CN107436341B - 烟草评价装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种烟草评价装置，包括送烟模块、仿口部模块、仿鼻部模块、仿气管模块、仿肺部模块，所述送烟模块的输出端能与所述仿口部模块的入口连通；所述仿口部模块与所述仿鼻部模块的入口连通，所述仿口部模块与所述仿气管模块的入口端连通，所述仿气管模块的出口端与所述仿肺部模块的入口端连通。本发明的应用效果为模拟评吸人员实现自动化吸烟，重复性和再现性好。利用测量元件检测烟气的指标，实现对烟草感官特性的评价。可视化的腔体便于观察烟气在各腔体中的流动和附着情况。

Description

烟草评价装置
技术领域
本申请属于仿生的评价准则，具体为一种烟草评价装置。
背景技术
烟草的感官特性(浓度、干燥感、灼热度、残留等)是衡量烟草风格特征和品质特征的重要内容，长期以来是由人进行评价，但由于身体状况和主观因素的影响会干扰烟草感官特性评价的客观性和公正性，使得评价结果出现一定的偏差，为此需要一种相对科学公正的检测仪器来评价烟草的感官特性。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请的目的在于提供一种烟草评价装置，其能对烟草的品质进行评价。
为实现上述目的，本申请提供以下的技术方案一种烟草评价装置，包括送烟模块、仿口部模块、仿鼻部模块、仿气管模块、仿肺部模块，所述送烟模块的输出端能与所述仿口部模块的入口连通；所述仿口部模块的第一出口端与所述仿鼻部模块的入口连通，所述仿口部模块的第二出口端与所述仿气管模块的入口端连通，所述仿气管模块的出口端与所述仿肺部模块的入口端连通，其中所述送烟模块位于所述仿口部模块的侧部，所述仿鼻部模块位于所述仿口部模块的上方，所述仿气管模块位于所述仿鼻部模块的下方，所述仿肺部模块位于所述仿气管模块的下方。
优选地，所述送烟模块包括烟嘴和推送机构，所述烟嘴能将烟支架设在其上，所述推送机构包括第一电缸、能受第一电缸推动的第一推杆，所述第一推杆能在第一电缸的作用下运动。
优选地，所述仿口部模块包括口部腔体，所述口部腔体的侧壁面包括由具有弹性的材料制成的第一弹性膜，所述仿口部模块包括第二电缸、能受第二电缸推动的第二推杆，所述第二推杆能在第二电缸的作用下滑动，从而能使所述口部腔体的侧壁面产生形变。
优选地，所述仿口部模块、仿鼻部模块、仿气管模块、仿肺部模块中的至少一个的其中一个壁面由金属材料制成，且由金属材料制成的壁面的内侧壁设置有由吸水材料制成的吸水膜。
优选地，所述仿口部模块、仿鼻部模块、仿气管模块、仿肺部模块中的至少一个设置有多个测量元件，所述测量元件包括热电偶、湿度计、pH计中的一个或多个。
优选地，所述仿鼻部模块、所述仿气管模块、所述仿肺部模块中的至少一个设置有润湿机构。
优选地，所述仿口部模块、仿鼻部模块、仿气管模块、仿肺部模块中的至少一个的壁面由透明材料制成。
优选地，所述烟草评价装置包括温度控制装置，其用于控制所述仿口部模块、所述仿鼻部模块、所述仿气管模块、所述仿肺部模块的温度。
优选地，所述烟草评价装置包括箱体，所述仿口部模块、所述仿鼻部模块、所述仿气管模块、所述仿肺部模块、所述温度控制装置均位于所述箱体内。
优选地，所述仿肺部模块包括两个沿横向并列排列的肺部腔体，任一个所述肺部腔体的侧壁面包括由具有弹性的材料制成的第二弹性膜，所述肺部腔体包括第三电缸、能受第三电缸推动的第三推杆，所述第三推杆能在第三电缸的作用下滑动。
本发明的应用效果为：
模拟评吸人员实现自动化吸烟，重复性和再现性好。利用测量元件检测烟气的指标，实现对烟草感官特性的评价。
可视化的腔体便于观察烟气在各腔体中的流动和附着情况。
附图说明
图1是本申请实施例中的结构原理示意图。
图2是本申请实施例中的控制原理示意图。
附图标记列表：a-送烟模块，b-仿口部模块，c-仿鼻部模块，d-仿气管模块，e-仿肺部模块，f-润湿机构，k、l、m、n，p-数据转换器，g-各个电磁阀、h-各个测量元件、i-各个蠕动泵，j-各个电缸，o-各个加热灯，1-烟支，2-烟嘴，3-第一电缸，4-第一电磁阀，5-第一推杆，6-第二电缸，7-第二推杆，8-第一弹性膜，9-第一测量元件，10-口部腔体，11-第四电磁阀，12-第五电磁阀，13-加热灯，14-鼻部腔体，15-第二测量元件，16-第三电磁阀，17-第三测量元件，18-气管腔体，19-第七电磁阀，20-第四测量元件，21-第三电缸，23-第三推杆，25-第二弹性膜，27-第一蠕动泵，28-第一液槽，29-第二电磁阀，30-第二蠕动泵，31-第二液槽，32-第四电磁阀，33-第三蠕动泵，34-第三液槽，35-第六电磁阀，36-第四蠕动泵，37-第四液槽，38-箱体，39-PLC，40-触摸屏；41肺部腔体41-肺部腔体。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本申请的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。
参照图1所示，本申请公开了一种烟草评价装置，包括送烟模块a、仿口部模块b、仿鼻部模块c、仿气管模块d、仿肺部模块e，所述送烟模块a的输出端能与所述仿口部模块b的入口连通；所述仿口部模块b的第一出口端与所述仿鼻部模块c的入口连通，所述仿口部模块b的第二出口端与所述仿气管模块d的入口端连通，所述仿气管模块d的出口端与所述仿肺部模块e的入口端连通，其中所述送烟模块a位于所述仿口部模块b的侧部，所述仿鼻部模块c位于所述仿口部模块b的上方，所述仿气管模块d位于所述仿鼻部模块c的下方，所述仿肺部模块e位于所述仿气管模块d的下方。
其中，所述仿口部模块b、仿鼻部模块c、仿气管模块d、仿肺部模块e中的至少一个的其中一个壁面由金属材料制成，且由金属材料制成的壁面的内侧壁设置有由吸水材料制成的吸水膜。所述仿口部模块b、仿鼻部模块c、仿气管模块d、仿肺部模块e中的至少一个设置有多个测量元件，所述测量元件包括热电偶、湿度计、pH计中的一个或多个。所述仿鼻部模块c、所述仿气管模块d、所述仿肺部模块e中的至少一个设置有润湿机构f。所述仿口部模块b、仿鼻部模块c、仿气管模块d、仿肺部模块e中的至少一个的壁面由透明材料制成。所述烟草评价装置包括温度控制装置，其用于控制所述仿口部模块b、所述仿鼻部模块c、所述仿气管模块d、所述仿肺部模块e的温度。所述烟草评价装置包括箱体38，所述仿口部模块b、所述仿鼻部模块c、所述仿气管模块d、所述仿肺部模块e、所述温度控制装置均位于所述箱体38内。
具体的，所述送烟模块a包括烟嘴2以及推送机构。所述烟嘴2能将烟支1架设在其上，以使烟支1产生的烟气导入所述烟嘴2中。所述推送机构包括第一电缸3、能受第一电缸3推动的第一推杆5，所述第一推杆5能在第一电缸3的作用下滑动，从而能将所述烟嘴2与所述仿鼻部模块c连通。具体的，所述烟嘴2具有烟嘴2腔，所述烟嘴2上设置有第一通孔和第二通孔。所述烟支1可以被限位在所述烟嘴2上，并且由烟支1产生的烟气能够通过第一通孔进入烟嘴2腔中。
所述仿口部模块b包括大体呈矩形的口部腔体10。所述口部腔体10的侧壁上设置有与送烟模块a的输出端连通的贯通孔。特别的，所述贯通孔与所述烟嘴2腔的输出端平齐。优选地，所述贯通孔与所述烟嘴2腔之间设置有第一电磁阀4，以控制所述贯通孔与所述烟嘴2腔之间的通断。
所述口部腔体10的侧壁面(可以为所述口部腔体10的背面)包括由具有弹性的材料制成的第一弹性膜8。所述仿口部模块b包括第二电缸6、能受第二电缸6推动的第二推杆7，所述第二推杆7能在第二电缸6的作用下滑动，从而能使所述口部腔体10的侧壁面产生形变，从而实现口部腔体10空间的扩张和收缩，通过改变第二电缸6的运动速度和行程来调节口部腔体10的形变速度和形变量，从而调整抽吸烟气的速度和体积。
优选地，所述口部腔体10的一侧壁面(例如正面)由透明材料(例如透明有机玻璃)制成，以供人观察。
更优选地，所述口部腔体10的另外四个壁面由金属材料(例如铝或铝合金)制成。在所述口部腔体10的另外四个壁面的内侧壁设置有由吸水材料制成的吸水膜。液体可在所述的吸水性材料上缓慢渗透流动。
在所述口部腔体10内可根据需求放于口部腔体10内不同位置设置有多个第一测量元件9。例如，第一测量元件9可以为热电偶、湿度计或pH计，以分别来测量口部腔体10内的温度、湿度和pH等。
所述仿口部模块b包括第一润湿模块。在一个可选的实施方式中，所述第一润湿模块包括第一液槽28、与所述第一液槽28连通的第一蠕动泵27、开设在所述口部腔体10的侧壁面上的第一进口、开设在所述口部腔体10的下壁面上的第一出口、设置在第一进口与所述第一蠕动泵27之间的第二电磁阀29，所述第一出口与所述第一液槽28连通。
所述仿鼻部模块c位于所述仿口部模块b上方。所述仿鼻部模块c包括大体呈矩形的鼻部腔体14。所述鼻部腔体14的下方设置有入口。所述第一弹性膜8上设置有所述仿鼻部模块c的第一出口端。优选地，在所述仿鼻部模块c的入口和所述仿口部模块b的第一出口端之间设置有第三电磁阀16，以控制所述仿鼻部模块c的入口和所述仿口部模块b的第一出口端之间的通断。
优选地，所述鼻部腔体14的一侧壁面(例如正面)由透明材料(例如透明有机玻璃)制成，以供人观察。
所述鼻部腔体14的至少一个壁面(例如除去正面的其他五个壁面)由金属材料制成，且由金属材料制成的壁面的内侧壁设置有由吸水材料制成的吸水膜。液体可在所述的吸水性材料上缓慢渗透流动。
在所述鼻部腔体14内可根据需求放于鼻部腔体14内不同位置设置有多个第二测量元件15。例如，第二测量元件15可以为热电偶、湿度计或pH计，以分别来测量鼻部腔体14内的温度、湿度和pH等。
所述仿鼻部模块c包括第二润湿模块。在一个可选的实施方式中，所述第二润湿模块包括第二液槽31、与所述第二液槽31连通的第二蠕动泵30、开设在所述鼻部腔体14的上壁面上的第二进口、开设在所述鼻部腔体14的下壁面上的第二出口、设置在第二进口与所述第二蠕动泵30之间的第四电磁阀3211，所述第二出口与所述第二液槽31连通。
所述仿气管模块d包括大体呈长方体的气管腔体18。所述气管腔体18位于所述仿口部模块b的下方。所述气管腔体18沿竖直方向贯通。所述气管腔体18的上端与所述仿口部模块b的第二出口端连通。优选地，在所述气管腔体18的上端与设置在所述口部腔体10的底壁上的所述仿口部模块b的第二出口端之间设置有第五电磁阀12，以控制所述气管腔体18与所述仿口部模块b的第二出口但之间的通断。
优选地，所述气管腔体18的一侧壁面(例如正面)由透明材料(例如透明有机玻璃)制成，以供人观察。
所述气管腔体18的至少一个壁面(例如除去正面的其他三个壁面)由金属材料制成，且由金属材料制成的壁面的内侧壁设置有由吸水材料制成的吸水膜。液体可在所述的吸水性材料上缓慢渗透流动。
在所述气管腔体18内可根据需求放于气管腔体18内不同位置设置有多个第三测量元件17。例如，第三测量元件17可以为热电偶、湿度计或pH计，以分别来测量气管腔体18内的温度、湿度和pH等。
所述仿口部模块b包括第三润湿模块。在一个可选的实施方式中，所述第三润湿模块包括第三液槽34、与所述第三液槽34连通的第三蠕动泵33、开设在所述气管腔体18的上部的第三进口、开设在所述气管腔体18的下部的第三出口、设置在第三进口与所述第三蠕动泵33之间的第六电磁阀35，所述第三出口与所述第三液槽34连通。
所述仿肺部模块e包括两个沿横向并列排列的肺部腔体41。两个肺部腔体41通过两条管路和所述肺部腔体41的下端通过第七电磁阀19连通。任一个所述肺部腔体41的侧壁面(例如，可以为所述肺部腔体41的背面)包括由具有弹性的材料制成的第二弹性膜25。所述肺部腔体41包括第三电缸21、能受第三电缸21推动的第三推杆23，所述第三推杆23能在第三电缸21的作用下滑动，从而能使所述肺部腔体41的侧壁面产生形变，从而实现肺部腔体41空间的扩张和收缩，通过改变第三电缸21的运动速度和行程来调节肺部腔体41的形变速度和形变量，从而调整进入肺部腔体41烟气的速度和体积。
优选地，所述肺部腔体41的一侧壁面(例如正面)由透明材料(例如透明有机玻璃)制成，以供人观察。
所述肺部腔体41的至少一个壁面(例如除去正面的其他三个壁面)由金属材料制成，且由金属材料制成的壁面的内侧壁设置有由吸水材料制成的吸水膜。液体可在所述的吸水性材料上缓慢渗透流动。
在所述肺部腔体41内可根据需求放于肺部腔体41内不同位置设置有多个第四测量元件20。例如，第四测量元件20可以为热电偶、湿度计或pH计，以分别来测量肺部腔体41内的温度、湿度和pH等。
所述仿口部模块b包括第四润湿模块。在一个可选的实施方式中，所述第四润湿模块包括第四液槽37、与所述第四液槽37连通的第四蠕动泵36、开设在所述肺部腔体41的上部的第四进口、开设在所述肺部腔体41的下部的第四出口、设置在第四进口与所述第四蠕动泵36之间的第八电磁阀，所述第四出口与所述第四液槽37连通。
所述烟草评价装置还包括箱体38，所述仿口部模块b、所述仿鼻部模块c、所述仿气管模块d、所述仿肺部模块e、所述温度控制装置均位于所述箱体38内。所述烟草评价装置包括温度控制装置，其用于控制所述仿口部模块b、所述仿鼻部模块c、所述仿气管模块d、所述仿肺部模块e的温度。在本实施方式中，所述温度控制装置可以包括设置在所述箱体38内顶壁的多个加热灯13。优选地，所述箱体38的一侧面为透明有机玻璃制成，以便于观察者向内观察。所述箱体38内设置有铝制的保温材料。
参照图2所示，在一个优选的实施方式中，所述烟草评价装置包括控制装置，其用于对所述仿口部模块b、所述仿鼻部模块c、所述仿气管模块d、所述仿肺部模块e、温度控制装置进行控制。例如，所述控制装置可以与各个电缸j、各个测量元件h、各个电磁阀g、各个蠕动泵i、各个加热灯o等电性连接。所述控制装置可以为PLC39，其通过数据转换器k、l、m、n、p以及来实现和触摸屏40进行数据交换。
由图可见，该烟草感官评价的仿生吸烟装置，各个模块仿照实际的人体结构进行排列摆放。
本发明的工作原理为：
本发明模仿人体的三个主要抽烟步骤：点烟、吸烟、呼吸；其中点烟为1至2次，烟支1点燃后重复吸烟和呼吸过程，吸烟间隔时间内的呼吸次数可调整。
第一电缸3驱动第一推杆5按设定的速度和行程推出，从而将烟支1插入烟嘴2；第一电缸3驱动第一推杆5将烟嘴2和口部腔体10相连，将第一电磁阀4打开，将点烟器放置烟头，点燃烟支1。
第二电缸6驱动第二推杆7按设定的速度和行程收缩，口部腔体10扩张，烟气进入口部腔体10。第一电缸3驱动第一推杆5推出，使烟嘴2和口部腔体10分离。第二电缸6驱动第二推杆7按设定速度和行程推出，烟气从口部腔体10排出。一次点烟完成，点烟次数可自行设定。
第三电磁阀16，第七电磁阀19打开，第三电缸21驱动第二弹性膜25按设定的速度和行程推出，挤压肺部腔体41，将肺部腔体41里的气体排出，关闭第三电磁阀16，关闭第四电磁阀3211。第一电缸3驱动第一推杆5收缩将烟嘴2和口部腔体10相连，第一电磁阀4打开。
第二电缸6驱动第二推杆7按设定的速度和行程收缩，口部腔体10扩张，烟气进入口部腔体10；第一电缸3驱动第一推杆5推出，烟嘴2和口部腔体10分离；停顿1s(停顿时间可设定)，打开第五电磁阀12，第七电磁阀19，第三电缸21驱动第三推杆23按设定的速度和行程收缩，肺部腔体41扩张，烟气进入肺部腔体41；停顿1s(停顿时间可设定)。
第三电缸21驱动第三肺部推杆按设定速度和行程推出，肺部腔体41收缩将烟气从肺部腔体41排出；关闭第七电磁阀19，关闭第五电磁阀12；第二电缸6驱动第二推杆7按设定速度和行程推出，烟气从鼻部腔体14排出；一次吸烟过程完成，吸烟次数可自行设定。
第二电缸6驱动第二推杆7按设定的速度和行程收缩，口部腔体10扩张，空气进入口部腔体10停顿1s(停顿时间可设定)，打开第五电磁阀12，第七电磁阀19，第三电缸21驱动第三肺部推杆按设定的速度和行程收缩，肺部腔体41扩张，空气进入肺部腔体41；停顿1s(停顿时间可设定)；第三电缸21驱动第三推杆23按设定速度和行程推出，肺部腔体41收缩将空气从肺部腔体41排出；关闭第七电磁阀19，关闭第五电磁阀12；第三电缸21驱动第三推杆23按设定速度和行程推出，空气从鼻部腔体14排出；一次呼吸过程完成，呼吸次数可自行设定。
所有的测量元件分布在各个腔体内，在模仿人体抽烟的过程中实时在线采集并记录数据。
本发明的应用效果为：
模拟评吸人员实现自动化吸烟，重复性和再现性好。利用测量元件检测烟气的指标，实现对烟草感官特性的评价。
可视化的腔体便于观察烟气在各腔体中的流动和附着情况。
以上为对本申请实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种烟草评价装置，其特征在于，包括送烟模块、仿口部模块、仿鼻部模块、仿气管模块、仿肺部模块，所述送烟模块的输出端能与所述仿口部模块的入口连通；所述仿口部模块的第一出口端与所述仿鼻部模块的入口连通，所述仿口部模块的第二出口端与所述仿气管模块的入口端连通，所述仿气管模块的出口端与所述仿肺部模块的入口端连通，其中所述送烟模块位于所述仿口部模块的侧部，所述仿鼻部模块位于所述仿口部模块的上方，所述仿气管模块位于所述仿鼻部模块的下方，所述仿肺部模块位于所述仿气管模块的下方；
所述送烟模块包括烟嘴和推送机构，所述烟嘴能将烟支架设在其上，所述推送机构包括第一电缸、能受第一电缸推动的第一推杆，所述第一推杆能在第一电缸的作用下运动；
所述仿口部模块包括口部腔体，所述口部腔体的侧壁面包括由具有弹性的材料制成的第一弹性膜，所述仿口部模块包括第二电缸、能受第二电缸推动的第二推杆，所述第二推杆能在第二电缸的作用下滑动，从而能使所述口部腔体的侧壁面产生形变；
所述仿口部模块、仿鼻部模块、仿气管模块、仿肺部模块中的至少一个的其中一个壁面由金属材料制成，且由金属材料制成的壁面的内侧壁设置有由吸水材料制成的吸水膜；
所述仿口部模块、仿鼻部模块、仿气管模块、仿肺部模块中的至少一个设置有多个测量元件，所述测量元件包括热电偶、湿度计、pH计中的一个或多个；
所述仿鼻部模块、所述仿气管模块、所述仿肺部模块中的至少一个设置有润湿机构。
2.根据权利要求1所述的烟草评价装置，其特征在于，所述仿口部模块、仿鼻部模块、仿气管模块、仿肺部模块中的至少一个的壁面由透明材料制成。
3.根据权利要求1所述的烟草评价装置，其特征在于，所述烟草评价装置包括温度控制装置，其用于控制所述仿口部模块、所述仿鼻部模块、所述仿气管模块、所述仿肺部模块的温度。
4.根据权利要求3所述的烟草评价装置，其特征在于，所述烟草评价装置包括箱体，所述仿口部模块、所述仿鼻部模块、所述仿气管模块、所述仿肺部模块、所述温度控制装置均位于所述箱体内。
5.根据权利要求1所述的烟草评价装置，其特征在于，所述仿肺部模块包括两个沿横向并列排列的肺部腔体，任一个所述肺部腔体的侧壁面包括由具有弹性的材料制成的第二弹性膜，所述肺部腔体包括第三电缸、能受第三电缸推动的第三推杆，所述第三推杆能在第三电缸的作用下滑动。
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