CN106950338A - 一种基于模拟人弹击卷烟烟灰掉落行为特征的卷烟落头倾向检测方法 - Google Patents

一种基于模拟人弹击卷烟烟灰掉落行为特征的卷烟落头倾向检测方法 Download PDF

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Abstract

一种基于模拟人弹击卷烟烟灰掉落行为特征的卷烟落头倾向性能检测方法，其特征在于：以人弹击卷烟烟灰掉落行为调查结果为施力依据，通过燃烧锥落头倾向测试装置模拟人弹击卷烟烟灰掉落行为特征、持烟行为特征和施力过程特征等方面特征，形成基于模拟人弹击卷烟烟灰掉落行为特征的卷烟落头倾向性能检测方法，为卷烟落头性能的评价提供客观和准确的检测依据。

Description

一种基于模拟人弹击卷烟烟灰掉落行为特征的卷烟落头倾向 检测方法
技术领域
本发明属于卷烟产品质量检测技术领域，具体涉及一种基于模拟人弹击卷烟烟灰掉落行为特征的卷烟落头倾向性能检测方法。
背景技术
近年来，因卷烟燃烧锥落头引起消费者反感的市场反馈时有发生，涉及的品牌范围呈现愈加广泛的趋势，尤其在高档卷烟产品中表现突出。卷烟消费过程中燃烧锥落头不仅会使卷烟损耗造成抽吸的中断，掉落下的烟头还可能会烧损衣物、家具，同时带来发生火灾风险（平安. 世界无烟日:解读烟头火灾[J]. 中国消防, 2011(11): 38-42.）。卷烟落头问题受到了越来越多的关注，希望通过技术创新寻求改进途径（王海滨, 刘德虎, 吴兆刚等. 卷烟燃烧端掉落现象的分析与研究[A]. 中国烟草学会2010年研讨会论文集, 2010,285-287.）
卷烟燃烧锥落头可能的主要原因是由于卷烟纸与烟丝燃烧速率匹配、烟丝在卷烟纸中的填充和卷制过程卷烟机平整盘对轴向分布的控制等方面造成的。落头性能的测量是各项技术改进工作有效性评价的重要基础，目前卷烟落头性能的检测只能依靠消费者在卷烟抽吸和弹灰过程中有意识的定性判断，通过该方法获得数据的效率低，重复性差。
中国发明专利（CN 102937639 A）通过模拟消费者弹灰习惯，研制了一种卷烟落头检测装置，通过间隔敲击来判断燃烧中的卷烟是否落头。装置采用敲击方式与实际的消费者弹灰习惯不同，而且该方法测试结果判定过于简化，不能给出有效客观评价。
中国实用新型专利（CN 204165850 U）所涉及的卷烟落头检测装置针对中国发明专利（CN 102937639 A）中装置弹击力度、角度不能灵活改变的问题作了改进，但仍存在一定的不足之处，专利中所涉及的弹击方式仍是靠机械外力对卷烟进行敲击，只是从表面的弹击行为进行模仿，由机械部件做出简单的敲击动作，并没有考虑本质上卷烟在弹击过程中真实的受力情况。
中国发明专利（201310227468.X）是一种利用旋转方式检测卷烟落头倾向的装置，其特征在于：该装置包括底座、电机、由电机驱动旋转的卷烟夹持机构以及安全护罩。该发明通过旋转方式测试卷烟燃烧锥的落头现象，开创了一种燃烧锥检测的新方法，利用多次检测获得落头的统计数据，进而获得卷烟燃烧时落头倾向的性能指标。本发明的优点在于：旋转时间、转数可控，对应不同样品可采用不同检测强度，应用范围广泛；检测方法简单方便、时间短，检测成本低。由于该方法没有实际存在的抽吸过程，不符合人敲落烟灰和弹落烟灰行为，对于评价实际状态下落头性能存在问题
中国发明专利（201510973214.1）提出一种卷烟燃烧锥落头性能自动控制检测装置及检测方法，通过研究对比机械与人弹落烟灰的力学行为，设计出该检测装置，以保证通过机械装置进行弹击烟支时的力学行为与人保持一致，为烟支落头倾向检测提供统一、客观和准确的检测方法，该方法尚未对如何建立基于模拟消费者弹落烟灰行为特征的卷烟落头倾向检测方法未作出说明，消费者如何弹落烟灰的行为特征是卷烟落头性能评价方法提出与应用的基础问题，而基于模拟人弹落弹灰行为特征建立检测方法就更加重要的。
发明内容
本发明的目的正是基于上述专利中的不足及问题，通过卷烟消费者弹击卷烟烟灰掉落行为特征调查，获得卷烟消费人群弹击卷烟烟灰掉落行为特征数据，发明一种基于模拟人弹击卷烟烟灰掉落行为特征的卷烟落头倾向检测方法，该发明为卷烟落头性能的评价提供客观和准确的检测依据。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种基于模拟人弹击卷烟烟灰掉落行为特征的卷烟落头倾向性能检测方法，以人弹击卷烟烟灰掉落行为调查结果为施力依据，通过燃烧锥落头倾向测试装置模拟人弹击卷烟烟灰掉落行为特征、持烟行为特征和施力过程特征等，形成基于模拟人弹击卷烟烟灰掉落行为特征的卷烟落头倾向性能检测方法，为卷烟落头性能的评价提供客观和准确的检测依据；
1）所述燃烧锥落头倾向测试装置包括卷烟抽吸单元、夹持装置单元和弹击装置单元，具体条件如下：
①具备符合GB/T 16450要求的卷烟抽吸单元；
②弹击装置单元要求弹击锤材质的莫氏硬度在1-3范围内，弹击锤的宽度符合（10±0.5）mm，弹击角度可30°-60°可调，弹击力度应在（20-60）gf范围内可调（允差±2gf），弹击作用时间可保持0.03s（允差±0.005s），弹击位置在（30-32）mm范围内可调（允差±0.5mm），弹击频次可控制每轮弹灰动作弹击1次和连续弹击2-4次的设定，两次弹击间隔时间不大于1s；
③夹持装置单元中持烟夹材质以模拟人手指为依据，其邵氏硬度应符合2.7±2.3HA ，根据吸烟者习惯持烟夹宽度应符合（10±0.5）mm，夹持力度在（16-18）gf范围内可调（允差±2gf），夹持位置（18-20）mm可调（允差±0.5mm）。
所述测试装置还包括具备控制弹击力度、弹击作用时间、弹击位置、弹击时机、夹持力度、夹持位置等参数的控制单元；所述弹击力度、弹击作用时间、弹击位置、弹击时机、夹持力度、夹持位置参数均通过控制单元设定和控制。
2）测试条件及操作步骤如下：
步骤1：试样的调节：将试样置入恒温恒湿环境中，按GB/T 16447的要求调节样品。进行燃烧锥落头倾向测试的实验室测试大气也应符合GB/T 16447的规定；
步骤2：根据卷烟的规格，设置测试操作条件：依次设定燃烧锥落头倾向测试装置的弹击力度及弹击作用时间、弹击位置、卷烟燃烧锥落头倾向测试终止标记位置、弹击时机、弹灰频次、夹持力度、夹持位置、抽吸模式等；
步骤3：将调节好的卷烟试样插入卷烟夹持器，测试条件下进行抽吸和弹击；
步骤4：抽吸中卷烟出现落头现象或者抽吸至卷烟燃烧锥落头倾向测试终止标记位置时，结束测试，记录卷烟燃烧锥“落”与“不落”的状态信息及落头发生的抽吸口数；
步骤5：重复测试40支卷烟，计算卷烟燃烧锥落头倾向，作为一组测试结果；
步骤6：每个样品测试两组；
步骤7：计算测试结果；
测试数据记录结果所要表征的卷烟燃烧锥落头倾向(HCFP)计算按式（1）计算：
式中：
HCFP——卷烟燃烧锥落头倾向，%；
n——发生落头现象的烟支数；
步骤8：结果分析与判别。卷烟燃烧锥落头倾向(HCFP)的测定结果以两组试验结果的平均值表示，测试结果精确至0.1%。平行试验结果的绝对差若大于20.0%,则应重新抽样试验。
本发明的检测方法适用于市售的细支卷烟和常规卷烟的落头倾向测试。
本发明的特点在于：通过对消费者弹落烟灰行为的调查，针对市售的细支卷烟和常规卷烟，以弹击卷烟施力弹落烟灰行为为施力依据，从弹击卷烟烟灰掉落行为特征、持烟行为特征和施力过程特征等几个方面，获得卷烟消费者弹击卷烟烟灰掉落时的行为特征数据，基于该数据形成卷烟落头倾向检测方法中的测试操作条件，为卷烟落头性能的评价提供客观和准确的检测依据，以进一步开展卷烟落头倾向相关研究提供基础支持。
附图说明
图1为本发明中所使用可以设置操作条件的燃烧锥落头倾向测试装置、位置及部件尺寸的示意图。
图中1.烟支；2.弹击角度（当弹击臂运动至于水平面平行时，俯视图中弹击臂中心线与烟支对称面所形成的夹角）；3.弹击臂；4.弹击锤；5.持烟夹；6.抽吸单元;X1.夹持位置；X2.弹击位置（当弹击臂运动至于水平面平行时，俯视图中弹击臂中心线与烟支对称面交点到烟蒂末端的距离）；X3.持烟夹宽度；X4.弹击锤宽度。
具体实施方式
本发明的具体实施方式将结合附图做进一步描述。
该发明通过对消费者弹落烟灰行为的调查，针对市售的细支卷烟和常规卷烟，以弹击卷烟施力弹落烟灰行为为施力依据，从弹击卷烟烟灰掉落行为特征、持烟行为特征和施力过程特征等几个方面，获得卷烟消费者弹击卷烟烟灰掉落时的行为特征数据，如表1所示，基于该数据形成卷烟落头倾向检测方法中的测试操作条件。
该发明依据该操作条件设置燃烧锥落头倾向测试装置（参见图1），所述测试装置包括卷烟抽吸单元、夹持装置单元和弹击装置单元，具体条件如下：
１、具备符合GB/T 16450要求的卷烟抽吸单元6，
２、弹击装置单元要求弹击锤4材质的莫氏硬度在1-3范围内，弹击锤4的宽度X4符合（10±0.5）mm，弹击角度2（弹击烟灰时弹击臂3与烟支1形成的夹角可30°-60°可调，弹击力度（弹击锤4弹击作用于烟支1的力度）应在（20-60）gf范围内可调（允差±2gf），弹击作用时间（弹击锤4弹击作用于烟支1的时间）可保持0.03s（允差±0.005s），弹击位置X2（弹击锤4弹击作用于烟支1的施力点中心到烟蒂末端的距离X2）在（30-32）mm范围内可调（允差±0.5mm），弹击频次（一轮弹击锤4弹落烟灰动作中的施力于烟支1的次数，即每轮弹灰动作连续施力的次数）可控制每轮弹灰动作弹击1次和连续弹击2－4次的设定（两次弹击间隔时间不大于1s），
3、夹持装置单元中持烟夹5材质的邵氏硬度符合2.7±2.3HA ，持烟夹5宽度X3符合（10±0.5）mm，夹持力度（持烟夹5作用于烟支1的力度）在（16-18）gf范围内可调（允差±2gf），夹持位置（1-20）mm可调（允差±0.5mm），
该测试装置还应具备控制弹击力度、弹击作用时间、弹击位置、弹击时机、夹持力度、夹持位置等参数的控制单元。
实施例1：
选择一种常规卷烟（牌号A）为样品进行测试。该发明可以依据以下测试条件设置和操作步骤实现：
步骤1：将试样置入恒温恒湿环境中，按GB/T 16447的要求调节样品。进行燃烧锥落头倾向测试的实验室测试大气也应符合GB/T 16447的规定。
步骤2：根据卷烟的规格，设置测试操作条件。
设定燃烧锥落头倾向测试装置的弹击力度及弹击作用时间为38±2gf；设定燃烧锥落头倾向测试装置的弹击位置为30±0.5mm；设定燃烧锥落头倾向测试装置的卷烟燃烧锥落头倾向测试终止标记位置40±0.5mm；设定燃烧锥落头倾向测试装置的弹击时机为：从第2口开始，每口后分别实施一轮弹击，直至抽吸至测试终止标记位置为止；设定燃烧锥落头倾向测试装置的弹灰频次为：每轮实施2次弹击，两次弹击时间间隔不大于1s；设定燃烧锥落头倾向测试装置的夹持力度为18±2gf；设定燃烧锥落头倾向测试装置的夹持位置为18±0.5mm；设定燃烧锥落头倾向测试装置的抽吸模式为ISO3308标准抽吸模式。
步骤3：将调节好的卷烟试样插入卷烟夹持器，测试条件下进行抽吸和弹击。
步骤4：抽吸中烟支出现落头现象或者抽吸至卷烟燃烧锥落头倾向测试终止标记位置时，结束测试，记录卷烟燃烧锥“落”与“不落”的状态信息及落头发生的抽吸口数。
步骤5：重复测试40支卷烟，计算卷烟燃烧锥落头倾向，作为一组测试结果。
步骤6：每个样品测试两组。
步骤7：计算测试结果。
测试数据记录结果所要表征的卷烟燃烧锥落头倾向(HCFP)计算按式（1）计算：
式中：
HCFP——卷烟燃烧锥落头倾向，%；
n——发生落头现象的烟支数。
两组40支卷烟发生落头现象的烟支数分别为9和10支
步骤8：结果分析与判别。两次测量结果分别为22.5％和25.0％。平行试验结果的绝对差不大于20.0%,测试结果为23.8％。
实施例2：
选择一种细支卷烟（牌号B）为样品进行测试。该发明可以依据以下测试条件设置和操作步骤实现：
步骤1：将试样置入恒温恒湿环境中，按GB/T 16447的要求调节样品。进行燃烧锥落头倾向测试的实验室测试大气也应符合GB/T 16447的规定。
步骤2：根据卷烟的规格，设置测试操作条件。
设定燃烧锥落头倾向测试装置的弹击力度及弹击作用时间为32±2gf；设定燃烧锥落头倾向测试装置的弹击位置为32±0.5mm；设定燃烧锥落头倾向测试装置的卷烟燃烧锥落头倾向测试终止标记位置42±0.5mm；设定燃烧锥落头倾向测试装置的弹击时机为：从第2口开始，每口后分别实施一轮弹击，直至抽吸至测试终止标记位置为止；设定燃烧锥落头倾向测试装置的弹灰频次为：每轮实施1次弹击；设定燃烧锥落头倾向测试装置的夹持力度为16±2gf；设定燃烧锥落头倾向测试装置的夹持位置为19±0.5mm；设定燃烧锥落头倾向测试装置的抽吸模式为ISO3308标准抽吸模式。
步骤3：将调节好的卷烟试样插入卷烟夹持器，测试条件下进行抽吸和弹击。
步骤4：抽吸中烟支出现落头现象或者抽吸至卷烟燃烧锥落头倾向测试终止标记位置时，结束测试，记录卷烟燃烧锥“落”与“不落”的状态信息及落头发生的抽吸口数。
步骤5：重复测试40支卷烟，计算卷烟燃烧锥落头倾向，作为一组测试结果。
步骤6：每个样品测试两组。
步骤7：计算测试结果。
测试数据记录结果所要表征的卷烟燃烧锥落头倾向(HCFP)计算按式（1）计算：
两组40支卷烟发生落头现象的烟支数分别为6和6支
步骤8：结果分析与判别。两次测量结果分别为15.0％和15.0％。平行试验结果的绝对差不大于20.0%,测试结果为15.0％。

Claims (3)

1.一种基于模拟人弹击卷烟烟灰掉落行为特征的卷烟落头倾向性能检测方法，其特征在于：以人弹击卷烟烟灰掉落行为调查结果为施力依据，通过燃烧锥落头倾向测试装置模拟人弹击卷烟烟灰掉落行为特征、持烟行为特征和施力过程特征，形成基于模拟人弹击卷烟烟灰掉落行为特征的卷烟落头倾向性能检测方法，为卷烟落头性能的评价提供客观和准确的检测依据；
1）所述燃烧锥落头倾向测试装置包括卷烟抽吸单元、夹持装置单元和弹击装置单元，具体条件如下：
①具备符合GB/T 16450要求的卷烟抽吸单元；
②弹击装置单元要求弹击锤材质的莫氏硬度在1-3范围内，弹击锤的宽度符合10±0.5mm，弹击角度可30°-60°可调，弹击力度在20-60gf范围内可调，弹击作用时间保持0.03s，允差±0.005s，弹击位置在30-32mm范围内可调，弹击频次可控制每轮弹灰动作弹击1次和连续弹击2－4次的设定，两次弹击间隔时间不大于1s；
③夹持装置单元中持烟夹材质以模拟人手指为依据，其邵氏硬度应符合2.7±2.3HA ，根据吸烟者弹击习惯持烟夹宽度应符合10±0.5mm，夹持力度在16-18gf范围内可调,允差±2gf，夹持位置在18-20mm范围内可调，允差±0.5mm；
2）测试条件及操作步骤如下：
步骤1：试样的调节：将试样置入恒温恒湿环境中，按GB/T 16447的要求调节样品；
进行燃烧锥落头倾向测试的实验室测试大气也应符合GB/T 16447的规定；
步骤2：根据卷烟的规格，设置测试操作条件：依次设定燃烧锥落头倾向测试装置的弹击力度及弹击作用时间、弹击位置、卷烟燃烧锥落头倾向测试终止标记位置、弹击时机、弹灰频次、夹持力度、夹持位置、抽吸模式；
步骤3：将调节好的卷烟试样插入卷烟夹持器，测试条件下进行抽吸和弹击；
步骤4：抽吸中卷烟出现落头现象或者抽吸至卷烟燃烧锥落头倾向测试终止标记位置时，结束测试，记录卷烟燃烧锥“落”与“不落”的状态信息及落头发生的抽吸口数；
步骤5：重复测试40支卷烟，计算卷烟燃烧锥落头倾向，作为一组测试结果；
步骤6：每个样品测试两组；
步骤7：计算测试结果；
测试数据记录结果所要表征的卷烟燃烧锥落头倾向(HCFP)计算按式（1）计算：
式中：
HCFP——卷烟燃烧锥落头倾向，%；
n——发生落头现象的烟支数；
步骤8：结果分析与判别，卷烟燃烧锥落头倾向(HCFP)的测定结果以两组试验结果的平均值表示，测试结果精确至0.1%；
平行试验结果的绝对差若大于20.0%,则应重新抽样试验。
2.根据权利要求1所述的基于模拟人弹击卷烟烟灰掉落行为特征的卷烟落头倾向性能检测方法，其特征在于：所述测试装置还包括具备控制弹击力度、弹击作用时间、弹击位置、弹击时机、夹持力度、夹持位置等参数的控制单元；所述弹击力度、弹击作用时间、弹击位置、弹击时机、夹持力度、夹持位置参数均通过控制单元设定和控制。
3.根据权利要求1所述的基于模拟人弹击卷烟烟灰掉落行为特征的卷烟落头倾向性能检测方法，其特征在于：该检测方法适用于市售的细支卷烟和常规卷烟的落头倾向测试。
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