CN103292723B

CN103292723B - 沟槽滤棒特征参数的测定方法

Info

Publication number: CN103292723B
Application number: CN201310213344.6A
Authority: CN
Inventors: 盛培秀; 曹传华; 唐荣成
Original assignee: Nantong Cigarette Filter Co Ltd
Current assignee: Nantong Cigarette Filter Co Ltd
Priority date: 2013-06-01
Filing date: 2013-06-01
Publication date: 2016-04-13
Anticipated expiration: 2033-06-01
Also published as: CN103292723A

Abstract

本发明提供了一种沟槽滤棒特征参数的测定方法。具有下列工作部件：工作台、环形光源、数字摄像头、样品板、内置沟槽滤棒特征参数测定程序的电脑。测定程序具有下述功能：缩放样品图像、计录沟槽数量、显示同心圆、识别沟槽深度数据、计算沟槽平均深度、显示法线、识别沟槽宽度、计算沟槽平均宽度、计算沟槽面积和沟槽面积比率，以及计算部分参数的标准偏差和变异系数。其测定步骤包括电脑计算、电脑合成、电脑显示输出数据。本发明通过数字摄像头分辨率的提高和电脑软件程序的升级，提高了自动化程度和测定精确度；增加了测定沟槽宽度和沟槽面积的项目内容，使得测定数据更全面，对判定沟槽滤棒的特征更有说服力。

Description

沟槽滤棒特征参数的测定方法

技术领域

本发明涉及沟槽滤棒的特征参数及其测定方法。

背景技术

“YCT223.1-2007醋纤沟槽滤棒”的行业标准和2010年第4期《烟草科技》刊登的“醋纤沟槽滤棒特征参数测定方法”中，提出可利用显微摄像技术对沟槽滤棒的截面进行图形采集，并利用图形分析软件对沟槽滤棒特征参数进行测量，得出试样的沟槽数目、沟槽深度值。测量仪器包括：体视显微镜（放大倍数8倍~50倍）；环形上光源；数字摄像头；标准测微尺；样品板；切割工具。该标准和论文采用的仪器测定沟槽特征参数数目较少，不能反映沟槽的其它特征。

专利申请号为CN201210197595.5的“一种评价丝束纵向表面积的方法及其应用”,所述方法基于下述公式：当滤棒长度和丝束卷曲度固定时，公式修正为I值越大，所反映的丝束纵向作用表面积越大。同时，还提供了上述方法的应用，即将所述丝束纵向表面积等效描述指数用于指导丝束的使用。该发明与丝束的多个物理性能参数相关联，但不能直接反映滤棒的性能参数。

专利申请号为CN200910065339.9的“一种评价卷烟滤嘴过滤性能的模拟装置”,所述装置包括辅助单元和载料单元。辅助单元由固定支架和加料漏斗构成；载料单元是一个与卷烟捕集器紧密结合的透明套筒，该透明套筒内部设置有卷烟夹持部件和一段用于填装试验材料的透明环型空腔部件。该装置能模拟多种类型的卷烟滤嘴，包括有：二元复合滤嘴、三元复合滤嘴、单一普通滤嘴等；单数不能评价沟槽滤棒的性能。

专利申请号为CN201210317977.7的“一种卷烟或滤棒吸出纤维浓度测试评价方法”,首先在抽吸装置的滤片表层覆盖一层微孔滤膜，然后在抽吸装置上采用相应的参数对卷烟或滤棒进行抽吸，抽吸结束后使用显微镜观察滤膜的捕集面上丝束纤维的数量，通过滤膜上纤维的数量与抽吸总容量的比值来计算卷烟或滤棒吸出纤维的浓度。该发明能够直观的测量和计算出卷烟或滤棒的某些特征，但是未采用计算机进行图像和数据处理分析，自动化程度低，精确度低，效率低，该测试技术及其评价方法不适合先进的卷烟和滤棒生产企业推广使用。

上海烟草***2005年度优秀学术论文集刊登的“滤棒成型工艺参数与检测方法的优化”论文中，介绍了卷烟滤棒的主要作用是过滤主流烟气中的粒子成分，包括焦油与尼古丁。滤棒的过滤效率是评价滤棒品质的切入点，而影响滤棒过滤效率的因素除受单丝的截面形状，单代与丝束填充量的影响以外，滤棒吸阻与滤棒的过滤效率有密切的关系。因此从控制滤棒的过滤效率来讲，控制滤棒吸阻是滤棒质量控制的要点。而从滤棒在卷接过程的可加工性来讲，滤棒的硬度是滤棒质量控制的要点。因此提高滤棒成型质量的控制水平关键是在提高滤棒吸阻的控制精度的基础上同时保证滤棒硬度满足卷烟的加工要求。该论文中，没有提及涉及沟槽滤棒的特有的特征参数及其检测方法的优化，不能全面描述滤棒企业的产品种类。

发明内容

发明目的：

克服原有沟槽滤棒特征参数项目测定方法的测定特征种类少，自动化程度不够高的缺陷，提供一种包含更多特征参数和相应测量软硬件，效率更高，精度更高的沟槽滤棒特征参数项目的测定方法。

技术方案：

本发明的沟槽滤棒特征参数的测定方法，采用的测定装置具有：工作台、环形光源、数字摄像头（300万-2000万像素）、取样工具、样品板、内置沟槽滤棒特征参数测定程序的电脑。

其中，沟槽滤棒特征参数测定程序具有下述功能：缩放样品中沟槽图形的图像（能够达到0.2-50倍）；识别每个沟槽图形（ABCD），计录沟槽数量；显示滤棒的多个同心圆辅助线（同心圆之间的间距为d，等间距，沟槽半径r，d的取值范围1/20-1/100r，相应同心圆的数量为20-100个），以便识别样品的沟槽深度数据（量程为20mm、分辨力为0.01mm；沟槽深度的一半=滤棒的半径减去沟槽中心同心圆半径）；通过程序计算沟槽平均深度（沟槽深度求和除以沟槽数量）；显示多条法线辅助线（法线之间的圆心角为Φ，等圆心角间距，Φ的取值范围1-5度，相应法线的条数为72-360条）；显示经过或最靠近沟槽特征点（沟槽两侧边的两个中点G、H）的法线与滤棒外圆的两个外圆交点E、F，与沟槽底部或最靠近沟槽底部所在的同心圆（内圆）的两个底部交点M、N；通过程序计算沟槽宽度（沟槽深度的一半所在或最靠近的同心圆与沟槽两边相交的交点之间弧线长度，即G、H之间的弧长）；通过程序计算沟槽平均宽度（全部沟槽宽度求和与沟槽数量的比值）；通过程序计算沟槽面积（两个外圆交点之间的外圆弧，两个底部交点之间的内圆弧，经过或最靠近这四个交点的两法线线段，一起围成的图形EFMN的面积近似看作沟槽的面积）；通过程序计算沟槽面积平均值（全部沟槽面积求和与沟槽数量的比值），计算沟槽面积比率（全部沟槽面积总和与滤棒外圆面积的比率）。通过程序计算沟槽深度、沟槽宽度、沟槽面积（即指沟槽近似图形EFMN的面积）等参数的标准偏差和变异系数。

标准偏差：一种量度数据（本文中指沟槽深度、沟槽宽度或者沟槽面积等相关项目的数据）分布的分散程度之标准，用以衡量数据值偏离算术平均值的程度。

变异系数：一组数据的标准偏差与其平均指标之比，它是一个相对变异指标。

测定方法中包括下述操作步骤：

1、用切割工具将滤棒切割成3-6mm的数只薄片作为样品，分别置于样品板的样品孔中；

2、样品板放到环形光源中，用数字摄像头拍摄样品图像，输入内置沟槽滤棒特征参数测定程序的电脑；

3、由该电脑程序放大图像，电脑自动识别并计数沟槽数量；

4、电脑自动识别并读取（通过与等间距的同心圆辅助线的比较）样品的各个沟槽深度的数据，计算沟槽深度平均值、沟槽深度的标准偏差和变异系数；

5、电脑自动识别并读取各个沟槽的沟槽宽度（通过与等圆心角间距的法线辅助线的比较），计算沟槽宽度平均值、沟槽宽度的标准偏差和变异系数；

6、最后，由电脑显示输出各个项目的数据。

本发明中，测定程序还可以具有下述功能：计算沟槽面积，计算沟槽面积平均值，计算沟槽面积比率。

操作步骤5）和6）之间，还可以有下述步骤：通过各个特征点的识别、弧线和线段长度的计量，由电脑合成计算出沟槽面积、沟槽面积平均值、沟槽面积比率等项目的数据，以及沟槽面积的标准偏差和变异系数、沟槽面积比率的标准偏差和变异系数。

通过各个特征点的识别、弧线和线段长度的计量，由电脑合成计算出沟槽面积的具体方法：将两个外圆交点之间的外圆弧，两个底部交点之间的内圆弧，经过这四个交点的两法线线段，一起围成的图形EFMN的面积近似看作沟槽的面积。

有益效果：

本发明与原有的测定方法相比，减少使用显微镜、测微尺等人工工具的同时，通过数字摄像头分别率的提高和电脑软件程序的编制和升级，减少设备的使用，减小劳动量，防止人员的误操作带来的测量误差，提高了自动化程度和测定精确度；而且增加了测定沟槽宽度和沟槽面积的项目内容，使得测定数据更全面，对判定沟槽滤棒的特征更有说服力。该方法适合各种类型沟槽滤棒的生产和应用企业进行产品测试和产品质量判别使用。

附图说明

图1是本发明的一个测定工艺流程图；

图2是本发明的一个沟槽宽度和沟槽面积测定方法示意图；

图中，1、滤棒外圆；2、圆心；3、同心圆；4、法线；5、沟槽深度；6、沟槽宽度；7、沟槽图形；8、沟槽近似图形EFMN。

具体实施方式

实施例：

一种沟槽滤棒特征参数的测定方法，采用工作台、环形光源、800万像素的数字摄像头、取样工具、样品板、内置沟槽滤棒特征参数测定程序的电脑，所述的测定程序除了具有原有标准的检测功能外，还具有下述功能：计算沟槽面积，计算沟槽面积平均值，计算沟槽面积比率。

如附图1所示，测定方法包括下述操作步骤：

1）用切割工具将滤棒切割成5mm厚的数只薄片作为样品，分别置于样品板的样品孔中；

2）样品板放到环形光源中，用数字摄像头拍摄样品图像，输入内置沟槽滤棒特征参数测定程序的电脑；

3）由该电脑程序放大图像，缩放样品图像达到0.2-20倍，人工识别每个沟槽图形7（ABCD）（如附图2所示）并计数沟槽数量；

4）显示滤棒的滤棒外圆1、圆心2、多个同心圆3辅助线，d的取值范围1/30r，相应同心圆3的数量为30个，通过与等间距的同心圆3辅助线的比较，人工识别并读取样品的各个沟槽深度5（EM或FN）的数据，沟槽深度数据分辨力为0.01mm，电脑计算沟槽平均深度；

5）圆心角Φ的取值范围3度，法线4的条数为120个，通过与等圆心角间距的法线4辅助线的比较，人工识别并读取各个沟槽的沟槽宽度6（G、H之间的弧长），电脑计算沟槽平均宽度；由电脑合成计算出沟槽近似图形EFMN（8）的面积、沟槽面积平均值、沟槽面积比率等等项目的数据；将两个外圆交点之间的外圆弧，两个底部交点之间的内圆弧，经过这四个交点的两法线线段，一起围成的图形EFMN（如附图2所示）的面积近似看作沟槽的面积；

6）最后，由电脑显示输出沟槽数量、沟槽深度5、沟槽平均深度、沟槽宽度6、沟槽平均宽度、沟槽面积、沟槽面积平均值、沟槽面积比率等各个项目的数据，以及除沟槽数量之外其他所有项目数据的标准偏差和变异系数。

Claims

1.一种沟槽滤棒特征参数的测定方法，具有工作台、环形光源、300万-2000万像素的数字摄像头、取样工具、样品板、内置沟槽滤棒特征参数测定程序的电脑，其特征在于：

所述的测定程序具有下述功能：缩放样品中沟槽图形（7）的图像，识别每个沟槽图形，计录沟槽数量；显示滤棒的多个同心圆辅助线，以便识别样品的沟槽深度（5）数据；通过程序计算沟槽平均深度、沟槽深度（5）的标准偏差和变异系数；显示多条法线辅助线；显示经过或最靠近沟槽特征点G、H的法线与滤棒外圆的两个外圆交点E、F，与沟槽底部所在或最靠近的同心圆的两个底部交点M、N；通过程序计算沟槽宽度（6）；通过程序计算沟槽平均宽度、沟槽宽度（6）的标准偏差和变异系数；

测定方法中包括下述操作步骤：

1）用切割工具将滤棒切割成3-6mm的数只薄片作为样品，分别置于样品板的样品孔中；

3）由该测定程序放大图像，电脑自动识别并计数沟槽数量；

4）电脑自动识别并读取样品的各个沟槽深度（5）的数据，并计算沟槽平均深度，或还计算沟槽深度（5）的标准偏差和变异系数；

5）电脑自动识别各个沟槽的沟槽宽度（6），计算沟槽平均宽度，或还计算沟槽宽度（6）的标准偏差和变异系数；

6）最后，由电脑显示输出各个项目的数据。

2.根据权利要求1所述的沟槽滤棒特征参数的测定方法，其特征在于：通过与间距为d的等间距的同心圆（3）辅助线的比较，读取样品的各个沟槽深度的数据。

3.根据权利要求1所述的沟槽滤棒特征参数的测定方法，其特征在于：通过与圆心角为Φ的等圆心角间距的法线（4）辅助线的比较，计算沟槽宽度。

4.根据权利要求1所述的沟槽滤棒特征参数的测定方法，其特征在于：缩放样品中沟槽图形（7）的图像达到0.2-50倍，沟槽深度数据分辨力为0.01mm。

5.根据权利要求1所述的沟槽滤棒特征参数的测定方法，其特征在于：测定程序具有下述功能：计算沟槽面积，计算沟槽面积平均值，计算沟槽面积比率；

操作步骤5）和6）之间，还有下述步骤：由电脑合成计算出沟槽面积、沟槽面积平均值、沟槽面积比率的数据，并计算出沟槽面积的标准偏差和变异系数、沟槽面积比率的标准偏差和变异系数。

6.根据权利要求5所述的沟槽滤棒特征参数的测定方法，其特征在于：通过各个特征点的识别、弧线和线段长度的计量，由电脑合成计算出沟槽近似图形EFMN（8）的面积，近似看作沟槽的面积。