香煙，是煙草制品的一種。制法是把煙草烤干后切絲，然后以紙卷成長(zhǎng)約120mm,直徑10mm的圓桶形條狀。吸食時(shí)把其中一端點(diǎn)燃，然后在另一端用嘴吸咄產(chǎn)生的煙霧。

中國(guó)卷煙行業(yè)發(fā)展的歷史已經(jīng)有上千年的歷史，在這千多年的時(shí)間里，中國(guó)卷煙行業(yè)的發(fā)展可以說(shuō)是非常迅猛的。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研在線網(wǎng)發(fā)布的2023-2029年中國(guó)風(fēng)味膠囊卷煙行業(yè)經(jīng)營(yíng)模式分析及投資機(jī)會(huì)預(yù)測(cè)報(bào)告分析，從2018年到2020年，中國(guó)卷煙行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模從2.5萬(wàn)億元攀升至3.7萬(wàn)億元，增長(zhǎng)了48.4%。在2020年，中國(guó)卷煙行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到了3.7萬(wàn)億元，占全國(guó)消費(fèi)品行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模的8.2%。

以「中華」、「芙蓉王」、「利群」、「黃鶴樓」、「玉溪」、「云煙」、「南京」等為代表的中式卷煙品牌迅速做大規(guī)模、做強(qiáng)結(jié)構(gòu)，取得了超過(guò)99%的超高市場(chǎng)份額、銷售占比，奠定了中國(guó)煙草最為關(guān)鍵的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

現(xiàn)代意義的卷煙產(chǎn)品，其制作過(guò)程大致要經(jīng)過(guò)煙葉初烤、打葉復(fù)烤、煙葉發(fā)酵、卷煙配方、卷煙制絲、煙支制卷、卷煙包裝七個(gè)大項(xiàng)的生產(chǎn)工藝流程，才能作為商品流轉(zhuǎn)到消費(fèi)者手中。

在生產(chǎn)包裝的多個(gè)環(huán)節(jié)，香煙都可能存在一些制造失誤，比如香煙濾棒連接有誤、包裝內(nèi)部存在異物等，對(duì)每一根香煙的規(guī)格都需要進(jìn)行檢測(cè)，從而保證生產(chǎn)合規(guī)。這離不開專業(yè)的檢測(cè)手段，現(xiàn)階段香煙行業(yè)以人工檢測(cè)、白光+相機(jī)的機(jī)器視覺(jué)方案實(shí)現(xiàn)表面缺陷等簡(jiǎn)單檢測(cè)，然而對(duì)于包裝好的單支香煙、以及香煙盒內(nèi)部情況的檢測(cè)，卻還沒(méi)有廣泛應(yīng)用的技術(shù)方案。

太赫茲成像技術(shù)

太赫茲波是處于微波與紅外之間，定義頻率在0.1~10 THz,波長(zhǎng)在3~0.03 mm之間的電磁波。由于其在電磁波頻譜的特殊位置，其在文物檢測(cè)領(lǐng)域具有明顯優(yōu)勢(shì)：光子能量低，不具有電離輻射；極易透過(guò)非極性和非金屬材料，包括陶瓷、帆布、木材、紙張等常見藝術(shù)品的承載材料；頻段處在許多生物大分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)，可根據(jù)太赫茲波的強(qiáng)吸收和諧振特性建立分子指紋特征譜鑒別物質(zhì)成分；太赫茲波段的高頻率對(duì)應(yīng)于更短的波長(zhǎng)，能夠達(dá)到比微波成像更高的空間分辨率；不需要接觸表面，實(shí)現(xiàn)無(wú)損探測(cè)。

太赫茲成像系統(tǒng)目前也有多種配置，比如基于飛秒激光與光電導(dǎo)天線的TDS系統(tǒng)，基于FMCW雷達(dá)的收發(fā)一體的反射式成像雷達(dá)等，根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景可以選擇不同的成像配置。香煙的外殼是紙張材質(zhì)，太赫茲可以輕松穿透，基于太赫茲成像系統(tǒng)，我們可以對(duì)香煙進(jìn)行穿透成像，查看到樣品內(nèi)部的情況，從而發(fā)現(xiàn)缺陷和異物。

太赫茲香煙檢測(cè)案例

（1）測(cè)試樣品：

本次測(cè)試的樣品是4種香煙，每種2支，同一種香煙的直徑相同。A至D的直徑分別為5mm、6mm、7mm和7mm。A組在香煙兩端22mm和36mm處都有內(nèi)含物，D組也由三個(gè)不同的部分組成。

測(cè)試目的是識(shí)別香煙樣品的每個(gè)部分（組成與形狀），并評(píng)估TeraScan 100（120GHz）是否能夠區(qū)分樣品的所有組成部分。除此以外，還需要確認(rèn)太赫茲技術(shù)是否能夠區(qū)分A樣品中存在的小球形夾雜物（香煙爆珠）。

（2）測(cè)試設(shè)置：

采用虹科太赫茲雷達(dá)掃描儀TeraScan 100，基于連續(xù)波調(diào)頻雷達(dá)的原理，中心頻率為120GHz，探測(cè)速率10Hz，是一套集太赫茲雷達(dá)、掃描平臺(tái)與成像軟件為一體的完整成像系統(tǒng)。

橫向分辨率對(duì)于該測(cè)試而言是重要的，以便能夠區(qū)分這些樣品的不同成分。對(duì)于這個(gè)樣品，我們?cè)O(shè)置橫向分辨率（移動(dòng)步長(zhǎng)）為1mm。我們將平均成像，以獲得高質(zhì)量的成像，同時(shí)也不會(huì)有太長(zhǎng)的掃描時(shí)間。

我們?cè)跇悠繁趁娣胖媒饘侔?，以增加樣品的反射率，并具有更好的?duì)比度。

（3）測(cè)試結(jié)果：

A組與B組：

下圖是A與B樣品的生產(chǎn)規(guī)格圖。其中A為5段，兩段中分別有兩顆爆珠。B為1段，長(zhǎng)度更短。

這是通過(guò)太赫茲雷達(dá)檢測(cè)得到的圖像，其中樣品A和B樣品均符合規(guī)格， 除了1B短于2B。除A樣品外，未見異常和內(nèi)部夾雜物。在預(yù)期的位置可以觀察到樣品A的球形夾雜物（爆珠）。所有不同的部分都是可區(qū)分的。

C組與D組

由生產(chǎn)規(guī)格示意圖可知，C由兩段組成，D由三段組成。

從太赫茲?rùn)z測(cè)結(jié)果來(lái)看，樣品C沒(méi)有任何異常。而樣本D并不符合規(guī)格(示意圖)，這組太赫

茲?rùn)z測(cè)圖中顯示了四個(gè)不同的部分，而示意圖只有三個(gè)部分，從而發(fā)現(xiàn)了不合規(guī)的產(chǎn)品。

（4）測(cè)試結(jié)論：

TeraScan 100太赫茲系統(tǒng)完全能夠區(qū)分不同的樣品部件。

該系統(tǒng)還能夠識(shí)別A樣品上的球形夾雜物（爆珠），以及分辨出所有樣品的密度差別。

顯示了太赫茲技術(shù)在香煙檢測(cè)應(yīng)用的極大潛力。

審核編輯黃宇