温湿度的变化对DD60A的影响较D51明显。

凉山烟区生态因素与烟叶质量特点分析

对四川省凉山烟区适宜种植烤烟的基础条件、气候因素、土壤养分状况及所产烟叶的质量特点进行了分析。结果表明:①该烟区具有无霜期长,≥10℃积温高,日均温≥20℃持续天数多等特点,地形地貌多以河谷和中低山为主,土壤主要类型有红壤、紫色土、黄棕壤、水稻土等。土壤多呈中性至微酸性,0～60cm土层的土壤含氯量较低,多项指标均达到了烤烟适宜或最适宜类型生长发育所要求的环境条件;②凉山烟区太阳辐射较强、日照时数较长、降雨量较适宜是形成该区烟叶香气质好、量足,区域特色明显的主要生态学因素;③凉山烟区土壤养分含量存在一定的差异。一般土壤有机质含量较丰富,总体供氮水平较高,土壤可交换阳离子含量适中,多数中微量元素含量丰富,但由于部分土壤速效磷和硼含量较低,在一定程度上影响了烟叶质量,烟草生长前期应适当增施磷肥作为基肥和后期追施硼肥;④凉山烟叶颜色以桔黄为主,外观品质较好。化学成分含量较适宜,比例协调。香型风格突出,感官质量较好。

不同温湿度发酵条件对晒黄烟中性致香物质的影响

为探讨不同温湿度发酵条件对宁乡晒黄烟中性致香物质的影响,选取上部叶和中部叶,在4种温湿度发酵条件下发酵30d,利用气质联用法测定中性致香物质含量的变化。结果表明,所测6类中性致香物质在发酵过程中均有不同程度增加,其中赖百当类转化产物增加最多,其次为棕色化反应产物、类胡萝卜素转化产物、类西柏烷类转化产物、苯丙氨酸转化产物,新植二烯略有降低。不同温湿度发酵条件下,以中温高湿的发酵条件在20～24d中性致香物质增幅较大,而中温低湿或低温中湿条件下中性致香物质缓慢增加,拉长了发酵时间,高温中湿不利于生成致香物质的积累,同时内含物消耗较多。

攀西烤烟香气质量与中性致香成分的关系研究

为了探究攀西烤烟烟叶中性致香成分与香气质和香气量的定量关系,并为客观准确评价烟叶质量提供新方法,该文采用偏相关分析、通径分析和逐步回归的分析方法,建立数学模型,研究了影响烤烟香气质量的中性致香成分。结果表明,对香气量、香气质正面直接影响最大的是胡萝卜素降解产物和棕色化反应产物,苯丙氨酸降解产物对香气质量的影响较小;而负面直接影响较大的成分主要集中在类烯柏烷降解产物、新植二烯及个别醛类上,丙氨酸类降解产物、类胡萝卜素降解产物和棕色化反应产物个别成分也有一定的负面影响。在卷烟配方中,首先要考虑胡萝卜素降解产物和棕色化反应产物,然后再综合考虑其它中性致香成分的协调性。

卷烟燃吸过程中温度分布检测系统的开发与应用

卷烟燃烧锥内部温度分布检测采用的微细热电偶检测技术,存在热电偶定位不准确、热电偶易折损、被测卷烟易变形、数采系统与吸烟机不同步等问题。为此,采用微细热电偶模块化、烟支反射光定位预打孔、螺旋测微器控制插入深度等技术,研制开发了卷烟燃吸过程温度分布检测系统。应用结果表明:①烟支反射光定位预打孔技术和热电偶模块化设计,降低了操作过程中对被测卷烟造成的变形和微细热电偶的损伤;②螺旋测微器进位装置对热电偶模块插入烟支内部的轴向和径向定位,提高了热电偶检测位置的准确性,控制精度由0.5 mm提高到0.01 mm;③通过负压联动机制实现了卷烟抽吸与数据采集同步,提高了检测结果的重复性。该检测系统操作灵活,自动化程度高,有效降低了人为因素的影响,提高了工作效率。

基于图像处理的烟支污点面积测量方法

针对目前烟支污点检测人工测量的各种问题,提出一种基于图像处理技术的烟支污点面积测量方法。该方法以机器视觉系统为硬件平台,首先采用柱面模型进行图像转换,建立图像坐标系与展开坐标系的映射关系;然后利用正切函数对图像作增强处理,增强目标与背景的对比度;最后通过改进的区域生长法分割污点,排除烟支周期纹理和颜色分布的干扰。实验结果表明:该方法测量效率高,稳定性强,精度达到0.03 mm2,能够满足烟支污点的检测需求。

基于计算机视觉的卷烟包装方正度测量方法

为准确测量卷烟包装的方正度,提出了一种基于计算机视觉的盒包方正度测量方法。首先对测量装置中各器件间的几何参数以及相机参数和镜头畸变校正系数进行确定;其次通过图像处理算法获得光栅条纹图像,利用相移法和多频外差原理法获取绝对相位值,并结合高度-相位转换关系得到盒包表面各像素点的三维坐标信息;最后通过旋转盒包获取4个不同角度的盒包三维信息,构建点云并计算盒包方正度。结果表明,本文方法的角度测量误差低于0.2°,方正度重复测量标准偏差0.01,测量时间小于3 s,其稳定性和测量精度均能够满足卷烟包装方正度的测量要求。该方法为解决接触式测量过程中盒包形变问题提供了一种技术手段。

全二维气相色谱/质谱的原理及应用综述

简要回顾了全二维气相色谱的发展史、工作原理、仪器构成、优越性及其在石化、食品、环保等领域的应用,并讨论了该技术应用于烟草化学成分分析的可行性。

测量系统分析(MSA)在卷烟工艺质量管理中的应用

为了解测量系统中的波动源及其对测量结果的影响程度,以期对测量系统进行明确判断,利用计量型和计数型测量系统分析方法,以卷烟综合测试台、烟丝填充仪和盒包透明纸缺陷标准为例,介绍了测量系统分析在卷烟工艺质量管理中的应用过程,并对Minitab生成的图形和会话窗口进行了分析和说明。测量系统分析应用数理统计方法科学地找出了引起波动的原因,为卷烟工艺质量的改进提供了帮助。

基于多元分析法的卷烟物理指标综合测试系统的能力评价

为了准确系统地评估卷烟物理指标综合测试系统的能力,弥补传统的一元测量系统分析方法的不足,从多元角度出发,将卷烟物理指标综合测试系统视为一个多元测量系统,采用两阶段法和修正区域法相组合的方法对测量系统进行评定。两阶段法中,第一阶段用烟支物检设备溯源比对棒代替卷烟进行测量,估计测量系统波动;第二阶段用相同仪器测量卷烟的历史数据估计总波动。采用修正区域法对测量系统能力进行整体评价,给出了重复性与再现性百分比%R&R和精度公差比%P/T两个重要评价指标及含义,还给出了重复性波动百分比%EV和再现性波动百分比%AV的计算公式,用于指导设备调试工作。结果表明:1建立的卷烟物理指标综合测试系统能力评价指标%R&R为16.49%,%P/T为12.92%,均在10%~30%之间,表明该系统的测量能力足够,测量精度较高。2多元测量系统分析方法充分考虑了卷烟各物理指标之间的相关性,具有较好的准确性和整体性,适用于不同型号卷烟综合测试台的测量分析。

烟草等温吸脱附性能检测装置的设计与实现

为解决现有装置在温湿度控制、样品称量、程序控制等方面存在的问题,设计了一种新型烟草等温吸脱附性能检测装置。该装置主要由气体预混合单元、恒温箱体、质量称重单元以及控制与数据采集单元等部分组成。气体预混合单元主要实现饱和湿空气与干空气的混合,用于产生温度5℃-90℃,相对湿度5%-90%的混合气体;恒温箱体采用金属-保温材料-金属的3层结构,通过PID控制器对水温进行控制,保持温度恒定;质量称重单元中的实验腔与称重传感器分别独立设置,实现在高温高湿状态下准确称取样品质量;编写的上位机软件直接通过串口与各器件进行通讯,便于设定实验参数以及实现自动调节和实时监控。通过空白重复试验验证了装置的可靠性与稳定性,并考察了山东C3F烟丝样品的吸脱附性能。结果表明：该装置能够应用于烟草等温吸脱附性能检测,检测过程稳定可靠,可在线检测温度5℃-90℃和相对湿度0%-90%环境下烟草样品质量（0.000 1-100 g）随时间变化的数据,所测样品数据重复性好,能够表征该烟草样品对水分的吸脱附特性。

卷烟感官评价自动化试样制备系统的设计

为解决卷烟感官评价人工试样制备中存在的劳动强度大、效率低、容易产生人为差错等问题,设计了卷烟感官评价自动化试样制备系统。该系统主要由试样生成与打码单元、试样自动封装单元、软件控制与分析系统3部分组成。烟支在试样生成与打码单元中进行料斗选择和烟支喷码,在试样自动封装单元中完成组合封装,通过软件控制与分析系统完成样品编码方案生成、制样过程控制及评价结果的统计分析功能。应用效果表明,卷烟评吸自动制样系统实现了试样制备及结果判定由人工向自动化操作的转变,25个评吸员对20组样品进行三点检验所需制样时间由1260 min减少到198 min,有效提高了制样效率,保证了评吸结果的准确性和可靠性。

应用于直线型吸烟机的卷烟热塌陷测量装置设计

为提高卷烟热塌陷检测效率,扩展直线型吸烟机的功能,设计了一种应用于直线型吸烟机的卷烟热塌陷测量装置。该装置主要由人机交互单元、采集控制单元及多个测量单元组成,配合直线型吸烟机的机械结构及运行过程,利用高精度位移传感器和红外温度传感器作为测量和定位器件,在卷烟抽吸过程中实时测量卷烟的热塌陷值。采用多层总线式控制系统,实现了多支卷烟的同时测量。结果表明,试验样本滤嘴和烟支部分P值均小于0.05,分组合并标准偏差均小于0.10,符合YC/T 354—2010测试要求。该装置实现了对卷烟热塌陷指标的测量,具有良好的稳定性、一致性和准确性,可同时测量多支卷烟的热塌陷,有效提高了测量效率。