CN115226966A - 一种加热不燃烧卷烟的测温系统及测温方法 - Google Patents
一种加热不燃烧卷烟的测温系统及测温方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115226966A CN115226966A CN202210982266.5A CN202210982266A CN115226966A CN 115226966 A CN115226966 A CN 115226966A CN 202210982266 A CN202210982266 A CN 202210982266A CN 115226966 A CN115226966 A CN 115226966A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- temperature
- heating
- temperature measuring
- cigarette
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 title claims abstract description 81
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 76
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 62
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 44
- 230000000391 smoking effect Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 18
- 239000012792 core layer Substances 0.000 claims description 15
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 14
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 13
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 8
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 claims description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 5
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 5
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 4
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 claims description 4
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 claims description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 claims description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 claims description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 3
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 claims description 3
- 239000013308 plastic optical fiber Substances 0.000 claims description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 3
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 claims description 3
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 3
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 2
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 2
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 abstract description 18
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 description 11
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 11
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 5
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 2
- 239000002345 surface coating layer Substances 0.000 description 2
- SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N (-)-Nicotine Chemical compound CN1CCC[C@H]1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N 0.000 description 1
- 229910015999 BaAl Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003668 SrAl Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 1
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 1
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229960002715 nicotine Drugs 0.000 description 1
- SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N nicotine Natural products CN1CCCC1C1=CC=CN=C1 SNICXCGAKADSCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000004861 thermometry Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
- A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
- A24F40/80—Testing
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
- A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
- A24F40/50—Control or monitoring
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24F—SMOKERS' REQUISITES; MATCH BOXES; SIMULATED SMOKING DEVICES
- A24F40/00—Electrically operated smoking devices; Component parts thereof; Manufacture thereof; Maintenance or testing thereof; Charging means specially adapted therefor
- A24F40/50—Control or monitoring
- A24F40/51—Arrangement of sensors
Landscapes
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
本申请公开一种加热不燃烧卷烟的测温系统及测温方法，包括：用于给卷烟的发烟段加热的高频电磁波加热装置以及测温装置；其中，所述测温装置，包括：用于产生脉冲光的光源部；与所述光源部相连，用于接收和传导所述脉冲光的光传导部；设置在所述光传导部远离所述光源部的一端的探头，所述探头插入所述卷烟内的端面上设置有荧光材料，所述荧光材料接收所述脉冲光，被所述脉冲光激发产生荧光信号；用于接收所述荧光信号，并基于所述荧光信号得到所述卷烟内的温度的检测部。本申请提供的加热不燃烧卷烟的测温系统及测温方法，相较于现有技术而言，能够在强磁场环境下对加热不燃烧卷烟的加热温度进行测量，测量结果更加精确。
Description
技术领域
本申请涉及烟草加工技术领域，更具体地说，尤其涉及一种加热不燃烧卷烟的测温系统及测温方法。
背景技术
“加热不燃烧”是新型烟草中比较火热的产品，它的原理是利用加热设备对烟草进行低温烘烤，而不发生燃烧。利用加热设备对特制的烟草进行加热烘烤，并将温度控制在低于燃点的范围内，这样既可以烘烤出烟草中的尼古丁以及各种芳香物质，又避免了由于燃烧所产生的有害物质。低温不燃烧设备拥有着与香烟最接近的口感和味道，又有着烟草独特的香气，同时也避免了绝大多数由于高温燃烧所产生的有毒有害物质，一经问世，就受到了广泛烟民的关注。
现有技术中的加热不燃烧卷烟往往是通过加热元件发热将热量传导给烟草物质，但是这种加热方式中靠近加热元件越近的烟草物质温度更高、加热速率更快，使得热量传递不均匀，这样也导致了加热不燃烧卷烟抽吸不均一，烟草物质易粘连加热元件的问题。因此，运用高频电磁波对烟草物质进行加热的技术应运而生，这种加热方式不存在加热元件，在物料内部发热，且几乎不需要传热过程即可很快达到高温，只要烟草物料内部介质均匀，就能实现整个物料体系的均匀加热，加热稳定性高。
但是由于高频电磁波在加热时会产生强磁场，现有技术中高频电磁波下的测温方式依旧是一个技术问题，传统的测温方式如热电偶，由于热电偶的测温探头是由金属材料制成的，所以在强电磁场下测温时，测温探头会产生感应电流，并在传感器的输入回路上产生压降，与有用信号叠加在一起，直接成为干扰信号，引起测量误差。
因此，亟需一种加热不燃烧卷烟的测温系统及测温方法，能够在强磁场环境下对加热不燃烧卷烟的加热温度进行测量，测量结果更加精确。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提供一种加热不燃烧卷烟的测温系统及测温方法，能够在强磁场环境下对加热不燃烧卷烟的加热温度进行测量，测量结果更加精确。
本申请提供的技术方案如下：
一种加热不燃烧卷烟的测温系统，包括：
用于给卷烟的发烟段加热的高频电磁波加热装置以及测温装置；
其中，
所述测温装置，包括：
用于产生脉冲光的光源部；
与所述光源部相连，用于接收和传导所述脉冲光的光传导部；
设置在所述光传导部远离所述光源部的一端的探头，所述探头插入所述卷烟内的端面上设置有荧光材料，所述荧光材料接收所述脉冲光，被所述脉冲光激发产生荧光信号；
用于接收所述荧光信号，并基于所述荧光信号得到所述卷烟内的温度的检测部。
优选地，所述探头插入所述卷烟的发烟段的深度为1mm至10mm之间。
优选地，所述探头的端部还设置有防护层，所述防护层包覆在所述荧光材料的外侧。
优选地，所述荧光材料采用喷镀或磁控溅射的方式固定在所述探头的前端，所述防护层具体为航空胶。
优选地，所述荧光材料温度敏感的范围为30℃至300摄氏度之间。
优选地，
所述荧光材料包括基质层以及激活剂，其中，
所述基质层由氧化物荧光材料、硫化物荧光材料以及硅酸盐荧光材料中的一种或一种以上材料制成；
所述激活剂由稀土类元素中的一种或一种以上材料制成。
优选地，所述检测部，包括：
与所述光传导部相连，用于接收荧光信号并将所述荧光信号转化为电信号并将所述电信号输出的光电转换模块；
用于接收所述电信号，将所述电信号转化为数字信号并输出的模数转化模块；
与所述模数转化模块相连，接收所述数字信号，根据所述数字信号计算荧光寿命，根据预置的荧光信号的标准荧光寿命与标准温度值的关系，确定所述荧光寿命对应的温度值，并输出所述温度值的上位机。
优选地，所述光电转换模块，包括：光电探测器；
其中，所述光电探测器为光电倍增管或光电二极管。
优选地，所述光源部为高压汞灯、紫外激光器、发光二极管、半导体激光器、脉冲氙灯中的任意一项，所述光源部产生的脉冲光的中心波长的范围在200nm至800nm之间。
优选地，所述光源部产生的脉冲光的中心波长的范围为300nm至500nm。
优选地，所述光传导部具体为多组分玻璃光纤、石英光纤或者塑料光纤中的任一项。
优选地，所述光传导部，包括：
光传输芯层；
包覆在所述光传输芯层外侧的内包层；
包覆在所述内包层外侧的表面涂层；
其中，所述光传输芯层的折射率大于所述内包层的折射率。
优选地，所述光传输芯层由纯石英材料中制成；
所述内包层具体由硅橡胶、氟塑料或含氟丙烯酸中的一项或者多项制成，
所述表面涂层，具体为有机硅胶、聚酰亚胺树脂、聚丙烯酸树脂、聚四氟乙烯、尼龙、氟塑料以及环氧树脂中的一项或者多项制成。
一种应用于上述任一项所述的加热不燃烧卷烟的测温系统的测温方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过高频电磁波加热装置对卷烟的发烟段进行加热，将探头插入所述发烟段内；
光源部产生脉冲光，通过光传导部通过全反射将所述脉冲光发送至探头处；
探头上的荧光材料接受所述脉冲光，且被所述脉冲光激发产生荧光信号，荧光材料通过光传导部传导至检测部，得到所述卷烟内的温度。
优选地，所述高频电磁波加热装置，包括：
高频电源，所述高频电源的输出功率为3W至50W；
用于调节所述高频电源的功率输出端的反射功率的调节阻抗匹配系统，在所述调节阻抗匹配系统的作用下，所述高频电源的功率输出端的反射功率为0W至5W。
本发明提供的加热不燃烧卷烟的测温系统和测温方法，首先由于设置有高频电磁波加热装置以及测温装置，其中，高频电磁波加热装置用于给卷烟进行加热。高频电磁波加热不存在加热元件，在卷烟的发烟段内发热，几乎不需要传热过程即可很快达到高温，提高加热稳定性，测温装置用于在强磁场的环境中测量卷烟的加热温度。其次，测温装置包括光源部、光传导部、探头以及检测部，其中，光源部用于产生脉冲光，光传导部与光源部相连，光传导部可以用来接收和传导脉冲光，探头设置在光传导部远离光源部的一端，探头能够插入到卷烟的发烟段内，且在探头插入卷烟的发烟段内的端面上设置有荧光材料，荧光材料接收脉冲光，且荧光材料在脉冲光的激发下产生荧光信号，检测部接收到荧光信号并基于荧光信号的荧光寿命得到卷烟内的温度。本发明通过光学特性进行测温，具有测温准确、分辨率高、动态响应快、抗电磁干扰性能强等特点，能够在强磁场环境下对加热不燃烧卷烟的加热温度进行测量。
由此可见，与现有技术相比，本发明实施例中的加热不燃烧卷烟的测温系统和测温方法，能够在强磁场环境下对加热不燃烧卷烟的加热温度进行测量，测量结果更加精确。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的加热不燃烧卷烟的测温系统的一种结构示意图；
图2为本发明实施例提供的探头的端部的一种结构示意图；
图3为本发明实施例提供的探头的端面的一种结构示意图；
图4为本发明实施例提供的加热不燃烧卷烟的测温方法的流程图。
附图标记：1、卷烟；2、高频电磁波加热装置；3、测温装置；31、光源部；32、光传导部；33、探头；34、荧光材料；35、检测部；36、防护层。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
本发明实施例采用递进的方式撰写。
请如图1至图4所示，本发明实施例提供一种加热不燃烧卷烟的测温系统，包括：用于给卷烟1的发烟段加热的高频电磁波加热装置2以及测温装置3；其中，所述测温装置3，包括：用于产生脉冲光的光源部31；与所述光源部31相连，用于接收和传导所述脉冲光的光传导部32；设置在所述光传导部32远离所述光源部31的一端的探头33，所述探头33插入所述卷烟1内的端面上设置有荧光材料34，所述荧光材料34接收所述脉冲光，被所述脉冲光激发产生荧光信号；用于接收所述荧光信号，并基于所述荧光信号得到所述卷烟1内的温度的检测部35。
现有技术中的测温系统往往不能精确的在强磁场环境下对加热温度进行测量。
本发明提供的加热不燃烧卷烟的测温系统，首先由于设置有高频电磁波加热装置2以及测温装置3，其中，高频电磁波加热装置2用于给卷烟1进行加热。高频电磁波加热不存在加热元件，在卷烟1的发烟段内发热，几乎不需要传热过程即可很快达到高温，提高加热稳定性，测温装置3用于在强磁场的环境中测量卷烟1的加热温度。其次，测温装置3包括光源部31、光传导部32、探头33以及检测部35，其中，光源部31用于产生脉冲光，光传导部32与光源部31相连，光传导部32可以用来接收和传导脉冲光，探头33设置在光传导部32远离光源部31的一端，探头33能够插入到卷烟1的发烟段内，且在探头33插入卷烟1的发烟段内的端面上设置有荧光材料34，荧光材料34接收脉冲光，且荧光材料34在脉冲光的激发下产生荧光信号，检测部35接收到荧光信号并基于荧光信号的荧光寿命得到卷烟1内的温度。本发明通过光学特性进行测温，具有测温准确、分辨率高、动态响应快、抗电磁干扰性能强等特点，能够在强磁场环境下对加热不燃烧卷烟的加热温度进行测量。
由此可见，与现有技术相比，本发明实施例中的加热不燃烧卷烟的测温系统，能够在强磁场环境下对加热不燃烧卷烟的加热温度进行测量，测量结果更加精确。
在上述系统中，作为一种更加具体的实施方式，本发明实施例中的探头33插入卷烟1的发烟段内的深度为1mm至10mm。通过将探头33插入卷烟1的发烟段内更便于探头33感知到卷烟1在加热时内部的温度。
在上述系统中，作为一种更加优选的实施方式，本发明实施例中的探头33上还设置有防护层36，所述防护层36包覆在所述荧光材料34的外侧。通过设置防护层36，防止荧光材料34受损，探头33的使用寿命更长，且测量结果更加可靠。
在上述系统中，作为一种更加具体地实施方式，本发明实施例中的荧光材料34采用喷镀或磁控溅射的方式固定在所述探头33的前端，所述防护层36具体为航空胶，通过航空胶对荧光材料34进行胶封保护。
在上述系统中，作为一种更加优选的实施方式，本发明实施例中的荧光材料34温度敏感的范围为30℃至300摄氏度之间，便于检测加热不燃烧卷烟在加热时的温度。
在上述系统中，作为一种更加优选的实施方式，本发明实施例中的荧光材料34包括基质层以及激活剂，其中，基质层由氧化物荧光材料、硫化物荧光材料以及硅酸盐荧光材料中的一种或一种以上材料制成；激活剂由稀土类元素中的一种或一种以上材料制成。
具体地，本发明实施例中的氧化物荧光材料包括为Zn、Cd、Mg、Ca、Y等元素的氧化物，例如：ZnO、Y2O3、Ga2O3等；本发明实施例中的硫化物荧光材料包括ZnS、CdS、SrS、CaS；本发明实施例中的硅酸盐荧光材料包括SrAl2O4、CaAl2O4、BaAl2O4。本发明实施例中的稀土类元素包括Cu、Mn、Eu、Ce、Er、Nd。
在上述系统中，作为一种更加优选的实施方式，本发明实施例中的检测部35，包括：光电转换模块、模数转换模块以及上位机，其中，光电转换模块与光传导部32相连，光电转换模块用于接收荧光信号、将所述荧光信号转化为电信号并输出；模数转换模块用于接收所述电信号，将电信号转化为数字信号并输出；上位机与模数转化模块相连，用于接收数字信号，根据数字信号计算荧光寿命，根据上位机内预置的标准荧光寿命与标准温度值的关系，确定荧光寿命对应的温度值，并将温度值。
在上述结构中，作为一种更加优选的实施方式，本发明实施例中的光电转换模块包括光电探测器，其中，所述光电探测器具体为光电倍增管或光电二极管中的任一项。更具体地，本发明实施例中的光电二极管包括PN型、PIN型、发射键型、雪崩型。优选地，本发明实施例中的光电探测器为PIN型光电二极管。
更具体地，本发明实施例中的光电转换模块还包括信号放大模块，PIN型光电二极管接收到接收荧光信号、将所述荧光信号转化为电信号，经信号放大模块后将电信号输出。
在上述系统中，本发明实施例中的光源部31具体为高压汞灯、紫外激光器、发光二极管、半导体激光器、脉冲氙灯中的任意一项。光源部31产生的脉冲光的中心波长的范围为200nm至800之间。
更进一步地，光源部31产生的脉冲光的中心波长的范围优选为300nm至500nm，这个范围包含部分紫外光和部分可见光，可以激发大部分荧光材料。
发光二极管输出的是功率小、谱线宽的非相干光，对于谱带较宽的荧光工作物质(如Cr3+：Al2O3)，其光谱匹配性较好，激光利用率更高，因此，光二极管可以作为吸收光谱带较宽的荧光材料的激励光源。激光发生器输出的是具有较大功率和窄谱线的相关光，可以用作吸收光谱带较窄的荧光材料(如Nd:YAG等)的激励光源。
在上述系统中，作为一种更加优选的实施方式，本发明实施例中的光传导部32具体为多组分玻璃光纤、纯石英光纤或者塑料光纤中的任一项。本发明实施例中的光传导部32优选为纯石英光纤，相较于其他材料的光纤来讲，纯石英光纤的光损耗更小。
更进一步地，本发明实施例中的光传导部32包括光传输芯层、内包层以及表面涂层，其中光线在光传输芯层内进行传导，内包层包覆在光传输芯层的外侧，表面涂层包覆在内包层的外侧，光传输芯层的折射率大于内包层的折射率，光线在光纤内传输的过程中发生全反射。
更进一步地，本发明实施例中的光传输芯层的芯径范围为200um至900um。
更进一步地，本发明实施例中的光传输芯层的近紫外光的衰减系数在10dB/km至20dB/km之间。
更进一步地，本发明实施例中的光传输芯层由纯石英材料中制成；内包层具体由硅橡胶、氟塑料或含氟丙烯酸中的一项或者多项制成，表面涂层，具体为有机硅胶、聚酰亚胺树脂、聚丙烯酸树脂、聚四氟乙烯、尼龙、氟塑料以及环氧树脂中的一项或者多项制成。
本发明还提供了一种测温方法，应用于上述加热不燃烧卷烟的测温系统中，包括以下步骤：将探头33插入通过高频电磁波加热装置2进行加热的卷烟1内1mm至10mm；光源部31产生脉冲光，通过光传导部32通过全反射将所述脉冲光发送至探头33处；探头33上的荧光材料34接收所述脉冲光，且被所述脉冲光激发产生荧光信号，荧光材料34通过光传导部32传导至检测部35，得到所述卷烟1内的温度。
在上述方法中，本发明实施例中的高频电磁波加热装置2，包括：高频电源以及阻抗匹配系统，其中，高频电源的输出功率为3W至50W；阻抗匹配系统用于调节所述高频电源的功率输出端的反射功率，在阻抗匹配系统的作用下，高频电源的功率输出端的反射功率为0W至5W，使得负载与设备处于匹配状态。
在上述方法中，作为一种更加优选的实施方式，本发明实施例中的高频电源的输出功率优选范围为5W至20W之间，在这个功率范围加热卷烟的发烟部，到达可抽吸温度的时间更佳。
加热不燃烧卷烟测温系统的工作过程为：高频电源通过阻抗匹配系统输出高频电磁波，取卷烟1的发烟段作为负载接收高频电磁波并发热，探头33插入发烟段的深度在1mm～10mm之间，光源部31产生脉冲光，脉冲光经过光传导部32传输到探头33上的荧光材料34上，荧光材料34被激发产生荧光信号，荧光信号通过光传导部32传输，被光电转换模块接收，光电转换模块将荧光信号转化为电信号，经过放大处理输送至模数转化模块，用于接收所述电信号，将所述电信号转化为数字信号，上位机接收数字信号，预置的荧光信号的标准荧光寿命与标准温度值的关系，确定所述荧光寿命对应的温度值，并输出所述温度值。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (15)
1.一种加热不燃烧卷烟的测温系统，其特征在于，包括：
用于给卷烟(1)的发烟段加热的高频电磁波加热装置(2)以及测温装置(3)；
其中，
所述测温装置(3)，包括：
用于产生脉冲光的光源部(31)；
与所述光源部(31)相连，用于接收和传导所述脉冲光的光传导部(32)；
设置在所述光传导部(32)远离所述光源部(31)的一端的探头(33)，所述探头(33)插入所述卷烟(1)内的端面上设置有荧光材料(34)，所述荧光材料(34)接收所述脉冲光，被所述脉冲光激发产生荧光信号；
用于接收所述荧光信号，并基于所述荧光信号得到所述卷烟(1)内的温度的检测部(35)。
2.根据权利要求1所述的加热不燃烧卷烟的测温系统，其特征在于，
所述探头(33)插入所述卷烟(1)的发烟段的深度为1mm至10mm之间。
3.根据权利要求1所述的加热不燃烧卷烟的测温系统，其特征在于，
所述探头(33)的端部还设置有防护层(36)，所述防护层(36)包覆在所述荧光材料的外侧。
4.根据权利要求3所述的加热不燃烧卷烟的测温系统，其特征在于，
所述荧光材料(34)采用喷镀或磁控溅射的方式固定在所述探头(33)的前端，所述防护层(36)具体为航空胶。
5.根据权利要求1所述的加热不燃烧卷烟的测温系统，其特征在于，
所述荧光材料(34)温度敏感的范围为30℃至300摄氏度之间。
6.根据权利要求1所述的加热不燃烧卷烟的测温系统，其特征在于，
所述荧光材料(34)包括基质层以及激活剂，其中，
所述基质层由氧化物荧光材料、硫化物荧光材料以及硅酸盐荧光材料中的一种或一种以上材料制成；
所述激活剂由稀土类元素中的一种或一种以上材料制成。
7.根据权利要求1所述的加热不燃烧卷烟的测温系统，其特征在于，
所述检测部(35)，包括：
与所述光传导部(32)相连，用于接收荧光信号并将所述荧光信号转化为电信号并将所述电信号输出的光电转换模块；
用于接收所述电信号，将所述电信号转化为数字信号并输出的模数转化模块；
与所述模数转化模块相连，接收所述数字信号，根据所述数字信号计算荧光寿命，根据预置的荧光信号的标准荧光寿命与标准温度值的关系，确定所述荧光寿命对应的温度值，并输出所述温度值的上位机。
8.根据权利要求7所述的加热不燃烧卷烟的测温系统，其特征在于，
所述光电转换模块，包括：光电探测器；
其中，所述光电探测器为光电倍增管或光电二极管。
9.根据权利要求1所述的加热不燃烧卷烟的测温系统，其特征在于，
所述光源部(31)为高压汞灯、紫外激光器、发光二极管、半导体激光器、脉冲氙灯中的任意一项，所述光源部(31)产生的脉冲光的中心波长的范围在200nm至800nm之间。
10.根据权利要求9所述的加热不燃烧卷烟的测温系统，其特征在于，
所述光源部(31)产生的脉冲光的中心波长的范围为300nm至500nm。
11.根据权利要求1所述的加热不燃烧卷烟的测温系统，其特征在于，
所述光传导部(32)具体为多组分玻璃光纤、石英光纤或者塑料光纤中的任一项。
12.根据权利要求11所述的加热不燃烧卷烟的测温系统，其特征在于，
所述光传导部(32)，包括：
光传输芯层；
包覆在所述光传输芯层外侧的内包层；
包覆在所述内包层外侧的表面涂层；
其中，所述光传输芯层的折射率大于所述内包层的折射率。
13.根据权利要求12所述的加热不燃烧卷烟的测温系统，其特征在于，
所述光传输芯层由纯石英材料中制成；
所述内包层具体由硅橡胶、氟塑料或含氟丙烯酸中的一项或者多项制成，
所述表面涂层，具体为有机硅胶、聚酰亚胺树脂、聚丙烯酸树脂、聚四氟乙烯、尼龙、氟塑料以及环氧树脂中的一项或者多项制成。
14.一种应用于权利要求1至13中任一项所述的加热不燃烧卷烟的测温系统的测温方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过高频电磁波加热装置(2)对卷烟(1)的发烟段进行加热，将探头(33)插入所述发烟段内；
光源部(31)产生脉冲光，通过光传导部(32)通过全反射将所述脉冲光发送至探头(33)处；
探头(33)上的荧光材料(34)接受所述脉冲光，且被所述脉冲光激发产生荧光信号，荧光材料(34)通过光传导部(32)传导至检测部(35)，得到所述卷烟内的温度。
15.根据权利要求14所述的测温方法，其特征在于，
所述高频电磁波加热装置(2)，包括：
高频电源，所述高频电源的输出功率为3W至50W；
用于调节所述高频电源的功率输出端的反射功率的调节阻抗匹配系统，在所述调节阻抗匹配系统的作用下，所述高频电源的功率输出端的反射功率为0W至5W。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210982266.5A CN115226966A (zh) | 2022-08-16 | 2022-08-16 | 一种加热不燃烧卷烟的测温系统及测温方法 |
| PCT/CN2023/113022 WO2024037519A1 (zh) | 2022-08-16 | 2023-08-15 | 一种加热不燃烧卷烟的测温系统及测温方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210982266.5A CN115226966A (zh) | 2022-08-16 | 2022-08-16 | 一种加热不燃烧卷烟的测温系统及测温方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115226966A true CN115226966A (zh) | 2022-10-25 |
Family
ID=83680089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210982266.5A Pending CN115226966A (zh) | 2022-08-16 | 2022-08-16 | 一种加热不燃烧卷烟的测温系统及测温方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115226966A (zh) |
| WO (1) | WO2024037519A1 (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024037519A1 (zh) * | 2022-08-16 | 2024-02-22 | 湖北中烟工业有限责任公司 | 一种加热不燃烧卷烟的测温系统及测温方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201680925U (zh) * | 2010-05-18 | 2010-12-22 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种基于荧光寿命检测的荧光光纤温度传感器 |
| CN109729610A (zh) * | 2017-10-30 | 2019-05-07 | 上海集迦电子科技有限公司 | 一种带有荧光温度传感器的射频加热系统及射频加热器 |
| EP3834638A3 (en) * | 2019-03-11 | 2021-08-18 | Nicoventures Trading Limited | Aerosol-generating device |
| GB201908354D0 (en) * | 2019-06-11 | 2019-07-24 | Nicoventures Trading Ltd | A mouthpiece and an article for use in an aerosol provision system |
| WO2021037655A1 (en) * | 2019-08-23 | 2021-03-04 | Philip Morris Products S.A. | Temperature detection in peripherally heated aerosol-generating device |
| CN214179137U (zh) * | 2020-10-23 | 2021-09-14 | 南通烟滤嘴有限责任公司 | 一种用于加热卷烟多参数的测量装置 |
| US20220183389A1 (en) * | 2020-12-11 | 2022-06-16 | Rai Strategic Holdings, Inc. | Sleeve for smoking article |
| CN113729304A (zh) * | 2021-09-30 | 2021-12-03 | 深圳麦克韦尔科技有限公司 | 气溶胶产生装置 |
| CN114209096A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-03-22 | 深圳麦时科技有限公司 | 雾化装置及微波加热组件 |
| CN114391670A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-26 | 深圳麦时科技有限公司 | 雾化装置及微波加热组件 |
| CN115226966A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-10-25 | 湖北中烟工业有限责任公司 | 一种加热不燃烧卷烟的测温系统及测温方法 |
-
2022
- 2022-08-16 CN CN202210982266.5A patent/CN115226966A/zh active Pending
-
2023
- 2023-08-15 WO PCT/CN2023/113022 patent/WO2024037519A1/zh unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024037519A1 (zh) * | 2022-08-16 | 2024-02-22 | 湖北中烟工业有限责任公司 | 一种加热不燃烧卷烟的测温系统及测温方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024037519A1 (zh) | 2024-02-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3249820B2 (ja) | ルミネッセンスを高速にディジタル信号処理するモジュール化された計測システム | |
| JPH0746063B2 (ja) | 光学的温度測定技術 | |
| US4859079A (en) | Optical system using a luminescent material sensor for measuring very high temperatures | |
| US5183338A (en) | Temperature measurement with combined photo-luminescent and black body sensing techniques | |
| Dils | High‐temperature optical fiber thermometer | |
| JP2750728B2 (ja) | 光ファイバ水分センサー | |
| CN201680925U (zh) | 一种基于荧光寿命检测的荧光光纤温度传感器 | |
| US5112137A (en) | Temperature measurement with combined photo-luminescent and black body sensing techniques | |
| WO2020010824A1 (zh) | 面向光纤拉曼温度传感系统的自校准检测装置及温度解调方法 | |
| WO2024037519A1 (zh) | 一种加热不燃烧卷烟的测温系统及测温方法 | |
| EP0029653B1 (en) | Optical systems for sensing and measuring physical quantities | |
| CN107677389A (zh) | 一种温度检测装置及家电设备 | |
| JPS634653B2 (zh) | ||
| US11057967B2 (en) | Radio frequency heating system with temperature measuring component based on fluorescence | |
| CN205300800U (zh) | 荧光光纤温度传感解调系统 | |
| JPH03206927A (ja) | 高温センサー | |
| Yu et al. | Review on an Advanced High‐Temperature Measurement Technology: The Optical Fiber Thermometry | |
| Grattan et al. | A Fibre Optic Temperature Sensor Using Fluorescent Decay | |
| JPS6035230A (ja) | 温度測定装置 | |
| Ahrens et al. | Measurement of optical absorption in dielectric reflectors | |
| RU2519519C2 (ru) | Фотоприемное устройство для измерения энергетических параметров вакуумного ультрафиолетового излучения | |
| Zhao et al. | Research progress and development of sapphire fiber sensor | |
| Grattan et al. | Fluorescence referencing for fiber‐optic thermometers using visible wavelengths | |
| Glenn | Fiber optic temperature sensors | |
| CN115855305A (zh) | 基于荧光寿命型与热辐射型光纤温度传感器的测温装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |