一种基于太赫兹光梳光谱的甜味剂均匀度检测方法及装置与流程

1.本发明涉及无损检测技术领域，尤其涉及的是，一种基于太赫兹光梳光谱的甜味剂均匀度检测方法及装置。


背景技术：

2.过滤嘴香烟在年轻人中日益受到追捧，特别是添加甜味剂的烟嘴，更是受到热烈欢迎。相关研究表明，香烟中的甜味来自于卷烟纸上喷涂的甜味剂，甜味剂可大幅提高香烟的口感。甜味剂喷涂不均匀、浓度低、浓度高都会导致口感差，严重影响产品的销售和用户体验。目前，尚未有成熟的香烟甜味剂检测方法，传统检测技术存在检测速度慢，误判率高的缺陷。
3.太赫兹可以穿透塑料/织物/纸张/纸板看到内部，利用分子吸收性质,实现无损检测。太赫兹光谱(发射、反射和透射光谱)包含丰富的物理和化学信息，不仅能够识别物体的形貌，还能准确判别物体的组成成分，为无损检测提供了可靠的相关理论依据和探测技术。由于太赫兹光谱具有功率较低,灵敏度高、信噪比高等优点，太赫兹无损检测技术得到蓬勃发展。目前已被广泛应用到各个领域:生物医学科学、无损探测技术、食品的质量控制以及全球环境监测等领域。
4.现有的香烟卷烟纸甜味剂检测方法存在前处理过程复杂、检测费用昂贵、检测时间较长和相对误差较大等问题。


技术实现要素：

5.本发明提出了一种基于太赫兹光谱的卷烟纸甜味剂均匀度检测方法，通过多层卷烟纸排序及堆叠，解决了单张卷烟纸太赫兹光谱检测精度低且难以检测甜味剂均匀度的问题，实现了利用太赫兹波检测卷烟纸甜味剂均匀度及浓度。还提供了一种烟嘴卷烟纸的检测装置，在检测过程中可实现烟嘴卷烟纸的水平180
°
转动和正反翻转，保证了光学检测过程中烟嘴卷烟纸排序的随机性，避免了光学检测样本位置的局限性。首先，对排序后的卷烟纸进行2次检测，得出甜味剂喷涂浓度所对应的太赫兹光谱强度；然后，通过比较多次测量得到太赫兹光谱强度差值是否小于阈值，从而判断卷烟纸甜味剂喷涂均匀；最后，通过甜味剂浓度喷涂均匀的卷烟纸太赫兹光谱及卷烟纸堆叠层数反演计算得到甜味剂的浓度及均匀度。
6.本发明的技术方案如下：一种基于太赫兹光梳光谱的甜味剂均匀度检测方法，包括以下步骤：
7.步骤1：从待检测的同一批次的卷烟纸任意位置处裁切出符合尺寸要求的n张待测样本，其中5＜n＜50；
8.步骤2：将每张待测样本进行排序、和/或翻转、和/或旋转、和/或移位的方式堆叠成多层卷烟纸太赫兹检测样本，并将每张待测样本移动至卷烟纸定位框；
9.步骤3：检测得到多层卷烟纸样本的太赫兹光谱强度，计算得出此次检测得到甜味
剂相对浓度s，并将第一次检测得到的甜味剂相对浓度记为s1；
10.步骤4：依次重复步骤2和步骤3得到第二次甜味剂相对浓度s2；
11.步骤5：计算两次检测得到的甜味剂相对浓度s1、s2差值δs，若δs大于设定阈值λ，则说明该批次卷烟纸的甜味剂喷涂的均匀度不合格，即确定该批次卷烟纸甜味剂喷涂不合格，且不需进行甜味剂相对浓度检测；若δs小于等于设定阈值λ，则说明该批次卷烟纸的甜味剂喷涂的均匀度合格，并两次检测得到的甜味剂相对浓度s1和s2的均值除以多层卷烟纸样本的层数n得出该批次卷烟纸甜味剂喷涂的相对浓度s，即：s＝(s1 s2)/2n。
12.上述中，所述步骤1中，所述符合尺寸的卷烟纸样本规格长宽为24mm
×
3.5mm。
13.上述中，所述步骤2中，堆叠成多层卷烟纸太赫兹检测样本，堆叠多层卷烟纸样本数量n不超过50张，并将每张卷烟纸样本移动至卷烟纸定位框，移动到定位框后，通过夹紧装置对堆叠n张的多层卷烟纸样本进行夹紧固定，夹紧装置的限制高度为2.0cm。
14.上述中，步骤3-5中所述甜味剂相对浓度s，还具体包括以下步骤：通过卷烟纸上喷涂的甜味剂样品信息的太赫兹脉冲em(t)和不含甜味剂卷烟纸的探测脉冲ed(t)可由透射式太赫兹光梳光谱检测技术测得，经过傅里叶变换，将其转换为频域中的复值和进一步求出二者比值透射系数ρ(ω)：
[0015][0016]
其中，是复折射率，t(ω)为所测的透射功率，δφ(ω)表示固有的相移，d和c分别代表被测甜味剂卷烟纸样品的厚度以及真空中的光速。经过太赫兹光梳光谱检测得t(ω)和δφ(ω)，进一步求解n(ω)和k(ω)，最后计算复折射率，反复进行修正后，使测量值和真实值间的误差达到最小；根据透射系数ρ(ω)求解得到吸收系数α(w)，结合公式(2)和朗伯比尔定律，推导得出公式(3)求出甜味剂相对浓度s:
[0017][0018]
(3)
[0019][0020]
第一次进行太赫兹光梳光谱检测甜味剂相对浓度为s1，第二次进行太赫兹光梳光谱检测甜味剂相对浓度为s2，设定两次测得到的相对浓度差值阈值为λ，若满足以下式(4)，则可判定甜味剂喷涂均匀；
[0021]
|s
1-s2|≤λ (4)
[0022]
(1)
[0023]
本发明的另一技术方案如下：一种基于太赫兹光梳光谱的甜味剂均匀度检测检测装置，检测装置侧面由保护侧壳体(1)构成，所述保护侧壳体(1)内部焊接有安装定位架(12)；保护侧壳体(1)顶部由移动平板(2)、卷烟纸排序窗口(3)、太赫兹检测模块(5)、移动
平板(6)以及保护壳体密封边(4)组成，所述移动平板(2)固定在保护侧壳体(1)的顶部；保护壳体密封边(4)带有凹槽滑道(4-1)，移动平板(6)固定在凹槽滑道(4-1)中；所述太赫兹光谱检测模块(5)、卷烟纸分配机构(7)、卷烟纸收集机构(8)与卷烟纸分配机构(7)中的卷烟纸分配装置安装平台(7-8)相连接；中心卷烟纸收集机构(9)与卷烟纸收集机构(8)相连接；卷烟纸分配装置安装平台(7-8)与保护侧壳体内部的安装定位架(12)相连接；卷烟纸升降机构(11)固定在保护侧壳体(1)的内部底部；待测样本经过太赫兹光谱检测模块(5)进行初检，通过移动平板(6)的推动，将待测样本推送到卷烟纸分配机构(7)，经过旋转、翻转及排序后，由卷烟纸收集机构(8)收集，经中心卷烟纸收集机构(9)进行汇总后，由卷烟纸传送机构(10)传送至卷烟纸升降机构(11)，再传送至太赫兹光谱检测模块(5)进行卷烟纸样本的二次检测。
[0024]
上述中，所述光电信号转换模块(5-5)、光学信号接收装置(5-6)和数据收集及传输模块(5-7)以及卷烟纸分配装置安装平台(7-8)均安装固定在安装定位框架(12)上。
[0025]
上述中，所述二次检测的太赫兹光谱由光学信号接收装置(5-6)接收，并由光电信号转换模块(5-5)进行信号转换，通过数据收集及传输模块(5-7)输出后，计算两次采集的甜味剂相对浓度信息，进一步判断卷烟纸喷涂甜味剂均匀度和相对浓度。
[0026]
上述中，所述进一步判断卷烟纸喷涂甜味剂均匀度和相对浓度，包括以下步骤：
[0027]
步骤1：从待检测的同一批次的卷烟纸任意位置处裁切出符合尺寸要求的n张待测样本，其中5＜n＜50；
[0028]
步骤2：将每张待测样本进行排序、和/或翻转、和/或旋转、和/或移位的方式堆叠成多层卷烟纸太赫兹检测样本，并将每张待测样本移动至卷烟纸定位框；
[0029]
步骤3：检测得到多层卷烟纸样本的太赫兹光谱强度，并计算得出此次检测得到甜味剂相对浓度s，并将第一次检测得到的甜味剂相对浓度记为s1；
[0030]
步骤4：依次重复步骤2和步骤3得到第二次甜味剂相对浓度s2；
[0031]
步骤5：计算两次检测得到的甜味剂相对浓度s1、s2差值δs，若δs大于设定阈值λ，则说明该批次卷烟纸的甜味剂喷涂的均匀度不合格，即确定该批次卷烟纸甜味剂喷涂不合格，且不需进行甜味剂相对浓度检测；若δs小于等于设定阈值λ，则说明该批次卷烟纸的甜味剂喷涂的均匀度合格，并两次检测得到的甜味剂相对浓度s1和s2的均值除以多层卷烟纸样本的层数n得出该批次卷烟纸甜味剂喷涂的相对浓度s，即：s＝(s1 s2)/2n。
[0032]
所述步骤2中，堆叠成多层卷烟纸太赫兹检测样本，堆叠多层卷烟纸样本数量n不超过50张，并将每张卷烟纸样本移动至卷烟纸定位框，移动到定位框后，通过夹紧装置对堆叠n张的多层卷烟纸样本进行夹紧固定，夹紧装置的限制高度为2.0cm。
[0033]
上述步骤3-5中所述甜味剂相对浓度s，还具体包括以下步骤：通过卷烟纸上喷涂的甜味剂样品信息的太赫兹脉冲em(t)和不含甜味剂卷烟纸的探测脉冲ed(t)可由透射式太赫兹光梳光谱检测技术测得，经过傅里叶变换，将其转换为频域中的复值和进一步求出二者比值透射系数ρ(ω)：
[0034]
(2)
[0035]
其中，是复折射率，t(ω)为所测的透射功率，δφ(ω)表示固有的相移，d和c分别代表被测甜味剂卷烟纸样品的厚度以及真空中的光速。经过太赫兹光梳光谱检测得t(ω)和δφ(ω)，进一步求解n(ω)和k(ω)，最后计算复折射率，反复进行修正后，使测量值和真实值间的误差达到最小；根据透射系数ρ(ω)求解得到吸收系数α(w)，结合公式(2)和朗伯比尔定律，推导得出公式(3)求出甜味剂相对浓度s:
[0036][0037]
(4)
[0038][0039]
第一次进行太赫兹光梳光谱检测甜味剂相对浓度为s1，第二次进行太赫兹光梳光谱检测甜味剂相对浓度为s2，设定两次测得到的相对浓度差值阈值为λ，若满足以下式(4)，则可判定甜味剂喷涂均匀；
[0040]
|s
1-s2|≤λ (4)。
[0041]
采用本发明的技术方案：
[0042]
(1)提出了一种多层卷烟纸样本排序堆叠的卷烟纸甜味剂均匀度和浓度的太赫兹光谱检测方法。
[0043]
(2)通过对排序堆叠多层卷烟纸样本多次重复检测，先判断卷烟纸甜味剂均匀度后计算甜味剂浓度，提高了卷烟纸甜味剂的检测效率和精度。
[0044]
(3)太赫兹光谱检测装置主要由太赫兹光源、光学检测窗口、样本定位框、光学信号接收装置和的信号处理系统等组成。太赫兹光谱信号传输至数据采集端，通过电脑进行香烟卷烟纸甜味剂含量和均匀度分析。
[0045]
(4)烟嘴卷烟纸的排序装置由水平旋转机构、正反翻转机构、香烟卷烟纸接收装置、香烟卷烟纸分配装置等机构组成，通过水平旋转机构和正反翻转机构的配合，实现烟嘴卷烟纸的随机排序。
[0046]
(5)传送装置由传送带和滑轮组成，升降机构由滑轮和升降托盘组成，通过升降托盘和传送装置的配合将重新排序后的香烟卷烟纸传送至样品定位框，便于进行二次检测。
[0047]
(6)根据太赫兹光谱脉冲差值设定阈值λ，当两次太赫兹光谱脉冲检测甜味剂喷涂含量的差值小于阈值λ，即可判定卷烟纸甜味剂喷涂均匀。
附图说明
[0048]
图1一种基于太赫兹光谱的卷烟纸甜味剂均匀度检测流程图。
[0049]
图2卷烟纸甜味剂均匀度检测装置轴测图。
[0050]
图2中，保护侧壳体1、移动平板2、固定螺栓2-1、卷烟纸排序窗口3、保护壳体密封边4、卷烟纸定位框5-1、卷烟纸光学检测窗口5-2、太赫兹光源调节装置5-3、太赫兹光源5-4、固定螺栓5-8、卷烟纸夹紧板5-9、移动平板6。
[0051]
图3卷烟纸甜味剂均匀度检测装置后视图。
[0052]
图3中，保护侧壳体1、移动平板2、卷烟纸定位框5-1、太赫兹光源调节装置5-3、太赫兹光源5-4、光电信号转换模块5-5、光学信号接收装置5-6、数据收集及传输模块5-7、移动平板6、卷烟纸正反翻转接收装置7-4、卷烟纸中心分配装置7-6、卷烟纸正反旋转接收装置7-11、中心卷烟纸收集箱支撑机构9-1、卷烟纸传送箱9-2、支撑机构底板9-3、传送带10-1、送传滑轮10-2、卷烟纸传送滑轮11-1、驱动装置11-2、卷烟纸升降箱11-3、升降机构壳体11-4、升降机构11-5、安装定位框架12。
[0053]
图4卷烟纸甜味剂均匀度检测装置轴侧透视图。
[0054]
图4中，保护侧壳体1、移动平板2、固定螺栓2-1、卷烟纸定位框5-1、太赫兹光源调节装置5-3、太赫兹光源5-4、光电信号转换模块5-5、光学信号接收装置5-6、数据收集及传输模块5-7、固定螺栓5-8、移动平板6、卷烟纸水平旋转接收装置7-1、卷烟纸中心分配装置7-6、卷烟纸正反旋转接收装置7-11、卷烟纸水平旋转收集箱8-1、传送带10-1、驱动装置11-2、卷烟纸升降箱11-3、升降机构壳体11-4、升降机构11-5、安装定位框架12、固定螺栓12-1。
[0055]
图5卷烟纸排序装置正视图。
[0056]
图5中，驱动装置7-2、卷烟纸中心分配装置传输副滑轮7-3、卷烟纸正反翻转接收装置7-4、卷烟纸中心分配装置7-6、卷烟纸分配装置安装平台7-8、卷烟纸中心分配装置传输副滑轮7-9、卷烟纸中心分配装置传输主滑轮7-10、卷烟纸正反旋转接收装置7-11、卷烟纸水平旋转机构传输副滑轮7-12、卷烟纸水平旋转机构传输主滑轮7-13、卷烟纸正反翻转收集箱8-3、中心卷烟纸收集箱8-4、卷烟纸正反翻转收集箱传输副滑轮8-6、卷烟纸正反翻转收集箱斜面8-7、卷烟纸正反翻转收集箱8-8、卷烟纸正反翻转收集箱传输副滑轮8-9、中心卷烟纸收集箱支撑机构9-1、卷烟纸传送箱9-2、支撑机构底板9-3。
[0057]
图6卷烟纸排序装置轴测图。
[0058]
图6中，卷烟纸水平旋转接收装置7-1、驱动装置7-2、卷烟纸正反翻转接收装置7-4、卷烟纸中心分配装置7-6、卷烟纸水平旋转接收装置7-7、卷烟纸分配装置安装平台7-8、卷烟纸中心分配装置传输副滑轮7-9、卷烟纸正反旋转接收装置7-11、卷烟纸水平旋转机构传输副滑轮7-12、卷烟纸水平旋转机构传输主滑轮7-13、卷烟纸正反翻转收集箱8-3、中心卷烟纸收集箱8-4、卷烟纸水平旋转收集箱8-5、中心卷烟纸收集箱支撑机构9-1、支撑机构底板9-3。
[0059]
图7卷烟纸排序装置俯视图。
[0060]
图7中，卷烟纸水平旋转接收装置7-1、驱动装置7-2、卷烟纸中心分配装置传输副滑轮7-3、卷烟纸正反翻转接收装置7-4、卷烟纸中心分配装置旋转盘7-5、卷烟纸中心分配装置7-6、卷烟纸水平旋转接收装置7-7、卷烟纸分配装置安装平台7-8、卷烟纸中心分配装置传输副滑轮7-9、卷烟纸中心分配装置传输主滑轮7-10、卷烟纸正反旋转接收装置7-11、卷烟纸水平旋转机构传输副滑轮7-12、卷烟纸水平旋转机构传输主滑轮7-13。
[0061]
图8卷烟纸排序装置执行过程图。
[0062]
图8中，卷烟纸水平旋转收集箱8-1、卷烟纸水平旋转盘8-2、卷烟纸正反翻转收集箱8-3、卷烟纸正反翻转收集箱传输副滑轮8-6、卷烟纸正反翻转收集箱传输副滑轮8-9。
[0063]
图9卷烟纸排序装置轴测图。
[0064]
图9中，卷烟纸分配装置安装平台7-8、卷烟纸水平旋转收集箱8-1、卷烟纸水平旋
转盘8-2、中心卷烟纸收集箱8-4、卷烟纸水平旋转收集箱8-5、卷烟纸正反翻转收集箱传输副滑轮8-6、卷烟纸正反翻转收集箱斜面8-7、卷烟纸正反翻转收集箱8-8、卷烟纸正反翻转收集箱传输副滑轮8-9。
[0065]
图10卷烟纸检测过程图。
[0066]
图11一种基于太赫兹的卷烟纸甜味剂均匀度检测典型结果示意图。
具体实施方式
[0067]
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。但是，本发明可以用许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
[0068]
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0069]
实施例一
[0070]
本发明的一个实施例是，一种基于太赫兹光谱的卷烟纸甜味剂喷涂均匀度和浓度检测装置，检测装置侧面由保护侧壳体1构成，所述保护侧壳体1内部焊接有安装定位架12。保护侧壳体1顶部由移动平板2、卷烟纸排序窗口3、太赫兹检测模块5、移动平板6以及保护壳体密封边4组成，所述移动平板2固定在保护侧壳体1的顶部，固定方式为螺纹连接。保护壳体密封边4带有凹槽滑道4-1，移动平板6固定在凹槽滑道4-1中。所述太赫兹光谱检测模块5、卷烟纸分配机构7、卷烟纸收集机构8与卷烟纸分配机构7中的卷烟纸分配装置安装平台7-8相连接，连接方式为焊接，中心卷烟纸收集机构9与卷烟纸收集机构8相连接，连接方式为焊接。卷烟纸分配装置安装平台7-8与保护侧壳体内部的安装定位架12相连接，连接方式为螺纹连接。卷烟纸升降机构11固定在保护侧壳体1的内部底部，固定方式为焊接连接。待测样本经过太赫兹光谱检测模块5进行初检，通过移动平板6的推动，将待测样本推送到卷烟纸分配机构7，经过旋转、翻转及排序后，由卷烟纸收集机构8收集，经中心卷烟纸收集机构9进行汇总后，由卷烟纸传送机构10传送至卷烟纸升降机构11，再传送至太赫兹光谱检测模块5进行卷烟纸样本的二次检测。
[0071]
所述太赫兹光梳光谱检测模块5(包括：卷烟纸定位框5-1、卷烟纸光学检测窗口5-2、太赫兹光源调节装置5-3、太赫兹光源5-4、光电信号转换模块5-5、光学信号接收装置5-6、数据收集及传输模块5-7、固定螺栓5-8和卷烟纸夹紧板5-9)。其中：卷烟纸定位框5-1、卷烟纸光学检测窗口5-2固定在移动平板2上，连接方式为焊接，卷烟纸定位框5-1与卷烟纸夹紧板5-9相连接，连接方式为螺纹连接。光电信号转换模块5-5、光学信号接收装置5-6、数据收集及传输模块5-7分别固定在安装定位架12上，连接方式为焊接。太赫兹光源5-4与卷烟纸光学检测窗口5-2垂直布置，通过太赫兹光源调节装置5-3调节光源的位置。将叠加n张的卷烟纸放置在卷烟纸定位框5-1中，通过固定螺栓5-8和卷烟纸夹紧板5-9固定，通过采集卷烟纸甜味剂的太赫兹光谱，将光学信息通过光学信号接收装置5-6及光电信号转换模块5-5
进行接收和转换，再由数据收集及传输模块5-7输出至电脑进行甜味剂均匀度和相对浓度的计算。
[0072]
卷烟纸分配机构7(卷烟纸水平旋转接收装置7-1、驱动装置7-2、卷烟纸中心分配装置传输副滑轮7-3、卷烟纸正反翻转接收装置7-4、卷烟纸中心分配装置旋转盘7-5、卷烟纸中心分配装置7-6、卷烟纸水平旋转接收装置7-7、卷烟纸分配装置安装平台7-8、卷烟纸中心分配装置传输副滑轮7-9、卷烟纸中心分配装置传输主滑轮7-10、卷烟纸正反旋转接收装置7-11、卷烟纸水平旋转机构传输副滑轮7-12、卷烟纸水平旋转机构传输主滑轮7-13)。其中：卷烟纸水平旋转接收装置7-1、卷烟纸正反翻转接收装置7-4、卷烟纸水平旋转接收装置7-7、卷烟纸正反旋转接收装置7-11以及卷烟纸中心分配装置7-5旋转盘均固定在卷烟纸分配装置安装平台7-8上，固定方式为焊接。驱动装置7-2分别安装在卷烟纸水平旋转接收装置7-1、卷烟纸正反翻转接收装置7-4、卷烟纸水平旋转接收装置7-7、卷烟纸正反旋转接收装置7-11的侧面，连接方式为螺纹连接。卷烟纸水平旋转机构传输副滑轮7-12、卷烟纸水平旋转机构传输主滑轮7-13分别固定在接收装置内部，固定方式为焊接。卷烟纸水平旋转接收装置7-1、卷烟纸正反翻转接收装置7-4、卷烟纸水平旋转接收装置7-7、卷烟纸正反旋转接收装置7-11结构相同，均由驱动装置7-2、卷烟纸中心分配装置传输副滑轮7-9、卷烟纸中心分配装置传输主滑轮7-10组成，卷烟纸通过卷烟纸中心分配装置旋转盘7-5向四个方向进行分配，并由卷烟纸中心分配装置传输副滑轮7-9、卷烟纸中心分配装置传输主滑轮7-10进行输送，进一步实现卷烟纸多向传递。所述卷烟纸中心分配装置7-6由驱动装置7-2、卷烟纸中心分配装置传输主滑轮7-10、卷烟纸中心分配装置传输副滑轮7-9、卷烟纸中心分配装置传输副滑轮7-3、卷烟纸中心分配装置旋转盘7-5组成。通过卷烟纸中心分配装置旋转盘7-5可实现横向和竖向两个方向的切换，结合卷烟纸中心分配装置传输主滑轮7-10、卷烟纸中心分配装置传输副滑轮7-9、卷烟纸中心分配装置传输副滑轮7-3的配合，即可完成卷烟纸的均匀分配。
[0073]
卷烟纸收集机构8(卷烟纸水平旋转收集箱8-1、卷烟纸水平旋转盘8-2、卷烟纸正反翻转收集箱8-3、中心卷烟纸收集箱8-4、卷烟纸水平旋转收集箱8-5、卷烟纸正反翻转收集箱传输副滑轮8-6、卷烟纸正反翻转收集箱斜面8-7、卷烟纸正反翻转收集箱8-8、卷烟纸正反翻转收集箱传输副滑轮8-9)。其中：卷烟纸分配机构7及卷烟纸收集机构8安装固定在卷烟纸分配装置安装平台7-8上，所述连接方式为焊接。卷烟纸正反翻转收集箱传输副滑轮8-6、卷烟纸正反翻转收集箱斜面8-7、卷烟纸正反翻转收集箱传输副滑轮8-9与卷烟纸正反翻转收集箱8-3两侧相连接，连接方式为螺纹连接。卷烟纸水平旋转盘8-2与卷烟纸水平旋转收集箱8-1相连接，并固定在卷烟纸水平旋转收集箱8-1相连接底部，连接方式为焊接连接。其中卷烟纸水平旋转收集箱8-1和卷烟纸水平旋转收集箱8-5结构相同，卷烟纸有收集装置分配运输至卷烟纸水平旋转收集箱8-1和卷烟纸正反翻转收集箱8-3，卷烟纸水平旋转收集箱8-1利用卷烟纸水平旋转盘8-2来实现卷烟纸的旋转操作。卷烟纸正反翻转收集箱8-3和卷烟纸正反翻转收集箱8-8结构相同，通过卷烟纸正反翻转收集箱传输副滑轮8-6、卷烟纸正反翻转收集箱斜面以8-7及卷烟纸正反翻转收集箱传输副滑轮8-9配合，实现卷烟纸正反方向的翻转。最后，将重新排序后的卷烟纸由中心卷烟纸收集箱8-4收集，送至传送机构。
[0074]
中心卷烟纸收集箱支撑机构9-1顶部与中心卷烟纸收集箱8-4相连接，底部与支撑机构底板9-3相连接，连接方式为焊接连接，起支撑固定作用。卷烟纸传送箱9-2固定在支撑
机构底板9-3上。卷烟纸由中心卷烟纸收集箱8-4收集后，进一步收集至卷烟纸传送箱9-2，便于后续传送运输。
[0075]
卷烟纸传送机构10(传送带10-1、传送滑轮10-2)与保护侧壳体1相连接，连接方式为焊接，其中：传送带10-1、传送滑轮10-2、将卷烟纸传送箱9-2向卷烟纸升降装置传递，完成运输步骤。
[0076]
卷烟纸升降11(卷烟纸传送滑轮11-1、驱动装置11-2、卷烟纸升降箱11-3、升降机构壳体11-4、升降机构11-5)，其中：驱动装置11-2与升降机构壳体11-4相连接，连接方式为螺纹连接。卷烟纸传送滑轮11-1与卷烟纸升降箱11-3相连接，连接方式为焊接。升降机构壳体11-4与升降机构11-5相连接，连接方式为焊接连接。卷烟纸升降箱11-3固定置在升降机构壳体11-4内部，固定方式为螺纹连接。卷烟纸由传送机构10传送至升降机构壳体11-4边缘，通过卷烟纸传送滑轮11-1将卷烟纸进一步传送至卷烟纸升降箱11-3中，通过启动升降机构11-5将升降机构壳体11-4内的卷烟纸升降箱11-3提升至移动平板2。
[0077]
安装定位框架12；所述光电信号转换模块5-5、光学信号接收装置5-6和数据收集及传输模块5-7以及卷烟纸分配装置安装平台7-8均安装固定在安装定位框架12上，所述连接方式为焊接。
[0078]
所述喷涂甜味剂的卷烟纸经过二次检测，两次检测太赫兹光谱由光学信号接收装置5-6接收，并由光电信号转换模块5-5进行信号转换，通过数据收集及传输模块5-7输出至电脑端，计算两次采集的甜味剂相对浓度信息，进一步判断卷烟纸喷涂甜味剂均匀度和相对浓度。
[0079]
具体包括：
[0080]
步骤1：从待检测的同一批次的卷烟纸任意位置处裁切出符合尺寸要求的n张待测样本，其中5＜n＜50；
[0081]
步骤2：将每张待测样本进行排序、和/或翻转、和/或旋转、和/或移位的方式堆叠成多层卷烟纸太赫兹检测样本，并将每张待测样本移动至卷烟纸定位框；
[0082]
步骤3：检测得到多层卷烟纸样本的太赫兹光谱强度，并计算得出此次检测得到甜味剂相对浓度s，并将第一次检测得到的甜味剂相对浓度记为s1；
[0083]
步骤4：依次重复步骤2和步骤3得到第二次甜味剂相对浓度s2；
[0084]
步骤5：计算两次检测得到的甜味剂相对浓度s1、s2差值δs，若δs大于设定阈值λ，则说明该批次卷烟纸的甜味剂喷涂的均匀度不合格，即确定该批次卷烟纸甜味剂喷涂不合格，且不需进行甜味剂相对浓度检测；若δs小于等于设定阈值λ，则说明该批次卷烟纸的甜味剂喷涂的均匀度合格，并两次检测得到的甜味剂相对浓度s1和s2的均值除以多层卷烟纸样本的层数n得出该批次卷烟纸甜味剂喷涂的相对浓度s，即：s＝(s1 s2)/2n。
[0085]
所述的卷烟纸甜味剂相对浓度s检测及计算方法，通过卷烟纸上喷涂的甜味剂样品信息的太赫兹脉冲em(t)和不含甜味剂卷烟纸的探测脉冲ed(t)可由透射式太赫兹光谱检测技术测得，经过傅里叶变换，将其转换为频域中的复值和进一步求出二者比值透射系数ρ(ω)：
[0086][0087]
其中，是复折射率，t(ω)为所测的透射功率，δφ(ω)表示固有的相移，d和c分别代表被测甜味剂卷烟纸样品的厚度以及真空中的光速。经过太赫兹光谱检测得t(ω)和δφ(ω)，进一步求解n(ω)和k(ω)，最后计算复折射率，反复进行修正后，可使测量值和真实值间的误差达到最小。
[0088]
根据透射系数ρ(ω)可求解得到吸收系数α(w)，结合公式(2)和朗伯比尔定律，推导得出公式(3)求出甜味剂含量s:
[0089][0090][0091]
第一次进行太赫兹光谱检测甜味剂含量为s1，第二次进行太赫兹光谱检测甜味剂含量为s2，设定两次含量检测含量差值阈值为λ，若满足式(4)，则可判定甜味剂喷涂均匀。
[0092]
|s
1-s2|≤λ (4)
[0093]
若两次太赫兹光谱计算得到得甜味剂含量差小于所设定的阈值λ，则可判定卷烟纸所喷涂的甜味剂是均匀的，可进行后续甜味剂含量计算。若两次太赫兹光谱反演计算得到得甜味剂含量差大于所设定的阈值λ，则判定为不合格样品。
[0094]
实施例二
[0095]
在上述实施例的基础上，还提供一种基于太赫兹光谱的卷烟纸甜味剂喷涂均匀度和浓度检测方法，包括：
[0096]
步骤1：从待检测的同一批次的卷烟纸任意位置处裁切出符合尺寸要求的n(5＜n＜5)张待测样本，所述符合尺寸的卷烟纸样本规格长宽为24mm
×
3.5mm。
[0097]
步骤2：采用卷烟纸排序堆叠机构将每张待测样本进行排序、翻转、旋转、移位等方式堆叠成多层卷烟纸太赫兹检测样本，并将其移动至卷烟纸定位框，堆叠成多层卷烟纸太赫兹检测样本，堆叠多层卷烟纸样本数量n不超过50张，并将每张卷烟纸样本移动至卷烟纸定位框，移动到定位框后，通过夹紧装置对堆叠n张的多层卷烟纸样本进行夹紧固定，夹紧装置的限制高度为2.0cm。
[0098]
步骤3：采用太赫兹光谱检测机构检测得到多层卷烟纸样本太赫兹光谱强度，并计算得出此次检测得到甜味剂相对浓度(第一检测得到的甜味剂相对浓度记为s1)。步骤4：依次重复步骤2和步骤3得到第二次甜味剂相对浓度s2。步骤5：计算两次检测得到的甜味剂相对浓度s1、s2差值δs。若δs大于设定阈值λ，则说明该批次卷烟纸的甜味剂喷涂的均匀度不合格，即确定该批次卷烟纸甜味剂喷涂不合格，且不需进行甜味剂相对浓度检测。若δs小于等于设定阈值λ，则说明该批次卷烟纸的甜味剂喷涂的均匀度合格，并两次检测得到的甜味剂相对浓度s1和s2的均值除于多层卷烟纸样本的层数n得出该批次卷烟纸甜味剂喷涂的相对浓度s，即：s＝(s1 s2)/2n。
[0099]
上述步骤3-5中所述甜味剂相对浓度s，还具体包括以下步骤：通过卷烟纸上喷涂的甜味剂样品信息的太赫兹脉冲em(t)和不含甜味剂卷烟纸的探测脉冲ed(t)可由透射式太赫兹光梳光谱检测技术测得，经过傅里叶变换，将其转换为频域中的复值和进一步求出二者比值透射系数ρ(ω)：
[0100]
(3)
[0101]
其中，是复折射率，t(ω)为所测的透射功率，δφ(ω)表示固有的相移，d和c分别代表被测甜味剂卷烟纸样品的厚度以及真空中的光速。经过太赫兹光梳光谱检测得t(ω)和δφ(ω)，进一步求解n(ω)和k(ω)，最后计算复折射率，反复进行修正后，使测量值和真实值间的误差达到最小；根据透射系数ρ(ω)求解得到吸收系数α(w)，结合公式(2)和朗伯比尔定律，推导得出公式(3)求出甜味剂相对浓度s:
[0102][0103]
(5)
[0104][0105]
第一次进行太赫兹光梳光谱检测甜味剂相对浓度为s1，第二次进行太赫兹光梳光谱检测甜味剂相对浓度为s2，设定两次测得到的相对浓度差值阈值为λ，若满足以下式(4)，则可判定甜味剂喷涂均匀；
[0106]
|s
1-s2|≤λ (4)。
[0107]
采用本发明的技术方案：
[0108]
(1)提出了一种多层卷烟纸样本排序堆叠的卷烟纸甜味剂均匀度和浓度的太赫兹光谱检测方法。
[0109]
(2)通过对排序堆叠多层卷烟纸样本多次重复检测，先判断卷烟纸甜味剂均匀度后计算甜味剂浓度，提高了卷烟纸甜味剂的检测效率和精度。
[0110]
(3)太赫兹光谱检测装置主要由太赫兹光源、光学检测窗口、样本定位框、光学信号接收装置和的信号处理系统等组成。太赫兹光谱信号传输至数据采集端，通过电脑进行香烟卷烟纸甜味剂含量和均匀度分析。
[0111]
(4)烟嘴卷烟纸的排序装置由水平旋转机构、正反翻转机构、香烟卷烟纸接收装置、香烟卷烟纸分配装置等机构组成，通过水平旋转机构和正反翻转机构的配合，实现烟嘴卷烟纸的随机排序。
[0112]
(5)传送装置由传送带和滑轮组成，升降机构由滑轮和升降托盘组成，通过升降托盘和传送装置的配合将重新排序后的香烟卷烟纸传送至样品定位框，便于进行二次检测。
[0113]
(6)根据太赫兹光谱脉冲差值设定阈值λ，当两次太赫兹光谱脉冲检测甜味剂喷涂
含量的差值小于阈值λ，即可判定卷烟纸甜味剂喷涂均匀。
[0114]
需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。