基于图像检测的烟支爆珠识别测量装置的制作方法

1.本实用新型涉及烟草加工领域，尤其涉及一种基于图像检测的烟支爆珠识别测量装置。


背景技术：

2.目前对于爆珠数据的无损检测方式多为微波法，即检测装置中包含一个有效宽度为4mm的微波谐振腔，被测烟支样品被缓慢送入该谐振腔中，基于微波谐振检测得到相应的波形曲线，曲线横坐标为时间，纵坐标为密度，通过密度数据识别出烟支内的爆珠并据此进行测量分析。
3.但由于谐振腔的检测范围存在一定局限性，当被测样品密度相对较高时，可能会超出谐振腔的检测量程，进而无法准确测定爆珠数据；此外，每次进行微波法检测时，均需要预先输入烟支长度和爆珠假定位置，换言之，采用传统的微波谐振腔进行爆珠识别检测类似于是对预判信息的校准过程，如果检测前爆珠位置信息完全未知，则现有的检测装置无法提供可靠的测量数据。再有，金属材质一般会反射微波，导致相关的微波单元损坏，这也为实际检测应用带来了不便。


技术实现要素：

4.由此，本实用新型旨在提供一种基于图像检测的烟支爆珠识别测量装置，从而规避微波谐振检测方式的诸多弊端。
5.本实用新型采用的技术方案如下：
6.一种基于图像检测的烟支爆珠识别测量装置，其中包括：轨道台架、x射线发射器、x射线影像探测器、储烟仓以及处理器；
7.所述轨道台架上设有烟支轨道，所述烟支轨道用于输送待测烟支样品；
8.用于存放待测烟支样品的所述储烟仓上设有电控出烟门，所述电控出烟门与所述烟支轨道的一端配合连接；
9.所述x射线发射器设置在所述烟支轨道的上方且朝向所述烟支轨道，用于提供x射线源；
10.所述x射线影像探测器设置在所述烟支轨道的下方且与所述x射线发射器的位置相对，所述x射线影像探测器用于探测x射线并形成影像；
11.所述处理器分别与所述电控出烟门、所述x射线发射器、所述x射线影像探测器电信号连接。
12.在其中至少一种可能的实现方式中，所述烟支轨道按预设角度倾斜设置，且所述储烟仓与所述烟支轨道的较高一端连接。
13.在其中至少一种可能的实现方式中，所述烟支轨道为由第一电机驱动的传送带，所述第一电机与所述处理器电信号连接。
14.在其中至少一种可能的实现方式中，所述储烟仓设有由第二电机驱动的推烟部
件，所述第二电机与所述处理器电信号连接。
15.在其中至少一种可能的实现方式中，所述储烟仓设有由电控气缸驱动的推烟部件，所述电控气缸的气路上的电磁阀与所述处理器电信号连接。
16.在其中至少一种可能的实现方式中，所述装置还包括与所述处理器电信号连接的光纤传感器，所述光纤传感器安装在所述x射线发射器与所述储烟仓之间，所述光纤传感器用于感应所述烟支轨道上输送的待测烟支样品。
17.在其中至少一种可能的实现方式中，所述装置还包括铅质罩壳，所述铅质罩壳至少罩设在所述轨道台架、所述x射线发射器、所述x射线影像探测器的外部。
18.在其中至少一种可能的实现方式中，所述装置还包括废烟仓，所述废烟仓连接在所述烟支轨道远离所述储烟仓的一端。
19.本实用新型的构思在于摒弃了微波谐振腔的传统识别测量方式，而是提出基于图像法对烟支影像进行爆珠识别测量，具体是利用x射线由上而下照射到烟支轨道上传运的待测烟支样品，并由烟支轨道下方的x射线影像探测器捕获x射线并成像得到待测烟支样品的x光图像，然后再由处理器对x光图像进行分析测定处理，这其中处理器还可以电气调控x射线发射器、x射线影像探测器以及储烟仓出烟等功能，实现对待测烟支样品x光图像的自动采集。
附图说明
20.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步描述，其中：
21.图1为本实用新型实施例提供的基于图像检测的烟支爆珠识别测量装置的示意图；
22.图2为本实用新型实施例提供的基于图像检测的烟支爆珠识别测量装置的较佳方案的示意图。
具体实施方式
23.下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
24.本实用新型提出了基于图像检测的烟支爆珠识别测量装置的实施参考，结合图1所示，具体包括：轨道台架1、x射线发射器2、x射线影像探测器3、储烟仓4、处理器5。具体地，所述轨道台架1上设有烟支轨道10，所述烟支轨道10用于输送待测烟支样品；所述储烟仓4用于存放待测烟支样品，其上设有电控出烟门41，所述电控出烟门41与所述烟支轨道10的一端配合连接；所述x射线发射器2设置在所述烟支轨道10的上方且朝向所述烟支轨道10，用于提供x射线源；所述x射线影像探测器3设置在所述烟支轨道10的下方且与所述x射线发射器2的位置相对，所述x射线影像探测器3用于探测x射线并形成影像；所述处理器5分别与所述电控出烟门41、所述x射线发射器2、所述x射线影像探测器3电信号连接(图中未示电连接)。
25.图1示出了一种可参考但非限定的烟支轨道10设置方式，即可以按预设角度(例如
但不限于45
°
)倾斜设置，且前述储烟仓4与该倾斜设置的所述烟支轨道10的较高一端连接，并借此形成与烟支轨道10一致的倾斜角度。
26.基于此示例，前述装置实施例的一种较佳的工作方式可借鉴如下：
27.基于成熟的诸如plc、单片机、嵌入式等形式的处理器(在一些优选实施例中，也可以采用具有cpu、硬盘、内存等配置的工控机)可以控制前述电控出烟门开起，以便待测烟支样品由此自身重力从储烟仓滚出，并且在实际操作中，该电控出烟门可以按单支逐个出烟的频率或者某预设的多支连续出烟频率进行控制，具体需要结合后续的轨道运输速率、x射线影像探测器捕获射线并成像的频率综合设定，对此控制方式本实用新型不做限定。接着，待测烟支样品在倾斜的烟支轨道上向低端滚动输送，本领域技术人员可以理解的是，输送速度与倾斜角度、烟支重量等相关，这同样可以按需设置。再者，处理器可以启动烟支轨道上方的x射线发射器，在实际操作中，可以是通过x射线发射器的控制模块按既定电压电流等触发x射线发射器持续或间歇工作，也即是在待测烟支样品滚动输送过程中，烟支轨道上方的x射线发射器可以按设定参数持续或按需输出x射线，这里的设定参数可以参考如下：射线强度为37kv、10ma，且射线辐射角可预设为40度。并且，处理器可以启动烟支轨道下方的x射线影像探测器，按预设的采样间隔，探测x射线并成像，在实际操作中该x射线影像探测器可以选用多种形式，例如但不限于x光图像增强器、ccd相机等可将x射线转换为图像格式的数字信号的设备，以ccd相机为例，可以配置其参数为扫描频率为100hz，分辨率为0.4mm
×
0.4mm。x射线影像探测器将x光图像信号传输至处理器，接着处理器对x光图像信号进行图像分析处理，具体的图像处理方式可以参考现有的成熟技术，此处可以不作限定和赘述。
28.而需要补充说明三点：
29.其一、为了便于收集处理经x射线照射的烟支样品(已不能使用，属于废品)，结合图1所示，可以在所述烟支轨道10远离所述储烟仓4的一端设置废烟仓8，其连接所述烟支轨道10的输送出口，由图1示例，该废烟仓8可以结合轨道台架1的具体形状设置在轨道台架1下部，经检测后的烟支可以顺势由烟支轨道10的输送出口掉落至该废烟仓8中。
30.其二、x射线影像探测器的拍摄频率，例如ccd相机的快门速率(也可以是前述扫描频率)等设置，可以结合待测烟支样品在烟支轨道上的输送速度、烟支轨道的倾斜角度、电控出烟门管控的出烟频率、烟支轨道上存在的待测烟支样品等，进行具体设定。例如可以设定为间隔较短时间的高速拍摄，也可以是按待测烟支样品的供给量按需拍摄。
31.其三、本实用新型提出采用x射线对烟支内部物体进行检测，并由烟支轨道下方的x射线影像探测器捕获x射线，因而需要考虑x射线对烟支轨道的穿透效果，由此可以考虑采用符合x射线穿透效果要求且不影响成像的轨道，例如但不限于该烟支轨道可选用厚度为1mm白色聚氯乙烯材质。
32.在前文基础上，结合图2所示，本实用新型进一步提供了一种基于图像检测的烟支爆珠识别测量装置的优选实施参考。与图1示例主要的差异在于，本优选实施例中，所述烟支轨道10是由第一电机11驱动的传送带(当然，为了适配x光检测场景，该传送带同样优选前文提及的可选用厚度为1mm白色聚氯乙烯材质)，所述第一电机11与所述处理器5电信号连接，也即是由所述处理器5控制第一电机11的启停以及速度(具体可通过第一电机的调速机构，例如变频器作为执行客体)。对于本示例，可以指出的是，在实际操作中所述传送带也
可以形成一定坡度，以使得连接在传送带入口端的储烟仓4依然可以按预设倾斜角度并靠烟支自身重力，从电控出烟门滚出。而在其他实施参考中，由于已经借助了第一电机11形成主动传送模式，因而该传送带(也即是烟支轨道)无需设为倾斜状态便可以实现对待测烟支样品的传输，但需要辅助考虑的是，当烟支轨道10采用水平设置时，如图2所示，储烟仓4也可能是水平配置的，所以无法依靠烟支自身重力向烟支轨道10输送烟支，由此，本实用新型在一些较佳实施例中，提出在所述储烟仓4还可以设有由第二电机42驱动的推烟部件43(例如但不限于采用推烟板或推烟杆等结构)，所述第二电机42与所述处理器5电信号连接。也即是，在该较佳实施例中可以由处理器5控制第二电机42运行，以实现带动推烟部件43将仓内待测烟支样品由电控出烟门41输出至烟支轨道10上。当然，本领域技术人员可以理解的是，一方面、采用第二电机42和推烟部件43的储烟仓4同样适用前文提及的具有倾斜角度的烟支轨道10场景中，以提升烟支输送效率、避免输送卡顿；另一方面、储烟仓4除了可以由第二电机42提供输送动力，也可以考虑采用气缸机构，驱动推烟部件43往返，以对待测烟支样品进行辅助传输。
33.还可以指出的是，在x光图像采集过程中，可以依据出烟频率调控x射线影像探测器的扫描速率(快门间隔)、烟支轨道切斜角度、第一电机运转速度等，因而在本实用新型的另一些较佳实施例中，该装置还可以包括与所述处理器5电信号连接的光纤传感器7，所述光纤传感器7可安装在所述x射线发射器2与所述储烟仓4之间(例如但不限于可以安装在此区间对应的烟支轨道内壁上)，所述光纤传感器7用于感应所述烟支轨道10上输送的待测烟支样品，也即是利用光电转化原理，当储烟仓4输出一支待测样品后，可经由光纤传感器7感知并将转换的电信号发送至处理器5，以便处理器5根据该光电信号，设置、触发或调控前述相关部件的启闭或参数设定，例如但不限于处理器监测到该光电信号后，触发x射线发射器工作，接着触发x射线影像探测器采集x光图像，从而避免无谓的持续运行或高频运行带来的能源浪费及设备损耗，尤其是避免持续输出x射线可能引发的辐射隐患。
34.关于这里提及的辐射隐患，本实用新型进一步想到，由于本实用新型特定的技术手段，存在一定的辐射风险，因而在一些更佳的实施例中提出，本装置还可以包括铅质罩壳100，所述铅质罩壳100至少罩设在所述轨道台架1、所述x射线发射器2、所述x射线影像探测器3的外部，当然更优地，还可以罩设在储烟仓4、废烟仓8、处理器5的外部，以起到较为全面的辐射防护效果，这里可以参考符合国标相关要求的配置方式，即所述铅质罩壳100可采用至少5mm厚的铅板进行密封设计。
35.综上所述，本实用新型的构思在于摒弃了微波谐振腔的传统识别测量方式，而是提出基于图像法对烟支影像进行爆珠识别测量，具体是利用x射线由上而下照射到烟支轨道上传运的待测烟支样品，并由烟支轨道下方的x射线影像探测器捕获x射线并成像得到待测烟支样品的x光图像，然后再由处理器对x光图像进行分析测定处理，这其中处理器还可以电气调控x射线发射器、x射线影像探测器以及储烟仓出烟等功能，实现对待测烟支样品x光图像的自动采集。
36.本实用新型实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示单独存在a、同时存在a和b、单独存在b的情况。其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的
任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
37.以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，但以上仅为本实用新型的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本实用新型的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。