摘 要：煙葉質量控制已成為目前復烤企業(yè)關注的重中之重，復烤企業(yè)必須充分發(fā)揮質檢對生產的反饋及服務作用，才能形成健康良性發(fā)展。目前在對煙葉含水率進行檢測的質檢設備中，實驗室紅外水分儀具有檢測耗時短的顯著優(yōu)點，但由于其檢測準確性不高，無法有效發(fā)揮其及時反饋生產的質量預警作用。本文將從降低實驗室紅外水分儀檢測誤差的目的意義、影響因素、存在問題、措施與建議幾個方面進行分析與探討。

關鍵詞：煙葉質量；含水率；檢測誤差

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.206

煙葉質量是復烤企業(yè)生存和發(fā)展的重中之重，復烤企業(yè)必須將質量意識扎根在生產每一環(huán)，充分發(fā)揮質檢對生產的反饋及服務作用，才能走上健康持續(xù)的發(fā)展之路。在眾多質量指標中，含水率無疑與煙葉經濟價值最密切相關，是在線質檢重點監(jiān)測的對象。相比其他水分檢測設備，水分檢測耗時短是實驗室紅外水分檢測儀的顯著優(yōu)勢，若能充分利用此優(yōu)勢，可以將水分數據更迅速的反饋至生產線，起到良好的質量預警作用。但是由于實驗室紅外水分檢測儀相比其他兩種設備檢測準確性較低，目前我公司并沒有將它全面投入在線生產檢測使用，而基本放棄了其可以發(fā)揮的質量預警功能。因此，通過分析研究降低實驗室紅外水分儀檢測誤差，使此種設備能夠更好的應用到生產實際中，充分發(fā)揮質檢對生產的反饋與服務作用，至關重要。

1 名詞解釋

1.1 實驗室紅外水分儀

本文所述的實驗室紅外水分儀是指NDC Infralab 710e實驗室紅外水分儀，與在線紅外水分儀相區(qū)別，僅對煙葉粉末樣品進行檢測。

1.2 誤差

實驗室紅外水分儀檢測值與真實值之間的差異稱為誤差。由于FREAS烘箱檢測結果很準確，本文以FREAS烘箱檢測值作為真實值。

：實驗室紅外水分儀檢測值。

：FREAS烘箱檢測值。

1.3 標準誤差

標準誤差是一組誤差（、、……）的平方和的平均值的平方根，它是用以度量平均誤差的一個統(tǒng)計學標準概念。

標準誤差之所以在統(tǒng)計學上廣泛應用，是因為它有效的避免了誤差求平均時的正負相抵情況，更好的反映誤差的真實情況。

1.4 偏移誤差

本文所述的偏移誤差是一組誤差（、、……）的算術平均值，它反映的是誤差的整體正負情況。

：樣本個數。

1.5 波動誤差

本文所述的波動誤差是指一組誤差（、、……）的標準差，它度量的是誤差繞其均值的波動幅度。

2 降低實驗室紅外水分儀檢測誤差的目的

2.1 縮短水分信息反饋時間

目前煙葉在線質檢使用較普遍的主要為FREAS烘箱（俗稱慢速烘箱）、Brabender水分測定儀（俗稱快速烘箱）、Infralab實驗室紅外水分儀（NDC）三種水分檢測設備。其中FREAS烘箱檢測準確性最高，但檢測耗時最長需120min； Brabender水分測定儀檢測準確性較高，檢測耗時較長需20min；實驗室紅外水分儀檢測耗時最短僅需15s，但檢測準確性不高，檢測結果不被信賴。若能有效降低實驗室紅外水分儀檢測誤差并將其廣泛應用于在線生產檢測，其檢測耗時短的優(yōu)勢將被發(fā)揮，有利于縮短水分信息反饋時長。

2.2 降低煙葉生產損耗

降低實驗室紅外水分儀檢測誤差可以最大程度發(fā)揮其質量預警用，將水分信息及時反饋至生產線，有助于生產操作工對復烤設備進行有效調控，實時控制煙葉復烤質量，降低煙葉水分不合格率。而一旦不合格煙葉返箱率降低，煙葉返箱過程中引起的煙葉造碎損耗將得到較好的控制。

2.3 節(jié)約人工成本

由于實驗室紅外水分儀檢測耗時短，操作較為簡單方便，若能有效降低其檢測誤差，最大程度的發(fā)揮其效用，對一些復雜的質檢環(huán)節(jié)進行合理替代，將能降低單個質檢人員的勞動強度，從而減少質檢所需人員，有效節(jié)約人工成本。

3 影響實驗室紅外水分儀檢測誤差的主要因素

3.1 誤差分解分析

為了便于統(tǒng)計分析，降低實驗室紅外水分儀檢測誤差所討論的誤差應是平均意義上的誤差，這里引入統(tǒng)計學上的標準誤差（RMSE）概念。出于更好的分析誤差的影響因素的目的，將標準誤差分解成代表誤差整體大小情況的偏移誤差和代表誤差繞均值波動幅度的波動誤差。

由上面的計算可知，標準誤差可以分解成偏移誤差和波動誤差兩部分，標準誤差的平方等于偏移誤差和波動誤差的平方和。在探討降低實驗室紅外水分儀標準誤差時，應當針對偏移誤差和波動誤差兩部分，考慮影響誤差的主要因素。

3.2 誤差的影響因素分析

3.2.1 樣品因素

實驗室紅外水分儀運用紅外光譜吸收原理進行水分檢測，水分測量值受樣品的表面狀態(tài)、顏色、結構影響。在線生產檢測中的煙葉樣品來源十分復雜，不同產地、不同部位、不同等級、不同配方的煙葉樣品的表面狀態(tài)、顏色、結構完全不同，這會造成檢測結果的不一致性，同一檢測參數設置下不同類別的煙葉檢測平均誤差會有較大差異。

3.2.2 操作因素

檢測過程中的一些人為操作因素會通過影響樣品水分、樣品狀態(tài)、設備測定等方面影響檢測結果，從而最終影響檢測誤差。如檢測過程中樣品蓋未擰緊或者樣品存放時間過長導致水分的自然散失，會增大檢測偏移誤差；連續(xù)粉磨和檢測下一個樣品前未清掃樣品會造成樣品摻雜從而增大檢測波動誤差；實驗室紅外水分儀檢測結果會受到樣品盤內樣品盛放量的影響，樣品盛放量越多檢測結果數值越大，如果檢測操作中樣品盛放量不符合要求或未平鋪，依情況會對檢測偏移誤差或波動誤差造成影響。

3.2.3 設備因素

實驗室紅外水分儀需要定時進行系統(tǒng)自校才能維持準確的的檢測結果，若未進行定期自校，則可能引起儀器測量漂移，影響檢測偏移誤差。另外，系統(tǒng)故障、檢測窗口未清潔、檢測燈泡老化等設備因素也會影響檢測波動誤差。

3.2.4 環(huán)境因素

實驗室紅外水分儀對工作環(huán)境中電壓、溫度、光照都有相應要求，若不符合要求，檢測結果將會受到影響。另外，由于實驗室紅外水分儀工作原理為光譜吸收原理，若空氣環(huán)境中粉塵較多，也會影響檢測誤差。

4 實驗室紅外水分儀檢測中存在的主要問題

4.1 標準操作規(guī)程欠缺

樣品盛放量不當、未定期進行儀器自校準、清潔檢測窗口、檢測操作不當等影響檢測誤差的因素，都是因為缺乏完備的實驗室紅外水分儀操作規(guī)程引起的。設備操作說明書通常內容繁多，不便于普通操作人員進行執(zhí)行和考核，因此不能用設備操作說明書替代標準操作規(guī)程。

4.2 人員培訓與考核欠缺

在具備標準操作規(guī)程的情況下，人員對規(guī)程理解不清晰或對規(guī)程執(zhí)行不到位，都無法最大程度的規(guī)避影響檢測誤差的操作因素和設備因素，從而增大實驗室紅外水分儀檢測誤差。究其根本，人員的培訓與考核欠缺是造成上述情況的真正原因。

4.3 通道修正值設置不當

根據Infralab 710e 實驗室用紅外水分儀使用手冊中的說明，實驗室紅外水分儀的通道參數有兩個，分別為修正值和斜率。修正值適用于修改輸出的正偏差和負偏差，可以調整該值來增加或減少儀器讀數，以與用戶的標準實驗室檢測值一致。實驗室紅外水分儀檢測結果隨修正值設置值得增大而增大，也就是說當修正值設置偏高時，實驗室紅外水分儀檢測結果較標準值整體偏高，誤差中將會出現大范圍的正偏差；而修正值設置偏低時，誤差中將會出現大范圍的負偏差。

4.4 通道設置過少

實驗室紅外水分儀利用紅外光譜吸收原理進行水分檢測，水分測量值受樣品的表面狀態(tài)、顏色、結構影響。而在線生產檢測煙葉樣品往往來源復雜，需要設置不同檢測通道不同檢測參數以精確檢測結果。通道設分類越細致，檢測結果越準確。檢測通道設置過少，會導致使用同一通道檢測的樣品存在不同質性，單一通道不能滿足這些不同質樣品的檢測準確度，不同質樣品間檢測誤差差距大。

5 降低實驗室紅外水分儀的措施與建議

5.1 完善設備操作規(guī)程

為了避免不規(guī)范操作影響實驗室紅外水分儀檢測結果，責任部門應當結合實驗室紅外水分儀使用說明書，制定完善的操作規(guī)程，同時將操作規(guī)程納入企業(yè)標準。操作規(guī)程應當具備完備性、可理解性、易執(zhí)行性的特點，規(guī)程應當包含標準操作流程和注意事項兩大部分，保證依規(guī)程進行操作能最大程度避免人為因素對檢測誤差造成的影響，同時方便考核人員依規(guī)程對操作人員進行考核。

5.2 增大培訓與考核力度

為了使設備操作規(guī)程能得到有效執(zhí)行，需要建立完善的培訓與考核制度，按時按質對操作人員進行培訓，并嚴格依詳盡的考核點對人員進行考核。培訓應力爭使質檢人員對實驗室紅外水分儀操作規(guī)程有清晰的理解和足夠的重視，并盡量控制由于人員變動造成的人為操作失誤率增大的情況；考核應當常規(guī)按月考核與隨機抽查相結合，使員工對自己的日常崗位職責和具體操作規(guī)范對有清晰到位的認識并能嚴格執(zhí)行。

5.3 確定合理的通道修正值

修正值適用于修改輸出的正偏差和負偏差?？梢哉{整該值來增加或減少儀器讀數，以與用戶的標準實驗室檢測值一致。修正值調整方法有自動修正和手動修正兩種。自動修正功能只作為調整儀器的初步方法，是使儀器大致準確、測量值和標準值初步接近的一種調整方法。手動修正是當需要儀器檢測結果較精準時使用調整方法，它通過兩個截然不同的階段進行：獲取樣品數據（儀器測量值和標準值），這是修正的依據；計算出新的修正值并用新修正值覆蓋原來的修正值，更新存儲的產品通道。

計算新修正值的公式如下：

其中：

：新修正值。

：當前修正值。

：實驗室標定值的平均值。

：儀器樣品測量值的平均值。

為使修正值日趨精確，可以才用定期擴大樣本量的方法不斷對修正值進行調整。

5.4 細化檢測通道分類設置

為了使不同類別的煙葉檢測誤差均得到有效降低，檢測通道設置時應盡量多的設置不同類別檢測通道，通道分類設置越細，檢測結果越準確。實際操作過程中，可以建立通道細化設置流程，按照部位、等級、配方的層次逐級不斷細化的增加通道設置。

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作者簡介：欒菲菲（1989-），女，云南曲靖人，碩士。