CN103116000A - 卷烟引燃倾向自动测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了卷烟引燃倾向自动测试装置，包括箱体模块、滤纸升降模块、自动点火模块、卷烟夹持及抽吸模块、自动探测模块和核心控制模块，所述箱体模块由有机玻璃柜和升降门组成，有机玻璃柜顶部装有圆柱形的烟囱，升降门的打开和关闭由箱体上的气缸驱动控制，在打开状态下将烟支放在卷烟夹持器上，准备开始测量；在测量过程中需要关闭升降门，升降门的打开和关闭过程通过按钮反馈信号到核心控制器，控制器发出信号完成对应的升降门动作；本发明可以使卷烟引燃倾向的测试变的简单、高效、易操作。

Description

卷烟引燃倾向自动测试装置
技术领域
本发明属于卷烟检测技术领域，涉及一种卷烟引燃倾向自动测试装置。
背景技术
 随着世界范围内对安全问题的日益关注，由卷烟引起的火灾问题受到国际上的高度重视。据美国消防协会多年的火灾统计资料表明，美国绝大多数灾难性火灾都是由点燃卷烟落在家具或纺织品上引起的，造成的直接财产损失高达几十亿美元。
美国、加拿大、欧盟陆续出台了卷烟引燃倾向法规和标准对卷烟的防火安全提出了要求，国际上提出低引燃倾向（Low Ignition Propensity, 简称LIP）卷烟的主要目的就是为了减少由卷烟引起的火灾损失。2002年，美国最先发布了卷烟引燃倾向测试方法标准——ASTME 2187“卷烟引燃强度测试标准方法”，该标准成为后来世界其他国家/地区制定和评价卷烟引燃倾向标准的基础和依据。2010年9月13日，国际标准化组织（ISO）发布了基于ASTM E 2187的国际标准ISO 12863:2010“卷烟引燃倾向评价方法标准”。
ISO 12863中的方法用以测试放置在基质上的卷烟产生足够热量以维持烟丝柱燃烧和引起明火的可能性。标准中规定，每次测试时用丁烷点火器或热线圈均匀点燃卷烟且不超过距点燃端5mm处，放入标准测试柜中的卷烟夹持器上自由燃烧到距点燃端15mm处后，将卷烟支放在标准基质上（共三种标准基质：3层滤纸、10层滤纸和15层滤纸），观察卷烟能否燃烧至接装纸前端。重复40次（构成一组试验）以获得卷烟在热量被基质吸收的情况下持续燃烧的相对可能性。
发明内容
    本发明的目的是针对卷烟引燃倾向测试标准提供的一个自动化检测装置，该装置可以使卷烟引燃倾向的测试变的简单、高效、易操作。
     本发明的技术方案如下：
卷烟引燃倾向自动测试装置，包括箱体模块、滤纸升降模块、自动点火模块、卷烟夹持及抽吸模块、自动探测模块和核心控制模块，
所述箱体模块由有机玻璃柜和升降门组成，有机玻璃柜顶部装有圆柱形的烟囱，升降门的打开和关闭由箱体上的气缸驱动控制，在打开状态下将烟支放在卷烟夹持器上，准备开始测量；在测量过程中需要关闭升降门，升降门的打开和关闭过程通过按钮反馈信号到核心控制器，控制器发出信号完成对应的升降门动作；
所述滤纸升降模块是由滤纸夹持器、滤纸夹持座和电机组成，滤纸放在滤纸夹持器上，铜环放置于滤纸上，铜环的外径略小于滤纸夹持器的内径，滤纸夹持器放置在滤纸夹持座上，滤纸夹持座通过螺杆与电机连接，电机固定板上的两个导向杆辅助滤纸夹持座垂直上升和下降；滤纸夹持座底部的挡片与电机固定板顶部的光电开关配合完成对滤纸夹持座下降时的限位；
所述卷烟自动点火模块由第三气缸、支臂、R型变压器和电热片组成，电热片固定在支臂上，气缸控制支臂90度旋转，R型变压器通断将标准220V交流电转变为3.3V 12A的交流电，由继电器控制其通断用来给电热片供电；
所述卷烟夹持及抽吸模块分为烟支夹紧及松开部分、烟支抽吸部分和烟支前行推动部分，烟支夹紧及松开部分通过第二气缸、推板和烟支压块完成烟支的夹紧和松开两个状态；烟支抽吸部分由真空发生器通过气管连接吸管来抽吸烟支，其中控流阀控制抽吸程度；烟支前行推动部分由第一气缸通过连接块连接吸管推动烟支前行至烟支点火的位置；
所述自动探测模块由MLX90614红外传感器、传感器支臂和电动滑台组成，红外传感器置于传感器支臂上用来探测烟支燃烧状态，判别烟支处于燃烧状态或熄灭状态；电动滑台通过连接块与传感器支臂连接来完成传感器直线移动，可以实时判别烟支的燃烧状态，跟踪烟支燃烧线的位置；
所述核心控制模块使用以STM32 ARM芯片为核心控制器，实时监控装置的工作状态，采集各个光电开关、控制按键和红外传感器的反馈信号，控制器根据反馈信号，控制自动点火模块、卷烟夹持及抽吸模块、滤纸升降模块、自动探测模块和触控屏显示，自动完成卷烟引燃倾向测试的全部步骤。
所述的有机玻璃柜的高度为340±25mm，宽度为292±6mm，深度为393±6mm。
所述的烟囱高为165±13mm，内部直径为152±6mm。
所述的电机固定板通过3个垫管与器件安装板连接固定。
本发明解决了在卷烟引燃倾向测试中测试结果受人为因素影响的问题。目前的测试方法采用人工点燃烟支，并且测试过程都是人为操作。首先人工点燃烟支会导致烟支燃烧不均匀，其次人工点燃烟支在抽吸工程中对操作人员的身体伤害是不可避免的；测试中人为操作的测试过程不具有一致性，会导致测试结果偏差；从自动化角度看，卷烟引燃倾向自动测试装置提高了测试效率，并且测试过程中的一致性让测试结果更具有说服力。
附图说明
图1为卷烟引燃倾向自动测试装置整体结构示意图；
图2为卷烟引燃倾向自动测试装置底视图；
图3为箱体模块结构示意图；
图4为滤纸升降模块结构示意图；
图5为自动点火模块结构示意图；
图6为卷烟夹持及抽吸模块结构示意图；
图7为自动探测模块结构示意图。
具体实施方式
本发明以下将结合实施例（附图）作进一步描述。这些实施例仅用于说明本发明而用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动和修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求所限定的范围。
本发明的整体结构示意图如图1所示。
结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。
测试标准要求，烟支在水平静燃状态下自由燃烧至距点燃端15mm处，然后烟支与一定层数的滤纸接触燃烧，观察烟支是否能全长燃烧，重复测试40支，统计全长燃烧百分比。
如图1和图2所示的卷烟引燃倾向自动测试装置，该装置包括箱体模块1、自动探测模块2、滤纸升降模块3、卷烟夹持及抽吸模块4、自动点火模块6、触控屏显示7、电源开关11、按键10、电源插头14、减压阀13、集成阀12、器件安装版5、底框8和底板9。外接气源通过减压阀13调节气压，减压阀出气端口连接集成阀12（集成阀是由5个电磁阀集成在一起）进气端口，集成阀的出气端口分别与各个气缸（附图中的所有气缸）连接，核心控制器控制集成阀的气流方向，从而控制装置的气动部件在不同测试状态下的动作。具体操作如下：
1、开始测试时，按下打开升降门按键10打开升降门，将烟支放置于烟支托臂38上（如图6所示）；
2、点击触控屏7上的开始按钮，开始测试，光电开关-2 42反馈有无烟支信号，若无烟支则提示放置烟支，若有烟支则升降门关闭，系统改变集成阀的气流方向控制与第二气缸连接的推板下降，烟支压块37向下压紧烟支；
3、自动点火模块的第三气缸 31开始动作，第三气缸是一个旋转气缸，带动电热片28的支臂30 90度旋转，让电热片处于点火的位置，控制器发出继电器触点切换信号，此时变压器连通，变压器输出3.3V 12A的交流电让电热片处于加热状态，电热片从开始加热到点火状态需要5秒时间；这段时间，第一气缸 36通过连接块35与吸管40连接，传动吸管将烟支推到电热片的位置，此时电热片已经处于最佳点火状态；
4、真空发生器46通过外接气管与吸管连接，开始抽吸，完成烟支均匀燃烧；完成点燃后，电热片支臂旋转到回原来的位置，第一气缸传动吸管返回，吸管如果不返回，滤纸17上升时，吸管会阻挡滤纸夹持器19上升； 
5、自动探测模块2开始跟踪烟支燃烧状态，并返回烟支燃烧距离、燃烧状态；当烟支燃烧到距点燃端15mm时，如图4所示，滤纸升降模块3的电机25通过螺杆27带动滤纸夹持座20上升，上升到滤纸与烟支充分接触的位置，光电开关-1 39反馈信号，控制器控制滤纸升降模块的电机停止转动，烟支压块松开，烟支横置于滤纸上；
6、红外传感器跟踪烟支燃烧状态并反馈信号，控制器控制电动滑台47电机转动，反馈燃烧长度。触控屏7上实时显示燃烧速率、燃烧长度和燃烧时间；
7、测试完成后，检测结果有两种状态，一种是烟支未能完全燃烧，另一种是完全燃烧；测量结果在触控屏上显示。各个测试模块开始恢复到准备测试状态；
8、烟支压块夹紧烟支，滤纸升降模块的升降电机带动滤纸夹持器下降，电机固定板23上的光电开关22反馈滤纸夹持器已经恢复到准备测量状态，控制器发出升降电机停止转动信号；
9、自动探测模块的滑台将与红外传感器支臂48连接的滑块49传动到初始探测位置，在传动的过程中，滑台本身配有开关式霍尔传感器，滑块运动到初始位置时，霍尔传感器反馈信号到核心控制器上，控制器控制滑台电机停止转动；
10、按下打开升降门按键，取出烟支托臂上已测试的烟支，烟支压块随后弹开；至此，整个测试装置处于准备测量状态。进入下一次测量，只需要按下触控屏上的开始按钮，重复上述操作过程。

Claims (4)

1.卷烟引燃倾向自动测试装置，包括箱体模块、滤纸升降模块、自动点火模块、卷烟夹持及抽吸模块、自动探测模块和核心控制模块，其特征在于：
所述箱体模块由有机玻璃柜和升降门组成，有机玻璃柜顶部装有圆柱形的烟囱，升降门的打开和关闭由箱体上的气缸驱动控制，在打开状态下将烟支放在卷烟夹持器上，准备开始测量；在测量过程中需要关闭升降门，升降门的打开和关闭过程通过按钮反馈信号到核心控制器，控制器发出信号完成对应的升降门动作；
所述滤纸升降模块是由滤纸夹持器、滤纸夹持座和电机组成，滤纸放在滤纸夹持器上，铜环放置于滤纸上，铜环的外径略小于滤纸夹持器的内径，滤纸夹持器放置在滤纸夹持座上，滤纸夹持座通过螺杆与电机连接，电机固定板上的两个导向杆辅助滤纸夹持座垂直上升和下降；滤纸夹持座底部的挡片与电机固定板顶部的光电开关配合完成对滤纸夹持座下降时的限位；
所述卷烟自动点火模块由第三气缸、支臂、R型变压器和电热片组成，电热片固定在支臂上，气缸控制支臂90度旋转，R型变压器通断将标准220V交流电转变为3.3V 12A的交流电，由继电器控制其通断用来给电热片供电；
所述卷烟夹持及抽吸模块分为烟支夹紧及松开部分、烟支抽吸部分和烟支前行推动部分，烟支夹紧及松开部分通过第二气缸、推板和烟支压块完成烟支的夹紧和松开两个状态；烟支抽吸部分由真空发生器通过气管连接吸管来抽吸烟支，其中控流阀控制抽吸程度；烟支前行推动部分由第一气缸通过连接块连接吸管推动烟支前行至烟支点火的位置；
所述自动探测模块由MLX90614红外传感器、传感器支臂和电动滑台组成，红外传感器置于传感器支臂上用来探测烟支燃烧状态，判别烟支处于燃烧状态或熄灭状态；电动滑台通过连接块与传感器支臂连接来完成传感器直线移动，可以实时判别烟支的燃烧状态，跟踪烟支燃烧线的位置；
所述核心控制模块使用以STM32 ARM芯片为核心控制器，实时监控装置的工作状态，采集各个光电开关、控制按键和红外传感器的反馈信号，控制器根据反馈信号，控制自动点火模块、卷烟夹持及抽吸模块、滤纸升降模块、自动探测模块和触控屏显示，自动完成卷烟引燃倾向测试的全部步骤。
2.根据权利要求1所述的卷烟引燃倾向自动测试装置，其特征在于：所述的有机玻璃柜的高度为340±25mm，宽度为292±6mm，深度为393±6mm。
3.根据权利要求1所述的卷烟引燃倾向自动测试装置，其特征在于：所述的烟囱高为165±13mm，内部直径为152±6mm。
4.根据权利要求1所述的卷烟引燃倾向自动测试装置，其特征在于：所述的电机固定板通过3个垫管与器件安装板连接固定。
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