本發(fā)明屬于分析檢測領(lǐng)域，具體涉及一種基于微波水分儀的密度適時檢測系統(tǒng)及檢測方法。

背景技術(shù)：

煙包裝箱密度在復(fù)烤廠中有著舉足輕重的地位，精確實時的檢測煙包的九點密度，對提升煙包的裝箱密度有重大意義，在復(fù)烤廠的自動化生產(chǎn)流程中，如何進行實時密度檢測，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是一件不容易的事情。

在煙草復(fù)烤企業(yè)的生產(chǎn)線上，復(fù)烤出來的煙葉經(jīng)過左右落料口進行裝箱，沒有密度檢測，直接運送到倉庫，這樣導(dǎo)致煙包煙葉裝箱密度無法檢測，無法知道裝箱的好壞，解決這個問題的方法是進行人工九點打孔取樣檢測煙包密度和X射線檢測密度，人工九點打孔取樣檢測是每天隨機抽取九箱煙包，然后人工利用手槍鉆打孔取出所定九點位置的煙葉，再利用稱重法得出煙包的裝箱密度，人工九點打孔取樣法不能實時檢測煙包裝箱密度，更不能實時反映出當(dāng)前控制的好壞，而且浪費很多煙葉，起不到提升煙包裝箱密度的質(zhì)量，X射線檢測原理是利用X射線穿透檢測密度，每次檢測三個點，檢測時間為一分鐘，需要檢測三次，一個煙包需要檢測三次，相當(dāng)于一個煙包需要三分鐘，由于是生產(chǎn)線不間斷在線生產(chǎn)，所以煙包都是一包緊接著一包，如果每一包都要花費時間停留檢測的話，X射線檢測時間較長，會導(dǎo)致在線生產(chǎn)出現(xiàn)堵料情況而且影響生產(chǎn)效率，復(fù)烤廠中出現(xiàn)堵料就是生產(chǎn)事故，因此X射線檢測和人工九點取樣的做法均行不通，在目前復(fù)烤廠的生產(chǎn)工藝流程中，煙包九點密度檢測仍然是一道技術(shù)難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

一種基于微波水分儀實時監(jiān)測產(chǎn)品密度的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

密度模型常數(shù)獲取單元，用于將建模樣品的密度值與微波水分儀的微波信號經(jīng)待建模樣品后的電壓值根據(jù)線性回歸方程獲得斜率和截距；

密度模型建模單元，用于將通過人工監(jiān)測若干個建模樣品構(gòu)成的樣本的密度值、微波水分儀的微波信號經(jīng)樣本后的對應(yīng)的電壓值、斜率和截距構(gòu)建線性密度模型；

待測產(chǎn)品密度實時監(jiān)測單元，用于根據(jù)微波水分儀的微波信號經(jīng)待測產(chǎn)品后的對應(yīng)的電壓值和密度模型來計算獲得待測產(chǎn)品的實時密度。

優(yōu)選地，所述線性回歸方程為：

ρ_i,j＝Α×AMP_i,j+Β，

其中，取n個建模樣品，每個建模樣品在n’個位置點取樣，

ρ_i,j為第i個建模樣品的在第j個取樣位置點取樣獲得的子樣品的密度值，W_i,j為第i個建模樣品在第j個取樣位置點取樣獲得的子樣品的重量，V為取樣管的體積；

AMP_i,j為微波水分儀的微波信號經(jīng)第i個建模樣品在第j個取樣位置點取樣獲得的子樣品后對應(yīng)的電壓值；

A為斜率，B為截距，

i＝1,2…,n；j＝1,2…,n’。

優(yōu)選地，所述線性密度模型為：

ρ_t,j＝Α×AMP_t,j+Β

其中，取m個待測產(chǎn)品，每個待測產(chǎn)品在n’個位置點取樣，

ρ_t,j為第t個待測產(chǎn)品在第j個取樣位置點取樣獲得的子樣品的密度，

AMP_t,j為微波水分儀的微波信號經(jīng)第t個待測產(chǎn)品在第j個取樣位置點取樣獲得的子樣品后對應(yīng)的電壓值，

t＝1,2…,m；j＝1,2…,n’。

優(yōu)選地，所述第t個待測產(chǎn)品的實時密度為ρ_t，

${\mathrm{\ρ}}_t=\frac{\underset{j=1}{\overset{n^{\′}}{\Σ}}{\mathrm{\ρ}}_{t,j}}{n^{\′}}.$

本發(fā)明還公開了一種基于微波水分儀實時監(jiān)測產(chǎn)品密度的方法，包括如下步驟：

將建模樣品的密度值與微波水分儀的微波信號經(jīng)待建模樣品后對應(yīng)的電壓值根據(jù)線性回歸方程獲得斜率和截距；

將通過人工監(jiān)測若干個建模樣品構(gòu)成的樣本的密度值、微波水分儀的微波信號經(jīng)樣本后對應(yīng)的電壓值、斜率和截距構(gòu)建線性密度模型；

根據(jù)微波水分儀的微波信號經(jīng)待測產(chǎn)品經(jīng)后對應(yīng)的電壓值和密度模型來計算獲得待測產(chǎn)品的實時密度。

優(yōu)選地，所述線性回歸方程為：

ρ_i,j＝Α×AMP_i,j+Β，

其中，取n個建模樣品

ρ_i,j為第i個建模樣品的在第j個取樣位置點取樣獲得的子樣品的密度值，W_i,j為第i個建模樣品在第j個取樣位置點取樣的獲得的子樣品的重量，V為取樣管的體積；

AMP_i,j為微波水分儀的微波信號經(jīng)第i個建模樣品在第j個取樣位置點取樣的獲得的子樣品后對應(yīng)的電壓值；

A為斜率，B為截距，

i＝1,2…,n；j＝1,2…,n’。

優(yōu)選地，所述線性密度模型為：

ρ_t,j＝Α×AMP_t,j+Β

其中，取m個待測產(chǎn)品，

ρ_t,j為第t個待測產(chǎn)品在第j個取樣位置點取樣的獲得的子樣品的密度，

AMP_t,j為微波水分儀的微波信號經(jīng)第t個待測產(chǎn)品在第j個取樣位置點取樣的獲得的子樣品后對應(yīng)的電壓值，

t＝1,2…,m；j＝1,2…,n’。

優(yōu)選地，所述第t個待測產(chǎn)品的實時密度為ρ_t，

${\mathrm{\ρ}}_t=\frac{\underset{j=1}{\overset{n^{\′}}{\Σ}}{\mathrm{\ρ}}_{t,j}}{n^{\′}}.$

本發(fā)明提供了一種基于微波水分儀進行的九點密度實時監(jiān)測系統(tǒng)和方法，采用線性回歸方法建立密度與微波水分儀測試獲得的電壓值之間的線性關(guān)系，并根據(jù)待測產(chǎn)品通過微波水分儀檢測產(chǎn)品獲得微波信號的電壓值和線性關(guān)系獲得待測產(chǎn)品的實時密度。這種方法與現(xiàn)有技術(shù)中人工取樣九點密度檢測的方法相比具有準(zhǔn)確性高，速度快速，節(jié)省人力物力的優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中基于微波水分儀實時監(jiān)測產(chǎn)品密度的系統(tǒng)的示意圖。

圖2為本發(fā)明中基于微波水分儀實時監(jiān)測產(chǎn)品密度的方法的示意圖。

具體實施方式

下面借助具體實施例來描述本發(fā)明。在下面的描述中，闡述了許多具體細(xì)節(jié)以便使所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠更好地了解本發(fā)明。但是，對于所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來說明顯的是，本發(fā)明的實現(xiàn)可不具有這些具體細(xì)節(jié)中的一些。此外，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不限于所介紹的特定實施例。相反，可以考慮用下面的特征的任意組合來實施本發(fā)明，而無論它們是否涉及不同的實施例。因此，下面的實施例和優(yōu)點僅作說明之用，而不應(yīng)被看作是對權(quán)利要求的限定，除非在權(quán)利要求中明確提出。

如圖1所示，本發(fā)明實施例公開了一種基于微波水分儀實時監(jiān)測產(chǎn)品密度的系統(tǒng)100，所述系統(tǒng)包括

密度模型常數(shù)獲取單元110，用于將建模樣品的密度值與微波水分儀的微波信號經(jīng)待建模樣品后對應(yīng)的電壓值根據(jù)線性回歸方程獲得斜率和截距；

密度模型建模單元120，用于將通過人工監(jiān)測若干個建模樣品構(gòu)成的樣本的密度值、微波水分儀的微波信號經(jīng)樣本后對應(yīng)的電壓值、斜率和截距構(gòu)建線性密度模型；

待測產(chǎn)品密度實時監(jiān)測單元130，用于根據(jù)微波水分儀的微波信號經(jīng)待測產(chǎn)品后對應(yīng)的電壓值和密度模型來計算獲得待測產(chǎn)品的實時密度。

具體地，所述線性回歸方程為：

ρ_i,j＝Α×AMP_i,j+Β，

其中，取n個建模樣品，每個建模樣品在n’個位置點取樣，

ρ_i,j為第i個建模樣品的在第j個取樣位置點取樣獲得的子樣品的密度值，W_i,j為第i個建模樣品在第j個取樣位置點取樣的獲得的子樣品的重量，V為取樣管的體積；

AMP_i,j為微波水分儀的微波信號經(jīng)第i個建模樣品在第j個取樣位置點取樣的獲得的子樣品后對應(yīng)的電壓值；

A為斜率，B為截距，

i＝1,2…,n；j＝1,2…,n’。n和n’的取值均為正整數(shù)，其可以根據(jù)需要和具體情況進行確定。

具體地，所述線性密度模型為：

ρ_t,j＝Α×AMP_t,j+Β

其中，取m個待測產(chǎn)品，，每個待測產(chǎn)品在n’個位置點取樣，

ρ_t,j為第t個待測產(chǎn)品在第j個取樣位置點取樣的獲得的子樣品的密度，

AMP_t,j為第t個待測產(chǎn)品在第j個取樣位置點取樣的獲得的子樣品經(jīng)微波水分儀測試后對應(yīng)的電壓值，

t＝1,2…,m；j＝1,2…,n’。m的取值均為正整數(shù)，其可以根據(jù)需要和具體情況進行確定。

具體地，第t個待測產(chǎn)品的實時密度為ρ_t，

${\mathrm{\ρ}}_t=\frac{\underset{j=1}{\overset{n^{\′}}{\Σ}}{\mathrm{\ρ}}_{t,j}}{n^{\′}}.$

如圖2所示，本發(fā)明實施例還公開了一種基于微波水分儀實時監(jiān)測產(chǎn)品密度的方法，包括如下步驟：

將建模樣品的密度值與微波水分儀的微波信號經(jīng)待建模樣品后對應(yīng)的電壓值根據(jù)線性回歸方程獲得斜率和截距S110；

將通過人工監(jiān)測若干個建模樣品構(gòu)成的樣本的密度值、微波水分儀的微波信號經(jīng)樣本后的電壓值、斜率和截距構(gòu)建線性密度模型S120；

根據(jù)微波水分儀的微波信號經(jīng)待測產(chǎn)品后對應(yīng)的電壓值和密度模型來計算獲得待測產(chǎn)品的實時密度S130。

具體地，本發(fā)明實施例中產(chǎn)品為打葉復(fù)烤生產(chǎn)線上的煙包。

具體地，所述線性回歸方程為：

ρ_i,j＝Α×AMP_i,j+Β，

其中，取n個建模樣品，每個建模樣品在n’個位置點取樣，

ρ_i,j為第i個建模樣品的在第j個取樣位置點取樣獲得的子樣品的密度值，W_i,j為第i個建模樣品在第j個取樣位置點取樣的獲得的子樣品的重量，V為取樣管的體積；

AMP_i,j為微波水分儀的微波信號經(jīng)第i個建模樣品在第j個取樣位置點取樣獲得的子樣品后對應(yīng)的電壓值；

A為斜率，B為截距，

i＝1,2…,n；j＝1,2…,n’。

更為具體地，上述子樣品的重量W_i,j為由分析天平測試獲得，具體的W_i,j的單位為g，n＝1,V＝80cm³，建模樣品的九點密度值分別為：

${\mathrm{\ρ}}_{1,1}=\frac{31.8}{80}=0.40,{\mathrm{\ρ}}_{1,2}=\frac{30.4}{80}=0.38,{\mathrm{\ρ}}_{1,3}=\frac{29.2}{80}=0.37,$

${\mathrm{\ρ}}_{1,4}=\frac{29.3}{80}=0.37,{\mathrm{\ρ}}_{1,5}=\frac{30.5}{80}=0.38,{\mathrm{\ρ}}_{1,6}=\frac{29.1}{80}=0.36,$

${\mathrm{\ρ}}_{1,7}=\frac{26.2}{80}=0.33,{\mathrm{\ρ}}_{1,8}=\frac{29.5}{80}=0.37,{\mathrm{\ρ}}_{1,9}=\frac{28.7}{80}=\mathrm{0.36.}$

具體地，所述線性密度模型為：

ρ_t,j＝Α×AMP_t,j+Β

其中，取m個待測產(chǎn)品，

ρ_t,j為第t個待測產(chǎn)品在第j個取樣位置點取樣的獲得的子樣品的密度，

AMP_t,j為微波水分儀的微波信號經(jīng)第t個待測產(chǎn)品在第j個取樣位置點取樣的獲得的子樣品后對應(yīng)的電壓值，

t＝1,2…,m；j＝1,2…,n’。本發(fā)明實施例中n’為9，即為一個樣品有九個取樣位置，有9個密

度，成為九點密度。

具體地，第t個待測產(chǎn)品的實時密度為ρ_t，

${\mathrm{\ρ}}_t=\frac{\underset{j=1}{\overset{n^{\′}}{\Σ}}{\mathrm{\ρ}}_{t,j}}{n^{\′}}.$

人工檢測九點密度一個煙包需要檢測三分鐘，而采用上述系統(tǒng)和方法應(yīng)用于在線實時檢測在線煙包的九點密度僅需兩秒鐘，縮短了單個煙包的檢測時間，提高了檢測效率，能夠用于在線煙包大批量不間斷檢測。

本發(fā)明提供了一種基于微波水分儀進行的九點密度實時監(jiān)測系統(tǒng)和方法，采用線性回歸方法建立密度與微波水分儀測試獲得的電壓值之間的線性關(guān)系，并根據(jù)待測產(chǎn)品通過微波水分儀檢測產(chǎn)品獲得電壓值和線性關(guān)系獲得待測產(chǎn)品的實時密度。這種方法與現(xiàn)有技術(shù)中人工取樣九點密度檢測的方法相比具有準(zhǔn)確性高，速度快速，節(jié)省人力物力的優(yōu)點。

上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。