CN102636276B - 一种用于卷烟燃吸过程温度分布的检测方法 - Google Patents

一种用于卷烟燃吸过程温度分布的检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102636276B
CN102636276B CN201210060868.1A CN201210060868A CN102636276B CN 102636276 B CN102636276 B CN 102636276B CN 201210060868 A CN201210060868 A CN 201210060868A CN 102636276 B CN102636276 B CN 102636276B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cigarette
temperature
depth
data
temperature distribution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201210060868.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102636276A (zh
Inventor
李斌
刘民昌
秦国鑫
刘晓萍
王兵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC
Original Assignee
Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC filed Critical Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC
Priority to CN201210060868.1A priority Critical patent/CN102636276B/zh
Publication of CN102636276A publication Critical patent/CN102636276A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102636276B publication Critical patent/CN102636276B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

一种用于卷烟燃吸过程温度分布的检测方法，包括以下步骤：（1）温度分布检测点的确定，将卷烟沿半径等分若干个深度梯度，每个深度的轴向设置不低于8个检测点，如此，在卷烟纵剖面上均匀分布形成若干个网格节点；（2）抽吸基准的确定，以形成的若干个网格节点中某一个轴向位置和不同深度、某时刻、烟支静燃时的检测数据为基准，在特定深度检测时，达到该温度后，启动吸烟机开始抽吸；（3）温度数据定值平移平均，对于同一深度进行多次重复实验，为保证抽吸时刻的一致性，对多次实验的原始数据进行定值平移平均处理。本发明特点是：可满足研究人员和质量检测人员检测卷烟燃吸过程中的燃烧机理及烟气生成、温度分布的需要，对卷烟烟气研究提供相关基础性数据支持。

Description

一种用于卷烟燃吸过程温度分布的检测方法
技术领域：
本发明涉及卷烟燃烧温度的检测方法，特别是一种用于卷烟燃吸过程温度分布的检测方法。
背景技术：
卷烟本身看作一个复杂的反应器，在其内部发生燃烧、裂解等一系列化学反应，卷烟燃烧锥内部温度分布是影响烟气成分生成的重要因素，测定卷烟燃吸过程中温度分布对研究卷烟烟气气溶胶的形成、传递以及最终烟气的组成都具有重要意义。国外此类工作开展较早，英美烟草公司R.R.Baker检测并绘制出卷烟在阴燃和抽吸时的温度分布，国内主要是上海烟草公司郑赛晶等、郑州烟草研究院李斌等利用微细热电偶检测得到燃烧过程中的温度分布。
对于温度分布检测，前人做了大量的工作，形成一些检测装置与方法。
英美烟草公司R. R. Baker（nature，1974）利用多支石英管隔离铂铑与铂形成热电偶与微细的光导纤维检测了卷烟燃吸中的温度分布，这为卷烟燃吸过程中内部温度分布的测定确定了基本的方法。由云南瑞升烟草技术有限公司申请的发明专利（2006100010926.4）和上海烟草（集团）公司的实用新型（200420114253.3）开发了一种用于卷烟燃吸过程温度的检测元器件（即微细热电偶），其制作的技术方案为：采用铂丝与铂铑合金丝，其中绝缘材料采用石英毛细管。
由郑州烟草研究院李斌等申请的发明专利（201010564689.2）、（201010564712.8）、（201010564676.5）开发了一套自动化程度较高的用卷烟燃吸温度分布检测仪，该检测仪通过PLC、计算机以及与吸烟机的联用，实现了卷烟燃吸温度分布自动的化检测，能够精确控制温度传感器在被测卷烟中的位置，提供了一种自动化程度较高的卷烟燃吸温度分布检测仪及其自动控制方法，可满足研究人员和质量检测人员检测卷烟燃吸过程中温度分布的需要。但该装置仅实现了卷烟燃吸温度的检测，未能就具体检测方法做进一步的说明。
郑州烟草研究院李斌申请的软件著作权（V1.0 2010SR071683）提到一种烟支燃吸温度分布数据分析软件，该软件根据计算精度要求，将烟支划分为不同数量的计算网格，进行插值计算，可显示烟支内部温度场随燃烧过程的变化。该方法同样未能就具体检测方法做进一步的说明。
综上所述，前人开发的各种检测装置已经逐步走向成熟，但与之对应的检测方法还有待提高，主要存在以下关键问题：1、温度分布检测点的确定，包括轴向位置和径向深度梯度；2、传统工作中利用燃烧线确定抽吸时刻，由于燃烧线推进速度慢且不是匀速推进且不整齐，需要肉眼观察燃烧线是否到达标记线，使得传统工作中利用燃烧线确定抽吸时刻的方法灵敏度较低；3、原始温度数据无法直接用来插值计算，需要进行预处理，以确保抽吸时刻的一致；4、只得到卷烟温度场信息对于研究卷烟燃烧机理及烟气生成机制等还稍显不足。本发明针对以上关键技术问题，结合卷烟燃吸温度分布检测仪，发明一种卷烟燃吸过程温度分布检测方法。
发明内容：
本发明的目的正是针对上述分析所需要解决的关键问题，结合卷烟燃吸温度分布仪，开发了一种卷烟燃吸过程温度分布检测方法。
本发明的目的通过以下技术措施实现：本发明的用于卷烟燃吸过程温度分布的检测方法，包括以下步骤：
（1）              温度分布检测点的确定
将卷烟沿半径等分若干个深度梯度(可分为5个深度)，每个深度的轴向设置不低于8个检测点，间隔不低于2mm，检测轴向位置选择在烟支密度较为均匀的距卷烟燃烧端20～40mm之间，如此，在卷烟纵剖面上均匀分布形成若干个网格节点；
（2）              抽吸基准的确定
以形成的若干个网格节点中某一个轴向位置和不同深度、某时刻、烟支静燃时的检测温度数据为基准，在特定深度检测时，达到该温度后，启动吸烟机开始抽吸；
（3）              多次重复实验的原始温度数据定值平移平均
对于同一深度进行多次重复实验，为保证抽吸时刻的一致性，对多次重复实验的原始数据进行定值平移平均处理。实施过程为，对于同一深度实验数据，由于卷烟内部烟丝结构的细微差异，导致抽吸时刻不尽相同，每条曲线首先达到以上对应温度值均存在一个横坐标                                                
Figure 407995DEST_PATH_IMAGE001
，求多个横坐标的平均值
Figure 291637DEST_PATH_IMAGE002
，平移温度曲线使其横坐标
Figure 513147DEST_PATH_IMAGE001
至平均值
Figure 482240DEST_PATH_IMAGE002
处，对同一时刻多个温度数据通过二倍标准差剔除异常值后取平均，得到一条新的温度曲线，对数据进行保存时可根据需求设置抽吸前后一定时间范围内的温度数据。
本发明的优点在于：1、提供了一种用于可标准化的卷烟燃吸过程温度分布检测方法；2、利用基准温度确定抽吸时刻，使得抽吸前状态保持较好的一致性，提高了检测方法的重复性；3、标准化的检测与数据预处理方法能够给检测者的后续分析提供更丰富的信息。可满足研究人员和质量检测人员检测卷烟燃吸过程中的燃烧机理及烟气生成、温度分布的需要，对卷烟烟气研究提供相关基础性数据支持。
附图说明
图1为卷烟燃吸温度数据检测网格点。
图2为卷烟静燃过程不同深度热电偶检测到的温度曲线。
图3为5次重复实验的抽吸温度曲线。
图4为定值平移后的抽吸温度曲线。
图5为不同热电偶插入深度的抽吸温度曲线。
图6为卷烟抽吸前后燃烧锥内部温度分布。
图7为卷烟燃吸过程中各温度区间体积变化曲线。
图8为燃吸过程中卷烟径向温度变化三维图。
图9为燃吸过程中卷烟各温度区间体积变化三维图。
图10为热电偶及待插卷烟示意图。
具体实施方式
本发明以下将结合附图对检测方法做进一步说明：
步骤1、温度分布检测点的确定。如图1所示，将卷烟直径等分为9个深度梯度，每个深度有8个温度检测点，间隔2mm，检测轴向位置选择在烟支密度较为均匀的距卷烟燃烧端22～36mm之间，如此，在卷烟纵剖面上均匀分布8×9=72个网格节点。实际测试过程中，将8支做在同一热电偶模块上，一次实验可得到同一深度的8个网格点的温度数据，每个深度测试4次。
步骤2、抽吸基准的确定。如图2所示，对静燃过程中，在卷烟直径中心处，静燃温度在480℃左右时升温速率相对较快，以此时的温度为基准确定抽吸时刻最为灵敏，当卷烟中心温度达到480℃时，其他4个深度的温度分别为450℃、400℃、330℃、250℃，各深度热电偶温度达到对应的温度值时开始抽吸。（例如：当测0.97mm深度时，热电偶达到330℃时开始抽吸。）
步骤3、原始温度数据定值平移平均，对于同一深度需进行多次重复实验，为保证抽吸时刻的一致性，需对原始数据进行定值平移平均处理。对于同一深度实验数据，由于卷烟内部烟丝结构的细微差异，导致抽吸时刻不尽相同，见图3所示。每条曲线首先达到步骤2中对应相应深度位置的温度值均存在一个横坐标，求多个横坐标的平均值，平移温度曲线使其横坐标
Figure 833084DEST_PATH_IMAGE001
至平均值
Figure 289473DEST_PATH_IMAGE002
处，对同一时刻多个温度数据通过二倍标准差剔除异常值后取平均，得到一条新的温度曲线，见图4所示。根据需求设置抽吸前后一定时间范围保存温度数据。保存的数据类型见表1所示。
步骤4、检测结果可以得到温度分布的数据结果，见表1所示，同时，还可以利用一些插值算法对温度检测数据重构，得到更多丰富的温度分布信息：不同深度的抽吸温度曲线，见图5所示；卷烟抽吸前后燃烧锥内部温度分布，见图6所示；卷烟燃吸过程中各温度区间体积变化曲线，见图7所示；燃吸过程中卷烟径向温度变化三维图，见图8所示；燃吸过程中卷烟各温度区间体积变化三维图，见图9所示。
Figure 44939DEST_PATH_IMAGE003
 

Claims (1)

1.一种用于卷烟燃吸过程温度分布的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
温度分布检测点的确定
将卷烟沿半径等分5个深度梯度，每个深度的轴向设置不低于8个检测点，间隔不低于2mm，检测轴向位置选择在卷烟密度较为均匀的距卷烟燃烧端20～40mm之间，如此，在卷烟纵剖面上均匀分布形成若干个网格节点；
抽吸基准的确定
以形成的若干个网格节点中某一个轴向位置和不同深度、某时刻卷烟静燃时的检测温度数据为基准，在特定深度检测时，达到该基准温度后，启动吸烟机开始抽吸；
原始温度数据定值平移平均
对于同一深度进行多次重复实验，为保证抽吸时刻的一致性，对原始数据进行定值平移平均处理，具体方式是：对于同一深度实验数据，由于卷烟内部烟丝结构的细微差异，导致抽吸时刻不尽相同，每条曲线首先达到以上对应的基准温度值均存在一个横坐标 
Figure 2012100608681100001DEST_PATH_IMAGE002
，求多个横坐标的平均值，平移温度曲线使其横坐标
Figure 931321DEST_PATH_IMAGE002
至平均值
Figure 940866DEST_PATH_IMAGE004
处，对同一时刻多个温度数据通过二倍标准差剔除异常值后取平均，得到一条新的温度曲线，对数据进行保存时根据需求设置抽吸前后一定时间范围内的温度数据。
CN201210060868.1A 2012-03-09 2012-03-09 一种用于卷烟燃吸过程温度分布的检测方法 Active CN102636276B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210060868.1A CN102636276B (zh) 2012-03-09 2012-03-09 一种用于卷烟燃吸过程温度分布的检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210060868.1A CN102636276B (zh) 2012-03-09 2012-03-09 一种用于卷烟燃吸过程温度分布的检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102636276A CN102636276A (zh) 2012-08-15
CN102636276B true CN102636276B (zh) 2014-04-09

Family

ID=46620758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210060868.1A Active CN102636276B (zh) 2012-03-09 2012-03-09 一种用于卷烟燃吸过程温度分布的检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102636276B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103604505B (zh) * 2013-11-03 2016-04-27 云南瑞升烟草技术（集团）有限公司 一种卷烟及再造烟叶燃烧温度分布的测试表征方法
CN103983370B (zh) * 2014-05-12 2017-01-18 福建中烟工业有限责任公司 检测卷烟燃吸时温度场分布的方法、相关装置和系统
CN106264479A (zh) * 2015-05-29 2017-01-04 上海温尔信息科技有限公司 人体体温数据处理方法
CN106264485A (zh) * 2015-05-29 2017-01-04 上海温尔信息科技有限公司 监护系统、体温监测仪及其人体体温数据处理装置
CN106324181B (zh) * 2016-08-24 2018-10-09 中国烟草总公司郑州烟草研究院 一种用于卷烟燃吸过程中瞬时燃烧速率的测定方法
CN108303344B (zh) * 2017-12-20 2020-04-17 红云红河烟草(集团)有限责任公司 一种评判卷烟燃烧锥掉落的方法
CN108279256B (zh) * 2018-02-02 2020-10-30 中国烟草总公司郑州烟草研究院 一种基于温度质心的卷烟瞬时燃烧速率表征方法
CN113876038A (zh) * 2021-10-26 2022-01-04 湖北中烟工业有限责任公司 一种加热卷烟烟气温度测量启动方法及装置
CN114826155B (zh) * 2022-05-05 2022-12-30 深圳市金科泰通信设备有限公司 一种温度补偿方法、系统及终端设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2859484Y (zh) * 2005-12-31 2007-01-17 中国烟草总公司郑州烟草研究院 一种卷烟气相温度场测量用微细热电偶夹持装置
CN101922979A (zh) * 2009-06-15 2010-12-22 湖北中烟工业有限责任公司 卷烟燃烧锥气相温度测量装置及燃烧锥气相温度测量方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4980860B2 (ja) * 2007-11-30 2012-07-18 日本たばこ産業株式会社 データ処理システム、そのコンピュータプログラムおよびデータ処理方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2859484Y (zh) * 2005-12-31 2007-01-17 中国烟草总公司郑州烟草研究院 一种卷烟气相温度场测量用微细热电偶夹持装置
CN101922979A (zh) * 2009-06-15 2010-12-22 湖北中烟工业有限责任公司 卷烟燃烧锥气相温度测量装置及燃烧锥气相温度测量方法

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2009-134492A 2009.06.18
R.R. BAKER.Temperature distribution inside a burning cigarette.《Nature》.1974,第405、406页.
Temperature distribution inside a burning cigarette;R.R. BAKER;《Nature》;19740208;第405、406页 *
刘民昌 等.基于费马点平移原理的卷烟静燃温度数据前处理方法优化.《第十一届全国计算(机)化学学术会议论文摘要集》.2011,第231、232页. *
卷烟燃烧温度的动态测试与调控技术研究;郑赛晶;《复旦大学 博士后研究工作报告》;20051231;第12、13、18、19页 *
郑赛晶.卷烟燃烧温度的动态测试与调控技术研究.《复旦大学 博士后研究工作报告》.2005,第12、13、18、19页.

Also Published As

Publication number Publication date
CN102636276A (zh) 2012-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102636276B (zh) 一种用于卷烟燃吸过程温度分布的检测方法
CN102519821B (zh) 一种烟丝混合均匀性的评价方法
CN103604505B (zh) 一种卷烟及再造烟叶燃烧温度分布的测试表征方法
CN103344780A (zh) 一种用于测定卷烟燃烧速度的装置及其应用
CN106018168B (zh) 一种在线测量卷烟吸阻的方法
CN106053514B (zh) 一种烃源岩有机质生烃转化率的评价方法
CN102590276B (zh) 一种用于卷烟烟支静燃速率的测定方法
CN204882406U (zh) 一种用于检测和剔除具有质量缺陷的胶囊嘴棒的系统
CN105651626A (zh) 一种卷烟燃烧锥落头性能自动控制检测装置及检测方法
CN108915656B (zh) 一种线性井网火驱燃烧前缘位置描述方法
CN102109393A (zh) 卷烟燃吸温度分布检测仪及其自动控制方法
CN103424331B (zh) 一种卷烟燃烧速率的检测方法
CN206292129U (zh) 一种用于卷烟烟支燃吸过程中动态吸阻的测定装置
CN203501927U (zh) 一种带有深度检测功能的通止规
CN102551198A (zh) 一种在线测定烟丝填充值的方法
CN101922979A (zh) 卷烟燃烧锥气相温度测量装置及燃烧锥气相温度测量方法
CN102539620A (zh) 一种测定卷烟纸层燃吸温度的装置及其测定方法
CN106248712A (zh) 岩心中微裂缝的造缝方法、微裂缝密度的测量方法和模型建立方法及微裂缝岩心的制备方法
CN104359689B (zh) 动车组制动性能测试方法和测试装置
CN106324181A (zh) 一种用于卷烟燃吸过程中瞬时燃烧速率的测定方法
CN203837666U (zh) 一种卷烟燃烧锥截面积的测试装置
CN102062650B (zh) 一种卷烟燃吸温度分布检测部件的制作装置
CN110174417A (zh) 一种滤棒中三乙酸甘油酯的定量检测方法
CN202404079U (zh) 一种测定卷烟燃吸温度的连续抽吸装置
CN105067479B (zh) 一种混合式飞灰含碳量在线检测装置实现方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant