專利名稱：一種煙葉葉片面積測(cè)定系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種煙葉葉片面積測(cè)定系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于煙草加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煙葉葉片面積測(cè)定系統(tǒng)。
技術(shù)背景[0002]葉片結(jié)構(gòu)是衡量打葉質(zhì)量的重要指標(biāo)，同時(shí)也是影響煙絲結(jié)構(gòu)的主要因素，而 后者又是決定卷煙卷制質(zhì)量如單支重量、煙支密度、端部落絲量、空頭率和卷制質(zhì)量穩(wěn) 定性的重要因素。目前葉片結(jié)構(gòu)的測(cè)定主要是利用篩分的方法使不同尺寸的葉片分離， 結(jié)果以各層或某層篩網(wǎng)上的累積質(zhì)量占總質(zhì)量的比例來表示。一方面，由于葉片為柔性 不規(guī)則的片狀結(jié)構(gòu)，在篩分的過程中容易產(chǎn)生“超篩”、“漏篩”和“掛篩”等現(xiàn)象， 使結(jié)果造成很大的誤差；而且采用篩分測(cè)定煙葉葉片的方法耗時(shí)較長(zhǎng)，且浪費(fèi)大量的人 力物力。另一方面，由于篩網(wǎng)層數(shù)的限制，該測(cè)定方法僅測(cè)定了離散的葉片尺寸分布 百分比，無法準(zhǔn)確地描述葉片的真實(shí)面積分布情況。C.A.Wood和W.S.Cox指出，即使 不同的葉片篩分后具有同樣的結(jié)果，各個(gè)尺寸葉片所占的質(zhì)量百分比仍可能是不同的。 RFunke等也認(rèn)為，具有相同1/2英寸以上百分比的葉片可能生產(chǎn)出截然不同結(jié)構(gòu)分布的 煙絲。[0003]隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和圖像識(shí)別技術(shù)的飛速發(fā)展，為準(zhǔn)確、快速測(cè)定煙葉葉片面積 提供了充分的技術(shù)條件。利用計(jì)算機(jī)圖像采集、處理技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)煙葉葉片面積測(cè)定的 自動(dòng)化，提高測(cè)定的準(zhǔn)確性，節(jié)省大量的人力物力。發(fā)明內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型主要目的正是基于上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題而提供一種煙葉葉 片面積測(cè)定系統(tǒng)，通過對(duì)煙葉葉片采用多級(jí)皮帶鋪料方式實(shí)現(xiàn)葉片分散，對(duì)分散開的煙 葉葉片采用實(shí)時(shí)圖像采集，將采集后的數(shù)據(jù)信息傳輸至計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理，從而實(shí)現(xiàn) 煙葉葉片面積的測(cè)定。[0005]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的所采取的技術(shù)方案是[0006]本實(shí)用新型的煙葉葉片面積測(cè)定系統(tǒng)，包括多級(jí)皮帶傳送鋪料裝置，圖像采集 裝置和計(jì)算機(jī)圖像處理裝置，所述多級(jí)皮帶傳送鋪料裝置是由支架、安裝在支架上的自 上而下設(shè)置的多級(jí)皮帶傳送機(jī)構(gòu)，在第一級(jí)皮帶傳送末端設(shè)置有限料輥，圖像采集裝置 設(shè)置在最后一級(jí)皮帶傳送機(jī)構(gòu)上方，圖像采集裝置通過數(shù)據(jù)傳輸線與計(jì)算機(jī)圖像處理裝 置相連接。[0007]所述多級(jí)皮帶傳送機(jī)構(gòu)共分為五級(jí)，各級(jí)皮帶傳送機(jī)構(gòu)的傳送速度自上而下逐 級(jí)加大，并采用折返式布置以節(jié)省占地面積，即前一級(jí)皮帶與下一級(jí)皮帶運(yùn)動(dòng)方向相 反。為便于安置圖像采集裝置，最后一級(jí)皮帶傳送機(jī)構(gòu)(即第五級(jí))可與其前一級(jí)皮帶 傳送機(jī)構(gòu)(即第四級(jí))運(yùn)動(dòng)方向相同。[0008]圖像采集裝置包括二條LED發(fā)光二極管燈陣、CCD相機(jī)、數(shù)據(jù)傳輸線；LED發(fā) 光二極管采用藍(lán)色燈管。[0009]計(jì)算機(jī)圖像處理裝置包括計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)、圖像分析軟件及數(shù)據(jù)資料庫(kù)。[0010]本實(shí)用新型的具體工作過程如下[0011]煙葉葉片經(jīng)過多級(jí)皮帶鋪料裝置實(shí)現(xiàn)葉片分散鋪料，分散后的葉片經(jīng)傳送皮帶 傳送至圖像采集裝置下方視場(chǎng)區(qū)域，經(jīng)CCD相機(jī)進(jìn)行圖像采集，采集后的圖像信息傳 輸至計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理，經(jīng)數(shù)據(jù)處理獲得每一煙葉葉片的面積，實(shí)現(xiàn)煙葉葉片面積測(cè)定。[0012]煙葉葉片在第一級(jí)皮帶上進(jìn)料，煙葉葉片隨一級(jí)皮帶運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)至一級(jí)皮帶 末端時(shí)，經(jīng)限料輥實(shí)現(xiàn)葉片均勻限量喂料的作用，葉片分散落在二級(jí)皮帶上，二級(jí)皮帶 與一級(jí)皮帶運(yùn)動(dòng)方向相反且速度快于一級(jí)皮帶，通過速度差將葉片分散開，但不能實(shí)現(xiàn) 完全的分散，煙葉在二級(jí)皮帶上隨皮帶運(yùn)動(dòng)至二級(jí)皮帶末端散落到三級(jí)皮帶上，三級(jí)皮 帶與二級(jí)皮帶運(yùn)動(dòng)方向相反且速度快于二級(jí)皮帶，葉片被進(jìn)一步分散，以此類推，至到 煙葉落在傳送皮帶上。由于多級(jí)皮帶和傳送皮帶自上而下傳送速度逐級(jí)加快，從而最終 實(shí)現(xiàn)了煙葉葉片的攤薄、分散鋪料。[0013]經(jīng)多級(jí)皮帶分散后的煙葉葉片在傳送皮帶的傳動(dòng)下到達(dá)CCD相機(jī)的視場(chǎng)區(qū)域， 二條LED發(fā)光二極管燈陣位于視場(chǎng)左右兩側(cè)的上方，LED發(fā)光二極管從左右兩側(cè)照射使 視場(chǎng)形成無影區(qū)域，視場(chǎng)內(nèi)的無影葉片圖像被CCD相機(jī)收集，從而得到煙葉葉片的圖像 信息，采集的圖像信息經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸線實(shí)時(shí)傳輸至圖像處理計(jì)算機(jī)。為了增加圖像信息采 集的準(zhǔn)確性和可靠性，本實(shí)用新型的傳送皮帶速度可調(diào)(0 5m/s)，皮帶表面采用綠 色增加對(duì)比度同時(shí)減少皮帶污染引起的誤差，LED發(fā)光二極管燈采用藍(lán)色燈管，經(jīng)試驗(yàn) 研究其它燈光對(duì)二值化處理會(huì)代理一定得誤差。[0014]CCD相機(jī)采集的圖像信息傳輸至圖像處理計(jì)算機(jī)后，計(jì)算機(jī)利用葉片面積分析 軟件對(duì)采集的每一幀圖片進(jìn)行二值化處理，并與數(shù)據(jù)資料庫(kù)的煙葉葉片信息進(jìn)行對(duì)比， 將不完整葉片進(jìn)行拼接，計(jì)算每一片煙葉葉片的面積，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個(gè)煙葉樣品葉片面積 的測(cè)定。[0015]本實(shí)用新型的特點(diǎn)在于首先，利用多級(jí)皮帶鋪料裝置實(shí)現(xiàn)煙葉葉片的分散鋪 料；其次，利用LED 二級(jí)管燈陣照射及CCD相機(jī)實(shí)現(xiàn)煙葉葉片圖像信息的采集；再 次，利用圖像信息處理軟件對(duì)采集的煙葉圖片進(jìn)行二值化處理，計(jì)算葉片所占像素?cái)?shù)及 每個(gè)像素所對(duì)應(yīng)實(shí)際面積，進(jìn)而測(cè)定煙葉葉片的面積。該方法可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)試，經(jīng)過 測(cè)試煙葉樣品，可以準(zhǔn)確掌握樣品每一片葉片的面積，為后續(xù)的切葉絲及卷制環(huán)節(jié)提供 指導(dǎo)，同時(shí)該方法可節(jié)省大量的人力、物力。


[0016]圖1是葉片圖像采集系統(tǒng)。[0017]圖中1、限料輥，2、第一級(jí)皮帶，3、第二級(jí)皮帶，4、第三級(jí)皮帶，5、第四 級(jí)皮帶，6、支架，7、計(jì)算機(jī)圖像處理裝置，8、第五級(jí)皮帶，9、CCD相機(jī)，10、LED 發(fā)光二極管燈陣，11、數(shù)據(jù)傳輸線。
具體實(shí)施方式
[0018]本實(shí)用新型
以下結(jié)合附圖作進(jìn)一步描述4[0019]參見附圖，煙葉葉片面積測(cè)定系統(tǒng)，包括多級(jí)皮帶鋪料裝置、圖像采集裝置、 計(jì)算機(jī)圖像處理裝置。所述多級(jí)皮帶傳送鋪料裝置是由支架、安裝在支架上的自上而下 設(shè)置的五級(jí)皮帶傳送機(jī)構(gòu)，在第一級(jí)皮帶傳送末端設(shè)置有限料輥，圖像采集裝置設(shè)置在 最后一級(jí)皮帶傳送(即第五級(jí))機(jī)構(gòu)上方，圖像采集裝置通過數(shù)據(jù)傳輸線與計(jì)算機(jī)圖像 處理裝置相連接。[0020]煙葉樣品經(jīng)第一級(jí)皮帶傳送機(jī)構(gòu)2及限料輥1共同作用實(shí)現(xiàn)均勻限量鋪料，煙葉 葉片經(jīng)第一級(jí)皮帶2末端散落到第二級(jí)皮帶3上，經(jīng)第二級(jí)皮帶3加速散落在第三級(jí)皮帶 4上，依次類推，且自上而下多級(jí)皮帶逐級(jí)加速，當(dāng)煙葉葉片經(jīng)第四級(jí)皮帶5加速后實(shí)現(xiàn) 葉片的完全分散；分散開的煙葉葉片散落在第五級(jí)皮帶8上，經(jīng)傳送皮帶傳動(dòng)至LED發(fā) 光二極管燈陣10下，反射后的燈光經(jīng)CCD相機(jī)9進(jìn)行圖像采集，采集后的圖像信息經(jīng)數(shù) 據(jù)傳輸線11傳送至計(jì)算機(jī)圖像處理裝置7，經(jīng)圖像處理軟件分析，實(shí)現(xiàn)煙葉葉片面積的 測(cè)定。
權(quán)利要求1.一種煙葉葉片面積測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于包括多級(jí)皮帶傳送鋪料裝置，圖像采 集裝置和計(jì)算機(jī)圖像處理裝置，所述多級(jí)皮帶傳送鋪料裝置是由支架、安裝在支架上的 自上而下設(shè)置的多級(jí)皮帶傳送機(jī)構(gòu)，在第一級(jí)皮帶傳送末端設(shè)置有限料輥，圖像采集裝 置設(shè)置在最后一級(jí)皮帶傳送機(jī)構(gòu)上方，圖像采集裝置通過數(shù)據(jù)傳輸線與計(jì)算機(jī)圖像處理 裝置相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙葉葉片面積測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于多級(jí)皮帶傳送機(jī)構(gòu) 的傳送速度自上而下逐級(jí)加大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煙葉葉片面積測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于多級(jí)皮帶傳送機(jī) 構(gòu)共分五級(jí)，前四級(jí)皮帶傳送機(jī)構(gòu)采用折返式布置；第五級(jí)皮帶傳送機(jī)構(gòu)與第四級(jí)皮帶 傳送機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方向相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙葉葉片面積測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于圖像采集裝置包括 二條LED發(fā)光二極管燈陣、CCD相機(jī)、數(shù)據(jù)傳輸線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙葉葉片面積測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于LED發(fā)光二極管采 用藍(lán)色燈管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙葉葉片面積測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于計(jì)算機(jī)圖像處理裝 置包括計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)、圖像分析軟件及數(shù)據(jù)資料庫(kù)。
專利摘要一種煙葉葉片面積測(cè)定系統(tǒng)，其特征在于包括多級(jí)皮帶傳送鋪料裝置，圖像采集裝置和計(jì)算機(jī)圖像處理裝置，所述多級(jí)皮帶傳送鋪料裝置是由支架、安裝在支架上的自上而下設(shè)置的多級(jí)皮帶傳送機(jī)構(gòu)，在第一級(jí)皮帶傳送末端設(shè)置有限料輥，圖像采集裝置設(shè)置在最后一級(jí)皮帶傳送機(jī)構(gòu)上方，圖像采集裝置通過數(shù)據(jù)傳輸線與計(jì)算機(jī)圖像處理裝置相連接。本實(shí)用新型的特點(diǎn)在于首先，利用多級(jí)皮帶鋪料裝置實(shí)現(xiàn)煙葉葉片的分散鋪料；其次，利用LED二級(jí)管燈陣照射及CCD相機(jī)實(shí)現(xiàn)煙葉葉片圖像信息的采集；再次，利用圖像信息處理軟件對(duì)采集的煙葉圖片進(jìn)行二值化處理，計(jì)算葉片所占像素?cái)?shù)及每個(gè)像素所對(duì)應(yīng)實(shí)際面積，進(jìn)而測(cè)定煙葉葉片的面積。
文檔編號(hào)G01B11/28GK201811723SQ20102054721
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者劉朝賢, 堵勁松, 張玉海, 徐大勇, 朱文魁, 李善蓮, 林玉紅, 鄧國(guó)棟 申請(qǐng)人:中國(guó)煙草總公司鄭州煙草研究院