CN110018059A - 一种烟丝弹性检测方法及烟丝弹性检测仪 - Google Patents

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郜海民
宋伟民
袁岐山
张东豫
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孙觅
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Abstract

本发明公开了一种烟丝弹性测量方法，烟丝压制机构初始位置恒定、压制过程中移动的距离恒定，施压结束时刻烟丝的受压高度H0恒定，高度L0涵盖了烟丝填充值，计算得到的烟丝弹性掩盖了部分弹性值的缺陷，更加准确、真实的反映烟丝弹性；本发明所述的烟丝弹性检测仪，包括底座、机身、测量筒、烟丝压制机构、烟丝高度测量机构和检测仪控制系统；所述的烟丝压制机构包括与测量筒匹配的压制头、滑动轴和驱动机构，滑动轴的上端面设置有配重砝码，驱动机构驱动滑动轴匀速上下移动；通过配重砝码，调节烟丝压制机构压制样品烟丝时的压力，有利于更加全面的评测烟丝质量，为烟丝的质量提升和评价工作提供技术支持。

Description

一种烟丝弹性检测方法及烟丝弹性检测仪
技术领域
本发明涉及烟草物理质量检测技术领域，尤其涉及一种烟丝弹性检测方法及烟丝弹性检测仪。
背景技术
目前，当前评价烟丝物理质量的指标主要有含水率、填充值、结构，通过这些指标的评价，很好地指导了卷烟的加工生产。但生产实际过程中，我们发现以上各项物理指标大致相同的烟丝，有些批次卷制过程中停机率低，剔除空头量少，很好用；而另一些批次卷制过程中停机率高，剔除空头量大，不好用；同时我们发现这些“好用”的烟丝往往弹性比较好，而这些“不好用”的烟丝往往僵硬，没弹性，如何检测烟丝的弹性呢？烟草行业标准《YC/T186—2004卷烟烟丝弹性的测定方法》介绍了一种烟丝弹性的检测方法，虽然能够在一定程度上反映烟丝的弹性，但由于物料到以恒定的压力F施压一定时间，施压结束时刻检测物料受压后高度L0，物料释放一定时间后物料高度为L1，高度L0涵盖了烟丝填充值，再利用公式E＝(L1-L0)/L0得到的烟丝弹性E掩盖了部分弹性值，不能真实的反映烟丝的弹性，故而没能有效的推广应用。
因此，研发一种简单的、能够真实反映烟丝弹性的检测方法及配套装置，对于烟丝质量的评价具有重要的指导意义，将为产品的持续优化提升提供重要的技术支持。
发明内容
本发明的目的是提供一种烟丝弹性检测方法及烟丝弹性检测仪，能够更加真实的反应烟丝弹性。
本发明采用的技术方案为：一种烟丝弹性检测方法，包括以下步骤：
步骤一：接通烟丝弹性检测仪电源，校准并校零；
步骤二：设定烟丝弹性检测仪的参数：设定烟丝压制机构的施压时间为T1，施压结束时刻烟丝的受压高度为H0，施压结束后烟丝的释压时间为T2；
步骤三：称取质量为M的样品烟丝，并将样品烟丝置于测量筒中，将测量筒置于测量位置；
步骤四：进行烟丝压制并获取测试参数：检测仪控制系统控制烟丝压制机构向下匀速移动T1时长，烟丝压制机构将测量筒中的样品烟丝压制，压制结束时刻测量筒中的样品烟丝高度达到受压高度H0，烟丝压制机构向上移动复位；等待T2时长后，烟丝高度测量机构测量得到样品烟丝的释压高度H1；
步骤五：获得样品烟丝弹性:样品烟丝的烟丝弹性E计算按照公式(1)进行计算，结果精确到0.01；
E＝(H1-H0)/H0┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(1)；
烟丝弹性E越大，则说明烟丝弹性越好；烟丝弹性E越小，则说明烟丝弹性越差。
所述的重复步骤1至步骤4操作，共测定n次，得到n个释压高度H1，取n个释压高度H1的平均值后，根据公式(1)得到样品烟丝的烟丝弹性E。
一种烟丝弹性检测仪，包括底座、机身、测量筒、设置于测量筒正上方且与测量筒匹配的烟丝压制机构、用于获取测量筒中烟丝高度的烟丝高度测量机构和检测仪控制系统；所述的测量筒用于盛放样品烟丝；
所述的底座与机身固定连接；所述的烟丝压制机构包括与测量筒匹配的压制头、滑动轴和用于驱动滑动轴上下移动的驱动机构；所述的驱动机构与机身固定连接；所述的压制头的上端面与滑动轴下端面固定连接，所述滑动轴的上端面设置有配重砝码；测量筒位于压制头正下方；在检测仪控制系统的控制下，驱动机构驱动滑动轴匀速上下移动。
所述的检测仪控制系统包括中央处理器、时钟模块和操作显示屏；所述的中央处理器与时钟模块相连接，所述的中央处理器与操作显示屏相连接，中央处理器与驱动机构电连接；所述的中央处理器根据始终模块计时，操作显示屏向中央处理器输入设定参数并显示样品烟丝检测结果。
所述烟丝高度测量机构包括测距传感器，所述的测距传感器的信号输出端与中央处理器的输入端相连接；所述的测距传感器固定设置于压制头正上方；所述的压制头对应测距传感器信号路线设置信号通孔，所述的信号通孔中镶嵌有透明板，所述透明板的下端面与压制头下端面平齐。
所述烟丝高度测量机构还包括固定套设滑动轴上的传感器安装环；所述的传感器安装环下壁固定设置多个测距传感器，所述的测距传感器沿安装环周向均匀排布；所述的压制头设置有与测距传感器一一对应的信号通孔。
所述的测量筒为圆柱筒；所述的压制头为圆柱体。
所述的底座上端面固定设置有用于固定测量筒的卡接筒，卡接筒为圆形，所述的测量筒插入所述的卡接筒中，测量筒的外壁与卡接筒内壁贴合。
所述的烟丝弹性检测仪还包括打印机，所述的打印机连接中央处理器的打印输出端。
本发明中烟丝压制机构初始位置恒定、压制过程中移动的距离恒定，施压结束时刻烟丝的受压高度H0恒定，即在烟丝弹性E的计算过程中，烟丝弹性E仅与释压高度H1正相关，解决了原有的烟丝弹性检测方法中，高度L0涵盖了烟丝填充值，计算得到的烟丝弹性掩盖了部分弹性值的缺陷，更加准确、真实的反映烟丝弹性。
本发明所述的烟丝弹性检测仪，通过设置测量筒及烟丝压制机构，并通过检测仪控制系统控制烟丝压制机构匀速压制样品烟丝至固定的受压高度H0，在施压结束后等待固定时长，通过烟丝高度测量机构测量获得样品烟丝的释压高度H1，从而精确得到烟丝弹性数据，操作简便，测量精度高；通过配重砝码，调节烟丝压制机构压制样品烟丝时的压力，从而获取不同压力时同一种样品烟丝的烟丝弹性E，有利于更加全面的评测烟丝质量，为烟丝的质量提升和评价工作提供技术支持。
进一步的，将测距传感器设置于烟丝压制机构中压制头的正上方，压制头中对应设置透明板，与中央处理器配合自动测量样品烟丝柱高，无需额外操作，测量方便，进一步提升了检测仪的实用性，提升检测精度和检测效率。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明所述烟丝弹性检测仪的正视结构示意图；
图3为本发明所述烟丝弹性检测仪的右视结构示意图
图4为本发明所述烟丝弹性检测仪的电路原理图；
图5为实施例2的烟丝压制机构结构示意图；
1、底座；2、机身；3、打印机；4、操作显示屏；5、滑动轴；6、压制头；7、测量筒；8、配重砝码；9、驱动机构；10、传感器安装环；11、测距传感器；12、信号通孔。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本发明所述的包括一种烟丝弹性检测方法，包括以下步骤：
步骤一：接通烟丝弹性检测仪电源，校准并校零；
步骤二：设定烟丝弹性检测仪的参数：设定烟丝压制机构的施压时间为T1，施压结束时刻烟丝的受压高度为H0，施压结束后烟丝的释压时间为T2；
步骤三：称取质量为M的样品烟丝，并将样品烟丝置于测量筒7中，将测量筒7置于测量位置；
步骤四：进行烟丝压制并获取测试参数：检测仪控制系统控制烟丝压制机构向下匀速移动T1时长，烟丝压制机构将测量筒7中的样品烟丝压制，压制结束时刻测量筒7中的样品烟丝高度达到受压高度H0，烟丝压制机构向上移动复位；等待T2时长后，烟丝高度测量机构测量得到样品烟丝的释压高度H1；
步骤五：获得样品烟丝弹性:样品烟丝的烟丝弹性E计算按照公式(1)进行计算，结果精确到0.01；
E＝(H1-H0)/H0┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(1)；
烟丝弹性E越大，则说明烟丝弹性越好；烟丝弹性E越小，则说明烟丝弹性越差。
本发明中烟丝压制机构初始位置恒定、压制过程中移动的距离恒定，施压结束时刻烟丝的受压高度H0恒定，即在烟丝弹性E的计算过程中，烟丝弹性E仅与释压高度H1正相关，解决了原有的烟丝弹性检测方法中，高度L0涵盖了烟丝填充值，计算得到的烟丝弹性掩盖了部分弹性值的缺陷，更加准确、真实的反映烟丝弹性。
优选的，所述的重复步骤1至步骤4操作，共测定n次，得到n个释压高度H1，取n个释压高度H1的平均值后，根据公式(1)得到样品烟丝的烟丝弹性E，进一步提升了烟丝弹性E的测试精度。
如图2、图3和图4所示，本发明所述的烟丝弹性检测仪，包括底座1、机身2、测量筒7、设置于测量筒7正上方且与测量筒7匹配的烟丝压制机构、用于获取测量筒7中烟丝高度的烟丝高度测量机构和检测仪控制系统；所述的测量筒7用于盛放样品烟丝；
所述的底座1与机身2固定连接；所述的烟丝压制机构包括与测量筒7匹配的压制头6、滑动轴5和用于驱动滑动轴5上下移动的驱动机构9；所述的驱动机构9与机身2固定连接；所述的压制头6的上端面与滑动轴5下端面固定连接，所述滑动轴5的上端面设置有配重砝码8；测量筒7位于压制头6正下方；在检测仪控制系统的控制下，驱动机构9驱动滑动轴5匀速上下移动。驱动机构9可采用电机驱动或者气缸驱动。
通过配重砝码8，调节烟丝压制机构压制样品烟丝时的压力，从而获取不同压力时同一种样品烟丝的烟丝弹性E，有利于更加全面的评测烟丝质量。
所述的测量筒7为圆柱筒；所述的压制头6为圆柱体，测量头表面和测量筒7内壁光滑洁净。
压制头6的直径为(65.0±0.1)mm；测量筒7内径为(70.0±0.1)mm，测量筒7高度不低于150mm。
所述的检测仪控制系统包括中央处理器、时钟模块和操作显示屏4；所述的中央处理器与时钟模块相连接，所述的中央处理器与操作显示屏4相连接，中央处理器与驱动机构9电连接；所述的中央处理器根据时钟模块计时，操作显示屏4向中央处理器输入设定参数并显示样品烟丝检测结果。
操作显示屏4采用触摸屏。触摸屏能够方便的实现信号、数据输入和显示的功能，价格合适，性能优越，操作方便。
烟丝高度测量机构包括测距传感器11，所述的测距传感器11的信号输出端与中央处理器的输入端相连接；所述的测距传感器11固定设置于压制头6正上方；所述的压制头6对应测距传感器11信号路线设置信号通孔12，所述的信号通孔12中镶嵌有透明板，所述透明板的下端面与压制头6下端面平齐。
测距传感器11可采用红外测距传感器11或激光测距传感器11。
将测距传感器11设置于压制头6的正上方，既不影响压制头6正常工作，通过设置透明板，测量测距传感器11到测量筒7中样品烟丝的垂直距离，并将信号传输至中央处理器中，中央处理器处理、计算得到测量筒7中的样品烟丝柱高。
本发明所述测量仪的工作过程如下：本实施例中，取待测样品烟丝(30.0±0.1)g，将样品烟丝放入测量筒7中，检测仪控制系统控制驱动机构9匀速驱动施压头，施压头的施压速度为(19.5±0.5)mm/s，对测量筒7中的烟丝试样匀速施压。
通过操作显示屏4，在中央处理器中设定参数如下：受压高度H0为H0＝(35.0±0.1)mm；施压时间为T1为(10.0±0.5)s；释压时间T2为(20.0±0.5)s。
中央处理器根据时钟模块输出的脉冲信号计时，控制驱动机构9启动，从而控制烟丝压制机构向下匀速移动T1时长，压制头6将测量筒7中的样品烟丝压至受压高度H0，烟丝压制机构向上移动复位；等待T2时长后，通过测距传感器11测量得到样品烟丝柱高，从而得到释压高度H1。利用公式(1)，即可得到烟丝弹性E。
本发明所述的烟丝弹性检测仪，通过设置测量筒7及烟丝压制机构，并通过检测仪控制系统控制烟丝压制机构匀速压制样品烟丝至固定的受压高度H0，在施压结束后等待固定时长，通过烟丝高度测量机构测量获得样品颜色的释压高度H1，从而精确得到烟丝弹性数据，操作简便，测量精度高，为烟丝的质量提升和评价工作提供技术支持。
所述的底座1上端面固定设置有用于固定测量筒7的卡接筒，卡接筒为圆形，所述的测量筒7插入所述的卡接筒中，测量筒7的外壁与卡接筒内壁贴合。
所述卡接筒的设置，实现了测量筒7的快速固定，提升了检测效率，避免在压制过程中测量筒7移位，提升了检测精度。
所述的烟丝弹性检测仪还包括打印机3，所述的打印机3连接中央处理器的打印输出端。
打印机3的设置，便于直接打印检测结果，避免抄写过程中数据出错，省却数据转移的过程，提升了烟丝弹性检测工作的效率。
实施例2：
如图5所示，所述的烟丝弹性检测仪中，烟丝高度测量机构还包括固定套设滑动轴5上的传感器安装环10；所述的传感器安装环10下壁固定设置多个测距传感器11，所述的测距传感器11沿安装环周向均匀排布；所述的压制头6设置有与测距传感器11一一对应的信号通孔12，每个信号通孔12中均镶嵌有透明板，透明板的下端面与压制头6下端面平齐。透明板可采用玻璃钢。
由于压制头6压制烟丝过程中，不可避免的会发生摩擦，由于静电吸附作用，有时候压制头6下端面会吸附烟丝，若烟丝正好位于测距传感器11的信号探测路线上，则获得的释压高度H1会发生严重偏差。且烟丝本身具有一定的厚度，释压后的烟丝表面一定程度上是凹凸不平的，测距传感器11的信号具有一定误差。
由于测距传感器11到压制头6下端面的距离是一定的，因此，在中央处理器中设置遮挡误差阈值，测距传感器11测量的信号传输至中央处理器后，得到测距传感器11与样品烟丝之间的距离，若某个距离传感器测得的距离落入遮挡误差阈值内，则将该距离传感器测得的数据删除，利用剩余的距离传感器测得的数据计算得到多个烟丝柱高，并求取平均值，该平均值为样品烟丝的释压高度H1；最后利用公式(1)获得烟丝弹性E,由于释压高度H1为多个测距传感器11测量得到的烟丝柱高的平均值，且杜绝了吸附烟丝遮挡信号这一大误差，因此，测量得到的烟丝弹性E的精度进一步提升。

Claims (9)

1.一种烟丝弹性检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：接通烟丝弹性检测仪电源，校准并校零；
步骤二：设定烟丝弹性检测仪的参数：设定烟丝压制机构的施压时间为T1，施压结束时刻烟丝的受压高度为H0，施压结束后烟丝的释压时间为T2；
步骤三：称取质量为M的样品烟丝，并将样品烟丝置于测量筒中，将测量筒置于测量位置；
步骤四：进行烟丝压制并获取测试参数：检测仪控制系统控制烟丝压制机构向下匀速移动T1时长，烟丝压制机构将测量筒中的样品烟丝压制，压制结束时刻测量筒中的样品烟丝高度达到受压高度H0，烟丝压制机构向上移动复位；等待T2时长后，烟丝高度测量机构测量得到样品烟丝的释压高度H1；
步骤五：获得样品烟丝弹性:样品烟丝的烟丝弹性E计算按照公式(1)进行计算，结果精确到0.01；
E＝(H1-H0)/H0┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈(1)；
烟丝弹性E越大，则说明烟丝弹性越好；烟丝弹性E越小，则说明烟丝弹性越差。
2.根据权利要求1所述的烟丝弹性检测方法，其特征在于：所述的重复步骤1至步骤4操作，共测定n次，得到n个释压高度H1，取n个释压高度H1的平均值后，根据公式(1)得到样品烟丝的烟丝弹性E。
3.一种用于实现权利要求1所述烟丝弹性测量方法的烟丝弹性检测仪，其特征在于：包括底座、机身、测量筒、设置于测量筒正上方且与测量筒匹配的烟丝压制机构、用于获取测量筒中烟丝高度的烟丝高度测量机构和检测仪控制系统；所述的测量筒用于盛放样品烟丝；
所述的底座与机身固定连接；所述的烟丝压制机构包括与测量筒匹配的压制头、滑动轴和用于驱动滑动轴上下移动的驱动机构；所述的驱动机构与机身固定连接；所述的压制头的上端面与滑动轴下端面固定连接，所述滑动轴的上端面设置有配重砝码；测量筒位于压制头正下方；在检测仪控制系统的控制下，驱动机构驱动滑动轴匀速上下移动。
4.根据权利要求3所述的烟丝弹性检测仪，其特征在于：所述的检测仪控制系统包括中央处理器、时钟模块和操作显示屏；所述的中央处理器与时钟模块相连接，所述的中央处理器与操作显示屏相连接，中央处理器与驱动机构电连接；所述的中央处理器根据始终模块计时，操作显示屏向中央处理器输入设定参数并显示样品烟丝检测结果。
5.根据权利要求3所述的烟丝弹性检测仪，其特征在于：所述烟丝高度测量机构包括测距传感器，所述的测距传感器的信号输出端与中央处理器的输入端相连接；所述的测距传感器固定设置于压制头正上方；所述的压制头对应测距传感器信号路线设置信号通孔，所述的信号通孔中镶嵌有透明板，所述透明板的下端面与压制头下端面平齐。
6.根据权利要求5所述的烟丝弹性检测仪，其特征在于：所述烟丝高度测量机构还包括固定套设滑动轴上的传感器安装环；所述的传感器安装环下壁固定设置多个测距传感器，所述的测距传感器沿安装环周向均匀排布；所述的压制头设置有与测距传感器一一对应的信号通孔。
7.根据权利要求3所述的烟丝弹性检测仪，其特征在于：所述的测量筒为圆柱筒；所述的压制头为圆柱体。
8.根据权利要求7所述的烟丝弹性检测仪，其特征在于：所述的底座上端面固定设置有用于固定测量筒的卡接筒，卡接筒为圆形，所述的测量筒插入所述的卡接筒中，测量筒的外壁与卡接筒内壁贴合。
9.根据权利要求4所述的烟丝弹性检测仪，其特征在于：还包括打印机，所述的打印机连接中央处理器的打印输出端。
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