用于分析杆状吸烟物品的装备制造技术

公开了一种用于分析杆状吸烟物品的装备。该装备包括：被布置成照射物品(30)的一区域x射线辐射源(10)，被布置成检测来自物品的一区域的x射线辐射并从中产生二维图像数据的一个或多个区域图像传感器(12)，以及被布置成在轴向方向上移动所述杆吸烟物品(30)或所述传感器(12)的驱动机构。处理单元(20)被布置成处理由所述区域图像传感器(12)在多个不同的轴向位置处产生的二维图像数据，并据此产生输出。所述处理单元可被布置成输出要被显示的二维图像和/或输出经处理的维度或质量信息。图像和/或输出经处理的维度或质量信息。图像和/或输出经处理的维度或质量信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分析杆状吸烟物品的装备
[0001]本专利技术涉及用于分析杆状吸烟物品的装备。本专利技术在确定吸烟物品(诸如卷烟或热不燃(heat-not-burn)烟杆)的物理属性方面具有具体但非排他性的应用，所述物品具有隐藏特征，诸如胶囊、插入物、复杂的滤嘴构造、内部箔或加热元件，其位置和/或结构完整性无法通过目视检查或在不破坏样品的情况下确定。
[0002]吸烟的已知不良影响包括慢性阻塞性肺疾病(COPD)、心脏病、癌症和中风。烟草公司试图通过推广加热烟草而不是燃烧烟草的新产品来降低吸烟的影响。这些产品通常被称为热不燃(HNB)产品。通常，HNB产品包括电子加热设备和由烟草制成的一次性烟杆，以及用于冷却烟雾并过滤蒸汽流中残余颗粒的其他组件。这些一次性HNB烟杆的构造比传统卷烟复杂得多，并且因此制造速度较低，并且在商业环境中制造出错的可能性较高。
[0003]HNB烟杆可能取决于制造商而具有不同的构造，但通常将具有烟草元件、滤嘴元件和传送管。可能存在其他物理组件，如碳块、香料胶囊、箔、金属条等等。所述烟杆用纸包裹起来，以与传统卷烟没什么区别的形式将其保持在一起，并且可进一步包括水松纸和诸如薄荷醇之类的香料。
[0004]在HNB烟杆的制造期间，有必要进行质量控制以确定物理构造是否符合规定。任何内部缺陷都将被包装所掩盖。这意味着HNB烟杆的各组件不能使用常规卡钳和检查装备进行检查，除非拆解该烟杆。但是，拆解烟杆是一项耗时的活动，会破坏证据，并且拆解的行为可能会干扰组件并导致检查没有结果。更可接受的方法是原位检查各种组件。
[0005]使用可见光的相机系统已经被用来检测传统卷烟中的缺陷。例如，通过援引将其主题纳入本文的WO 2004/083834公开了一种用于使用可见光或红外光分析卷烟的成像系统。然而，此类系统对于HNB烟杆可能是无效的，其中HNB烟杆的样品可能具有厚纸、外部金属箔、组件之间的密度差异很小，或者其中样品太厚而无法让光线通过。
[0006]或者，可以部署扫描微波系统。但是，这些系统要求组件之间的密度存在显著差异或水分含量存在显著差异才能有效工作。此外，如果存在金属外包装或金属特征带，它们可能无法工作。它们通常也具有低空间分辨率(约0.1mm或以上)，并且只能在一个平面上进行辨别(即产生二维“图像”)。因此，此类系统可能能够确定组件(诸如充液胶囊)的纵向位置，但不能确定其径向位置。
[0007]通过援引将其主题纳入本文的DE 102014209721公开了一种确定杆状物品的属性的方法，其中该物品被定位在x射线源和x射线检测器之间。所述物品被绕其轴线旋转，并在不同旋转位置记录x射线图像。然后，借助CT算法从所记录的x射线图像中构造物品的3D模型，并对该3D模型进行评估以确定物品的属性。
[0008]DE 102014209721的系统的缺点是其需要样品被旋转、拍摄多个图像，以及使用CT算法构建三维模型。因此，该系统可能运行缓慢，并且制造昂贵。
[0009]因此，提供一种用于确定杆状物品的物理属性的系统将是合乎需要的，该系统适合于分析诸如HNB烟杆之类的产品，其能够进行高速处理和/或其制造相对便宜。
[0010]根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于分析杆状吸烟物品的装备，该装备包括：
[0011]x射线辐射源，被布置成照射所述物品的一区域；
[0012]区域图像传感器，被布置成检测来自所述物品的一区域的x射线辐射并从中产生二维图像数据；
[0013]驱动机构，被布置成在轴向方向上移动所述杆状物品或所述传感器；以及
[0014]处理单元，被布置成处理由所述区域图像传感器在多个不同的轴向位置处产生的二维图像数据，并据此产生输出。
[0015]本专利技术可以提供如下优点：它可以允许在不需要样品旋转或形成3D图像的复杂性的情况下对诸如HNB烟杆之类的产品进行分析，其中所述样品可以具有厚的纸、外部金属箔、组件之间的小密度差，和/或样品太厚而无法让光通过。因此，本专利技术可以提供一种解决方案，该解决方案与先前已知的技术相比本质上更简单且更便宜，并且/或者其适合用于高速处理应用。
[0016]“在轴向方向上”优选地意味着物品和传感器之间的相对移动是在基本上平行于杆状物品的纵轴的方向上产生的。例如，可以移动物品或传感器或这两者。然而，将理解，设想了与此的一些偏差，并且物品的纵轴可以与移动方向成(非零)角。
[0017]吸烟物品可以是任何类型的吸烟物品，诸如常规卷烟或热不燃烟杆。所述杆状吸烟物品可包括多个组件，并且因此所述装备可被布置成分析包括多个组件的杆状吸烟物品。
[0018]吸烟物品可包括至少一个隐藏特征，该特征优选地是其位置和/或结构完整性不能通过目视检查或在不破坏样品的情况下确定的特征。例如，吸烟物品可包括一个或多个内部组件，诸如胶囊、插入物、复合滤嘴结构、内部箔或加热元件。
[0019]x射线辐射优选地是波长短于紫外线且长于伽马射线的电磁辐射。例如，x射线辐射可以具有0.01到10nm之间的波长。
[0020]区域图像传感器优选地是布置成在任何时刻对物品的特定区域而不是整个物品进行成像的传感器。这样，可以选择区域图像传感器的大小以匹配物品的感兴趣区域。例如，在一些实施例中，区域图像传感器可以在每个方向上对在5mm到30mm之间的矩形区域进行成像，但是，当然可以改为使用其他值。这可以允许降低区域图像传感器的成本，并且可以允许使用标准组件。
[0021]优选地，区域图像传感器被布置成对小于杆状吸烟物品的长度的区域进行成像。这可以允许当物品相对于传感器在轴向上移动时，使用相对较小且低成本的传感器来对物品的不同部分进行成像。
[0022]区域图像传感器可以包括例如平板x射线检测器，其可以是例如CMOS(互补金属氧化物半导体)或CCD(电荷耦合器件)类型。这样的设备容易获得，并且因此可以以相对低的成本提供。
[0023]原则上，如果在将物品绕其轴旋转的同时拍摄一系列图像，并且建立物品结构的三维图像，则可以增强从图像数据获得的信息。然而，在实践中已经发现，这可能涉及过多的等待时间。已经发现，通过同时以彼此成90
°
或以另一适当角度拍摄两幅图像，可以获得类似的益处。
[0024]因此，该装备可包括围绕杆状物品(相对于其纵轴)周边来布置的两个或多个区域图像传感器(诸如平板检测器)。优选地，两个区域图像传感器相对于物品在纵向(轴向)上布置在相同或相似的位置，而在周边方向上彼此成一定角度。因此，每个区域图像传感器可
被布置成对物品在纵向上的相同或相似部分成像，但在周边方向上从不同的角度对其成像。例如，当围绕杆状物品在周向上观察时，两个区域图像传感器可以彼此正交。优选地，两个区域图像传感器被布置成同时对物品的一区域进行成像。这可以允许在三个(可能正交的)方向上观察或确定物品的物理属性，而无需旋转样品或构建三维图像。
[0025]两个或更多的区域图像传感器可由单个源照射。因此，x射线辐射源可被布置成产生足够宽以被本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于分析杆状吸烟物品的装备，所述装备包括：x射线辐射源，被布置成照射所述物品的一区域；区域图像传感器，被布置成检测来自所述物品的一区域的x射线辐射并从中产生二维图像数据；驱动机构，被布置成在轴向方向上移动所述杆状物品或所述传感器；以及处理单元，被布置成处理由所述区域图像传感器在多个不同的轴向位置处产生的二维图像数据，并据此产生输出。2.如权利要求1所述的装备，其特征在于，所述吸烟物品是卷烟或热不燃烟杆。3.如权利要求1或2所述的装备，其特征在于，所述吸烟物品包括至少一个隐藏特征。4.如前述任一权利要求所述的装备，其特征在于，所述区域图像传感器被布置成对小于所述杆状吸烟物品的长度的区域进行成像。5.如前述任一权利要求所述的装备，其特征在于，所述区域图像传感器包括平板x射线检测器。6.如前述任一权利要求所述的装备，其特征在于，两个或更多个区域图像传感器被围绕所述杆状物品周边来放置。7.如权利要求6所述的装备，其特征在于，所述两个或更多个区域图像传感器被布置成同时对所述物品成像。8.如权利要求6或7所述的装备，其特征在于，所述两个或更多个区域图像传感器由单个x射线源来照射。9.如权利要求6到8中任一项所述的装备，其特征在于，所述处理单元被布置成处理由所述区域图像传感器中的每一者产生的二维图像数据，并据此产生所述输出。10.如前述任一权利要求所述的装备，其特征在于，所述处理单元被布置成处理在无需旋转所述吸烟物品的情况下所产生的图像。11.如前述任一权利要求所述的装备，其特征在于，所述处理单元被布置成确定所述物品或所述物品的组件在三个正交方向上的位置特性。12.如前述任一权利要求所述的装备，其特征在于，所述处理单元被布置成输出要被显示的二维图像和/或输出经处理的维度或质量信息。13.如前述任一权利要求所述的装备，其特征在于，所述处理单元被布置成从由所述区域图像传感器在所述物品的多个不同轴向位置处产生的二维图像数据中生成复合二维图像。14.如前述任一权利要求所述的装备，其特征在于，所述处理单元被布置成将过滤器应用于要被显示的图像和/或经处理的维度或质量信息。15.如前述任一权利要求所述的装备，其特征在于，所述处理单元被布置成执行分析所述二维图像数据中的强度和/或色彩中的变化的成像算法。16.如前述任一权利要求所述的装备，其特征在于，所述处理单元被布置成在二维图像中标识所述物品的组件。17.如前述任一权利要求所述的装备，其特征在于，所述处理单元被布置成确定所述物品或其组件的一个或多个物理属性。18.如权利要求17所述的装备，其特征在于，所述物理属性包括以下一个或多个：组件
尺寸；组件在所述物品中的位置；所述物品的长度；所述物品的直径；所述物品的同心度；烟塞长度；烟管长度；滤嘴长度；包装纸长度；箔外包装长度；烟管外径；箔的位置；烟管内径；插入组件的长度；烟管的同心度；烟管的壁...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：MPRD有限公司，
类型：发明
国别省市：