CN107024409A - 一种卷烟烟支分段吸阻的测量方法 - Google Patents

Abstract

一种卷烟烟支分段吸阻的测量方法，将整支烟分为六个部分：卷烟纸包裹的烟丝部分、卷烟纸部分、接装纸包裹的烟丝部分、滤嘴前段部分、滤嘴后段部分和滤嘴通风孔部分，以R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆分别代表上述卷烟各分段部分吸阻。本发明通过测量卷烟开放吸阻、封闭吸阻、两种半封闭吸阻、总通风率与滤嘴前段前段、滤嘴后段部分长度的测量，获得相应卷烟总体阻值，同时利用卷烟6个分段部分阻值之间串并联关系以及吸阻与阻值、气流流量之间关系式，计算得到烟支各个分段吸阻。该方法具有操作方便、计算简单的优点，能实现不同类型滤嘴通风技术条件下对卷烟各个部分吸阻的准确测量，为卷烟产品质量追溯、产品设计及工艺优化提供基础支撑。

Description

一种卷烟烟支分段吸阻的测量方法

技术领域

本发明涉及卷烟质量检测技术领域，具体涉及一种卷烟烟支分段吸阻的测量方法。

背景技术

卷烟吸阻是卷烟产品物理质量的重要指标之一，它的大小对卷烟产品感官质量及抽吸难易程度具有重要影响。而卷烟烟支吸阻产生主要是形成烟支的各段组成，可以将形成吸阻的卷烟烟支分别六个部分：卷烟纸包裹的烟丝部分、卷烟纸部分、接装纸包裹的烟丝部分、滤嘴与烟丝接触面到滤嘴通风孔位置的滤嘴前段部分、滤嘴通风孔位置到滤嘴抽吸端的滤嘴后段部分和滤嘴通风孔部分等，六个部分是形成卷烟吸阻及滤嘴通风效果的组成部分。而目前，卷烟烟支吸阻的测量通常采用GB/T 22838.5-2009《卷烟和滤棒物理性能的测定_第5部分：卷烟吸阻和滤棒压降》，能够实现对卷烟吸阻测量的全自动化操作与控制。上述方法虽然实现了卷烟开放吸阻与封闭吸阻的测量，若要获得六个部分（卷烟纸包裹的烟丝部分、卷烟纸部分、接装纸包裹的烟丝部分、滤嘴与烟丝接触面到滤嘴通风孔位置的滤嘴前段部分、滤嘴通风孔位置到滤嘴抽吸端的滤嘴后段部分和滤嘴通风孔部分）独立的吸阻大小，需要将六个部分物理分解后，分别检测获得各个部分定流速下的压降（吸阻），再通过一定的规则组合成整支卷烟的吸阻特性，但这种方法需要分解和切割操作,破坏了原始卷烟烟支结构，测量效率低，人为因素影响大。而烟支各部分吸阻大小的测量，是实现对六个部分吸阻及吸阻稳定性成因判断与卷烟吸阻稳定性质量追溯、产品吸阻指标设计及制丝和卷接工艺加工过程参数优化（如何获得更稳定的卷烟吸阻等）的关键技术。

发明内容

本发明的目的正是基于上述现有技术状况，而设计一种卷烟烟支分段吸阻的测量方法，在优化现有卷烟吸阻测量方法基础上，实现卷烟烟支各分段部分吸阻的测量，用以满足为卷烟产品质量追溯、产品设计及工艺优化提供基础支撑的实际工程需求。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种卷烟烟支分段吸阻的测量方法，将整支烟分为以下六个部分：卷烟纸包裹的烟丝部分、卷烟纸部分、接装纸包裹的烟丝部分、滤嘴与烟丝接触面到滤嘴通风孔位置的滤嘴前段部分、滤嘴通风孔位置到滤嘴抽吸端的滤嘴后段部分和滤嘴通风孔部分，以R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆分别代表上述卷烟各部分吸阻，并形成如图2的-的串并联关系（即与并联后依次与、串联，上述串并联后整体与并联，随后与串联）；

根据气流流量与压降之间满足线性关系，当半径（m）的卷烟烟支末端抽吸流量（m³/s）时，卷烟吸阻（Pa）由下式决定：

其中（）为卷烟气流流动阻力值，（m/s）为卷烟烟支末端平均流速；

卷烟吸阻按照GB/T 22838.5-2009《卷烟和滤棒物理性能的测定 第5部分：卷烟吸阻和滤棒压降》与YC/T 446-2012《卷烟吸阻和滤棒压降检测设备通用技术条件》进行测量后，可由（1）式计算获得相应卷烟总体阻值；卷烟总通风率按照GB/T 22838315-2009《卷烟和滤棒物理性能的测定 第15部分：卷烟 通风的测定 定义和测量原理》进行测量；

采用技术手段（包括但不限于乳胶管包裹）封闭滤嘴通风孔，即，测量相应卷烟半封闭吸阻；封闭滤嘴通风孔与卷烟纸，即，测量相应卷烟封闭吸阻；封闭卷烟纸，即，测量相应卷烟半封闭吸阻，根据（1）式可分别计算得到相应卷烟总体阻值、、，同时测量无封闭时卷烟开放吸阻以及卷烟总通风率，同时计算得到此时卷烟总体阻值，根据滤嘴通风孔与卷烟纸不同封闭情况下，卷烟各部分阻值串并联关系可得：

采用图像分析、机器视觉或游标卡尺等测量方法对滤嘴前段长度与滤嘴后段长度进行测量，由于滤嘴内部性质均一，因此其阻值与滤嘴长度成正比例关系，长度的滤嘴前段阻值与长度的滤嘴后段阻值满足以下关系：

根据-串并联关系，卷烟总通风率（卷烟纸通风率与滤嘴通风率的总和，即通过与气体流量之和与通过气体流量的比值）满足以下关系：

同时联立（2）-（7）式求解可得-具体数值，再带入（1）式中即可计算获得卷烟纸包裹的烟丝部分、卷烟纸部分、接装纸包裹的烟丝部分、滤嘴与烟丝接触面到滤嘴通风孔位置的滤嘴前段部分、滤嘴通风孔位置到滤嘴抽吸端的滤嘴后段部分和滤嘴通风孔所产生的吸阻。

另外，对于无滤嘴通风孔情况，（2）-（7）式可化简为：

对于整个滤嘴段通风孔分布均匀的情况，根据上述分析方法，此时=R4+R5，与并联，其余串并联关系保持不变，因此（2）-（7）式可等效为以下关系式：

分别联立（8）-（10）、（11）-（15）式求解，同时将计算结果带入（1）式中即可获得无滤嘴通风以及整个滤嘴段通风孔分布均匀的情况下卷烟各个分段部分产生的吸阻。

本发明的卷烟吸阻分布测量与分析方法具有如下优点：

（1）本发明通过测量卷烟开放吸阻、封闭吸阻、两种半封闭吸阻与、总通风率与滤嘴前段部分长度、后段部分长度的测量，同时利用卷烟6个分段部分阻值之间串并联关系以及吸阻与阻值、气流流量之间关系式计算得到卷烟烟支分段吸阻。

（2）该方法具有操作方便、计算简单的优点，能够实现不同类型滤嘴通风技术条件下对卷烟各个部分吸阻的准确测量，为卷烟产品质量追溯、产品设计及工艺优化提供基础支撑。

附图说明

图1为本发明的卷烟各部分结构分布图。

图2为本发明的卷烟各部分阻值网络图（串并联关系图）。

图中：表示卷烟纸包裹的烟丝部分阻值，表示卷烟纸部分阻值，表示接装纸包裹的烟丝部分阻值，表示滤嘴与烟丝接触面到滤嘴通风孔位置的滤嘴前段部分阻值， 表示滤嘴通风孔位置到滤嘴抽吸端的滤嘴后段部分阻值，表示滤嘴通风孔部分（打孔技术或通风透气技术）阻值，两箭头分别表示气流入、出口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的结构及连接关系做进一步描述：

选取牌号A的卷烟为测量分析对象，在温度为22±2℃，相对湿度为60±5%的环境下，将卷烟样品平衡48小时，挑选若干支，控制平均质量在5mg范围内。

当卷烟烟支末端抽吸流量=1.75×10^-5m³/s时，分别测量封闭滤嘴通风孔、滤嘴通风孔与卷烟纸、卷烟纸条件下相应卷烟吸阻为1738.3Pa（即）、1764.8Pa（即）、1382.3Pa（即），同时测量无封闭时卷烟开放吸阻 _w以及卷烟总通风率分别为1370.4Pa、0.365。采用图像分析法测量得到滤嘴前段长度、滤嘴后段长度分别为14.0mm与13.0mm。

根据（1）式计算得到各个条件下卷烟总体阻值、、与，结合卷烟各部分阻值串并联以及滤嘴前后段阻值比例关系，获得方程组如下：

联立（16）-（21）式，求解得到

根据（1）式可计算得到卷烟纸包裹的烟丝部分、卷烟纸部分、接装纸包裹的烟丝部分、滤嘴与烟丝接触面到滤嘴通风孔位置的滤嘴前段部分、滤嘴通风孔位置到滤嘴抽吸端的滤嘴后段部分和滤嘴通风孔部分（打孔技术或通风透气技术）所产生的吸阻分别为446.4Pa、7081.5 Pa、50.8 Pa、654.5 Pa、607.8 Pa、2343.0 Pa。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (3)

1.一种卷烟烟支分段吸阻的测量方法，其特征在于：将整支烟分为以下六个部分：卷烟纸包裹的烟丝部分、卷烟纸部分、接装纸包裹的烟丝部分、滤嘴与烟丝接触面到滤嘴通风孔位置的滤嘴前段部分、滤嘴通风孔位置到滤嘴抽吸端的滤嘴后段部分和滤嘴通风孔部分，以R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆分别代表上述卷烟各分段部分吸阻，并形成如图2所示的-的串并联关系：即与并联后依次与、串联，上述串并联后整体与并联，随后与串联；

根据气流流量与压降之间满足线性关系，当半径（m）的卷烟烟支末端抽吸流量（m³/s）时，卷烟吸阻（Pa）由下式决定：

其中（）为卷烟对气流流动的阻值，（m/s）为卷烟烟支末端平均流速；

卷烟吸阻按照GB/T 22838.5-2009《卷烟和滤棒物理性能的测定 第5部分：卷烟吸阻和滤棒压降》与YC/T 446-2012《卷烟吸阻和滤棒压降检测设备通用技术条件》进行测量后，可由（1）式计算获得相应卷烟总体阻值；卷烟总通风率按照GB/T 22838315-2009《卷烟和滤棒物理性能的测定 第15部分：卷烟 通风的测定 定义和测量原理》进行测量；

采用技术手段封闭滤嘴通风孔，即，测量相应卷烟半封闭吸阻；封闭滤嘴通风孔与卷烟纸，即，测量相应卷烟封闭吸阻；封闭卷烟纸，即，测量相应卷烟半封闭吸阻，根据（1）式可分别计算得到相应卷烟总体阻值、、，同时测量无封闭时卷烟开放吸阻以及卷烟总通风率，同时计算得到此时卷烟总体阻值，根据滤嘴通风孔与卷烟纸不同封闭情况下，卷烟各部分阻值串并联关系可得：

采用图像分析、机器视觉或游标卡尺等测量方法对滤嘴前段长度与滤嘴后段长度进行测量，由于滤嘴内部性质均一，因此其阻值与滤嘴长度成正比例关系，长度的滤嘴前段阻值与长度的滤嘴后段阻值满足以下关系：

根据-串并联关系，卷烟总通风率满足以下关系：

同时联立（2）-（7）式求解可得-具体数值，再带入（1）式中即可计算获得卷烟纸包裹的烟丝部分、卷烟纸部分、接装纸包裹的烟丝部分、滤嘴与烟丝接触面到滤嘴通风孔位置的滤嘴前段部分、滤嘴通风孔位置到滤嘴抽吸端的滤嘴后段部分和滤嘴通风孔所产生的吸阻。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于：对于无滤嘴通风孔情况，（2）-（7）式可化简为：

对于整个滤嘴段通风孔分布均匀的情况，根据上述分析方法，此时=R4+R5，与并联，其余串并联关系保持不变，因此（2）-（7）式可等效为以下关系式：

分别联立（8）-（10）、（11）-（15）式求解，同时将计算结果带入（1）式中即可获得无滤嘴通风以及整个滤嘴段通风孔分布均匀的情况下卷烟各个分段部分产生的吸阻。

3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于：封闭滤嘴通风孔或卷烟纸的方式所采用的技术手段包括但不限于乳胶管包裹。