烟叶片型结构在线检测系统

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1、第一章绪论第一章绪论1.1研究背景我国是烟叶生产、消费大国，烟草在我国国民经济中占有十分重要的地位，在国家财政收入中也占有相当大的比重。随着工业的发展，特别是计算机和自动控制技术的发展和应用，大大提高了烟草生产设备的自动化水平，进一步促进了我国的烟草工业的发展。烟叶是一种农产品，其质量受多种因素的影响。烟农所生产的烟叶有优有劣，质量各异。烟叶分级[1]主要目的是把不同质量的烟叶分开，使每一个等级的烟叶具有相对一致的质量，以便于以质论价和卷烟工业使用。只有经过分级加工，才能使质量相对一致的烟叶列入同一等级；才便于收购部门依质论价收购和卷烟工业

2、使用。同时，对烟叶进行正确分级，有利于工农业生产，使国家资源合理利用，保证烟农的合理收益，促进对外贸易发展，为国家积累资金。因此，烟叶分级具有下述意义[2]：1有利于合理利用国家资源，充分发挥其资源和经济效益。大田烟叶品质各异，不进行分级势必造成烟叶优劣混杂，不能得到合理利用，造成资源浪费。2满足卷烟工业的需要。经过分级，卷烟工业才能根据不同质量的烟叶进行合理配方，加工成品质各异的卷烟，保持质量稳定。3有利于贯彻以质论价，优质优价的价格政策。不同质量的烟叶给予不同的价格，有利于价格政策的合理贯彻。4有利于促进烟叶生产的发展，提高烟农经济收入

3、。提高质量，提升烟叶价格，能有效速进烟农的生产积极性，加速烟叶发展。5有利于商业经营和对外贸易。烟叶分级便于收购部门检验、复烤、调拨等各个环节的检查验收，接受外贸出口，发展对外贸易。品质因素[3]反映了烟叶等级质量的外观因素。品质因素是烟叶本身所固有的特征（即烟叶经过正常的生长发育调制后应具备的外观表现），是衡量烟叶质量优劣的依据。分级标准中按烟叶等级的高低，规定了不同的品质因素指标，在分级操作时要求每个等级烟叶的品质因素必须达到相应的规定。现行香料烟国标中规定了部位、叶片长度、颜色、光泽、身份、组织结构、油分七项为品质因素。1烟叶片型结构

4、在线检测系统叶长宽度[3]是烟叶分级重要的一个质量因素，一般叶片大的烟叶生长期间营养丰富，发育完全，可达到充分成熟，组织结构疏松，质量高，叶片小的烟叶不是施肥不足，就是田间管理不善，因而烟叶生长不良，发育不好，不可能充分成熟，质量不高。所以许多国家的分级标准，对烟叶的长宽度都有严格的要求，必须按照规定的尺寸评定等级，目前，我国烟叶分级标准中只对烟叶长度做了规定。打叶去梗[4]是烟草加工程序中的一道关键工序，将烟叶上的叶片与烟梗分离，其质量指标包括叶中含梗率、梗中含叶率、大片率及碎片率，其中大片率和碎片率均是片型结构指标。在打叶工艺制造能力有

5、20％左右过剩的条件下，可采用全叶打叶工艺，取消切尖工序，这样不仅可使叶片规格较为均匀一致，而且大片率、叶中含梗率，等工艺指标也可以不受摆把操作中人为因素的影响。烟叶从采摘，到收购，到加工成卷烟需要经过很多处理，一般当年收购的烟叶不能立即加工，需存储一年以上进行调质处理。随着烟草工艺的复杂化，烟叶经由的加工步骤日趋复杂，所以烟叶的碎化因素也越来越多，为了加强产品质量，烟叶的大片比例受到了复烤厂以及烟厂的普遍关注。现今我国的烟叶分级是建立在经验基础上的，有许多不确定概念和指标，决定了烟叶分级只能作为一种潜在的技术学科，这种技术在烟叶生产收购的

6、实践中产生了许多矛盾。增加烟叶分级的科技含量，使烟叶分级走出单纯的经验和技艺，实现烟叶分级概念的确定性和分级指标从定性走向定量，解决烟叶国家标准执行中面临的问题和矛盾，就成为烟叶工作实践的需要[5]。由上可以看出，对烟叶叶片结构的检测和分类，确定烟叶等级，对烟叶质量具有很大意义。鉴于目前检测方法大多依靠人工的现状，而且随着计算机和视觉识别技术的飞速发展，研究烟叶叶片结构的自动检测和分类的技术已经很有必要，这样能够大大提高卷烟工业的生产效率，实现生产的自动化，促进农业经济发展。1.2研究现状叶片结构是打叶后叶片中不同尺寸的叶片所占的比例，生产

7、初期叶片结构一般是由人工筛选完成的。人工的方法不仅耗尽大量人力、财力，而且筛选的依据也带有很大的人为主观性，具有很大的误差。为了减轻劳动强度及检测的准确性，随着机械工业的发展，烟叶片型结构一般是由振动筛完成的，其操作比较简单，2第一章绪论提高了工作效率。其检测原理是对选取的烟叶样品，用已经确定规格的叶片振动筛分选，其规格包括25.4mm、1.1mm、6.25mm和3.18mm几种边长的正方形筛孔，得到各个规格的叶片重量。图1.1所示为现场拍摄的烟草工业所用的筛选机，根据检测原理，其检测步骤一般为：1从当天需要加工的一批烟图1.1筛选机示意图

8、叶中抽取一定量的烟叶样品进行称重。2将烟叶均匀倒入多层孔径不同的网格结构的振筛机上，振筛的网格结构一般为方形振筛，边长根据规格不同而不同。3当叶片在传输带上流动时，大片的烟叶从网