一種抽煙環(huán)境模擬室的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)及其模擬方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于煙草制品研宄領(lǐng)域，主要涉及一種抽煙環(huán)境模擬室的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)及 其模擬方法。具體說是為模擬不同抽煙環(huán)境（溫度、濕度、海拔）而研宄開發(fā)的一種可以實 現(xiàn)溫度、濕度、壓強在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)的抽煙環(huán)境，適用于煙草制品及在制品標(biāo)準(zhǔn)化測 試、風(fēng)格評價、品質(zhì)判定、煙草燃燒和加工工藝研宄等。
【背景技術(shù)】
[0002] 卷煙產(chǎn)品作為一種消費品，流通消費地域分布廣泛，而不同地域之間由于氣候、海 拔存在明顯差異，進(jìn)而造成卷煙抽吸過程的溫度、濕度、壓力存在較大差異，這些差異(環(huán)境 溫度、濕度、壓力）造成相同卷煙在不同區(qū)域抽吸結(jié)果存在差異。抽吸結(jié)果的差異主要體現(xiàn) 在兩個方面：一方面，在進(jìn)行卷煙燃燒抽吸煙氣指標(biāo)測定過程中，相同的卷煙樣品，由于不 同地域溫濕度、壓力環(huán)境的差異，容易造成煙支燃燒狀態(tài)的改變，進(jìn)而影響卷煙燃吸煙氣成 分的改變，造成測試結(jié)果的差異；另一方面，在感官評價抽吸過程中，相同的卷煙樣品，由于 不同地域溫濕度、壓力環(huán)境的差異，在開放的環(huán)境進(jìn)行感官評價抽吸過程，容易造成感官各 項指標(biāo)評價結(jié)果的差異，進(jìn)而影響最終的評價結(jié)果，不利于單品牌異地生產(chǎn)和評判異地化 品質(zhì)差異等研宄工作展開。
[0003] 為了使抽吸過程的環(huán)境條件一致，避免出現(xiàn)上述抽吸過程的差異，研宄者進(jìn)行了 相關(guān)研宄，也申報了相關(guān)一些解決抽吸環(huán)境差異的專利，其中，鄭州煙草研宄院分別申報的 環(huán)境溫濕度控制實驗艙(專利號：200620134989. 6)和可調(diào)節(jié)大氣環(huán)境壓力的實驗艙系統(tǒng) (專利號：201110458132. 5)分別針對測試過程溫濕度和實驗室環(huán)境大氣壓力條件無法滿足 人為調(diào)節(jié)的實際情況而進(jìn)行的專利申報，兩個專利分別解決了常壓條件下不同測試環(huán)境溫 濕度和固定溫濕度條件下壓力的單一方面調(diào)控一致問題，然而兩個專利都沒有實現(xiàn)溫度、 濕度和壓力的同時調(diào)節(jié)，并不能完全滿足由于不同地域氣候、海拔條件的差異造成的溫度、 濕度、壓力三者的差異調(diào)節(jié)要求。而同時實現(xiàn)溫濕度、壓力調(diào)節(jié)存在一定的技術(shù)難度，即如 何實現(xiàn)三者的聯(lián)動調(diào)節(jié)，使局部環(huán)境壓力達(dá)到一致性要求，并保證局部環(huán)境溫濕度的相對 穩(wěn)定和控制精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的正是針對以上技術(shù)問題，研宄創(chuàng)造一種可以根據(jù)評價或測試需要， 實現(xiàn)局部溫濕度、壓力三者聯(lián)動調(diào)節(jié)的抽煙環(huán)境模擬室調(diào)節(jié)系統(tǒng)及控制方法，實現(xiàn)抽吸過 程(包括卷煙燃燒、抽吸過程測試和感官評價抽吸過程）的局部環(huán)境溫度、濕度、壓力三者一 致性調(diào)節(jié)，可以模擬不同氣候、海拔條件下的溫濕度、壓力環(huán)境，進(jìn)而進(jìn)行卷煙抽吸測試。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種抽煙環(huán)境模擬室的調(diào)節(jié)控制系 統(tǒng)，包括主體測試室、空調(diào)機(jī)構(gòu)、加濕機(jī)構(gòu)以及換氣凈化機(jī)構(gòu)，其中：還包括一個二級調(diào)節(jié) 室，空調(diào)機(jī)構(gòu)和加濕機(jī)構(gòu)均與主體測試室和二級調(diào)節(jié)室連通且可同時調(diào)節(jié)主體測試室和二 級調(diào)節(jié)室的溫濕度，在主體測試室和二級調(diào)節(jié)室之間通過壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連通進(jìn)而實現(xiàn)主體 測試室的壓力可調(diào)，所述換氣凈化機(jī)構(gòu)設(shè)置在主體測試室的頂部，在主體測試室中設(shè)有報 警機(jī)構(gòu)和用于檢測溫度、濕度和壓力是否達(dá)標(biāo)的檢測控制系統(tǒng)，所述檢測控制系統(tǒng)的控制 端口分別與壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、空調(diào)機(jī)構(gòu)、加濕機(jī)構(gòu)、換氣凈化機(jī)構(gòu)以及報警機(jī)構(gòu)相連接。
[0006] 本發(fā)明更具體的說主要包括以下特點：主體測試室通過壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與二級調(diào)節(jié) 室相連通，實現(xiàn)主體測試室的壓力可調(diào)；主體測試室與空調(diào)機(jī)構(gòu)和加濕機(jī)構(gòu)相連，可以實現(xiàn) 主體測試室溫度和濕度調(diào)節(jié)；主體測試室頂部具有換氣凈化機(jī)構(gòu)，能將主體測試室的廢氣 抽吸凈化處理且與自然通風(fēng)環(huán)境相接；主體測試室壁面具有檢測控制系統(tǒng)檢測器，用于檢 測主體測試室溫度、濕度和壓力，并將信號傳遞至空調(diào)機(jī)構(gòu)、加濕機(jī)構(gòu)和壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，實 現(xiàn)主測試室溫度、濕度和壓力的穩(wěn)定調(diào)控；主體測試室門上方設(shè)有報警系統(tǒng)，當(dāng)檢測溫濕度 和壓力偏離設(shè)定值，且超出允差范圍（允差范圍可調(diào)）時，報警系統(tǒng)進(jìn)行報警，此時抽煙環(huán)境 模擬室內(nèi)條件超出設(shè)定允差范圍，試驗須停止，待模擬室調(diào)節(jié)系統(tǒng)將溫濕度和壓力調(diào)節(jié)至 設(shè)定允差范圍內(nèi)時，警報消除，方可繼續(xù)進(jìn)行試驗。
[0007] 所述二級調(diào)節(jié)室通過壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)與主體測試室相連，二級調(diào)節(jié)室內(nèi)氣體介質(zhì)與 主體測試室溫濕度一致，當(dāng)主體測試室氣體壓力偏離設(shè)定值時，通過壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)向主體 測試室輸送(或輸出）相同溫濕度的氣體，使主體測試室壓力滿足設(shè)定要求。
[0008] 所述空調(diào)系統(tǒng)和加濕系統(tǒng)均與主體測試室和二級調(diào)節(jié)室相連通，用于滿足主體測 試室和二級調(diào)節(jié)室溫濕度滿足設(shè)定值要求，并使溫濕度偏差范圍分別為±3°C和±5%。
[0009] 所述壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)連接在主體測試室和二級調(diào)節(jié)室之間，用于調(diào)節(jié)主體測試室和 二級測試室之間氣體分配，使主體測試室壓力達(dá)到設(shè)定要求，且偏差范圍在±50Pa。
[0010] 所述換氣凈化系統(tǒng)能將主體測試室的廢氣抽吸并進(jìn)行凈化處理，換氣凈化系統(tǒng)在 外部與自然通風(fēng)裝置相連接，保持氣壓穩(wěn)定與氣流分布均勻。
[0011] 所述檢測控制系統(tǒng)用于對主體測試室內(nèi)氣體溫度、濕度、壓力進(jìn)行檢測，當(dāng)某項指 標(biāo)偏離設(shè)定值后，檢測控制系統(tǒng)向空調(diào)系統(tǒng)、加濕系統(tǒng)、壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)發(fā)送信號，對氣體溫 度、濕度、壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。
[0012] 所屬報警系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在溫度、濕度、壓力偏離允差范圍時進(jìn)行報警，同時，當(dāng)壓 力偏離安全值時，會安全報警，同時啟動安全措施。
[0013] 利用本發(fā)明的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)進(jìn)行模擬抽煙環(huán)境的方法，具體包括以下步驟： (1)選定模擬區(qū)域的氣壓確定 首先確定抽煙環(huán)境模擬室要模擬的區(qū)域，并查詢該區(qū)域的海拔高度H，由海拔高度H 換算確定該區(qū)域的大氣壓力狀況，換算見公式（1)，進(jìn)而確定抽煙模擬室的調(diào)節(jié)壓力數(shù)值 P (單位：Pa)。
【主權(quán)項】
1. 一種抽煙環(huán)境模擬室的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，包括主體測試室、空調(diào)機(jī)構(gòu)、加濕機(jī)構(gòu)w及換 氣凈化機(jī)構(gòu)，其特征在于：還包括一個二級調(diào)節(jié)室，空調(diào)機(jī)構(gòu)和加濕機(jī)構(gòu)均與主體測試室和 二級調(diào)節(jié)室連通且可同時調(diào)節(jié)主體測試室和二級調(diào)節(jié)室的溫濕度，在主體測試室和二級調(diào) 節(jié)室之間通過一壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連通進(jìn)而實現(xiàn)主體測試室的壓力可調(diào)，所述換氣凈化機(jī)構(gòu)設(shè) 置在主體測試室的頂部，在主體測試室中設(shè)有報警機(jī)構(gòu)和用于檢測溫度、濕度和壓力是否 達(dá)標(biāo)的檢測控制系統(tǒng)，所述檢測控制系統(tǒng)的控制端口分別與壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、空調(diào)機(jī)構(gòu)、加濕 機(jī)構(gòu)、換氣凈化機(jī)構(gòu)W及報警機(jī)構(gòu)電連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽煙環(huán)境模擬室的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，其特征在于：二級調(diào)節(jié)室 內(nèi)氣體介質(zhì)與主體測試室溫濕度一致，當(dāng)主體測試室氣體壓力偏離設(shè)定值時，通過壓力調(diào) 節(jié)機(jī)構(gòu)向主體測試室輸送或輸出相同溫濕度的氣體，使主體測試室壓力滿足設(shè)定要求。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽煙環(huán)境模擬室的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，其特征在于：所述換氣凈 化機(jī)構(gòu)將主體測試室的廢氣抽吸并進(jìn)行凈化處理，換氣凈化系統(tǒng)在外部與自然通風(fēng)裝置相 連接，保持氣壓穩(wěn)定與氣流分布均勻。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽煙環(huán)境模擬室的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，其特征在于：所述報警機(jī) 構(gòu)設(shè)置在主體測試室口的上方。
5. -種利用權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)進(jìn)行模擬抽煙環(huán)境的方法，其特征在于： 包括W下具體步驟： (1) 選定模擬區(qū)域 首先確定抽煙環(huán)境模擬室要模擬的區(qū)域，并查詢該區(qū)域的海拔高度H，由海拔高度H換 算確定該區(qū)域的大氣壓力狀況，進(jìn)而確定抽煙模擬室的調(diào)節(jié)壓力數(shù)值P; (2) 選定區(qū)域溫濕度條件 由模擬區(qū)域選定的特定時間點天氣狀況，查詢該時間點實時的溫濕度狀況，進(jìn)而確定 模擬室需調(diào)節(jié)的溫濕度條件t和RH; (3) 環(huán)境模擬室設(shè)定調(diào)節(jié) 將所模擬地點的壓力、溫濕度環(huán)境條件利用環(huán)境模擬室進(jìn)行設(shè)定調(diào)節(jié)，具體調(diào)節(jié)方法 如下；①關(guān)閉主測試室1和二級調(diào)節(jié)室2 ;西開啟空調(diào)機(jī)構(gòu)3和加濕機(jī)構(gòu)4 ;⑨設(shè)置主體測 試室和二級調(diào)節(jié)室溫濕度條件為t和RH;④待主體測試室和二級調(diào)節(jié)室溫濕度條件達(dá)到設(shè) 定要求后，通過壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)5和二級調(diào)節(jié)室2氣體調(diào)節(jié)主體測試室壓力達(dá)設(shè)定值； (4) 模擬室環(huán)境條件平衡與抽吸測試 待環(huán)境模擬室溫濕度和壓力平衡穩(wěn)定，檢測系統(tǒng)7檢測溫度波動在±3°C、濕度波動在 ± 5%，壓力波動在± 50化W內(nèi)，且達(dá)到設(shè)定要求條件后，穩(wěn)定10分鐘后，按抽吸要求進(jìn)行抽 吸(燃燒、感官評價）測試； (5) 下一區(qū)域環(huán)境實驗開始或環(huán)境模擬室狀態(tài)恢復(fù) 當(dāng)一個環(huán)境模擬條件試驗(或測試）完成后，通過換氣凈化系統(tǒng)6進(jìn)行主體測試室1氣 體置換，使主體測試室1內(nèi)壓力恢復(fù)，并使主體測試室1與二級調(diào)節(jié)室2空間溫濕度一致， 再進(jìn)行下一組試驗(或測試)。
【專利摘要】一種抽煙環(huán)境模擬室的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，包括主體測試室、空調(diào)機(jī)構(gòu)、加濕機(jī)構(gòu)以及換氣凈化機(jī)構(gòu)，其特征在于：還包括一個二級調(diào)節(jié)室，空調(diào)機(jī)構(gòu)和加濕機(jī)構(gòu)均與主體測試室和二級調(diào)節(jié)室連通且可同時調(diào)節(jié)主體測試室和二級調(diào)節(jié)室的溫濕度，在主體測試室和二級調(diào)節(jié)室之間通過一壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連通進(jìn)而實現(xiàn)主體測試室的壓力可調(diào)，在主體測試室中設(shè)有報警機(jī)構(gòu)和用于檢測溫度、濕度和壓力是否達(dá)標(biāo)的檢測控制系統(tǒng)。利用該調(diào)節(jié)系統(tǒng)可實現(xiàn)抽煙環(huán)境溫濕度、壓力聯(lián)動調(diào)節(jié)模擬，從而對不同區(qū)域的氣候及海拔條件進(jìn)行模擬，消除由于抽吸環(huán)境溫度、濕度、壓力的差異造成相同卷煙在不同區(qū)域抽吸結(jié)果（卷煙燃燒、抽吸煙氣指標(biāo)測試結(jié)果和感官評價抽吸結(jié)果）存在的不一致。
【IPC分類】G01N31-12, G05D27-02
【公開號】CN104792924
【申請?zhí)枴緾N201510179059
【發(fā)明人】申玉軍, 鄧國棟, 李斌, 王兵, 羅登山, 張玉海, 朱文魁, 魯端峰, 喬學(xué)義
【申請人】中國煙草總公司鄭州煙草研究院
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月16日