激光诱导击穿光谱和高光谱联用烟叶油分检测设备及检测方法技术

本发明专利技术公开了一种激光诱导击穿光谱和高光谱联用烟叶油分检测设备及检测方法，包括立式主机装置、卧式载物台装置及控制器，卧式载物台装置内设置有中空腔，卧式载物台装置包括用于放置标准烟叶样品的漫反射玻璃板；立式主机装置包括高光谱相机、光源、激光器、光谱仪、光纤、透射接收振镜及底板，底板上开设有通孔，通孔位于漫反射玻璃板的滑移路径上；高光谱相机包括镜面，镜面朝向通孔；激光器安装于高光谱相机的下方；光谱仪和激光器位于通孔的两侧，信号采集部朝向样品，光纤与光谱仪通信连接。本发明专利技术提供的激光诱导击穿光谱和高光谱联用烟叶油分检测设备及检测方法，检测了烟叶中的油分和油分分布，提高了检测效率。提高了检测效率。提高了检测效率。

【技术实现步骤摘要】
激光诱导击穿光谱和高光谱联用烟叶油分检测设备及检测方法


[0001]本专利技术涉及烟叶检测
，更具体地，涉及一种激光诱导击穿光谱和高光谱联用烟叶油分检测设备及检测方法。

技术介绍

[0002]烤烟GB 2635
‑
92中，油分是指烟叶内含有的一种柔软半液体或液体物质，根据人工感觉可以分为：多(富油分，表观油润)、有(尚有油分，表观有油润感)、稍有(较少油分，表观尚油润感)、少(缺乏油分，表观无油润感)。
[0003]现有技术中对烟叶油分的检测的局限性包括以下几个方面：
[0004]1)大部分都是基于人工经验对油分进行感官分析，费时费力，检测效率低，极易受到人员素质的影响，质量难以保证；2)机器视觉技术主要是通过烟叶外观特征、纹理特征、品质特征进行归类分析，并不能够完全反映出油分本身的性质；3)LIBS技术对烟叶油分检测时可以获取油分的元素组成、离子信息、分子信息，从而可以对油分本身进行标定，目前LIBS测量油分时采用粉碎、压片的方式进行，测量的是整片烟叶的整体油分，不能测量油分在烟叶中的分布这一关键因素。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种激光诱导击穿光谱和高光谱联用烟叶油分检测设备及检测方法，以检测烟叶中的油分和油分分布，提高检测效率。
[0006]基于上述目的，本专利技术提供一种激光诱导击穿光谱和高光谱联用烟叶油分检测设备，包括立式主机装置、卧式载物台装置及控制器，其中：所述卧式载物台装置内设置有中空腔，所述卧式载物台装置包括用于放置标准烟叶样品的漫反射玻璃板，且所述漫反射玻璃板在所述中空腔内沿所述卧式载物台装置的长度方向可滑移设置；所述立式主机装置包括高光谱相机、光源、激光器、光谱仪、含有信号采集部的光纤、透射接收振镜及底板，所述底板包括背向设置的安装面和连接面，所述安装面上开设有通孔，所述通孔位于所述漫反射玻璃板的滑移路径上，所述卧式载物台装置贴合安装在所述连接面上；所述高光谱相机包括镜面，所述镜面平行于所述安装面，且朝向所述通孔，所述光源散发出的光束围绕在所述镜面的周围，所述高光谱相机与所述控制器通信连接；所述激光器安装于所述高光谱相机的下方，且朝向所述通孔，以使从所述激光器中发出的激光束经过所述透射接收振镜后聚焦在所述样品上；所述光谱仪架设安装在所述安装面上，所述光谱仪和所述激光器位于所述通孔的两侧，所述透射接收振镜安装在所述光谱仪的下方，所述信号采集部朝向所述样品，所述光纤与所述光谱仪通信连接，所述光谱仪与所述控制器通信连接。
[0007]可选的，所述立式主机装置还包括均安装在所述安装面上的支架和支撑台，所述支架上设置有相对设置的第一柱子和第二柱子、第一安装板、第二安装板及支撑板，所述第一安装板和所述第二安装板上下设置的安装在所述第一柱子和所述第二柱子之间，所述支
撑板安装在所述第一柱子和所述第二柱子之间，且位于所述第二安装板的下方，所述高光谱相机安装在所述第一安装板或所述第二安装板上，所述激光器安装在所述支撑板上。
[0008]可选的，所述第一安装板上开设有多个安装孔。
[0009]可选的，所述立式主机装置还包括多个卤素灯，多个所述卤素灯安装在所述镜面的周围。
[0010]可选的，所述漫反射玻璃板上背向所述样品的一面安装有透射光源。
[0011]可选的，所述中空腔内还设置有电控导轨，所述漫反射玻璃板在所述电控导轨上可滑移设置。
[0012]可选的，所述透射接收振镜包括上下设置的第一反射振镜和第二反射振镜、凸透镜及镀膜镜，所述激光束依次经所述第一反射振镜、所述第二反射振镜、所述凸透镜及所述镀膜镜聚焦到所述样品上。
[0013]可选的，所述激光器为两个，所述透射接收振镜为两个。
[0014]可选的，所述立式主机装置还包括箱体，所述高光谱相机、所述光源、所述激光器、所述光谱仪、所述光纤、所述透射接收振镜、所述支架、所述支撑台均位于所述箱体内，所述箱体上设置有可启闭的前门和安全联锁，所述安全联锁与所述控制器通信连接，当所述前门关闭时，所述安全联锁闭合，所述激光诱导击穿光谱和高光谱联用烟叶油分检测设备开启，当所述前门开启，所述安全联锁开启，所述激光诱导击穿光谱和高光谱联用烟叶油分检测设备停机。
[0015]可选的，所述箱体上设置有急停安全按钮。
[0016]可选的，所述箱体上还设置有触摸式显示屏和折叠式键盘。
[0017]可选的，所述箱体上还设置有数据交换接口、无线路由器和网络存储服务器。
[0018]可选的，所述箱体上还设置有散热风箱和散热孔。
[0019]可选的，所述卧式载物台装置还包括对射式红外检测器、载物台盖板、相对设置的第一侧板和第二侧板及相对设置的前板和后板，所述第一侧板、所述第二侧板、所述前板和所述后板限定出所述中空腔，所述对射式红外检测器上的红外发射机和红外接收机分别安装在所述第一侧板和所述第二侧板上位于起始端的内壁上，所述载物台盖板封闭安装在所述箱体、所述后板、所述第一侧板和所述第二侧板上。
[0020]可选的，所述第一侧板上设置有载物台电源开关，所述箱体上设置有立式主机装置电源开关。
[0021]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种激光诱导击穿光谱和高光谱联用烟叶油分检测方法，使用前述任一技术方案所述的激光诱导击穿光谱和高光谱联用烟叶油分检测设备进行烟叶油分和油分分布的检测，包括以下步骤：步骤一：取上部烟叶油分特征多的标准烟叶样品，放入所述漫反射玻璃板上；步骤二：当所述样品在行进的过程中位于所述通孔下方时，高光谱相机采集多组高光谱数据，并对采集的多组所述高光谱数据进行预处理、数据降维，得出图谱信息；步骤三：当所述样品在退回的过程中位于所述通孔下方时，进行多组LIBS信号采集，并对采集的所述LIBS信号进行光谱预处理，油分定性及建立烟叶定性模型，得出油分变量信息；步骤四：依次取中部烟叶、下部烟叶，油分特征分别为多、有、稍有、少的样品分别放入所述漫反射玻璃板上，依次进行步骤一、步骤二、步骤三的操作；步骤五：将通过高光谱相机采集到的多组所述高光谱数据及通过所述激光器采集到的多组所述LIBS信
号作为输入信息，采用人工神经网络模型，建立烟叶油分预测模型，进而对烟叶进行油分和油分分布的检测。
[0022]本专利技术提供的激光诱导击穿光谱和高光谱联用烟叶油分检测设备及检测方法，激光诱导击穿光谱和高光谱联用烟叶油分检测设备包括立式主机装置、卧式载物台装置及控制器，首先，将样品放置在漫反射玻璃板上；然后，样品沿着卧式载物台装置的长度方向滑移，当样品在行进过程中位于通孔下方时，高光谱相机对样品进行高光谱数据采集，并将采集的高光谱数据存储到控制器内，当样品在退回的过程中再次位于通孔下方时，激光器发出的激光束经透射接收振镜后聚焦在样品上，信号采集部将采集到的LIBS信号输送到光谱仪内，并存储到控制器内；最后，对采集到的高光谱数据及LIBS信号进行预处理后作为输入信息，采用人工神经网络模型，建立烟叶油分预测模型，进而对烟叶进行油分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光诱导击穿光谱和高光谱联用烟叶油分检测设备，其特征在于，包括立式主机装置、卧式载物台装置及控制器，其中：所述卧式载物台装置内设置有中空腔，所述卧式载物台装置包括用于放置标准烟叶样品的漫反射玻璃板，且所述漫反射玻璃板在所述中空腔内沿所述卧式载物台装置的长度方向可滑移设置；所述立式主机装置包括高光谱相机、光源、激光器、光谱仪、含有信号采集部的光纤、透射接收振镜及底板，所述底板包括背向设置的安装面和连接面，所述安装面上开设有通孔，所述通孔位于所述漫反射玻璃板的滑移路径上，所述卧式载物台装置贴合安装在所述连接面上；所述高光谱相机包括镜面，所述镜面平行于所述安装面，且朝向所述通孔，所述光源散发出的光束围绕在所述镜面的周围，所述高光谱相机与所述控制器通信连接；所述激光器安装于所述高光谱相机的下方，且朝向所述通孔，以使从所述激光器中发出的激光束经过所述透射接收振镜后聚焦在所述样品上；所述光谱仪架设安装在所述安装面上，所述光谱仪和所述激光器位于所述通孔的两侧，所述透射接收振镜安装在所述光谱仪的下方，所述信号采集部朝向所述样品，所述光纤与所述光谱仪通信连接，所述光谱仪与所述控制器通信连接。2.根据权利要求1所述的激光诱导击穿光谱和高光谱联用烟叶油分检测设备，其特征在于，所述立式主机装置还包括均安装在所述安装面上的支架和支撑台，所述支架上设置有相对设置的第一柱子和第二柱子、第一安装板、第二安装板及支撑板，所述第一安装板和所述第二安装板上下设置的安装在所述第一柱子和所述第二柱子之间，所述支撑板安装在所述第一柱子和所述第二柱子之间，且位于所述第二安装板的下方，所述高光谱相机安装在所述第一安装板或所述第二安装板上，所述激光器安装在所述支撑板上。3.根据权利要求2所述的激光诱导击穿光谱和高光谱联用烟叶油分检测设备，其特征在于，所述第一安装板上开设有多个安装孔。4.根据权利要求3所述的激光诱导击穿光谱和高光谱联用烟叶油分检测设备，其特征在于，所述立式主机装置还包括多个卤素灯，多个所述卤素灯安装在所述镜面的周围。5.根据权利要求3所述的激光诱导击穿光谱和高光谱联用烟叶油分检测设备，其特征在于，所述漫反射玻璃板上背向所述样品的一面安装有透射光源。6.根据权利要求4或5所述的激光诱导击穿光谱和高光谱联用烟叶油分检测设备，其特征在于，所述中空腔内还设置有电控导轨，所述漫反射玻璃板在所述电控导轨上可滑移设置。7.根据权利要求6所述的激光诱导击穿光谱和高光谱联用烟叶油分检测设备，其特征在于，所述透射接收振镜包括上下设置的第一反射振镜和第二反射振镜、凸透镜及镀膜镜，所述激光束依次经所述第一反射振镜、所述第二反射振镜、所述凸透镜及所述镀膜镜聚焦到所述样品上。8.根据权利要求7所述的激光诱导击穿光谱和高光谱联用烟叶油分检测设备，其特征在于，所述激光器为两个，所述透射接收振镜为两个。9.根据权利要求8所述的激光诱导击穿光谱和高光谱联用烟叶油分检测设备，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李辉，杨俊杰，杨忠泮，李嘉康，许冰洋，吴恋恋，万宇超，张俊，范安平，欧阳敏，袁子豪，李希强，薛宇毅，徐大勇，堵劲松，
申请(专利权)人：江西中烟工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：