CN117652704A - 一种周向加热烟具传热性能的检测方法 - Google Patents

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张智轩
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张齐
张明建
张展
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Abstract

本发明属于加热烟具技术领域，具体涉及一种周向加热烟具传热性能的检测方法。所述检测方法包括:步骤1、将沙粒从上往下灌满周向加热烟具的加热仓；步骤2、将隔热装置盖到所述加热仓顶部；步骤3、将热电偶(2)插入到所述加热仓内特定位置，通过所述热电偶(2)采集沙浴温度变化曲线；步骤4、重复步骤1～3采集多次，得到标准温度曲线范围；步骤5、将同批待检测的周向加热烟具按照步骤1～3采集沙浴温度变化曲线，判断周向加热烟具传热性能不符合要求。本发明提出一种使用沙浴检测周向加热烟具传热性能的方法，沙粒的比热已知、可填充均匀、间隙可控、不易磨损、不易粘结、物理化学性质稳定，方便检测。

Description

一种周向加热烟具传热性能的检测方法
技术领域
本发明属于加热烟具技术领域，具体涉及一种周向加热烟具传热性能的检测方法。
背景技术
传统卷烟是通过直接燃烧烟草的方式释放烟碱和香味，满足消费者的需求，而近些年随着人们健康意识的提升，出现了加热不燃烧卷烟。加热不燃烧卷烟是利用配套的加热烟具对烟草制品进行加热，不使其燃烧而获取烟碱和香味的新型烟草制品，在满足消费者对抽吸需求的同时相对传统卷烟具有降焦减害的特点。可见，加热不燃烧卷烟包括烟具和烟草制品两部分，烟具质量直接决定了消费者对加热不燃烧卷烟抽吸体验。影响烟具质量的因素有许多，但最重要的因素还是影响加热过程的传热性能，而烟具传热性能直接影响了烟草制品释放物。
目前，测量加热烟具传热性能方法主要有红外热成像法及热电偶直接测量法。红外热成像法只能测量平衡时温度场分布，无法及时测量烟具对烟草制品加热过程中温度波动(传热性能)，并且红外热成像受环境因素较大，对烟具测量时需要穿过烟具壳体，每次测量需要更换新的烟草制品(需使用标准测试件)，对结果影响较大。热电偶直接测量发热元件的温度比较方便、响应快，但热电偶只能紧贴发热元件表面，测量表面温度，无法测表面以外的温度，不能测量温度场；并且加热腔狭小空间内，热电偶安装困难，不便于大规模批量化检测；热电偶是直接测温而非测总发热量，还需要换算，这种换算并不容易。
因此，这两种常用的测量方法都无法满足对烟具传热性能的判断。
为了解决以上问题，提出本发明。
发明内容
本发明提供一种周向加热烟具传热性能的检测方法，所述检测方法包括以下步骤:
步骤1、将沙粒从上往下灌满周向加热烟具的加热仓，并抹平掉多余的沙粒；
步骤2、将预留有热电偶插入孔3-1的隔热装置3从上往下盖到所述加热仓的顶部，以阻止热量从上部流失；
步骤3、将热电偶2穿过所述热电偶插入孔3-1插入到所述加热仓内特定位置，启动所述周向加热烟具，通过所述热电偶2采集沙浴温度变化曲线；
步骤4、采用同批不同周向加热烟具，重复步骤1～3采集多次，得到标准温度曲线范围；
步骤5、将同批待检测的周向加热烟具按照步骤1～3采集沙浴温度变化曲线，若沙浴温度变化曲线落在步骤4的标准温度曲线范围内，则此周向加热烟具传热性能符合要求，若沙浴温度变化曲线不在步骤4的标准温度曲线范围内，则此周向加热烟具传热性能不符合要求。
优选地，所述沙粒的粒径为0.2～0.6mm。
优选地，当步骤5的结果为：此周向加热烟具传热性能符合要求时，进行以下操作：
步骤6，计算沙浴温度变化曲线的波动范围作为标准范围；
若同批待检测的周向加热烟具的沙浴温度变化曲线的波动范围在上述标准范围内，则此周向加热烟具传热性能符合波动范围的要求；
若同批待检测的周向加热烟具的沙浴温度变化曲线的波动范围不在上述标准范围内，则此周向加热烟具传热性能不符合波动范围的要求。
优选地，所述沙浴温度变化曲线的波动范围为同批不同周向加热烟具沙浴温度变化曲线的波动范围的最大值或平均值。
优选的，当周向加热烟具传热性能既符合步骤5的要求，也进一步符合步骤6中的要求时，才认为中心加热烟具传热性能合格。
上述技术方案在不矛盾的前提下，可以自由组合。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提出一种使用沙浴检测周向加热烟具传热性能的方法。本发明使用不选用烟支，而是选择了沙粒填充在周向加热烟具加热仓内。沙粒优选为颗粒度均匀的直径在0.2～0.6mm的沙粒。沙粒的比热已知、可填充均匀、间隙可控、不易磨损、不易粘结、物理化学性质稳定，且成本低。
此外，沙粒堆密度和比热都很稳定，也不分解，也不会有污染物产生，非常适合作为测试标准件来批量检测烟具，沙粒颗粒之间的间隙还很好地模拟了烟丝之间的间隙。利用沙粒代替烟支进行检测，更简单，更便于批量化检测。
若使用真实烟支作为标准测试件进行加热测量，则存在以下问题：(1)烟丝的比热、填充密度不一，不容易控制，作为标准测试件来批量检测烟具时，结果的彼此可比性差；且烟支反复使用后易破损，不适合作为标准测试件来长期反复使用；(2)测量过程中烟气冷凝物、局部焦糊物、残渣等会污染被测烟具；(3)烟支热分解后性质改变，无法反复使用。
附图说明
图1是周向加热烟具传热性能检测时的状态图。
图2是周向加热烟具传热性能检测流程图。
图3标准温度变化曲线范围。
图4是实验过程中传热性能不合格的烟具的温度变化曲线与标准曲线的对比图。
图5是实验过程中传热性能合格的烟具的温度变化曲线与标准曲线的对比图。
1、沙浴，2、热电偶，3、隔热装置，3-1、热电偶插入孔，4、烟具主体，5、周向加热元件，6、温度采集模块。
具体实施方式
本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“联接”到另一元件时，它可以直接联接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“联接”可以包括无线联接。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“联接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定联接，也可以是可拆卸联接，或一体地联接；可以是机械联接，也可以是电联接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语包括技术术语和科学术语具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
图1是周向加热烟具传热性能检测时的状态图。
如图2，一种周向加热烟具传热性能的检测方法，所述检测方法包括以下步骤:
步骤1、将粒径为0.2～0.6mm的沙粒从上往下灌满周向加热烟具的加热仓，并抹平掉多余的沙粒，形成沙浴1；
步骤2、将预留有热电偶插入孔3-1的隔热装置3从上往下盖到所述加热仓的顶部，以阻止热量从上部流失；
隔热装置3还覆盖烟具主体4；
步骤3、将热电偶2测温头穿过所述热电偶插入孔3-1插入到所述加热仓内特定位置，启动所述周向加热烟具，通过所述热电偶2采集沙浴温度变化曲线；
步骤4、采用同批不同周向加热烟具，重复步骤1～3采集多次，得到标准温度曲线范围；
步骤5、将同批待检测的周向加热烟具按照步骤1～3采集沙浴温度变化曲线，若沙浴温度变化曲线落在步骤4的标准温度曲线范围内，则此周向加热烟具传热性能符合要求，若沙浴温度变化曲线不在步骤4的标准温度曲线范围内，则此周向加热烟具传热性能不符合要求。
测温完毕后，关闭烟具，退出测温头，去除隔热装置3，清除沙浴。
第一种实施方式如下：
本实验选用沙粒直径约为0.2mm的沙浴，烟具理论加热温度为270度。将沙浴灌入烟具加热仓内，并抹平多余沙浴，热电偶距加热仓中心位置2.8mm处插入沙浴中，插入深度为10mm左右，启动加热，每次测试采用同批不同周向加热烟具，测量10次，得到标准温度变化曲线范围(图3)。
将待检测烟具样机2按照步骤1～3采集温度变化曲线，样机1的温度变化曲线如图3中所示，样机2的温度变化曲线不在上限曲线和下限曲线范围内，因此证明此待检测烟具样机2传热性能不合格。
将待检测烟具样机1按照步骤1～3采集温度变化曲线，样机1的温度变化曲线如图5中所示，样机1的温度变化曲线在上限曲线和下限曲线范围内，因此证明此待检测烟具样机1传热性能合格。

Claims (7)

1.一种周向加热烟具传热性能的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤:
步骤1、将沙粒从上往下灌满周向加热烟具的加热仓，并抹平掉多余的沙粒；
步骤2、将预留有热电偶插入孔(3-1)的隔热装置(3)从上往下盖到所述加热仓的顶部，以阻止热量从上部流失；
步骤3、将热电偶(2)穿过所述热电偶插入孔(3-1)插入到所述加热仓内特定位置，启动所述周向加热烟具，通过所述热电偶(2)采集沙浴温度变化曲线；
步骤4、采用同批不同周向加热烟具，重复步骤1～3采集多次，得到标准温度曲线范围；
步骤5、将同批待检测的周向加热烟具按照步骤1～3采集沙浴温度变化曲线，若沙浴温度变化曲线落在步骤4的标准温度曲线范围内，则此周向加热烟具传热性能符合要求，若沙浴温度变化曲线不在步骤4的标准温度曲线范围内，则此周向加热烟具传热性能不符合要求。
2.根据权利要求1所述的周向加热烟具传热性能的检测方法，其特征在于，步骤3中，启动所述周向加热烟具前，封堵所述周向加热烟具的进气口以防止热量散失。
3.根据权利要求1所述的周向加热烟具传热性能的检测方法，其特征在于，所述沙粒的粒径为0.2～0.6mm。
4.根据权利要求1所述的周向加热烟具传热性能的检测方法，其特征在于，当步骤5的结果为：此周向加热烟具传热性能符合要求时，进行以下操作：
步骤6，计算沙浴温度变化曲线的波动范围作为标准范围；
若同批待检测的周向加热烟具的沙浴温度变化曲线的波动范围在上述标准范围内，则此周向加热烟具传热性能符合波动范围的要求；
若同批待检测的周向加热烟具的沙浴温度变化曲线的波动范围不在上述标准范围内，则此周向加热烟具传热性能不符合波动范围的要求。
5.根据权利要求4所述的周向加热烟具传热性能的检测方法，其特征在于，所述沙浴温度变化曲线的波动范围为同批不同周向加热烟具沙浴温度变化曲线的波动范围的最大值或平均值。
6.根据权利要求1所述的周向加热烟具传热性能的检测方法，其特征在于，所述周向加热烟具的周向加热元件(5)内部形成加热仓。
7.根据权利要求1所述的周向加热烟具传热性能的检测方法，其特征在于，所述热电偶(2)连接到温度采集模块(6)。
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