CN113180313A - 加热卷烟烟具表面温度指标测定方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种加热卷烟烟具表面温度指标测定方法及装置，本发明的构思在于控制预热后的负压发生器及抽吸管路中的电磁阀开启，使得插接在抽吸管路及加热卷烟烟具上的烟弹实现抽吸模拟，并持续采集被测加热卷烟烟具的表面热成像图，再通过热成像图像分析得到被测对象的表面温度数据，最后由此表面温度数据对所述被测加热卷烟烟具的温升进行分析，便可以获得加热卷烟烟具的表面温度相关指标参数。此外，本发明还通过控制部件、红外热成像相机、电磁阀、负压发生器以及烟具支架，建立用于加热卷烟烟具表面温度检测的硬件架构。通过本发明提供的方案可以有效填补本领域针对加热卷烟烟具产品表面温度指标监控的空白。

Description

加热卷烟烟具表面温度指标测定方法及装置
技术领域
本发明涉及烟草加工领域，尤其涉及一种加热卷烟烟具表面温度指标测定方法及装置。
背景技术
加热卷烟(非燃烧卷烟，也称为烟弹)配备有专用的抽吸烟具，随着抽吸过程该烟具的外表面温度会逐渐升高。而通常加热卷烟的烟具是由手握持的，如果温度相对过高则会给消费者带来不适，甚至存在烫伤隐患。
目前，本领域还未有针对加热卷烟烟具温度指标的相关测定方式，因我而更未有基于对加热卷烟烟具温度的检测而制定烟具质量评价措施。
发明内容
由此，本发明旨在提供一种加热卷烟烟具表面温度指标测定方法及装置，以弥补针对加热卷烟烟具产品指标监控的缺失。
本发明采用的技术方案如下：
第一方面，本发明提供了一种加热卷烟烟具表面温度指标测定方法，其中包括：
控制负压发生器启动进行预热；
将加热卷烟的两端分别插入至被测加热卷烟烟具以及抽吸管路后，控制所述被测加热卷烟烟具开启以执行加热功能；
触发抽吸管路中的电磁阀按预设频率重复执行开闭动作；
持续监测所述被测加热卷烟烟具的表面热成像图像；
根据所述表面热成像图像，获得所述被测加热卷烟烟具的表面温度数据；
基于预设策略，利用所述表面温度数据对所述被测加热卷烟烟具的温升进行分析，测定出加热卷烟烟具的表面温度指标。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述持续监测所述被测加热卷烟烟具的表面热成像图像包括：按预设的拍摄频率以及预设的第一拍摄时间，对所述被测加热卷烟烟具进行红外热成像拍照。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述测定方法还包括：
在到达所述第一拍摄时间后，控制所述被测加热卷烟烟具停止工作，以及触发所述电磁阀关闭并控制所述负压发生器停转；
按照预设的第二拍摄时间获取降温阶段的所述被测加热卷烟烟具的表面热成像图像。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述测定出加热卷烟烟具的表面温度指标包括：
基于所述表面热成像图像以及所述表面温度数据，得到所述被测加热卷烟烟具的温度变化趋势，并确定出所述被测加热卷烟烟具的各部分的温度分布特性；
根据所述温度变化趋势和/或所述温度分布特性，得到加热卷烟烟具的表面温度评价指标。
第二方面，本发明提供了一种加热卷烟烟具表面温度指标测定装置，其中包括：
控制部件、红外热成像相机、设置在抽吸管路中的电磁阀、设置在抽吸管路一端的负压发生器、以及设置在抽吸管路远离所述负压发生器一端外部的用于放置被测加热卷烟烟具的烟具支架；
所述抽吸管路远离所述负压发生器的一端设有用于夹持加热卷烟的烟弹夹具，且在抽吸管路中还设有标准恒流孔器件以及可更换的剑桥滤片；
所述红外热成像相机的数量为两个，且两个所述红外热成像相机分别设置在所应烟具支架的两侧，并朝向所述烟具支架；
所述控制部件分别与所述红外热成像相机、所述电磁阀以及所述负压发生器电信号连接，所述控制部件用于控制所述红外热成像相机、所述电磁阀以及所述负压发生器的运行，并用于接收所述红外热成像相机传输的表面热成像图像。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述烟具支架采用透光材质，且在所述烟具支架的上部设有用于放置被测加热卷烟烟具的容置部。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述容置部上与被测加热卷烟烟具接触区域设置有隔热层。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述测定装置还包括设置在所述烟具支架处的框架；
所述框架包括位于所述烟具支架两侧的立柱以及位于所述烟具支架上方的横梁；
两个所述红外热成像相机分别安装在两个所述立柱上。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述测定装置还包括用于触压被测加热卷烟烟具上的开关的电控伸缩机构，所述电控伸缩机构设置在所述横梁朝向所述烟具支架的一侧，且与所述控制部件电信号连接。
在其中至少一种可能的实现方式中，所述电控伸缩机构包括驱动部件以及与所述驱动部件的输出端连接的压杆，所述驱动部件与所述控制部件电信号连接，所述压杆与所述烟具支架上的被测加热卷烟烟具的开关相对。
本发明的构思在于自动控制预热后的负压发生器及抽吸管路中的电磁阀开启，使得位于抽吸管路另一端且分别插接在抽吸管路以及开始加热工作的加热卷烟烟具上的烟弹，能够实现抽吸模拟，并在此过程中持续采集被测加热卷烟烟具的表面热成像图，再通过热成像图像分析得到被测对象的表面温度数据，最后由此表面温度数据对所述被测加热卷烟烟具的温升进行分析，便可以获得加热卷烟烟具的表面温度相关指标参数。此外，本发明还通过控制部件、红外热成像相机、设置在抽吸管路中的电磁阀、设置在抽吸管路一端的负压发生器、以及设置在抽吸管路远离所述负压发生器一端外部的用于放置被测加热卷烟烟具的烟具支架，建立用于加热卷烟烟具表面温度检测的硬件架构，具体地，抽吸管路远离负压发生器的一端设有烟弹夹具，且在抽吸管路中还设有标准恒流孔器件以及可更换的剑桥滤片；两个红外热成像相机分别设置在所应烟具支架的两侧，且朝向所述烟具支架；控制部件用于控制所述红外热成像相机、所述电磁阀以及所述负压发生器的运行，并用于接收所述红外热成像相机传输的表面热成像图像。通过本发明提供的方案可以有效填补本领域针对加热卷烟烟具产品表面温度指标监控的空白。
附图说明
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：
图1为本发明实施例提供的加热卷烟烟具表面温度指标测定方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的加热卷烟烟具表面温度指标测定装置的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本发明提出了一种加热卷烟烟具表面温度指标测定方法的实施例，如图1所示，包括：
步骤S1、控制负压发生器启动进行预热；
步骤S2、将加热卷烟的两端分别插入至被测加热卷烟烟具以及抽吸管路后，控制所述被测加热卷烟烟具开启以执行加热功能；
步骤S3、触发抽吸管路中的电磁阀按预设频率重复执行开闭动作；
步骤S4、持续监测所述被测加热卷烟烟具的表面热成像图像；
步骤S5、根据所述表面热成像图像，获得所述被测加热卷烟烟具的表面温度数据；
步骤S6、基于预设策略，利用所述表面温度数据对所述被测加热卷烟烟具的温升进行分析，测定出加热卷烟烟具的表面温度指标。
举例来说，可以先打开负压发生器(如负压泵等)预热1小时，控制热成像采集设备开启，接着将加热卷烟(烟弹)的两端分别插入至被测加热卷烟烟具以及抽吸管路，再控制被测加热卷烟烟具开启以使其开始执行加热功能，接着打开电磁阀并按预设的间隔执行开闭往复动作以实现抽吸模拟，在此过程中可以优选地，在烟弹进入模拟抽吸状态后，按预设的拍摄频率(如1hz)以及预设的第一拍摄时间(如12分钟)，对被测加热卷烟烟具的表面进行红外热成像拍照，同步地可以将获得的红外热成像传送至后台进行图像分析，获得所述被测加热卷烟烟具的表面温度数据，基于所述表面热成像图像以及所述表面温度数据，可以得到所述被测加热卷烟烟具的温度变化趋势，并确定出所述被测加热卷烟烟具的各部分的温度分布特性，进而可以根据所述温度变化趋势和/或所述温度分布特性，得到加热卷烟烟具的表面温度评价指标，例如但不限于确定出不同部位的正常温度区间、报警上限值、温升时长标准等。在此构思基础上，还可以进一步考虑到达所述第一拍摄时间12分钟后，可以控制所述被测加热卷烟烟具停止加热功能，以及触发所述电磁阀完全关闭并控制所述负压发生器停转，然后继续按预设的第二拍摄时间持续对降温阶段的被测加热卷烟烟具进行热成像采集，以便由此获得更为丰富的评测烟弹烟具质量的指标参数，例如冷却时长、降温速率等，对此本发明不作限定，可以在实际操作中设定所需的分析策略，得到对应的指标参数。
相应地，本发明还进一步提出了一种加热卷烟烟具表面温度指标测定装置的实施例，具体来说，如图2所示，可以包括：控制部件1、红外热成像相机2、设置在抽吸管路中的电磁阀3、设置在抽吸管路一端的负压发生器4(可以但不限于是负压泵)、以及设置在抽吸管路远离所述负压发生器4一端外部的用于放置被测加热卷烟烟具的烟具支架5。所述抽吸管路远离所述负压发生器4的一端设有用于夹持加热卷烟(烟弹)的烟弹夹具(未标示)，且在抽吸管路中还设有标准恒流孔器件6以及可更换的剑桥滤片7，这里可以说明的是，所述标准恒流孔器件6为本领域中通识的可以提供恒定气流的类喷嘴器件，也称为CFO，本发明在抽吸管路中使用CFO的目的是，确保模拟抽吸动作时可以产生业内标准的17.5ml/s气流，以确保测定过程可靠、稳定、符合业内规定；而所述剑桥滤片7同样属于本领域的通识概念，其主要作用即是对管路中的烟气进行过滤，以保证整套装置可持续重复使用，并同样符合业内的标准规定。
接续前文，所述红外热成像相机2的数量为两个，才可以实现更为全面的热成像监控，并且两个所述红外热成像相机2分别设置在所应烟具支架5的两侧，并朝向所述烟具支架5。
而所述控制部件1则分别与所述红外热成像相机2、所述电磁阀3以及所述负压发生器4电信号连接，这样可以通过所述控制部件1控制所述红外热成像相机、所述电磁阀以及所述负压发生器的运行，并可以接收所述红外热成像相机2传输的表面热成像图像以进行分析处理等。
如图所示，为了便于使用，在本发明的一些较佳实施例中，所述装置还可以包括底板，这样，前述红外热成像相机2、电磁阀3、负压发生器4以及烟具支架5，均可以设置在所述底板上。这里需指出的是，本发明不限定所述控制部件1的选型，本领域通常能够进行红外热成像分析以及控制设备动作的上位机及下位机皆可实现，例如工控机、PLC、SLAVECOMPUTER，乃至智能终端等，并且本领域技术人员可以理解的是，通过已有的软件算法便可以实现图像处理、数据监测、输出控制，因而可以不限定所述控制部件的选项，但为了实施方便，本发明在一些较佳实施例中，提出可以采用本领域专用的便携式的测试平台，例如NI公司的compactdaq机箱(可参考地，具体型号如compactdaq-cDAQ等)，这样除了上述部件外，所述控制部件1也可以如图所示设置在所述底板上，在此基础上，可以为控制部件1设置线缆套管用于与其他电气部件穿线连接。
关于所述烟具支架5，为了便于采集热成像，有选采用透光材质(例如但不便于亚克力、玻璃等)，并且如图2所示，在所述烟具支架5的上部设有用于放置被测加热卷烟烟具的容置部(图中下弧形的凹槽仅为容置部的一种示例，而非限定)。在此基础上，为了提升烟具支架5的耐用度，可以在所述容置部上、与被测加热卷烟烟具接触的区域设置隔热层，以免温度较高的被测加热卷烟烟具或频繁测试加速烟具支架5的材料老化。
进一步地，结合图1所示，所述测定装置还可以包括设置在所述烟具支架5处的框架8，具体来说，所述框架8包括位于所述烟具支架5两侧的立柱81以及位于所述烟具支架5上方的横梁82，这样，可以参考图示将前述两个红外热成像相机2分别安装在两个所述立柱81上。
为了提升本发明装置的自动控制性能，在另一些优选示例中，所述测定装置还可以包括用于触压被测加热卷烟烟具上的开关(虚拟或实体开关皆可)的电控伸缩机构，所述电控伸缩机构设置在所述横梁82朝向所述烟具支架5的一侧，且与所述控制部件1电信号连接。具体可参考图2所示，在实际操作中，所述电控伸缩机构可以包括驱动部件91以及与所述驱动部件91的输出端连接的压杆92，所述驱动部件91与所述控制部件1电信号连接，而所述压杆92则与所述烟具支架5上的被测加热卷烟烟具的开关相对。这里的驱动部件91可以采用电机、电控气缸等。
最后，可以补充说明的是，前文提及的烟弹夹具的主要作用是夹持被测烟具上的烟弹，实际操作中可以有多种实施选择，本发明仅提供一种可参考的示意性说明：所述烟弹夹具具体可以包括气囊式胶管，以及与所述气囊式胶管气路连接的电控气动部件，所述电控气动部件用于为所述气囊式胶管充气或排气，也即是可以实现电控自动充气(夹持烟弹时)及排气(释放烟弹时)，对此本发明不作限定。
综上所述，本发明的构思在于自动控制预热后的负压发生器及抽吸管路中的电磁阀开启，使得位于抽吸管路另一端且分别插接在抽吸管路以及开始加热工作的加热卷烟烟具上的烟弹，能够实现抽吸模拟，并在此过程中持续采集被测加热卷烟烟具的表面热成像图，再通过热成像图像分析得到被测对象的表面温度数据，最后由此表面温度数据对所述被测加热卷烟烟具的温升进行分析，便可以获得加热卷烟烟具的表面温度相关指标参数。此外，本发明还通过控制部件、红外热成像相机、设置在抽吸管路中的电磁阀、设置在抽吸管路一端的负压发生器、以及设置在抽吸管路远离所述负压发生器一端外部的用于放置被测加热卷烟烟具的烟具支架，建立用于加热卷烟烟具表面温度检测的硬件架构，具体地，抽吸管路远离负压发生器的一端设有烟弹夹具，且在抽吸管路中还设有标准恒流孔器件以及可更换的剑桥滤片；两个红外热成像相机分别设置在所应烟具支架的两侧，且朝向所述烟具支架；控制部件用于控制所述红外热成像相机、所述电磁阀以及所述负压发生器的运行，并用于接收所述红外热成像相机传输的表面热成像图像。通过本发明提供的方案可以有效填补本领域针对加热卷烟烟具产品表面温度指标监控的空白。
本发明实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种加热卷烟烟具表面温度指标测定方法，其特征在于，包括：
控制负压发生器启动进行预热；
将加热卷烟的两端分别插入至被测加热卷烟烟具以及抽吸管路后，控制所述被测加热卷烟烟具开启以执行加热功能；
触发抽吸管路中的电磁阀按预设频率重复执行开闭动作；
持续监测所述被测加热卷烟烟具的表面热成像图像；
根据所述表面热成像图像，获得所述被测加热卷烟烟具的表面温度数据；
基于预设策略，利用所述表面温度数据对所述被测加热卷烟烟具的温升进行分析，测定出加热卷烟烟具的表面温度指标。
2.根据权利要求1所述的加热卷烟烟具表面温度指标测定方法，其特征在于，所述持续监测所述被测加热卷烟烟具的表面热成像图像包括：按预设的拍摄频率以及预设的第一拍摄时间，对所述被测加热卷烟烟具进行红外热成像拍照。
3.根据权利要求2所述的加热卷烟烟具表面温度指标测定方法，其特征在于，所述测定方法还包括：
在到达所述第一拍摄时间后，控制所述被测加热卷烟烟具停止工作，以及触发所述电磁阀关闭并控制所述负压发生器停转；
按照预设的第二拍摄时间获取降温阶段的所述被测加热卷烟烟具的表面热成像图像。
4.根据权利要求1～3任一项所述的加热卷烟烟具表面温度指标测定方法，其特征在于，所述测定出加热卷烟烟具的表面温度指标包括：
基于所述表面热成像图像以及所述表面温度数据，得到所述被测加热卷烟烟具的温度变化趋势，并确定出所述被测加热卷烟烟具的各部分的温度分布特性；
根据所述温度变化趋势和/或所述温度分布特性，得到加热卷烟烟具的表面温度评价指标。
5.一种加热卷烟烟具表面温度指标测定装置，其特征在于，包括：控制部件、红外热成像相机、设置在抽吸管路中的电磁阀、设置在抽吸管路一端的负压发生器、以及设置在抽吸管路远离所述负压发生器一端外部的用于放置被测加热卷烟烟具的烟具支架；
所述抽吸管路远离所述负压发生器的一端设有用于夹持加热卷烟的烟弹夹具，且在抽吸管路中还设有标准恒流孔器件以及可更换的剑桥滤片；
所述红外热成像相机的数量为两个，且两个所述红外热成像相机分别设置在所应烟具支架的两侧，并朝向所述烟具支架；
所述控制部件分别与所述红外热成像相机、所述电磁阀以及所述负压发生器电信号连接，所述控制部件用于控制所述红外热成像相机、所述电磁阀以及所述负压发生器的运行，并用于接收所述红外热成像相机传输的表面热成像图像。
6.根据权利要求5所述的加热卷烟烟具表面温度指标测定装置，其特征在于，所述烟具支架采用透光材质，且在所述烟具支架的上部设有用于放置被测加热卷烟烟具的容置部。
7.根据权利要求6所述的加热卷烟烟具表面温度指标测定装置，其特征在于，所述容置部上与被测加热卷烟烟具接触区域设置有隔热层。
8.根据权利要求5～7任一项所述的加热卷烟烟具表面温度指标测定装置，其特征在于，所述测定装置还包括设置在所述烟具支架处的框架；
所述框架包括位于所述烟具支架两侧的立柱以及位于所述烟具支架上方的横梁；
两个所述红外热成像相机分别安装在两个所述立柱上。
9.根据权利要求8所述的加热卷烟烟具表面温度指标测定装置，其特征在于，所述测定装置还包括用于触压被测加热卷烟烟具上的开关的电控伸缩机构，所述电控伸缩机构设置在所述横梁朝向所述烟具支架的一侧，且与所述控制部件电信号连接。
10.根据权利要求9所述的加热卷烟烟具表面温度指标测定装置，其特征在于，所述电控伸缩机构包括驱动部件以及与所述驱动部件的输出端连接的压杆，所述驱动部件与所述控制部件电信号连接，所述压杆与所述烟具支架上的被测加热卷烟烟具的开关相对。
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