CN103344780B - 一种用于测定卷烟燃烧速度的装置及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于测定卷烟燃烧速度的装置及其应用，所述装置包括控制系统（1）、图像采集系统（2）、数据处理系统（3）；所述图像采集系统为相机，所述控制系统与直线型吸烟机相连，接收吸烟机的抽吸信号并控制所述相机对卷烟燃烧的图像进行采集，所述数据处理系统对采集到的图像信号进行记录和处理，并输出结果。本发明通过在吸烟机上安装相机连续记录吸烟过程，采用图像智能识别和数据处理技术确定卷烟的燃烧速度。本发明通过与吸烟机连接，实现对卷烟抽吸过程中燃烧情况的动态检测，不仅可以测定卷烟的阴燃速度，还可以测定吸燃速度。本发明测试结果准确，测试精度高，工作效率高，可适用于各种尺寸规格卷烟烟支燃烧速度的测试。

Description

一种用于测定卷烟燃烧速度的装置及其应用

技术领域

本发明涉及烟草行业中的卷烟燃烧速度测定技术领域，具体为一种用于测定卷烟燃烧速度的装置及其应用。

背景技术

卷烟燃烧性影响卷烟抽吸口数及其燃烧过程，进而影响卷烟的烟气质量，更重要的是直接影响烟气成分的释放量，其中有害成分的释放量将影响卷烟安全性。提高卷烟燃烧性可以减少有害成分的生成量。因此，研究卷烟燃烧性对于提高其质量和安全性有重要意义。

影响卷烟燃烧性的因素是多方面的，包括卷烟混料的化学成分、物理特性及燃烧区内空气流通程度等。就烟叶本身而言，烟草水分含量、各种有机成分的含量及其比例关系、烟叶的组织结构、各种矿质元素的含量及其比例关系等因素都会影响烟叶的燃烧性。在叶组配方固定的情况下，卷烟的燃烧性主要还与三纸一棒：卷烟纸、接装纸、成型纸和过滤嘴棒的燃烧性和通风度（稀释作用）有关。卷烟纸自然透气度增加，卷烟的抽吸口数减少，阴燃速度上升，卷烟烟气中有害成分释放量相应降低。滤嘴通风度随接装纸、成型纸的透气度增大而增大，滤嘴过滤效率增加，卷烟烟气中有害成分释放量降低。此外，通过向烟丝或卷烟纸中添加助燃剂也可以改善卷烟的燃烧性。

卷烟燃烧性包括阴燃性、燃烧速度、燃烧均匀性、燃烧完全性、烟灰的颜色和凝聚性，其中卷烟燃烧速度是评价卷烟燃烧性的重要指标。卷烟燃烧速度是指卷烟在燃烧过程中，燃烧线沿卷烟轴向推进的平均速度。卷烟的燃烧有两种形式：一种是抽吸时的燃烧，称为吸燃；另一种是抽吸间隙的燃烧，称为阴燃（又称自由燃烧或静燃）。卷烟吸燃和阴燃状态下的燃烧速度分别对吸燃速度和阴燃速度。目前，对卷烟燃烧速度的测定主要局限于卷烟阴燃速度的测定，常用的测定方法有以下三种：一，采用棉线法，使用专用仪器设备自动记录烟支阴燃所需时间，如：ISO3612-1977（已废止）《烟草和烟草制品卷烟自由燃烧速度的测定》；国内根据此标准研制出10通道烟支自由燃烧速度检测仪器，见实用新型专利《卷烟自由燃烧速度测定仪》（授权公告号：CN2274762Y）。二，采用热电偶技术测定卷烟的静燃速率，如：发明专利《一种用于卷烟烟支静燃速率的测定方法》（申请公布号：CN102590276A）。上述两种方法只能测定卷烟燃烧一定长度的平均阴燃速度。三，采用视觉传感器对卷烟自由燃烧速度进行采集，如：实用新型专利《一种卷烟自由燃烧速度测定仪》（授权公告号：CN201188099Y），该仪器可以测定自由燃烧速度，但没有与吸烟机实现连接进行卷烟抽吸，因此也不能测定吸燃速度。

卷烟的燃烧性通常与其阴燃速度相关，但在抽吸过程中，卷烟的燃烧性还与抽吸参数等条件相关，如：抽吸容量、抽吸曲线形状（压力/流量关系，吸烟者无意识地以这种关系支配着抽吸容量）、抽吸口数和频率等。改变抽吸参数会影响卷烟的吸燃速度，进而影响卷烟烟气中各种成分的生成量。卷烟的吸燃速度能反应抽吸条件下卷烟燃烧的实际状态，更具研究意义，因此，建立卷烟吸燃速度的测定方法显得尤为迫切。

有鉴于此，有必要开发一种能同时准确测定卷烟阴燃速度和吸燃速度的装置及其应用。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是，提供一种用于测定卷烟燃烧速度的装置，本发明通过在吸烟机上安装相机连续记录吸烟过程，采用图像智能识别和数据处理技术确定卷烟的燃烧速度。

本发明采用的述技术方案是：

一种用于测定卷烟燃烧速度的装置，它包括控制系统、图像采集系统、数据处理系统；所述图像采集系统为相机，所述控制系统与直线型吸烟机相连，接收吸烟机的抽吸信号并控制所述相机对卷烟燃烧的图像进行采集，所述数据处理系统对采集到的图像信号进行记录和处理，并输出结果。

进一步地，所述控制系统与直线型吸烟机相连，接收吸烟机的抽吸信号并控制所述相机对卷烟燃烧的图像进行采集。

进一步地，所述图像采集系统为相机，相机的采集频率要求高于50赫兹。

进一步地，所述相机固定于吸烟机上，位于待测烟支同一水平高度的侧面。

进一步地，所述数据处理系统对采集到的图像信号进行记录和处理，并输出结果。

进一步地，所述数据处理系统为与所述相机相连的计算机。

本发明要解决的第二个技术问题是，提供一种用于测定卷烟燃烧速度的装置的应用，包括如下操作步骤：

1）将一支待测卷烟固定于直线型吸烟机的夹持器上，在卷烟燃烧速度测定软件中调节相机曝光度；

2）在吸烟机软件和卷烟燃烧速度测定软件中输入待测烟支信息，选择固定长度或固定口数测试，信息输入完成，点击卷烟燃烧速度测定软件上的“开始测试”；

3）在吸烟机软件上点击“开始抽吸”后，立即打开点烟器点燃卷烟。吸烟机向控制系统发送抽吸开始信号，控制系统立即向相机发送采集开始信号，相机随即开始采集图像；

4）当卷烟燃烧至设定长度或设定口数时，控制系统向相机发送采集终止信号，相机停止采集图像。测试结束，在卷烟燃烧速度测定软件中查询卷烟燃烧速度的测试结果。

本发明具有如下有益效果：

1）本发明通过与吸烟机连接，实现对卷烟抽吸过程中燃烧情况的动态检测，不仅可以测定卷烟的阴燃速度，还可以测定吸燃速度。测定吸燃速度，能反应抽吸条件下卷烟燃烧的实际状态，具有重要的研究意义，填补了行业空白。

2）本发明中控制系统接收吸烟机发送的抽吸开始/终止信号后向相机发送采集开始/终止信号，实现了自动化控制，避免了人为操作的误差，测试结果更加准确。

3）本发明中相机的采集频率要求高于50赫兹，即至少可以达到0.02秒内卷烟燃烧瞬时速度的测试精度，测试精度高。

4）本发明的测试结果不仅可以显示卷烟燃烧的瞬时吸燃和阴燃速度，还可输出卷烟每一口抽吸以及整支烟抽吸的平均吸燃和阴燃速度，一次测试可以同时获得多个数据，工作效率高。

5）本发明不需做任何调整，即可适用于各种尺寸规格卷烟烟支燃烧速度的测试。

附图说明

图1为本发明装置的原理框图。

其中，1控制系统，2图像采集系统，3数据处理系统。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步处理，但本发明并不限于以下实施例。

本发明将在以下实施例中作更详细的说明，但并不限制本发明。

实施例1

一种用于测定卷烟燃烧速度的装置见图1，其特征在于：它包括控制系统1、图像采集系统2、数据处理系统3；所述图像采集系统2为相机，所述控制系统1与直线型吸烟机相连，接收吸烟机的抽吸信号并控制所述相机对卷烟燃烧的图像进行采集，所述数据处理系统3对采集到的图像信号进行记录和处理，并输出结果。所述控制系统1与直线型吸烟机相连，接收吸烟机的抽吸信号并控制所述相机对卷烟燃烧的图像进行采集。所述图像采集系统2为相机，相机的采集频率要求高于50赫兹。所述相机固定于吸烟机上，位于待测烟支同一水平高度的侧面。所述数据处理系统3对采集到的图像信号进行记录和处理，并输出结果。所述数据处理系统3为与所述相机相连的计算机。

先将一支待测卷烟固定于直线型吸烟机的夹持器上，在卷烟燃烧速度测定软件中调节相机曝光度。再在吸烟机软件和卷烟燃烧速度测定软件中输入待测烟支信息，选择固定长度或固定口数测试；信息输入完成，依次点击卷烟燃烧速度测定软件上的“开始测试”和吸烟机软件上的“开始抽吸”，立即打开点烟器点燃卷烟。当卷烟燃烧至设定长度或设定口数时，测试结束，在卷烟燃烧速度测定软件中查询测试结果。输出结果不仅可以显示卷烟燃烧的瞬时吸燃和阴燃速度，还可计算出卷烟每一口抽吸以及整支烟抽吸的平均吸燃和阴燃速度。

实施例2

抽取某品牌卷烟A，将烟支插入吸烟机夹持器中，调节相机曝光度。在卷烟燃烧速度测定软件的“信息录入”窗口中输入“A”、测试日期、测试序号，选择固定长度测试，设置烟支燃烧长度为50毫米。依次点击卷烟燃烧速度测定软件上的“开始测试”和吸烟机软件上的“开始抽吸”，打开点烟器点燃卷烟。当卷烟燃烧至50毫米，测试结束。在卷烟燃烧速度测定软件的“数据查询”窗口中输入卷烟“A”、测试日期、测试序号查询测试结果。

实施例3

抽取某品牌卷烟B。本实施例与实施例2的区别在于，将实施例2中的选择固定长度测试改为选择固定口数测试。

将烟支插入吸烟机夹持器中，调节相机曝光度。在卷烟燃烧速度测定软件中录入烟支信息，选择固定口数测试，在吸烟机软件中设置卷烟抽吸口数为8口，并设定抽吸结束后吸烟机泵延时为0秒。依次点击卷烟燃烧速度测定软件上的“开始测试”和吸烟机软件上的“开始抽吸”，打开点烟器点燃卷烟。当卷烟抽吸至第8口，测试结束。在卷烟燃烧速度测定软件中查询测试结果。

实施例4

抽取某品牌细支卷烟C。本实施例与实施例2的区别在于，将实施例2中测试的正常规格卷烟改为细支卷烟。

本发明不受上述实施例的限制，该实施例仅是用来进行举例说明，且其在本专利申请限定保护范围内可以有多种不同的变化。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (2)

1.一种用于测定卷烟燃烧速度的装置，其特征在于：它包括控制系统(1)、图像采集系统(2)和数据处理系统(3)；所述图像采集系统(2)为相机，所述控制系统(1)与直线型吸烟机相连，接收吸烟机的抽吸信号并控制所述相机对卷烟燃烧的图像进行采集，所述数据处理系统(3)对采集到的图像信号进行记录和处理，并输出结果；

所述相机的采集频率要求高于50赫兹；

所述相机固定于吸烟机上，位于待测烟支同一水平高度的侧面；

所述数据处理系统(3)为与所述相机相连的计算机。

2.如权利要求1所述的装置的应用，其特征在于，包括如下操作步骤：

1)将一支待测卷烟固定于直线型吸烟机的夹持器上，在卷烟燃烧速度测定软件中调节相机曝光度；

2)在吸烟机软件和卷烟燃烧速度测定软件中输入待测烟支信息，选择固定长度或固定口数测试，信息输入完成，点击卷烟燃烧速度测定软件上的“开始测试”；

3)在吸烟机软件上点击“开始抽吸”后，立即打开点烟器点燃卷烟；吸烟机向控制系统发送抽吸开始信号，控制系统立即向相机发送采集开始信号，相机随即开始采集图像；

4)当卷烟燃烧至设定长度或设定口数时，控制系统向相机发送采集终止信号，相机停止采集图像；测试结束，在卷烟燃烧速度测定软件中查询卷烟燃烧速度的测试结果。