[发明专利]一种基于二维流化床高速成像的烟丝耐加工性实时检测装置及检测方法

说明书

一种基于二维流化床高速成像的烟丝耐加工性实时检测装置及检测方法，其特征在于：包括二维循环流化床系统、高速成像系统、图像处理系统，其优点在于：采用流化床反应器，通过气固两相流操作，易于实现图像采集分析所要求的烟丝颗粒离散化，避免了常规图像检测方法中对物料颗粒单层化铺料的繁琐操作，操作简便、快捷，易于实现生产线在线检测。利用本发明能实现在烟丝流态化加工过程中对其耐加工性进行实时检测评价，且该装置便于通过调节流化气速和颗粒速度，形成标准一致的加工破碎条件，为准确、高效和标准化地评价烟丝耐加工性提供了有效手段。

技术领域

本发明属于烟草加工领域，具体是一种基于二维流化床高速成像的烟丝耐加工性实时检测装置及检测方法。

背景技术

烟丝在加工过程中受到外力的不断作用会产生碎丝，碎丝直接影响到卷烟品质，包括端部落丝量、掉头率等问题。比如在气力输送和气流干燥等过程中，烟丝会瞬间加速到最小流化速度，剧烈运动导致烟丝产生不同程度的碎丝率，而国内主要采用烟丝在加工过程中的整丝率来反映烟丝的耐加工性，因此耐加工性直接关系到卷烟品质的稳定性。近年来，随着生产技术的不断提高，对烟丝品质的要求也有所增加，烟丝的耐加工性成为衡量烟丝品质稳定性的指标之一。

目前，国内仍缺少卷烟耐加工性方面的相关标准，主要以烟丝通过工序后整丝率的变化来间接反应烟丝的耐加工性。烟草行业标准YC/T178-2003提供了一种含有三种不同规格孔径的振动分选筛，能够将烟丝按四种尺寸分离，通过筛下物质量分数计算得到烟丝尺寸区间分布函数。虽然筛分法能反映烟丝尺寸的分布情况，但筛分尺寸单一，无法获得连续尺寸分布，并且不够简便直接，仍存在主观差异产生的人为误差。

堵劲松等发明了一种测定烟丝破碎程度的方法和装置（专利名称：《一种用于测定烟丝破碎度的方法和装置》），该方法在筛分法的基础上测得工序前后特征尺寸的变化，具有一定的借鉴意义，但其分析过程步骤繁琐且不能生产在线检测。

近年来，图像视觉检测技术突飞猛进，由于其便捷快速等特点，使得该技术在各个领域都有所应用，但在烟丝特征尺寸检测和耐加工性方面的应用还未发现，而将图像检测技术运用在烟丝耐加工性检测上正是本发明人关注的热点。

发明内容

本发明正是基于现行方法存在的问题，而提出一种基于二维流化床高速成像的烟丝耐加工性检测装置与方法，利用本发明能实现在烟丝流态化加工过程中对其耐加工性进行实时检测评价，且该装置便于通过调节流化气速和颗粒速度，形成标准一致的加工破碎条件，为准确、高效和标准化地评价烟丝耐加工性提供了有效手段。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于二维流化床高速成像的烟丝耐加工性实时检测装置，其特征在于：包括二维循环流化床系统、高速成像系统、图像处理系统，

所述二维循环流化床系统由透光材质的二维床体、安装在床体下部的布风板和进料斗、连接在在二维床体流化风出口的旋风分离器、设置在旋风分离器下端的返料截止阀和返料三通及出料仓、以及位于二维床体下端的一次风进口及气体流量计组成，返料三通的另一出口与二维床体返料口连通构成循环系统，在二维床体上沿高度方向设有至少三个压差检测点；

所述高速成像系统，由照明光源、高速摄像机、高速图像采集卡、数据采集线缆组成，照明光源设置在二维床体沿长度方向两侧，高速摄像机设置在二维床体的返料口一侧；

所述图像处理系统，包括计算机及安装在计算机上的图像采集和处理程序。

在本发明中，二维床体下端的一次风进口、上部的流化风出口位于同一侧；二维床高度尺寸为500-1500 mm，宽度尺寸为200-500mm，厚度尺寸为10-50mm；二维床内的工作气速为3-5m/s。

所述布风板的位置沿二维床高度介于一次风进口和返料口之间；布风板上均匀分布圆形孔隙，孔隙直径为2-5mm，布风板开孔率为5-10%。