CN106644630A - 一种卷烟吸烟机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及卷烟测试设备，一种卷烟吸烟机，包括卷烟夹持单元、抽吸单元、驱动单元、气体流量检测单元和控制单元；所述卷烟夹持单元与抽吸单元连接；所述驱动单元与抽吸单元连接；所述气体流量检测单元与卷烟夹持单元连接；所述控制单元分别与卷烟夹持单元、驱动单元和气体检测单元连接；所述卷烟夹持单元包括卷烟放置腔和卷烟加热器，所述抽吸单元包括玻璃管和设置在玻璃管内的活塞，所述活塞上设置有位移传感器；所述驱动单元包括丝杆和步进电机，所述丝杆的一端与步进电机连接并在步进电机的作用下可转动且轴向位置不变，所述丝杆的另一端与活塞连接。本发明的卷烟吸烟机具有结构简单、运行稳定可靠、检测精度高的优点。

Description

一种卷烟吸烟机

技术领域

本发明涉及卷烟测试设备，具体涉及一种卷烟吸烟机。

背景技术

吸烟机是为模拟人的吸烟行为设计的一种自动化吸烟装置，它能够对主流烟气中的气相物和粒相物进行捕集，提高检测效率，是烟草行业进行烟气分析不可缺少的设备。卷烟化学成分的检测包括烟草成分和烟气成分两类。其中，提高吸烟机对卷烟烟气进行捕集并进行各种化学成分分析是所有烟气成分检测工作的必备环节。目前国内卷烟企业使用的吸烟机设备几乎全部来自几个国外仪器厂商，抽吸机构结构和控制方式各有不同，这是引起吸烟机之间的测试结果较大差异的原因之一。吸烟机的抽吸机构多为曲轴活塞式，在改变抽吸容量时运行部稳定，容易造成测量不准确，另一方面，现有的吸烟机机构复杂，使用不便，因而无法普及，所以在做某些非常规检测试验时，依然采取传统的人工手动针管抽吸卷烟来达到试验目的。因此，设计一款结构简单、运行稳定可靠、检测精度高的吸烟机具有非常重要的意义。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种结构简单、运行稳定可靠、检测精度高的卷烟吸烟机。

本发明的技术方案如下：一种卷烟吸烟机，包括卷烟夹持单元、抽吸单元、驱动单元、气体流量检测单元和控制单元；所述卷烟夹持单元与所述抽吸单元连接；所述驱动单元与所述抽吸单元连接；所述气体流量检测单元与所述卷烟夹持单元连接；所述控制单元分别与所述卷烟夹持单元、驱动单元和气体检测单元连接；所述卷烟夹持单元包括卷烟放置腔和卷烟加热器，所述卷烟放置腔用于放置卷烟；所述卷烟加热器用于将卷烟加热以使所述卷烟在非燃烧状态下释放烟气；所述抽吸单元包括玻璃管和设置在玻璃管内的活塞，所述玻璃管的底部连接所述卷烟放置腔，所述活塞上设置有位移传感器；所述驱动单元包括丝杆和步进电机，所述丝杆的一端与所述步进电机连接并在所述步进电机的作用下可转动且轴向位置不变，所述丝杆的另一端与所述活塞连接。

进一步的，所述抽吸单元还包括抽吸支管、电磁阀和集烟袋，所述抽吸支管的一端连通所述玻璃管，另一端通过电磁阀分别连通所述卷烟夹持装置和集烟袋，所述电磁阀连接所述控制单元并控制所述抽吸支管内的烟气流向。

进一步的，所述气体流量检测单元包括应力式涡街流量传感器和气体传感器，所述应力式涡街流量传感器和气体传感器均设置在所述集烟袋内。

进一步的，所述控制单元包括单片机处理器、触摸显示屏和电子线路，所述电子线路将所述位移传感器、步进电机、电磁阀、应力式涡街流量传感器、气体传感器以及触摸显示屏分别与所述单片机处理器连接。

进一步的，所述控制单元上设有外部扩展接口，所述控制单元通过所述外部扩展接口可扩展连接蓝牙模块或WIFI模块。

进一步的，所述卷烟放置腔外表面上设有通气孔，所述通气孔连接所述电磁阀；所述卷烟放置腔内设有密封圈，所述密封圈为软性塑料。

进一步的，所述玻璃管为高精度的针筒式玻璃管。

本发明的有益效果：

1、本发明的卷烟吸烟机作为一种对卷烟或其他烟草制品烟气的抽吸容量以及香味释放的成分进行分析所必须的实验仪器，结构简单，易于实现。所述抽吸单元由高精度的针筒式玻璃管与活塞紧密配合，活塞移动的距离由其上的位移传感器进行采集，其移动速度由所述步进电机控制，抽吸单元参数修改由控制单元的控制程序实现，使用非常灵活；烟气直接通过所述气体流量检测单元进行自动检测提高了检测效率。

2、本发明的一种卷烟吸烟机具有操作方便、检测精度高、通用性强、运行稳定可靠、人为误差小的优点，可应用于对卷烟烟气的抽吸流量进行记录和分析，以及对卷烟烟气成分的检测。

附图说明

图1是本发明一种卷烟吸烟机的结构示意图；

图2是本发明一种卷烟吸烟机的电路框图；

图中的附图标记为：1-卷烟夹持单元；11-卷烟放置腔；12-卷烟加热器；2-抽吸单元；21-玻璃管；22-活塞；23-位移传感器；24-抽吸支管；25-电磁阀；26-集烟袋；3-驱动单元；31-丝杆；32-步进电机；4-气体流量检测单元；5-控制单元。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

请参阅图1，一种卷烟吸烟机，包括一卷烟夹持单元1、一抽吸单元2、一驱动单元3、一气体流量检测单元4和一控制单元5；所述卷烟夹持单元1与所述抽吸单元2连接；所述驱动单元3与所述抽吸单元2连接；所述气体流量检测单元4与所述卷烟夹持单元1连接；所述控制单元分别与所述卷烟夹持单元1、驱动单元3和气体检测单元连接；所述卷烟夹持单元1包括卷烟放置腔11和卷烟加热器12，所述卷烟放置腔11用于放置卷烟；所述卷烟加热器12用于将卷烟加热以使所述卷烟在非燃烧状态下释放烟气；所述抽吸单元2包括玻璃管21和设置在玻璃管21内的活塞22；所述玻璃管21的底部连接所述卷烟放置腔11，所述活塞22上设置有位移传感器23；所述驱动单元3包括丝杆31和步进电机32，所述丝杆31的一端与所述步进电机32连接并在所述步进电机32的作用下可转动且轴向位置不变，所述丝杆31的另一端与所述活塞22连接。

本发明的卷烟夹持单元1根据所述控制单元的指令完成卷烟的夹紧和放松两个状态；所述抽吸单元2由高精度的针筒式玻璃管21通过活塞22来抽吸卷烟，并由驱动单元3控制抽吸程度，其中：所述丝杆31连接活塞22，所述步进电机32控制丝杆31运动进而带动所述活塞22运动，所述步进电机32的移动速度由所述控制单元通过程序控制，可以稳定进行卷烟的自动抽吸；所述气体检测单元检测卷烟烟气的抽吸流量以及烟气的成分，并将检测到的信息发送给所述控制单元进行分析处理。

进一步的，所述抽吸单元2还包括抽吸支管24、电磁阀25和集烟袋26，所述抽吸支管24的一端连通所述玻璃管，另一端通过电磁阀25分别连通所述卷烟夹持装置和集烟袋26，所述电磁阀25连接所述控制单元并控制所述抽吸支管24内的烟气流向。通过选用所述电磁阀25使所述抽吸支管24具有吸气和排气功能，可以节约生产成本，简化控制步骤。

进一步的，所述气体流量检测单元4包括应力式涡街流量传感器和气体传感器，所述应力式涡街流量传感器和气体传感器均设置在所述集烟袋26内。所述应力式涡街流量传感器用于检测烟气的流量，应力式涡街流量传感器是根据“卡曼涡街”原理，利用应力检测方式，以压电晶体为检测敏感元件，并使检测元件与旋涡发生体分离的一种新型振荡式流量仪器，其特点是压力损失小，量程范围大，精度高。所述气体传感器采用半导体式气体传感器，所述半导体式气体传感器可以按照烟草行业的标准进行卷烟在非燃烧状态下的烟气中水分、焦油、烟碱和其他有害成分(CO、NH3、HCN、尼古丁、胺类、腈类、醉类、酚类、烷烃、醛类、氮氧化物，多环芳烃、杂环族化合物、羟基化合物)的检测。

进一步的，所述控制单元5包括单片机处理器、触摸显示屏和电子线路，所述电子线路将所述位移传感器23、步进电机32、电磁阀25、应力式涡街流量传感器、气体传感器以及触摸显示屏与所述单片机处理器连接。所述控制单元具有数据采集、处理和显示等功能。

进一步的，所述控制单元上设有外部扩展接口，所述控制单元通过所述外部扩展接口可扩展连接蓝牙模块或WIFI模块，使所述吸烟机具有通讯功能，可以极大提高设备通讯方式的灵活性。

进一步的，所述卷烟放置腔11外表面上设有用于排气的通气孔，所述通气孔连接所述电磁阀25；传统的卷烟放置腔11夹持不稳定，本发明经过优化和改进，在所述卷烟放置腔11内设置一密封圈，所述密封圈为软性塑料，使所述卷烟夹持单元1具有良好的抗形变能力，并且不会出现烟气泄露的现象。

本发明一种吸烟机的控制方法为：

A、通过所述触摸显示屏设置抽吸容量、抽吸频率以及每口的抽吸时间，启动所述卷烟加热器；

B、所述单片机处理器根据抽吸容量和每口的抽吸时间计算分析所述活塞22在玻璃管内所需移动的距离，并将所得的距离数据发送给所述驱动单元3，所述单片机处理器控制所述步进电机32运动，带动所述丝杆31运动，进而带动所述活塞22做与抽吸频率相应的变速运动，所述位移传感器23采集活塞22移动的距离并实时反馈给所述单片机处理器；

C、所述单片机处理器给所述电磁阀25发出控制指令，当所述活塞22向上运动时，所述电磁阀连通所述卷烟放置腔，实现对抽吸支管的吸烟控制；当所述活塞22向下运动时，所述电磁阀换向连通所述集烟袋，实现对抽吸支管的排烟控制；

D、所述应力式涡街流量传感器设置在所述集烟袋26的袋口处，烟气流经应力式涡街流量传感器的探头，利用应力检测方式，当烟气旋涡在时，将同时产生烟气流动方向垂直的横向交变升力，该力作用于应力式涡街流量传感器探头的两侧，使应力式涡街流量传感器探头内的压电晶体变形，输出与旋涡频率相同的交变电荷信号，通过该交变电荷信号进行精确测量，从而得到烟气流量的数值，并将此数值发送给所述单片机处理器进行记录和分析，通过触摸显示屏显示抽吸流量图；所述气体传感器设置在所述集烟袋26内，并将检测信号发送给所述单片机处理器进行烟气成分的分析处理，然后将分析处理后的数据发送给所述触摸显示屏。

本发明基于标准中抽吸原理和检测要求，设计了一种卷烟抽吸机，其使用过程和工作原理为：先将卷烟置于所述卷烟放置腔11内固定好，在触摸显示屏设置抽吸容量、抽吸频率以及每口的抽吸时间等参数；然后启动所述驱动单元3，由控制单元中的单片机处理器控制所述步进电机32驱动丝杆31，使活塞22在玻璃管21内做变速运动，并通过所述电磁阀25实现对抽吸支管24相应的吸烟和排烟控制，从而实现对抽吸运动的调控；最后，利用所述应力式涡街流量传感器和气体传感器分别检测所述集烟袋26内的烟气，将检测信号发送给所述单片机处理器进行烟气抽吸流量以及烟气成分的分析处理，并将分析处理后的数据发送给所述触摸显示屏，用户也可通过所述控制单元的外部扩展接口连接蓝牙模块或WIFI模块，对所述卷烟吸烟机进行远程通信。

本发明的卷烟吸烟机作为一种对卷烟或其他烟草制品烟气的抽吸流量以及香味释放的成分进行分析所必须的实验仪器，其具有结构简单，操作方便、检测精度高、通用性强、运行稳定可靠、人为误差小的优点，可应用于对卷烟烟气的抽吸流量进行记录和分析，以及对卷烟烟气成分的检测。所述抽吸单元2由高精度的针筒式玻璃管21与活塞22紧密配合，活塞22移动的距离由所述位移传感器23进行实时监控，移动速度由所述步进电机32控制，所述抽吸单元2的参数修改由控制单元的控制程序实现，使用非常灵活；烟气直接通过所述气体流量检测单元4进行自动检测提高了检测效率。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (6)

1.一种卷烟吸烟机，包括卷烟夹持单元、抽吸单元、驱动单元、气体流量检测单元和控制单元；所述卷烟夹持单元与所述抽吸单元连接；所述驱动单元与所述抽吸单元连接；所述气体流量检测单元与所述卷烟夹持单元连接；所述控制单元分别与所述卷烟夹持单元、驱动单元和气体检测单元连接；其特征在于：所述卷烟夹持单元包括卷烟放置腔和卷烟加热器，所述卷烟放置腔用于放置卷烟；所述卷烟加热器用于将卷烟加热以使所述卷烟在非燃烧状态下释放烟气；所述抽吸单元包括玻璃管和设置在玻璃管内的活塞，所述玻璃管的底部连接所述卷烟放置腔，所述活塞上设置有位移传感器；所述驱动单元包括丝杆和步进电机，所述丝杆的一端与所述步进电机连接并在所述步进电机的作用下可转动且轴向位置不变，所述丝杆的另一端与所述活塞连接。

2.根据权利要求1所述的一种卷烟吸烟机，其特征在于：所述抽吸单元还包括抽吸支管、电磁阀和集烟袋，所述抽吸支管的一端连通所述玻璃管，另一端通过电磁阀分别连通所述卷烟放置腔和集烟袋，所述电磁阀连接所述控制单元并控制所述抽吸支管内的烟气流向。

3.根据权利要求1所述的一种卷烟吸烟机，其特征在于：所述气体流量检测单元包括应力式涡街流量传感器和气体传感器，所述应力式涡街流量传感器和气体传感器均设置在所述集烟袋内。

4.根据权利要求3所述的一种卷烟吸烟机，其特征在于：所述控制单元包括单片机处理器、触摸显示屏和电子线路，所述电子线路将所述位移传感器、步进电机、电磁阀、应力式涡街流量传感器、气体传感器以及触摸显示屏分别与所述单片机处理器连接。

5.根据权利要求1所述的一种卷烟吸烟机，其特征在于：所述控制单元上设有外部扩展接口，所述控制单元通过所述外部扩展接口可扩展连接蓝牙模块或WIFI模块。

6.根据权利要求1所述的一种卷烟吸烟机，其特征在于：所述卷烟放置腔外表面上设有通气孔，所述通气孔连接所述电磁阀；所述卷烟放置腔内设有密封圈，所述密封圈为软性塑料。