CN113109247A - 一种评价雪茄烟松紧度的系统及方法 - Google Patents

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曾波
杨荣超
李青常
张鹏飞
赵航
于千源
张勍
范黎
李栋
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Abstract

本发明提供了一种评价雪茄烟松紧度的系统，包括支架、垂直运动机构、力传感器、施力杆和激光位移传感器；垂直运动机构沿纵向做直线运动，垂直运动机构的移动端顶面设置为水平面；力传感器安装在垂直运动机构的移动端，力传感器的感应探头与施力杆的顶端固定，施力杆的底端为探测接触端；激光位移传感器安装在支架上并位于垂直运动机构的移动端顶端的上方，激光位移传感器的探测端自上而下的正对垂直运动机构的移动端顶面；施力杆的下方区域为待测样品放置区域；激光位移传感器关联垂直运动机构用于限定垂直运动机构的下移行程，力传感器用于记录下移行程过程中的压力值变化。该系统具有对雪茄烟无损伤、能够定量测量雪茄烟松紧度的优点。

Description

一种评价雪茄烟松紧度的系统及方法
技术领域
本发明涉及烟草领域，具体的说，涉及了一种评价雪茄烟松紧度的系统及方法。
背景技术
松紧度是雪茄烟检验的一项重要指标，不论是雪茄烟烟胚还是雪茄烟成品，在卷制完成后均需要对其松紧度进行评价。
目前，对雪茄烟的松紧度进行评价的方法主要依靠人工的方法进行评价，通过有经验的卷制工人手工验证，凭借手感的主观认知，对雪茄烟的松紧度进行评价。
目前在卷烟领域，有通过施加力传感器的方式评价卷烟的卷制松紧度，但是这种检测方式往往需要施加一个相对较大的力在卷烟的一个点上，使卷烟产生形变属于破坏性测量。
雪茄烟相对于一般的卷烟而言，存在直径达、硬度大的特点，若想要通过目前检测卷烟的方式对雪茄烟进行检测，需要施加的力相对更大，很容易在雪茄烟的表面留下压痕，对雪茄烟造成破坏，尤其是在高端雪茄烟的生产中，任何一根雪茄烟的损失都是不值得的，因此，机械化检验的方式无法应用于雪茄烟，尤其是高端雪茄烟。
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，从而提供一种对雪茄烟无损伤、能够定量测量雪茄烟松紧度的评价雪茄烟松紧度的系统及方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种评价雪茄烟松紧度的系统，包括支架、垂直运动机构、力传感器、施力杆和激光位移传感器；
所述垂直运动机构安装在所述支架上，在动力驱动下沿纵向做直线运动，所述垂直运动机构的移动端顶面设置为水平面；
所述力传感器安装在垂直运动机构的移动端，所述力传感器的感应探头与所述施力杆的顶端固定，所述施力杆的底端为探测接触端；
所述激光位移传感器安装在所述支架上并位于所述垂直运动机构的移动端顶端的上方，所述激光位移传感器的探测端自上而下的正对所述垂直运动机构的移动端顶面；
所述施力杆的下方区域为待测样品放置区域；
所述激光位移传感器关联垂直运动机构用于限定垂直运动机构的下移行程，所述力传感器用于记录下移行程过程中的压力值变化。
基上所述，所述垂直运动机构的精度为毫米级。
基上所述，所述垂直运动机构的驱动电机为步进电机。
基上所述，所述垂直运动机构为垂直丝杠机构或直线电机或齿条直线导轨。
一种评价雪茄烟松紧度的方法，包括权利要求1-3任一项所述的评价雪茄烟松紧度的系统，通过以下步骤完成：
测量阶段：
稳定检测环境和雪茄烟或雪茄烟烟胚；将雪茄烟或雪茄烟烟胚放置在待测位置，控制垂直运动机构移动至初始位置，使施力杆的探测接触端接近雪茄烟或雪茄烟烟胚的表面；力传感器清零，启动激光位移传感器；控制垂直运动机构下移，当力传感器感应到数据时停止下移，记录激光位移传感器的读数L1；控制垂直运动机构继续下移，直至激光位移传感器的读数到达L2后停止下移，记录此时的力传感器的读数N；
其中，L2-L1的数值是根据待测雪茄烟或雪茄烟烟胚的属性设置的能够回弹至初始位置的安全值；
计算阶段：
根据力值N与硬度值S的关系式，计算出雪茄烟或雪茄烟烟胚的硬度值S。
基上所述，力值N与硬度值S之间的关系式通过以下步骤获得：
预选一系列的硬度标准量块，使用所述的评价雪茄烟松紧度的系统和硬度计分别对一系列的硬度标准量块进行测量，测得一系列的硬度标准块的力值N1、N2、N3、N4……和硬度值H1、H2、H3、H4……；
所述的评价雪茄烟松紧度的系统对雪茄烟或雪茄烟烟胚测量的力值N与雪茄烟或雪茄烟烟胚的松紧度S的表示关系如下：
Figure BDA0003062641750000031
基上所述，将待测雪茄烟或雪茄烟烟胚样品放置在符合YC/T 462的大气环境中平衡至质量相对变化在24h内不大于0.1％，设置测量环境在稳定的大气压力和温湿度环境下。
基上所述，所述硬度标准量块的材质为橡胶，硬度计采用邵氏硬度计。
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，本发明改变传统卷烟松紧度的检测手段，根据雪茄烟或雪茄烟烟胚的特点，通过限定力传感器下压的距离，避免雪茄烟或雪茄烟烟胚发生过大的形变，保护雪茄烟的外形无褶皱，做到无损测量，在检测完以后还能够使用。
进一步的，为了确定硬度值和力传感器读数N之间的关系，加入硬度标准量块，通过测定标准量块基于该系统下的力值和硬度值，获得力值和硬度值的对应关系，然后根据构建的对应关系数值，通过线性转换，获得雪茄烟或雪茄烟烟胚的硬度值。
进一步的，为了提高垂直运动机构行进过程的精细化，采用毫米级的精度设备，并采用步进电机驱动行走。
附图说明
图1是本发明中评价雪茄烟松紧度的系统的结构示意图。
图中：1.支架；2.垂直运动机构；3.施力杆；4.力传感器；5.激光位移传感器；6.雪茄烟；7.感应探头。
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。
如图1所示，一种评价雪茄烟松紧度的系统，包括支架1、垂直运动机构2、力传感器4、施力杆3和激光位移传感器5；
所述垂直运动机构2为毫米级的垂直丝杠运动机构，安装在所述支架1上，在步进电机的驱动下沿纵向做直线运动，所述垂直运动机构2的移动端顶面设置为水平面；
所述力传感器4安装在垂直运动机构2的移动端，所述力传感器4的感应探头7与所述施力杆3的顶端固定，所述施力杆3的底端为探测接触端；
所述激光位移传感器5安装在所述支架上并位于所述垂直运动机构的移动端顶端的上方，所述激光位移传感器的探测端自上而下的正对所述垂直运动机构的移动端顶面；
所述施力杆的下方区域为待测样品放置区域。
其它实施例中，所述垂直运动机构还可以采用直线电机或齿条直线导轨。
使用上述系统对雪茄烟或雪茄烟烟胚进行评价的方法包括：
测量阶段：
将待测雪茄烟或雪茄烟烟胚样品放置在符合YC/T 462的大气环境中平衡至质量相对变化在24h内不大于0.1％，设置测量环境在稳定的大气压力和温湿度环境下。
将雪茄烟或雪茄烟烟胚放置在待测位置，控制垂直运动机构移动至初始位置，使施力杆的探测接触端接近雪茄烟或雪茄烟烟胚的表面；
力传感器清零，启动激光位移传感器；
控制垂直运动机构下移，当力传感器感应到数据时停止下移，记录激光位移传感器的读数L1；
控制垂直运动机构继续下移，直至激光位移传感器的读数到达L2后停止下移，记录此时的力传感器的读数N；
其中，L2-L1的数值是根据待测雪茄烟或雪茄烟烟胚的属性设置的能够回弹至初始位置的安全值，这一安全值的设置是根据日常雪茄烟或雪茄烟烟胚的属性，进行一系列的试验得到的，属于雪茄烟变形的安全范围值。
计算阶段：
预选一系列的硬度标准量块，使用所述的评价雪茄烟松紧度的系统和硬度计分别对一系列的硬度标准量块进行测量，测得一系列的硬度标准块的力值N1、N2、N3、N4……和硬度值H1、H2、H3、H4……；
所述的评价雪茄烟松紧度的系统对雪茄烟或雪茄烟烟胚测量的力值N与雪茄烟或雪茄烟烟胚的松紧度S的表示关系如下：
Figure BDA0003062641750000051
雪茄烟或雪茄烟烟胚的松紧度S通过上述关系式计算得到。
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 (9)

1.一种评价雪茄烟松紧度的系统，其特征在于：包括支架、垂直运动机构、力传感器、施力杆和激光位移传感器；
所述垂直运动机构安装在所述支架上，在动力驱动下沿纵向做直线运动，所述垂直运动机构的移动端顶面设置为水平面；
所述力传感器安装在垂直运动机构的移动端，所述力传感器的感应探头与所述施力杆的顶端固定，所述施力杆的底端为探测接触端；
所述激光位移传感器安装在所述支架上并位于所述垂直运动机构的移动端顶端的上方，所述激光位移传感器的探测端自上而下的正对所述垂直运动机构的移动端顶面；
所述施力杆的下方区域为待测样品放置区域；
所述激光位移传感器关联垂直运动机构用于限定垂直运动机构的下移行程，所述力传感器用于记录下移行程过程中的压力值变化。
2.根据权利要求1所述的评价雪茄烟松紧度的系统，其特征在于：所述垂直运动机构的精度为毫米级。
3.根据权利要求1或2所述的评价雪茄烟松紧度的系统，其特征在于：所述垂直运动机构的驱动电机为步进电机。
4.根据权利要求3所述的评价雪茄烟松紧度的系统，其特征在于：所述垂直运动机构为垂直丝杠机构或直线电机或齿条直线导轨。
5.一种评价雪茄烟松紧度的方法，其特征在于：包括权利要求1-3任一项所述的评价雪茄烟松紧度的系统，通过以下步骤完成：
测量阶段：
稳定检测环境和雪茄烟或雪茄烟烟胚；将雪茄烟或雪茄烟烟胚放置在待测位置，控制垂直运动机构移动至初始位置，使施力杆的探测接触端接近雪茄烟或雪茄烟烟胚的表面；力传感器清零，启动激光位移传感器；控制垂直运动机构下移，当力传感器感应到数据时停止下移，记录激光位移传感器的读数L1；控制垂直运动机构继续下移，直至激光位移传感器的读数到达L2后停止下移，记录此时的力传感器的读数N；
其中，L2-L1的数值是根据待测雪茄烟或雪茄烟烟胚的属性设置的能够回弹至初始位置的安全值；
计算阶段：
根据力值N与硬度值S的关系式，计算出雪茄烟或雪茄烟烟胚的硬度值S。
6.根据权利要求4所述的评价雪茄烟松紧度的方法，其特征在于：力值N与硬度值S之间的关系式通过以下步骤获得：
预选一系列的硬度标准量块，使用所述的评价雪茄烟松紧度的系统和硬度计分别对一系列的硬度标准量块进行测量，测得一系列的硬度标准块的力值N1、N2、N3、N4……和硬度值H1、H2、H3、H4……；
所述的评价雪茄烟松紧度的系统对雪茄烟或雪茄烟烟胚测量的力值N与雪茄烟或雪茄烟烟胚的松紧度S的表示关系如下：
Figure FDA0003062641740000021
7.根据权利要求6所述的评价雪茄烟松紧度的方法，其特征在于：将待测雪茄烟或雪茄烟烟胚样品放置在符合YC/T 462的大气环境中平衡至质量相对变化在24h内不大于0.1％，设置测量环境在稳定的大气压力和温湿度环境下。
8.根据权利要求7所述的评价雪茄烟松紧度的方法，其特征在于：所述硬度标准量块的材质为橡胶。
9.根据权利要求8所述的评价雪茄烟松紧度的方法，其特征在于：检测硬度标准量块的硬度值所用的硬度计为邵氏硬度计。
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