基于圖像法和X射線法的無損檢測技術(shù)在打葉復(fù)烤葉片結(jié)構(gòu)檢測中的影響因素

王翔飛 孔彬 賈蔚 吳峰 任瀟 王云珊

摘 要：為有效實現(xiàn)無損檢測技術(shù)在打葉復(fù)烤葉片結(jié)構(gòu)檢測中的有效運用，提高檢測精度，該文基于圖像法和X射線檢測技術(shù)，通過對檢測過程中影響檢測結(jié)果的樣品量、煙葉類型和部位、煙葉折疊、樣品水分因素進行研究分析。結(jié)果表明：基于圖像法和X射線法的無損檢測技術(shù)受檢測樣品質(zhì)量、水分、部位、等級量以及檢測煙梗樣品的直徑等因素影響。

關(guān)鍵詞：葉片結(jié)構(gòu);圖像法;煙葉類型和部位;煙葉折疊;樣品水分;

隨著近年來中國煙葉公司均質(zhì)化加工的不斷推進，卷煙環(huán)節(jié)對于打葉復(fù)烤的產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高，對于煙葉的加工要求也越來越高，打后煙葉的片型結(jié)構(gòu)、含梗率等指標也有很多特定的要求。在此背景下，針對現(xiàn)有工藝質(zhì)量測定方法和手段的局限，測量結(jié)果滯后嚴重，打葉風(fēng)分智能化水平較低等問題。基于圖像法的無損檢測技術(shù)運用于煙葉片型結(jié)構(gòu)，煙葉含梗率等指標的檢測中，但受到檢測來料類型和部位、折疊狀態(tài)、水分的影響，檢測結(jié)果的準確性會受到影響。本文主要針對葉片結(jié)構(gòu)檢測過程中影響檢測結(jié)果的因素進行分析研究，為無損檢測技術(shù)在葉片結(jié)構(gòu)檢測模型的優(yōu)化提供技術(shù)依據(jù)。

1 樣品量對檢測結(jié)果的影響

為驗證片煙取樣重量對檢測結(jié)果準確度的影響，采用如下思路進行探究：一個是測試比較不同質(zhì)量樣品的衰減值;另一個是測試比較不同質(zhì)量樣品下的葉含梗、葉片結(jié)構(gòu)指標等的穩(wěn)定性。

（1）測試比較不同質(zhì)量樣品的衰減值

在打葉匯總后取樣6kg進行全檢（檢測三次計算均值），之后采用四分法按3kg、2.5kg、2kg、1.5kg、1kg進行樣品分樣，取其中一份進行檢測（檢測三次計算均值），與6kg樣品檢測值進行對比（均換算成1kg計算偏差）。

檢測結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，隨著檢測樣品量的減少，衰減值偏大，在樣品重量在2-3kg范圍內(nèi)，檢測結(jié)果偏差均<5.0%。

（2）測試比較不同質(zhì)量樣品質(zhì)量指標的穩(wěn)定性

在打葉匯總后取樣，按4kg、3.5kg、3kg、2.5kg、2kg、1.5kg、1kg、0.5kg七個梯度進行樣品分樣，取其中一份進行檢測（檢測三次計算均值），與4kg樣品檢測值進行對比（計算不同取樣量下測試結(jié)果的變異系數(shù)）。

由檢測數(shù)據(jù)可看出，檢測樣品質(zhì)量對大片率、中片率及大中片率的影響不大，但對碎片率和葉中含梗率的影響較大，當取樣質(zhì)量在2000-3000g的范圍內(nèi)結(jié)果差異不大。

2樣品含水率對檢測結(jié)果的影響

（1）游離煙梗含水率的影響

選取烤后煙梗（含水率11.8%），稱取7個樣各50g，檢測三次后稱重;之后分別加水1g、2g、3g、4g、5g、6g、7g，測算含水率并檢測其衰減值，計算其相應(yīng)煙梗衰減值增加量、檢測重量及偏差。煙梗的衰減值及其增加量與含水率呈正相關(guān)關(guān)系，單位含水率的煙梗衰減值增加量基本一致。

（2）片煙含水率對葉含梗測試的影響

為進一步驗證含水率變化對葉中含梗率的影響，選取打后煙片進行平衡加濕（溫度22℃、濕度65%和79%）和干燥（50℃，30min）處理，檢測其處理后含水率及煙梗衰減值，計算其葉中含梗率，與打后檢測結(jié)果進行對比。隨著含水率的變化，煙片總量和煙梗衰減值也隨之變化，與煙片含水率均呈正比關(guān)系。

通過以上關(guān)系可以得出，煙梗衰減值隨含水率增加而增加，但葉中含梗率檢測值則基本保持不變，說明含水率變化對葉中含梗率檢測結(jié)果無影響。

（3）片煙含水率的全葉含梗測試的影響

為進一步驗證含水率變化對全葉含梗率的影響，選取15片左右原煙進行平衡加濕和干燥處理，分成三個不同水分的等級，每片重復(fù)過設(shè)備檢測10次，檢測煙梗質(zhì)量均值與打后檢測結(jié)果進行對比。

1）含水率14.7%影響試驗

2）含水率17.98%影響試驗

3）含水率30%影響試驗

從上述研究可以得到以下結(jié)論：

1）對比FC2F、FC3F兩個品種煙葉的全葉含梗質(zhì)量擬合結(jié)果得知，煙葉的品種對煙梗質(zhì)量的檢測影響較大。FC2F等級的煙葉得到的煙梗質(zhì)量擬合結(jié)果偏差較大，最高相對誤差為15.672%，最小相對誤差為1.802%，而FC3F等級煙葉的煙梗質(zhì)量擬合結(jié)果最大相對誤差為9.721%，最小相對誤差為0.889%，由兩個等級的煙葉煙梗質(zhì)量擬合相對誤差結(jié)果可以看出，F(xiàn)C3F等級的煙葉檢測結(jié)果更穩(wěn)定一些。

2）分析煙葉物理結(jié)構(gòu)綜合檢測儀設(shè)備得到的三種不同含水率下的全葉含梗擬合質(zhì)量結(jié)果，其平均相對誤差值均<5%，且含水率越高對全葉含梗質(zhì)量擬合的影響越大，當含水率達到30%時，煙梗質(zhì)量擬合的最大相對誤差為11.28%。

3煙葉類型對檢測結(jié)果的影響

為明確煙葉類型對檢測結(jié)果的影響，分別選取了曬黃煙、白肋煙、烤煙的2.38-4.0mm區(qū)間粗梗，在相同建模檢測條件下稱取不同重量進行衰減值檢測，對比其衰減值差異及重量檢測值偏差。

不同類型煙葉的煙梗，其衰減值存在著較大差異，其中烤煙>白肋煙>曬黃煙，通過標定后檢測煙梗重量，其檢測結(jié)果偏差均<0.5%。

4 煙葉部位對檢測結(jié)果的影響

為明確煙葉類型對檢測結(jié)果的影響，分別選取了云南大理不同部位及直徑的煙梗，在相同建模檢測條件下稱取不同重量進行衰減值檢測，對比其衰減值差異及重量檢測值偏差。

不同部位的煙梗其衰減值存著著一定的差異，其中粗梗上部>下部>中部，細梗下部>上部>中部;煙葉不同直徑的煙梗其衰減值存著著較大的差異，粗梗的衰減值遠遠大于細梗。

5配方模塊對檢測結(jié)果的影響

為確定不同配打模塊數(shù)量對葉中含梗率檢測結(jié)果的影響程度，選取單等級、兩個等級配方模塊、三個等級配方模塊的打后煙片，標定后在線隨機抽樣檢測三次，之后采用傳統(tǒng)檢測方法進行打葉去梗。

檢測結(jié)果：隨著配打等級數(shù)量的增加，葉中含梗檢測結(jié)果偏差呈增大趨勢，但均滿足<5%的偏差要求。

6煙葉折疊對檢測結(jié)果的影響

選取原煙或打后葉片并壓實的煙葉進行試驗，通過把打后煙葉從1層逐漸折疊至8層，每片煙葉每層重復(fù)進行3組試驗。

試驗結(jié)果：當選取支脈較小的煙葉進行折疊試驗時，當折疊到32層時會對葉含梗指標的測量產(chǎn)生影響;當選取支脈較大的煙葉進行折疊試驗時，當折疊到32層時會對葉含梗指標的測量產(chǎn)生明顯的影響。實際生產(chǎn)過程中，煙葉折疊到32層的情況比較少見，折疊煙葉對葉含梗測試的影響可忽略不計。

7結(jié)論

基于圖像法和X射線法的無損檢測技術(shù)受檢測樣品質(zhì)量、水分、部位、等級量以及檢測煙梗樣品的直徑影響，其中檢測樣品質(zhì)量對大片率、中片率及大中片率的影響不大，但對碎片率和葉中含梗率的影響較大，當取樣質(zhì)量在2000-3000g的范圍內(nèi)結(jié)果差異不大;煙葉的品種對煙梗質(zhì)量的檢測影響較大;檢測樣品含水率越高對全葉含梗質(zhì)量擬合的影響越大;不同類型煙葉的煙梗，其衰減值存在著較大差異，其中烤煙>白肋煙>曬黃煙;不同部位的煙梗其衰減值存著著一定的差異，其中粗梗上部>下部>中部，細梗下部>上部>中部;煙葉不同直徑的煙梗其衰減值存著著較大的差異，粗梗的衰減值遠遠大于細梗;隨著配打等級數(shù)量的增加，葉中含梗檢測結(jié)果偏差呈增大趨勢;折疊煙葉對葉含梗測試的影響可忽略不計。

作者簡介：

王翔飛，（1992.10），性別：男，民族：漢族，學(xué)歷：本科 ，籍貫：云南玉溪 ?，職稱：工程師，研究方向：從事復(fù)烤工藝技術(shù)研究工作.

通訊作者：孔彬，（1997.06），性別：男，民族：漢族，學(xué)歷：本科，籍貫：云南省玉溪市。職稱：工程師，研究方向：長期從事煙草工藝技術(shù)研究工作.

出自：《打葉質(zhì)量綜合測試儀的研發(fā)及應(yīng)用》項目，編號：S-6119004.