一种烟叶叶片面积测定系统技术方案

一种烟叶叶片面积测定系统，其特征在于：包括多级皮带传送铺料装置，图像采集装置和计算机图像处理装置，所述多级皮带传送铺料装置是由支架、安装在支架上的自上而下设置的多级皮带传送机构，在第一级皮带传送末端设置有限料辊，图像采集装置设置在最后一级皮带传送机构上方，图像采集装置通过数据传输线与计算机图像处理装置相连接。本实用新型专利技术的特点在于：首先，利用多级皮带铺料装置实现烟叶叶片的分散铺料；其次，利用ＬＥＤ二级管灯阵照射及ＣＣＤ相机实现烟叶叶片图像信息的采集；再次，利用图像信息处理软件对采集的烟叶图片进行二值化处理，计算叶片所占像素数及每个像素所对应实际面积，进而测定烟叶叶片的面积。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种烟叶叶片面积测定系统
本技术属于烟草加工
，具体涉及一种烟叶叶片面积测定系统。技术背景叶片结构是衡量打叶质量的重要指标，同时也是影响烟丝结构的主要因素，而 后者又是决定卷烟卷制质量如单支重量、烟支密度、端部落丝量、空头率和卷制质量稳 定性的重要因素。目前叶片结构的测定主要是利用筛分的方法使不同尺寸的叶片分离， 结果以各层或某层筛网上的累积质量占总质量的比例来表示。一方面，由于叶片为柔性 不规则的片状结构，在筛分的过程中容易产生“超筛”、“漏筛”和“挂筛”等现象， 使结果造成很大的误差；而且采用筛分测定烟叶叶片的方法耗时较长，且浪费大量的人 力物力。另一方面，由于筛网层数的限制，该测定方法仅测定了离散的叶片尺寸分布 百分比，无法准确地描述叶片的真实面积分布情况。C.A.Wood和W.S.Cox指出，即使 不同的叶片筛分后具有同样的结果，各个尺寸叶片所占的质量百分比仍可能是不同的。 RFunke等也认为，具有相同1/2英寸以上百分比的叶片可能生产出截然不同结构分布的 烟丝。随着计算机技术和图像识别技术的飞速发展，为准确、快速测定烟叶叶片面积 提供了充分的技术条件。利用计算机图像采集、处理技术可以实现烟叶叶片面积测定的 自动化，提高测定的准确性，节省大量的人力物力。
技术实现思路
本技术主要目的正是基于上述现有技术中所存在的问题而提供一种烟叶叶 片面积测定系统，通过对烟叶叶片采用多级皮带铺料方式实现叶片分散，对分散开的烟 叶叶片采用实时图像采集，将采集后的数据信息传输至计算机进行图像处理，从而实现 烟叶叶片面积的测定。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的所采取的技术方案是本技术的烟叶叶片面积测定系统，包括多级皮带传送铺料装置，图像采集 装置和计算机图像处理装置，所述多级皮带传送铺料装置是由支架、安装在支架上的自 上而下设置的多级皮带传送机构，在第一级皮带传送末端设置有限料辊，图像采集装置 设置在最后一级皮带传送机构上方，图像采集装置通过数据传输线与计算机图像处理装 置相连接。所述多级皮带传送机构共分为五级，各级皮带传送机构的传送速度自上而下逐 级加大，并采用折返式布置以节省占地面积，即前一级皮带与下一级皮带运动方向相 反。为便于安置图像采集装置，最后一级皮带传送机构(即第五级)可与其前一级皮带 传送机构(即第四级)运动方向相同。图像采集装置包括二条LED发光二极管灯阵、CCD相机、数据传输线；LED发 光二极管采用蓝色灯管。计算机图像处理装置包括计算机硬件系统、图像分析软件及数据资料库。本技术的具体工作过程如下烟叶叶片经过多级皮带铺料装置实现叶片分散铺料，分散后的叶片经传送皮带 传送至图像采集装置下方视场区域，经CCD相机进行图像采集，采集后的图像信息传 输至计算机进行图像处理，经数据处理获得每一烟叶叶片的面积，实现烟叶叶片面积测定。烟叶叶片在第一级皮带上进料，烟叶叶片随一级皮带运动，当运动至一级皮带 末端时，经限料辊实现叶片均勻限量喂料的作用，叶片分散落在二级皮带上，二级皮带 与一级皮带运动方向相反且速度快于一级皮带，通过速度差将叶片分散开，但不能实现 完全的分散，烟叶在二级皮带上随皮带运动至二级皮带末端散落到三级皮带上，三级皮 带与二级皮带运动方向相反且速度快于二级皮带，叶片被进一步分散，以此类推，至到 烟叶落在传送皮带上。由于多级皮带和传送皮带自上而下传送速度逐级加快，从而最终 实现了烟叶叶片的摊薄、分散铺料。经多级皮带分散后的烟叶叶片在传送皮带的传动下到达CCD相机的视场区域， 二条LED发光二极管灯阵位于视场左右两侧的上方，LED发光二极管从左右两侧照射使 视场形成无影区域，视场内的无影叶片图像被CCD相机收集，从而得到烟叶叶片的图像 信息，采集的图像信息经数据传输线实时传输至图像处理计算机。为了增加图像信息采 集的准确性和可靠性，本技术的传送皮带速度可调(0 5m/s)，皮带表面采用绿 色增加对比度同时减少皮带污染引起的误差，LED发光二极管灯采用蓝色灯管，经试验 研究其它灯光对二值化处理会代理一定得误差。CCD相机采集的图像信息传输至图像处理计算机后，计算机利用叶片面积分析 软件对采集的每一帧图片进行二值化处理，并与数据资料库的烟叶叶片信息进行对比， 将不完整叶片进行拼接，计算每一片烟叶叶片的面积，进而实现整个烟叶样品叶片面积 的测定。本技术的特点在于首先，利用多级皮带铺料装置实现烟叶叶片的分散铺 料；其次，利用LED 二级管灯阵照射及CCD相机实现烟叶叶片图像信息的采集；再 次，利用图像信息处理软件对采集的烟叶图片进行二值化处理，计算叶片所占像素数及 每个像素所对应实际面积，进而测定烟叶叶片的面积。该方法可以实现自动测试，经过 测试烟叶样品，可以准确掌握样品每一片叶片的面积，为后续的切叶丝及卷制环节提供 指导，同时该方法可节省大量的人力、物力。附图说明图1是叶片图像采集系统。图中1、限料辊，2、第一级皮带，3、第二级皮带，4、第三级皮带，5、第四 级皮带，6、支架，7、计算机图像处理装置，8、第五级皮带，9、CCD相机，10、LED 发光二极管灯阵，11、数据传输线。具体实施方式本技术以下结合附图作进一步描述4参见附图，烟叶叶片面积测定系统，包括多级皮带铺料装置、图像采集装置、 计算机图像处理装置。所述多级皮带传送铺料装置是由支架、安装在支架上的自上而下 设置的五级皮带传送机构，在第一级皮带传送末端设置有限料辊，图像采集装置设置在 最后一级皮带传送(即第五级)机构上方，图像采集装置通过数据传输线与计算机图像 处理装置相连接。烟叶样品经第一级皮带传送机构2及限料辊1共同作用实现均勻限量铺料，烟叶 叶片经第一级皮带2末端散落到第二级皮带3上，经第二级皮带3加速散落在第三级皮带 4上，依次类推，且自上而下多级皮带逐级加速，当烟叶叶片经第四级皮带5加速后实现 叶片的完全分散；分散开的烟叶叶片散落在第五级皮带8上，经传送皮带传动至LED发 光二极管灯阵10下，反射后的灯光经CCD相机9进行图像采集，采集后的图像信息经数 据传输线11传送至计算机图像处理装置7，经图像处理软件分析，实现烟叶叶片面积的 测定。权利要求1.一种烟叶叶片面积测定系统，其特征在于包括多级皮带传送铺料装置，图像采 集装置和计算机图像处理装置，所述多级皮带传送铺料装置是由支架、安装在支架上的 自上而下设置的多级皮带传送机构，在第一级皮带传送末端设置有限料辊，图像采集装 置设置在最后一级皮带传送机构上方，图像采集装置通过数据传输线与计算机图像处理 装置相连接。2.根据权利要求1所述的烟叶叶片面积测定系统，其特征在于多级皮带传送机构 的传送速度自上而下逐级加大。3.根据权利要求1或2所述的烟叶叶片面积测定系统，其特征在于多级皮带传送机 构共分五级，前四级皮带传送机构采用折返式布置；第五级皮带传送机构与第四级皮带 传送机构运动方向相同。4.根据权利要求1所述的烟叶叶片面积测定系统，其特征在于图像采集装置包括 二条LED发光二极管灯阵、CCD相机、数据传输线。5.根据权利要求1所述的烟叶叶片面积测定系统，其特征在于LED发光二极管采 用蓝色灯管。6.根据权利要求1所述的烟叶叶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟叶叶片面积测定系统，其特征在于：包括多级皮带传送铺料装置，图像采集装置和计算机图像处理装置，所述多级皮带传送铺料装置是由支架、安装在支架上的自上而下设置的多级皮带传送机构，在第一级皮带传送末端设置有限料辊，图像采集装置设置在最后一级皮带传送机构上方，图像采集装置通过数据传输线与计算机图像处理装置相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓国栋，堵劲松，徐大勇，李善莲，张玉海，林玉红，朱文魁，刘朝贤，
申请(专利权)人：中国烟草总公司郑州烟草研究院，
类型：实用新型
国别省市：41[中国|河南]