用于實(shí)時測定卷煙燃燒期間系統(tǒng)壓降變化的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于實(shí)時測定卷煙燃燒期間系統(tǒng)壓降變化的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]卷煙燃燒的內(nèi)部溫度及壓降的變化對于煙氣的形成有極為重要的影響。在19世紀(jì)50年代末期，煙草科學(xué)界就已經(jīng)開始了對燃燒的卷煙在陰燃和抽吸時的最高溫度的測定。不過由于卷煙內(nèi)部疏松的結(jié)構(gòu)，溫度分布的不規(guī)則以及快的氣體流速，使得這方面的工作有一定的難度。到了 60年代和70年代，卷煙燃燒溫度的測定己經(jīng)成為一個比較活躍的研究領(lǐng)域。當(dāng)時用裸露的熱電偶測量結(jié)果表明在卷煙的燃燒錐中心存在著最高溫度，不過這個報道的溫度值在不同的實(shí)驗(yàn)中相差比較大，這可能和實(shí)驗(yàn)的誤差、熱電偶的規(guī)格等都有關(guān)系。國內(nèi)也有很多研究人員自行組建了燃燒卷煙的測溫系統(tǒng)，并利用此測溫系統(tǒng)對卷煙內(nèi)部氣相溫度和卷煙外圍固相溫度的分布進(jìn)行了動態(tài)測量，初步驗(yàn)證了卷煙內(nèi)部抽吸時空氣進(jìn)入燃燒錐的過程機(jī)理。
[0003]相比較于對卷煙燃燒溫度及其分布的研究，卷煙燃燒期間的壓降變化則鮮有文獻(xiàn)報道。卷煙抽吸期間抽吸參數(shù)的變化、煙氣捕集方式的變化帶來的系統(tǒng)死體積的改變等因素對于卷煙的壓降都有較大的影響，也都需要更為系統(tǒng)、深入地研究。
[0004]為了進(jìn)一步探索卷煙的燃燒過程，揭示卷煙煙氣的形成、擴(kuò)散，有害成分的形成、釋放等過程，就必須對卷煙燃燒期間的壓降變化作更深入的研究。有鑒于此，有必要構(gòu)建一套能夠用于實(shí)時監(jiān)測卷煙燃燒期間系統(tǒng)壓降變化情況的裝置及方法。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠?qū)崟r測定卷煙燃燒期間系統(tǒng)壓降變化的裝置。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:
[0007]—種用于實(shí)時測定卷煙燃燒期間系統(tǒng)壓降變化的裝置，包括卷煙夾持器、三通調(diào)節(jié)閥、壓力傳感器、信號處理模塊、控制器、卷煙抽吸模塊、用于捕捉抽吸信號的同步觸發(fā)裝置，卷煙夾持器的出口通過軟管一與三通調(diào)節(jié)閥的端口一相連接;壓力傳感器的輸入端通過軟管二與三通調(diào)節(jié)閥的端口三相連，壓力傳感器的輸出端與信號處理模塊的輸入端相接;卷煙抽吸模塊的輸入端與三通調(diào)節(jié)閥的端口二連接，卷煙抽吸模塊的的輸出端與同步觸發(fā)裝置的輸入端相連接，同步觸發(fā)裝置的輸出端與信號處理模塊相連接后通過信號線接入控制器。
[0008]進(jìn)一步地，所述軟管一、三通調(diào)節(jié)閥和軟管二的體積之和為10?lOOmL。
[0009]進(jìn)一步地，所述壓力傳感器為響應(yīng)頻率為I?3 KHz、量程為O?-6 KPa的電流輸出型壓力傳感器。
[0010]進(jìn)一步地，所述信號處理模塊設(shè)置有放大電路和濾波處理電路，濾波處理電路與A/D轉(zhuǎn)換芯片相連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片通過USB接口與控制器相連接。
[0011]進(jìn)一步地，卷煙抽吸模塊開始抽吸的信號通過同步觸發(fā)裝置捕捉后傳輸給控制器，控制器命令信號處理模塊開始執(zhí)行。
[0012]進(jìn)一步地，所述信號處理模塊的采集頻率不小于10Hz。
[0013]進(jìn)一步地，所述壓力傳感器的響應(yīng)頻率不小于信號處理模塊的數(shù)據(jù)采集頻率。
[0014]進(jìn)一步地，所述同步觸發(fā)裝置包括光電耦合器U1、單片機(jī)U2，光電耦合器Ul的輸入端通過插座與卷煙抽吸模塊的抽吸信號指示輸出端相連接，光電耦合器Ul的輸出端與單片機(jī)U2的輸入/輸出端相連，單片機(jī)U2通過電平轉(zhuǎn)換芯片與控制器的串口相連接。
[0015]進(jìn)一步地，信號處理模塊將采集到的測量信號轉(zhuǎn)換為4?20mA電流信號輸出給控制器，控制器進(jìn)行實(shí)時記錄和顯示。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0017]從行業(yè)推行的減害降焦重大科技專項(xiàng)的實(shí)施角度考慮，對卷煙抽吸期間的壓降做一系統(tǒng)的研究，有助于進(jìn)一步深化對煙氣主要有害成分的形成及釋放的認(rèn)識，進(jìn)而為減害途徑的尋求提供有效的理論基礎(chǔ)。本實(shí)用新型產(chǎn)物同時具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0018]I)本實(shí)用新型首次搭建了一套測定卷煙燃燒期間壓降變化情況的測定裝置，該裝置與吸煙機(jī)連接，能夠?qū)崿F(xiàn)對卷煙燃燒過程中系統(tǒng)壓降的變化情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，不僅可以測定卷煙陰燃時系統(tǒng)內(nèi)的壓降數(shù)值，還可以監(jiān)測抽吸燃燒時的變化情況，實(shí)現(xiàn)了對卷煙抽吸過程中燃燒情況的動態(tài)檢測，具有重要的研究意義，填補(bǔ)了行業(yè)空白。
[0019]2)本實(shí)用新型中控制系統(tǒng)接收吸煙機(jī)發(fā)送的抽吸開始/終止信號后向數(shù)據(jù)采集軟件發(fā)送采集開始/終止信號，實(shí)現(xiàn)了自動化控制，避免了人為操作的誤差，測試結(jié)果更加準(zhǔn)確。
[0020]3)本實(shí)用新型中數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和壓力傳感器的采集頻率和響應(yīng)頻率可以根據(jù)測試精度的要求獨(dú)立配備，實(shí)用新型裝置易于操作，測試精度高。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型用于實(shí)時測定卷煙燃燒期間系統(tǒng)壓降變化的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]其中:1-卷煙，2-卷煙夾持器，3-軟管一，4-三通調(diào)節(jié)閥，5-軟管二，6_壓力傳感器，7-信號處理模塊，8-控制器，9-卷煙抽吸模塊，I O-同步觸發(fā)裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例。
[0024]實(shí)施例1
[0025]一種用于實(shí)時測定卷煙燃燒期間系統(tǒng)壓降變化的裝置，如圖1，包括卷煙夾持器2、三通調(diào)節(jié)閥4、壓力傳感器6、信號處理模塊7、控制器8、卷煙抽吸模塊9、用于捕捉抽吸信號的同步觸發(fā)裝置10，卷煙夾持器2的出口通過軟管一3與三通調(diào)節(jié)閥4的端口一相連接;壓力傳感器6的輸入端通過軟管二 5與三通調(diào)節(jié)閥4的端口三相連，壓力傳感器6的輸出端與信號處理模塊7的輸入端相接;卷煙抽吸模塊9的輸入端與三通調(diào)節(jié)閥4的端口二連接，卷煙抽吸模塊9的的輸出端與同步觸發(fā)裝置10的輸入端相連接，同步觸發(fā)裝置10的輸出端與信號處理模塊7相連接后通過信號線接入控制器8。
[0026]軟管一 3、三通調(diào)節(jié)閥4和軟管二 5的體積之和為10?lOOmL。壓力傳感器6為響應(yīng)頻率為I?3 KHz、量程為O?-6 KPa的電流輸出型壓力傳感器6。壓力傳感器6的響應(yīng)頻率不小于信號處理模塊7的數(shù)據(jù)采集頻率。
[0027]信號處理模塊7設(shè)置有放大電路和濾波處理電路，濾波處理電路與A/D轉(zhuǎn)換芯片相連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片通過USB接口與控制器8相連接。信號處理模塊7將采集到的測量信號轉(zhuǎn)換為4?20mA電流信號輸出給控制器8，控制器8進(jìn)行實(shí)時記錄和顯示。信號處理模塊7的采集頻率不小于1Hz。
[0028]同步觸發(fā)裝置10包括光電耦合器U1、單片機(jī)U2，光電耦合器Ul的輸入端通過插座與卷煙抽吸模塊9的抽吸信號指示輸出端相連接，光電耦合器Ul的輸出端與單片機(jī)U2的輸入/輸出端相連，單片機(jī)U2通過電平轉(zhuǎn)換芯片與控制器8的串口相連接。卷煙抽吸模塊9開始抽吸的信號通過同步觸發(fā)裝置10捕捉后傳輸給控制器8，控制器8命令信號處理模塊7開始執(zhí)行。
[0029]顯然，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無法對所有實(shí)施方式予以窮舉。凡是屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之列。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于實(shí)時測定卷煙燃燒期間系統(tǒng)壓降變化的裝置，其特征在于:包括卷煙夾持器、三通調(diào)節(jié)閥、壓力傳感器、信號處理模塊、控制器、卷煙抽吸模塊、用于捕捉抽吸信號的同步觸發(fā)裝置，卷煙夾持器的出口通過軟管一與三通調(diào)節(jié)閥的端口一相連接;壓力傳感器的輸入端通過軟管二與三通調(diào)節(jié)閥的端口三相連，壓力傳感器的輸出端與信號處理模塊的輸入端相接;卷煙抽吸模塊的輸入端與三通調(diào)節(jié)閥的端口二連接，卷煙抽吸模塊的輸出端與同步觸發(fā)裝置的輸入端相連接，同步觸發(fā)裝置的輸出端與信號處理模塊相連接后通過信號線接入控制器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于實(shí)時測定卷煙燃燒期間系統(tǒng)壓降變化的裝置，其特征在于，所述軟管一、三通調(diào)節(jié)閥和軟管二的體積之和為10?lOOmL。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于實(shí)時測定卷煙燃燒期間系統(tǒng)壓降變化的裝置，其特征在于，所述壓力傳感器為響應(yīng)頻率為I?3 KHz、量程為O?-6 KPa的電流輸出型壓力傳感器。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述一種用于實(shí)時測定卷煙燃燒期間系統(tǒng)壓降變化的裝置，其特征在于，所述信號處理模塊設(shè)置有放大電路和濾波處理電路，濾波處理電路與A/D轉(zhuǎn)換芯片相連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片通過USB接口與控制器相連接。5.如權(quán)利要求4所述用于實(shí)時測定卷煙燃燒期間系統(tǒng)壓降變化的裝置，其特征在于:信號處理模塊將采集到的測量信號轉(zhuǎn)換為4?20mA電流信號輸出給控制器，控制器進(jìn)行實(shí)時記錄和顯示。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種用于實(shí)時測定卷煙燃燒期間系統(tǒng)壓降變化的裝置，其特征在于，所述信號處理模塊的采集頻率不小于10Hz。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種用于實(shí)時測定卷煙燃燒期間系統(tǒng)壓降變化的裝置，其特征在于，所述壓力傳感器的響應(yīng)頻率不小于信號處理模塊的數(shù)據(jù)采集頻率。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種用于實(shí)時測定卷煙燃燒期間系統(tǒng)壓降變化的裝置，其特征在于，所述同步觸發(fā)裝置包括光電耦合器U1、單片機(jī)U2，光電耦合器Ul的輸入端通過插座與卷煙抽吸模塊的抽吸信號指示輸出端相連接，光電耦合器Ul的輸出端與單片機(jī)U2的輸入/輸出端相連，單片機(jī)U2通過電平轉(zhuǎn)換芯片與控制器的串口相連接。9.如權(quán)利要求7所述用于實(shí)時測定卷煙燃燒期間系統(tǒng)壓降變化的裝置，其特征在于:卷煙抽吸模塊開始抽吸的信號通過同步觸發(fā)裝置捕捉后傳輸給控制器，控制器命令信號處理模塊開始執(zhí)行。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種用于實(shí)時測定卷煙燃燒期間系統(tǒng)壓降變化的裝置，包括卷煙夾持器、三通調(diào)節(jié)閥、壓力傳感器、信號處理模塊、控制器、卷煙抽吸模塊、用于捕捉抽吸信號的同步觸發(fā)裝置，卷煙夾持器的出口通過軟管一與三通調(diào)節(jié)閥的端口一相連接；壓力傳感器的輸入端通過軟管二與三通調(diào)節(jié)閥的端口三相連；能夠?qū)崿F(xiàn)對卷煙燃燒過程中壓降的變化情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，不僅可以測定卷煙陰燃時系統(tǒng)內(nèi)的壓降數(shù)值，還可以監(jiān)測抽吸燃燒時的變化情況，實(shí)現(xiàn)了對卷煙抽吸過程中燃燒情況的動態(tài)檢測，同時能夠滿足不同卷煙抽吸參數(shù)以及不同煙氣捕集方式下，包括溶劑捕集、冷阱捕集、濾片捕集，抽吸系統(tǒng)內(nèi)的壓降變化情況的監(jiān)測和測量，測量裝置以及方法的適用范圍廣。
【IPC分類】G01N7/06
【公開號】CN205246475
【申請?zhí)枴緾N201521060940
【發(fā)明人】朱懷遠(yuǎn), 莊亞東, 張媛, 尤曉娟, 曹毅, 沈曉晨, 韓開冬, 何紅梅, 劉獻(xiàn)軍
【申請人】江蘇中煙工業(yè)有限責(zé)任公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年12月17日