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烟草杂物AI智能剔除系统技术方案

发表时间:2025-06-03 07:04

烟草杂物AI智能剔除系统技术方案  

烟草杂物AI智能剔除系统基于多光谱成像的7m/s高速分选专家——1mm级杂质99.9%剔除率


一、烟草杂物AI智能剔除系统核心价值

行业痛点解决  

- 人工分选局限:霉变烟叶/塑料膜等轻质杂质漏检率>30%  

- 工艺升级需求:满足打叶复烤线10t/h处理量,速度达7m/s  

- 质量追溯:实现每批次烟叶杂质类型大数据分析  


技术突破  

- 三棱镜分光技术:RGB同步采集解决传统线阵CCD色彩错位问题  

- DSP+FPGA架构:单帧处理时间<3ms(>500Hz剔除频率)  

- 多级气喷控制:64路电磁阀组实现0.5mm定位精度  


烟草杂物AI智能剔除系统

二、系统性能指标


参数
指标
传统方式对比
处理速度
5-7m/s(适配10t/h产线)
人工分选≤1m/s
检测精度
1mm²杂质(如塑料片/虫卵)
人工识别极限3mm
剔除响应
30ms(从识别到喷吹)
机械分选>100ms
光谱范围
400-1000nm(含近红外霉变检测)
肉眼仅可见400-700nm



三、关键技术创新

1. 光学系统设计  

- 线状LED光源阵列:  

  - 显色指数CRI>95(模拟日光光谱)  

  - 10万小时寿命,亮度波动<1%  

- 三棱镜分光线阵CCD:  

  - 2K分辨率(2048像素),RGB同步采集  

  - 7μm像素尺寸,适配50mm定焦镜头  


2. 实时处理架构  

```mermaid

graph LR

A[CCD采集] --> B[FPGA预处理]

B --> C[DSP特征提取]

C --> D{烟叶/杂质?}

D -->|杂质| E[电磁阀坐标计算]

D -->|烟叶| F[数据归档]

E --> G[64路气喷剔除]

```


烟草杂物AI智能剔除系统


3. 智能分类算法  

- 多维度特征库:  


特征
烟叶
典型杂质
颜色空间
Lab (70,5,20)
塑料膜(85,-2,10)
纹理熵值
1.2-1.8
>2.5(金属片)
近红外反射率
65%-75%
<50%(霉变叶)


 

四、核心硬件配置


模块
选型
光学镜头
Schneider Kreuznach Xenoplan 1.4/50mm(畸变<0.01%)
线阵CCD
SONY ILX554B(2048像素,RGB三线同步,行频20kHz)
图像采集卡
Viper-Digital(PCIe x8,传输带宽6.8GB/s)
处理单元
TI TMS320C6678 DSP + Xilinx Kintex-7 FPGA
剔除执行
SMC SYJ314-5LZD电磁阀(响应时间0.5ms,喷吹压力0.7MPa)



五、烟草杂物AI智能剔除系统实施效益

某中烟工业公司案例  

- 质量提升:成品烟丝杂质含量从300ppm降至50ppm以下  

- 成本节约:单线年减少原料浪费¥180万元  

- 数字化:建立烟叶产地-杂质类型关联数据库  


六、扩展功能

- AI学习模块(可选):  

  - 自动识别新型杂质(需50个样本训练)  

  - 适配不同产区烟叶特征(云南/贵州/巴西等)  

- MES对接:实时上传杂质分布热力图  


七、服务承诺

- 30天试运行:免费处理200吨烟叶,输出杂质分析报告  

- 终身维护:核心光学部件5年质保  

- 工艺培训:包含光谱调试、阀组压力优化  


烟草杂物AI智能剔除系统为烟草品质构筑智能防线!  



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