作者：潘永华, 杨成波, 张凌, 李泰, 周文建, 韩金江

作者单位：红塔烟草（集团）有限责任公司，云南 玉溪 653100

关键词：透明爆珠;滤棒;拉曼光谱;吸收光谱;共振增强;拉曼成像

摘要：

研究基于拉曼成像技术对滤棒内植无色透明爆珠质量进行无损检测方案。通过对无色透明爆珠内含液吸收光谱以及拉曼光谱测量，获得内含液光谱特征。选择合适的光源和探测器，搭建基于近紫外共振增强拉曼散射的成像检测实验装置，通过线扫描的方式，对滤棒内植透明爆珠进行无损检测。结果显示：透明爆珠内含液在370 nm附近存在共振吸收；在500~3000 cm^–1波数范围内，爆珠内含液存在多个较强拉曼谱峰；采用375 nm近紫外激光作为激发光诱导爆珠内含液的拉曼散射能够清晰反映出爆珠的位置信息，并检测出少珠和漏液缺陷。通过实验，验证利用爆珠内含液的拉曼光谱响应特征可实现对透明爆珠滤棒的无损检测。

Non-invasive inspection of transparent capsules inserted in the filter rods based on Raman imaging technology
PAN Yonghua, YANG Chengbo, ZHANG Ling, LI Tai, ZHOU Wenjian, HAN Jinjiang
Hongta Tobacco(Group) Co., Ltd., Yuxi 653100, China
Abstract: A non-invasive inspection method based on Raman imaging is developed to inspect the quality of filter rods implanted with transparent capsules. The absorption and Raman spectrum of the inner liquid of the capsules is measured. A prototype inspection system is developed based on ultraviolet (UV) resonance-enhanced Raman scattering, of which the light sources and detectors are selected according to the spectrum data. Non-invasive inspections of transparent capsuled filter rods are performed using the system. The obtained results show that: The inner liquid presents strong absorption around 370 nm; The inner liquid has several significant Raman resonance peaks within 500-3000 cm^−1; Raman imaging of the filter rods using 375 nm laser beam as excitation can clearly measure the position and size of the transparent capsules, filter rods with capsule-loss or inner liquid leakage can be detected. The Raman imaging technique could be an effective method for non-invasively quality inspection of filter rods with transparent capsules.
Keywords: transparent capsule;filter rod;Raman spectroscopy;absorption spectroscopy;resonance enhancement;Raman imaging
2021, 47(5):76-81  收稿日期: 2020-05-28;收到修改稿日期: 2020-06-24
基金项目:
作者简介: 潘永华(1975-),男,云南玉溪市人,工程师,主要从事烟草工艺设备工作
参考文献
[1] 洪广峰, 邱纪青, 李国政, 等. 国外爆珠卷烟研究进展[J]. 中国烟草学报, 2019, 25(4): 124-134
[2] CRAWFORD M, ALLISON F, FIONA D, et al. The power of product innovation: smokers' perceptions of capsule cigarettes[J]. Nicotine & Tobacco Research, 2017, 9(9): 1157-1160
[3] 刘秀明, 张健, 刘亚, 等. 高效液相色谱法同时测定爆珠壁材中8种水溶性着色剂[J]. 中国测试, 2018, 44(3): 49
[4] 龚志文, 彭黔荣, 周明珠, 等. 微波法胶囊滤棒检测算法研究与装置设计[J]. 烟草科技, 2017, 50(10): 81
[5] 杨光远, 王闻, 彭三文, 等. 爆珠滤棒在线视觉检测系统的研究与开发[J]. 轻工科技, 2019, 35(4): 90-93
[6] 周顺, 王孝峰, 宁敏, 等. 基于实时升温红外光谱研究烟草热解化学结构变化[J]. 烟草科技, 2016, 49(10): 51-59
[7] 聂磊, 别振英, 朱友, 等. 基于烟用材料的衰减全反射红外光谱无损鉴别真假卷烟[J]. 烟草科技, 2019, 52(5): 31-39
[8] 唐杰, 朱玲, 许嘉东, 等. 紫外-可见光谱技术在烟用爆珠内液化学成分稳定性分析中的应用[J]. 烟草科技, 2019, 52(3): 39-45
[9] 姜红，朱晓晗，何歆沂，等. 差分拉曼光谱法对塑料瓶的鉴别分析[J]. 中国测试, 2020，46（8）：76-79.
[10] 李霞, 温宝英, 卢昕博, 等. 拉曼光谱法快速测定电子烟烟液中的1,2-丙二醇和丙三醇[J]. 烟草科技, 2017, 50(3): 52-56
[11] 翟晨, 彭彦昆, 李永玉, 等. 基于拉曼光谱成像的食品中化学添加剂的无损检测[J]. 高等学校化学学报, 2017, 38(3): 369-375
[12] 刘宸, 杨桂燕, 王庆艳, 等. 基于线扫描拉曼高光谱系统的奶粉中硫氰酸钠无损检测[J]. 食品科学, 2018, 39(12): 295-300
[13] 路交, 朱姗姗, 崔笑宇, 等. 拉曼光谱成像技术及其在生物医学中的应用[J]. 中国激光, 2018, 45(3): 03070071-030700710
[14] 徐冰冰, 金尚忠, 姜丽, 等. 共振拉曼光谱技术应用综述[J]. 光谱学与光谱分析, 2019, 39(7): 2119-2127