CN108225222B - 一种微波式烟支滤棒长度测量方法 - Google Patents

一种微波式烟支滤棒长度测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微波式烟支滤棒长度测量方法，该方法依次按以下步骤进行：1）确定微波法方程参数：a、天平法测量四种样品烟丝密度；b、微波法确定方程参数；2）对待测烟支进行测量；3）求出烟支整体平均密度；4）计算滤棒长度。本发明在不破坏烟支结构的情况下，实现对烟支滤棒长度的快速测量，且测量准确、可靠，实用性强。

Description

一种微波式烟支滤棒长度测量方法
技术领域
本发明属于烟支成品检测领域，尤其涉及一种微波式烟支滤棒长度测量方法。
背景技术
卷烟滤嘴长度，对卷烟品质有着显著的影响，而当前缺乏有效的快速检测方法。常规的检测方法是，破坏卷烟结构，取出滤棒，用游标卡尺测量。其耗时长，效率低，且一经测量，烟支结构便被破坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微波式烟支滤棒长度测量方法，该方法实现对烟支滤棒长度的快速测量，且测量准确、可靠。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种微波式烟支滤棒长度测量方法，
该测量方法采用的测量系统由烟支传送系统、微波检测系统和数据分析处理系统组成，其中，烟支传送系统实现烟支匀速导入微波谐振腔，微波检测系统实现微波信号的产生以及微波幅频特性的检测，数据分析处理系统用于接收来自微波检测系统的数据，处理后以图形或表格的方式输出测量结果；
采用上述测量系统进行烟支滤棒长度测量依次按以下步骤进行：
1)确定微波法方程参数；
a、天平法测量四种样品烟丝密度
先取四种烟支试样，剥离出烟支的烟丝，按公式1称取试样烟丝密度，最终得到四种烟丝密度ρ1、ρ2、ρ3、ρ4、
Figure GDA0002373482040000011
式中：
ma——所用试样烟丝质量，单位为克g；
n——所取烟支试样数量，单位为支；
h——烟支烟丝部分长度，单位为毫米mm；
d——烟支直径，单位为毫米mm；
b、微波法确定方程参数
选择一个烟丝段测量单元对步骤a中四种烟支试验分别进行检测，测得每种烟支对应的Δa1、Δa2、Δa3、Δa4和Δf1、Δf2、Δf3、Δf4；
将步骤a得到的结果ρ1、ρ2、ρ3、ρ4代入到以下方程中：
Figure GDA0002373482040000021
Figure GDA0002373482040000022
Figure GDA0002373482040000023
Figure GDA0002373482040000024
式中：
ρ——烟支测量单元密度，单位为克每立方厘米g.cm-3；
Δa——幅度变化值；
Δf——微波谐振腔谐振频率变化值；
k1、k2、k3、k4——参数；
根据上述四个方程形成的方程组得出当前状况下的方程参数k1、k2、k3、k4；
2)对待测烟支进行测量；
将待测烟支通过微波谐振腔，并对谐振腔谐振频率和幅度的变化进行测量，依次测得待测烟支测量单元对应的Δai和Δfi，并将测得的Δai和Δfi代入公式2得到待测烟支测量单元密度：
Figure GDA0002373482040000025
式中：
ρ——烟支测量单元密度，单位为克每立方厘米g.cm-3；
Δa——幅度变化值；
Δf——微波谐振腔谐振频率变化值；
k1、k2、k3、k4——由步骤1)确定的方程参数；
3)求出烟支整体平均密度；
由步骤2)检测出待测烟支对应不同检测单元密度后，根据公式3对所有检测结果进行平均，得出整个烟支平均密度
Figure GDA0002373482040000031
Figure GDA0002373482040000032
式中：
Figure GDA0002373482040000033
——烟支平均密度，单位为克每立方厘米g.cm3；
n——烟支段所含测量单元数量；
ρi——烟支内第i个测量单元的密度，单位为克每立方厘米g.cm3；
4)计算滤棒长度；
对测量单元数求和，得到
Figure GDA0002373482040000034
的测量单元数以及
Figure GDA0002373482040000035
的测量单元数；并根据公式4和5的计算结果判断得出烟支中滤棒部分和烟丝部分长度；
Figure GDA0002373482040000036
Figure GDA0002373482040000037
式中：
n1为
Figure GDA0002373482040000038
的测量单元数；
n2为
Figure GDA0002373482040000039
的测量单元数；
n——烟支段所含测量单元数量，且n1+n2＝n；
S——烟支总长度；
S1——烟支密度较高部分长度；
S2——烟支密度较低部分长度；
由于烟支平均密度介于烟丝密度和滤棒密度之间，但是滤棒长度小于烟支长度；
若S1>S2，则嘴棒长度为S2；
若S1<S2，则嘴棒长度为S1。
所述微波检测系统的微波测量单元为100×1mm，即每个测量单元检测宽度1mm，共计100个测量单元。
所述微波检测系统包括通过线路依次连接的微波发生器、信号隔离器、谐振腔、信号隔离器和检波放大器。
本发明的有益效果：
本发明在不破坏烟支结构的情况下，实现对烟支滤棒长度的快速测量，且测量准确、可靠。本发明能够准确、可靠地确定成品烟支中滤棒长度，实用性强。
附图说明
图1是本发明所用微波检测系统的示意图；
图2是本发明实施例一中待测烟支测量单元的密度分布图；
图3是本发明实施例二中待测烟支测量单元的密度分布图；。
具体实施方式
一种微波式烟支滤棒长度测量方法，该测量方法采用的测量系统由烟支传送系统、微波检测系统和数据分析处理系统组成，其中，烟支传送系统实现烟支匀速导入微波谐振腔，烟支传送系统为常规技术，其具体结构不再详述；
如图1所示，微波检测系统包括通过线路依次连接的微波发生器、信号隔离器、谐振腔、信号隔离器、检波放大器及控制器，微波检测系统实现微波信号的产生以及微波幅频特性的检测；
数据分析处理系统用于接收来自微波检测系统的数据，处理后以图形或表格的方式输出测量结果。
采用上述测量系统进行烟支滤棒长度测量依次按以下步骤进行：
1)确定微波法方程参数；
a、天平法测量四种样品烟丝密度
先取四种烟支试样，剥离出烟支的烟丝，按公式1称取试样烟丝密度，最终得到四种烟丝密度ρ1、ρ2、ρ3、ρ4、
Figure GDA0002373482040000041
式中：
ma——所用试样烟丝质量，单位为克g；
n——所取烟支试样数量，单位为支；
h——烟支烟丝部分长度，单位为毫米mm；
d——烟支直径，单位为毫米mm；
b、微波法确定方程参数
由于微波谐振腔的谐振频率随腔内介质材料的介电常数变化发生偏移，其幅度也发生改变。当烟支不同密度部分通过微波谐振腔时，对谐振腔谐振频率和幅度的变化进行测量；本发明微波测量单元为100×1mm，即每个测量单元检测宽度1mm，共计100个测量单元；
选择一个烟丝段测量单元对步骤a中四种烟支试验分别进行检测，测得每种烟支对应的Δa1、Δa2、Δa3、Δa4和Δf1、Δf2、Δf3、Δf4；
将步骤a得到的结果ρ1、ρ2、ρ3、ρ4代入到以下方程中：
Figure GDA0002373482040000051
Figure GDA0002373482040000052
Figure GDA0002373482040000053
Figure GDA0002373482040000054
式中：
ρ——烟支测量单元密度，单位为克每立方厘米g.cm-3；
Δa——幅度变化值；
Δf——微波谐振腔谐振频率变化值；
k1、k2、k3、k4——参数。
根据上述四个方程形成的方程组得出当前状况下的方程参数k1、k2、k3、k4；
2)对待测烟支进行测量；
将待测烟支通过微波谐振腔，并对谐振腔谐振频率和幅度的变化进行测量，依次测得待测烟支测量单元对应的Δai和Δfi，并将测得的Δai和Δfi代入公式2得到待测烟支测量单元密度：
Figure GDA0002373482040000061
式中：
ρ——烟支测量单元密度，单位为克每立方厘米g.cm-3；
Δa——幅度变化值；
Δf——微波谐振腔谐振频率变化值；
k1、k2、k3、k4——由步骤1)确定的方程参数；
3)求出烟支整体平均密度；
由步骤2)检测出待测烟支对应不同检测单元密度后，根据公式3对所有检测结果进行平均，得出整个烟支平均密度
Figure GDA0002373482040000062
Figure GDA0002373482040000063
式中：
Figure GDA0002373482040000064
——烟支平均密度，单位为克每立方厘米g.cm3；
n——烟支段所含测量单元数量；
ρi——烟支内第i个测量单元的密度，单位为克每立方厘米g.cm3；
4)计算滤棒长度；
对单元数求和，得到
Figure GDA0002373482040000065
的测量单元数以及
Figure GDA0002373482040000066
的测量单元数；并根据公式4和5的计算结果判断得出烟支中滤棒部分和烟丝部分长度；
Figure GDA0002373482040000067
Figure GDA0002373482040000068
式中：
n1为
Figure GDA0002373482040000069
的测量单元数；
n2为
Figure GDA0002373482040000071
的测量单元数；
n——烟支段所含测量单元数量，且n1+n2＝n；
S——烟支总长度；
S1——烟支密度较高部分长度；
S2——烟支密度较低部分长度；
由于烟支平均密度介于烟丝密度和滤棒密度之间，但是滤棒长度小于烟支长度；
若S1>S2，则嘴棒长度为S2；
若S1<S2，则嘴棒长度为S1。
根据本发明进行烟支滤棒长度测量方法时需注意以下几点：
1、测量前先开启设备并预热1小时；
2、操作时对样品进行编号处理；
3、系统计算、显示和输出测试结果精确至0.1mg/cm3。
实施例一：根据本发明的微波式烟支滤棒长度测量方法对一支84mm(64mm+20mm)常规卷烟进行滤棒长度检测，所得待测烟支测量单元的密度分布如图2所示；
经计算平均密度
Figure GDA0002373482040000072
Figure GDA0002373482040000073
Figure GDA0002373482040000074
S1>S2，则烟支滤棒长度为S2＝20mm，烟支滤棒长度合格。
实施例二：根据本发明的微波式烟支滤棒长度测量方法对一支84mm(25mm+59mm)常规卷烟进行滤棒长度检测，所得待测烟支测量单元的密度分布如图3所示。
经计算平均密度
Figure GDA0002373482040000075
Figure GDA0002373482040000076
Figure GDA0002373482040000077
S1>S2，则嘴棒长度为S2＝25mm，烟支滤棒长度合格。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种微波式烟支滤棒长度测量方法，其特征在于：
该测量方法采用的测量系统由烟支传送系统、微波检测系统和数据分析处理系统组成，其中，烟支传送系统实现烟支匀速导入微波谐振腔，微波检测系统实现微波信号的产生以及微波幅频特性的检测，数据分析处理系统用于接收来自微波检测系统的数据，处理后以图形或表格的方式输出测量结果；
采用上述测量系统进行烟支滤棒长度测量依次按以下步骤进行：
1)确定微波法方程参数；
a、天平法测量四种样品烟丝密度
先取四种烟支试样，剥离出烟支的烟丝，按公式1称取试样烟丝密度，最终得到四种烟丝密度ρ1、ρ2、ρ3、ρ4、
Figure FDA0002373482030000011
式中：
ma——所用试样烟丝质量，单位为克g；
n——所取烟支试样数量，单位为支；
h——烟支烟丝部分长度，单位为毫米mm；
d——烟支直径，单位为毫米mm；
b、微波法确定方程参数
选择一个烟丝段测量单元对步骤a中四种烟支试验分别进行检测，测得每种烟支对应的Δa1、Δa2、Δa3、Δa4和Δf1、Δf2、Δf3、Δf4；
将步骤a得到的结果ρ1、ρ2、ρ3、ρ4代入到以下方程中：
Figure FDA0002373482030000012
Figure FDA0002373482030000013
Figure FDA0002373482030000014
Figure FDA0002373482030000015
式中：
ρ——烟支测量单元密度，单位为克每立方厘米g.cm-3；
Δa——幅度变化值；
Δf——微波谐振腔谐振频率变化值；
k1、k2、k3、k4——参数；
根据上述四个方程形成的方程组得出当前状况下的方程参数k1、k2、k3、k4；
2)对待测烟支进行测量；
将待测烟支通过微波谐振腔，并对谐振腔谐振频率和幅度的变化进行测量，依次测得待测烟支测量单元对应的Δai和Δfi，并将测得的Δai和Δfi代入公式2得到待测烟支测量单元密度：
Figure FDA0002373482030000021
式中：
ρ——烟支测量单元密度，单位为克每立方厘米g.cm-3；
Δa——幅度变化值；
Δf——微波谐振腔谐振频率变化值；
k1、k2、k3、k4——由步骤1)确定的方程参数；
3)求出烟支整体平均密度；
由步骤2)检测出待测烟支对应不同检测单元密度后，根据公式3对所有检测结果进行平均，得出整个烟支平均密度
Figure FDA0002373482030000022
Figure FDA0002373482030000023
式中：
Figure FDA0002373482030000024
——烟支平均密度，单位为克每立方厘米g.cm3；
n——烟支段所含测量单元数量；
ρi——烟支内第i个测量单元的密度，单位为克每立方厘米g.cm3；
4)计算滤棒长度；
对测量单元数求和，得到
Figure FDA0002373482030000025
的测量单元数以及
Figure FDA0002373482030000026
的测量单元数；并根据公式4和5的计算结果判断得出烟支中滤棒部分和烟丝部分长度；
Figure FDA0002373482030000031
Figure FDA0002373482030000032
式中：
n1为
Figure FDA0002373482030000033
的测量单元数；
n2为
Figure FDA0002373482030000034
的测量单元数；
n——烟支段所含测量单元数量，且n1+n2＝n；
S——烟支总长度；
S1——烟支密度较高部分长度；
S2——烟支密度较低部分长度；
由于烟支平均密度介于烟丝密度和滤棒密度之间，但是滤棒长度小于烟支长度；
若S1>S2，则嘴棒长度为S2；
若S1<S2，则嘴棒长度为S1。
2.根据权利要求1所述的微波式烟支滤棒长度测量方法，其特征在于：所述微波检测系统的微波测量单元为100×1mm，即每个测量单元检测宽度1mm，共计100个测量单元。
3.根据权利要求1所述的微波式烟支滤棒长度测量方法，其特征在于：所述微波检测系统包括通过线路依次连接的微波发生器、信号隔离器、谐振腔、信号隔离器和检波放大器。
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