CN112229454A - 测量烟用吸阻标准件流量压差曲线的系统和方法 - Google Patents

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史占东
杨荣超
曾波
范黎
苗芊
张勍
赵航
张鹏飞
于千源
赵继俊
贺琛
叶长文
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Abstract

本发明提供了一种测量烟用吸阻标准件流量压差曲线的系统和测量方法，包括流量发生装置、压差计、吸阻标准件和处理器单元，所述流量发生装置用于生成的抽吸流量且流量大小可调节，所述流量发生装置的进口通过三通阀分别连接所述压差计的测试端和吸阻标准件的出气端，所述压差计的对比端和吸阻标准件的进气端连通大气，所述处理器单元连接所述压差计和流量发生装置，以获取当前的气体流量和压差，并利用最小二乘法原理构建以流量为自变量、压差为因变量的线性或曲线拟合函数，在卷烟吸阻和滤棒压降监测设备的总气流量不一致的情况下，也能够对检测设备进行校准，进而提高检测设备的准确度，校准工作变得容易执行且结果相对准确和稳定。

Description

测量烟用吸阻标准件流量压差曲线的系统和方法
技术领域
本发明涉卷烟物理指标检测领域，具体的说，涉及了一种测量烟用吸阻标准件流量压差曲线的系统和方法。
背景技术
卷烟吸阻和滤棒压降是卷烟和滤棒的重要物理指标，卷烟企业目前均使用卷烟吸阻和滤棒压降检测设备对其进行测量，而吸阻标准件是校准卷烟吸阻和滤棒压降检测设备的重要标准器具，其量值准确性直接影响到卷烟吸阻和滤棒压降测量结果的准确性。
吸阻标准件的吸阻定义是通过其总气流量为17.5mL/s时其两端的压差值，然而实际生产过程中对卷烟吸阻和滤棒压降检测设备进行校准时，受周围环境的影响，卷烟吸阻和滤棒压降检测设备所产生的总气流量无法准确控制在17.5mL/s，导致校准过程中吸阻标准件的真实吸阻值与溯源得到的吸阻值并不完全相同。可以通过测量不同总气流量下烟用吸阻标准件的吸阻值，并对卷烟吸阻和滤棒压降检测设备所产生的总气流量进行测量解决解决该问题，目前使用数字流量计均可实现卷烟吸阻和滤棒压降检测设备所产生的总气流量的测量，然而尚无测量烟用吸阻标准件不同流量下的压差值的系统及方法。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种解决在无法准确控制气流流量的前提下对吸阻检测设备进行精确校准的测量烟用吸阻标准件流量压差曲线的系统和测量方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种测量烟用吸阻标准件流量压差曲线的系统，包括流量发生装置、压差计、吸阻标准件和处理器单元，所述流量发生装置用于生成的抽吸流量且流量大小可调节，所述流量发生装置的进口通过三通阀分别连接所述压差计的测试端和吸阻标准件的出气端，所述压差计的对比端和吸阻标准件的进气端连通大气；所述处理器单元连接所述压差计和流量发生装置，以获取当前的气体流量和压差，并利用最小二乘法原理构建以流量为自变量、压差为因变量的线性或曲线拟合函数。
基上所述，所述流量发生装置用于产生0-30 mL/s的气体抽吸流量。
基上所述，所述流量发生装置包括流量控制阀和负压发生器。
一种测量烟用吸阻标准件流量压差曲线的系统的烟用吸阻标准件流量压差曲线测量方法，包括以下步骤：
根据需求确定流量调节的范围，在该范围内选取不少于两个流量点；
调节流量发生装置的流量，依次产生所选的不少于两个流量点的流量，记录相应流量下压差计的示值，得到不少于两组流量、压差的对应关系，然后构建流量-压差坐标系；
利用最小二乘法原理，以流量为自变量、压差为因变量进行线性或曲线拟合，得到流量压差曲线。
基上所述，生成流量压差曲线的公式为：
y=k*x+d；
其中，y为压差；
x为流量；
k和d分别是拟合直线的斜率和截距。
基上所述，若采用线性拟合得到的结果与实际值偏差较大，再使用拟合曲线模型进行拟合，模型公式为：
y=a*x2+b*x+c；
其中，y为压差；
x为流量；
a、b、c分别是拟合曲线的二次系数、一次系数及常数。
基上所述，实际值偏离拟合曲线的数量小于十分之一时，将偏离的数据进行清除。
基上所述，加入环境大气压检测设备，获取环境的大气压强，将其与对应环境下的流量压差曲线相关联，录入数据库。
基上所述，将流量压差曲线的流量区间设置为小间隔的若干个流量区间，在每个小间隔的流量区间内选择目标流量点，并生成每个小间隔的流量区间的拟合曲线图形。
基上所述，在每次需要对吸阻标准件进行测量时，均需要进行一次流量压差曲线的拟合过程。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明利用流量发生装置、压差计和三通阀配合吸阻标准件构建一个可调节气流流量的检测吸阻标准件出气端的压差检测系统，然后选取目标流量调节范围内的不少于两个流量点作为检测点，获取对应流量点处的压差，即吸阻值，然后通过最小二乘法进行线性或曲线拟合，生成相对规律化的曲线作为校准标准，然后以曲线所展示的结果去校对卷烟吸阻和滤棒压降检测设备，以真实的气流量为依据，从曲线中获取对应的标准吸阻值，再依据标准吸阻值，对检测设备进行校验，克服校准过程中总气流量无法准确控制在17.5mL/s的问题。
附图说明
图1是本发明中测量烟用吸阻标准件流量压差曲线的系统的结构示意图。
图2是本发明中测量烟用吸阻标准件流量压差曲线的方法步骤图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
如图1所示，一种测量烟用吸阻标准件流量压差曲线的系统，包括流量发生装置、压差计、吸阻标准件和处理器单元，所述流量发生装置包括流量控制阀和负压发生器，用于生成0-30 mL/s的气体抽吸流量且流量大小可调节；所述流量发生装置的进口通过三通阀分别连接所述压差计的测试端和吸阻标准件的出气端，所述压差计的对比端和吸阻标准件的进气端连通大气；所述处理器单元连接所述压差计和流量发生装置，以获取当前的气体流量和压差，并利用最小二乘法原理构建以流量为自变量、压差为因变量的线性或曲线拟合函数。
该系统下，通过调整吸阻标准件出气端的气流量，获取一定范围内的若干个流量点位置处的压差值，利用最小二乘法原理生成流量-压差相关联的拟合函数，然后以函数为标准，读取真实检测设备的气流量数据，获得相应气流量数据下的压差值，依据此压差值对检测设备进行校准，使得检测设备在相应总气流量下测得的卷烟吸阻和滤棒压降更加准确，解决了校准过程中总气流量无法准确控制在17.5mL/s的问题。
实施例2
如图2所示，利用该系统生成烟用吸阻标准件流量压差曲线的具体测量方法，包括以下步骤：
根据需求确定流量调节的范围，在该范围内选取不少于两个流量点；
调节流量发生装置的流量，依次产生所选的不少于两个流量点的流量，记录相应流量下压差计的示值，得到不少于两组流量、压差的对应关系，然后构建流量-压差坐标系；
利用最小二乘法原理，以流量为自变量、压差为因变量进行线性或曲线拟合，得到流量压差曲线。
基上所述，生成流量压差曲线的公式为：
y=k*x+d；
其中，y为压差；
x为流量；
k和d分别是拟合直线的斜率和截距。
若采用线性拟合得到的结果与实际值偏差较大，再使用拟合曲线模型进行拟合，模型公式为：
y=a*x2+b*x+c；
其中，y为压差；
x为流量；
a、b、c分别是拟合曲线的二次系数、一次系数及常数。
为了避免干扰项对函数的干扰，实际值偏离拟合曲线的数量小于十分之一时，将偏离的数据进行清除，使曲线更具有规律性。
该方法构建出了测量烟用吸阻标准件流量压差曲线的函数，通过测量得到卷烟吸阻和滤棒压降检测设备实际所产生的总气流量，结合运用本发明测得的烟用吸阻标准件的流量压差曲线函数，可以在卷烟吸阻和滤棒压降检测设备总气流量不一致的情况下，对检测设备进行准确校准。
实施例3
本实施例与实施例1和2的区别在于，加入环境大气压检测设备，获取环境的大气压强，将其与对应环境下的流量压差曲线相关联，录入数据库，可以构建出环境大气压为索引，曲线为数据的数据库，在不同的海拔地区可以对不同的设备进行统一的直接检测。
实施例4
本实施例与实施例2的区别在于：将流量压差曲线的流量区间设置为小间隔的若干个流量区间，在每个小间隔的流量区间内选择目标流量点，并生成每个小间隔的流量区间的拟合曲线图形，即将整个曲线切分为若干个局部区间拼合而成的大区间，将区间的幅度缩小，然后获取更多的数据节点，使曲线的精度更高。
实施例5
本实施例与实施例3的区别在于：在每次需要对吸阻标准件进行测量时，均需要进行一次流量压差曲线的拟合过程。
该实施例所要解决的是，若存在吸阻标准件稳定性不足的情况下，数据库的形式随着时间的推移会变得不准，故而需要实时构建上述系统，对当前系统进行曲线的拟合，使其更贴近于真实情况。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种测量烟用吸阻标准件流量压差曲线的系统，其特征在于：包括流量发生装置、压差计、吸阻标准件和处理器单元，所述流量发生装置用于生成的抽吸流量且流量大小可调节，所述流量发生装置的进口通过三通阀分别连接所述压差计的测试端和吸阻标准件的出气端，所述压差计的对比端和吸阻标准件的进气端连通大气；所述处理器单元连接所述压差计和流量发生装置，以获取当前的气体流量和压差，并利用最小二乘法原理构建以流量为自变量、压差为因变量的线性或曲线拟合函数。
2.根据权利要求1所述的测量烟用吸阻标准件流量压差曲线的系统，其特征在于：所述流量发生装置用于产生0-30 mL/s的气体抽吸流量。
3.根据权利要求1或2所述的测量烟用吸阻标准件流量压差曲线的系统，其特征在于：所述流量发生装置包括流量控制阀和负压发生器。
4.一种基于权利要求1-3任一项所述的测量烟用吸阻标准件流量压差曲线的系统生成烟用吸阻标准件流量压差曲线的方法，其特征在于：包括以下步骤：
根据需求确定流量调节的范围，在该范围内选取不少于两个流量点；
调节流量发生装置的流量，依次产生所选的不少于两个流量点的流量，记录相应流量下压差计的示值，得到不少于两组流量、压差的对应关系，然后构建流量-压差坐标系；
利用最小二乘法原理，以流量为自变量、压差为因变量进行线性或曲线拟合，得到流量压差曲线。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：生成流量压差曲线的公式为：
y=k*x+d；
其中，y为压差；
x为流量；
k和d分别是拟合直线的斜率和截距。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：若采用线性拟合得到的结果与实际值偏差较大，再使用拟合曲线模型进行拟合，模型公式为：
y=a*x2+b*x+c；
其中，y为压差；
x为流量；
a、b、c分别是拟合曲线的二次系数、一次系数及常数。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于：实际值偏离拟合曲线的数量小于十分之一时，将偏离的数据进行清除。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：加入环境大气压检测设备，获取环境的大气压强，将其与对应环境下的流量压差曲线相关联，录入数据库。
9.根据权利要求5或6或8所述的方法，其特征在于：将流量压差曲线的流量区间设置为小间隔的若干个流量区间，在每个小间隔的流量区间内选择目标流量点，并生成每个小间隔的流量区间的拟合曲线图形。
10.根据权利要求5或6或8所述的方法，其特征在于：在每次需要对吸阻标准件进行测量时，均需要进行一次流量压差曲线的拟合过程。
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