CN201508240U - 卷烟燃烧锥温度测量的同步触发装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种卷烟燃烧锥气相温度测量的同步触发装置，属于卷烟试验技术领域。卷烟燃烧锥气相温度测量的同步触发装置由插座P1、光电耦合器U1、单片机U2组成；插座P1的一端与吸烟机相连接，另一端接到光电耦合器U1的输入端，光电耦合器U1的输出端接到单片机U2的任一一个I/O脚。单片机U2输出端或与计算机的RS232串口相连接；或与商品化的数据采集系统相连接；或与带同步功能的数据采集卡的同步端相连接。单片机U2的另一个输出I/O脚与指示灯相连接。本实用新型降低人力成本，操作简单方便。监测温度场的时间与实际吸烟过程严格对应，实验结果精确。多次平行实验开始严格一致平行，为计算机自动化处理提供前提。
Description
技术领域
本实用新型属于卷烟试验技术领域，具体涉及一种测量卷烟燃烧锥温度的与计算机或其它检测系统联用的可及时捕捉到吸烟机抽吸信号的同步触发装置。
背景技术
卷烟在燃烧过程中，会形成燃烧锥，燃烧锥气相温度以及温度场分布是影响卷烟品质和降焦减害的重要参数之一。为实现对卷烟燃烧锥气相温度场分布的监测，一般在吸烟机模拟吸烟过程的同时，用卷烟燃烧锥气相温度测量仪测定卷烟在燃烧过程中的温度信息，在国标中，吸烟机模拟卷烟的抽吸过程一般是抽吸2秒，停(阴燃)58秒，卷烟在抽吸过程中的温度变化速率非常快，为准确监测卷烟在抽吸过程中的温度场的变化规律，必须使卷烟燃烧锥气相温度测量仪的数据采集的开始与吸烟机的抽吸过程开始严格同步，否则采集到的温度场的信息会比实际过程滞后，使测到的温度场的信息失真。吸烟机开始吸烟的过程包括了如下2个必须同时进行的过程和动作：一是点火过程，一是吸烟机接到抽吸指令后开始抽吸动作。
目前，卷烟燃烧锥气相温度测试仪的数据采集的开始有如下几种方式：第一种，手动点击相应的按钮开始；第二种，倒计时开始，即实验操作者给数据采集系统一个初步信号后，数据采集系统在初步信号给出后的一定时间内自动开始采集，并给以一定的倒计时提示，在倒计时提示的时间内，实验操作人员完成点火、指令吸烟机开始抽吸等动作。
对于第一种开始方式，要求在同一时刻同时完成点火、开始抽吸、开始数据采集三个动作，若吸烟机的自动化程度不高，即点火和发出抽吸指令都需要人工完成时，一个实验操作者是无法在同一时刻完成三个动作的，必须由至少2个实验操作者配合才能完成，这样导致的不良结果是：一是增加了人力成本；二是2个实验操作者带来了人为反应快慢或者先后的误差，使采集到的温度场的信息会与实际过程错位；三是无法实现后续数据的计算机自动化处理。为了准确监测卷烟在抽吸过程中温度场的变化，要做空间分布的多组实验，每组实验要做多次平行重复实验，最后再对所有的数据进行统计和处理，因而人工手动处理数据是一项费时费力的工作。如果采取第一种手动开始数据采集的方式，由于人为反应的误差，相对于抽吸过程开始的时刻，每次温度采集的时刻都不一致，无法实现实验结果的计算机自动化处理。
对于第二种方式，虽然不会增加人力成本，但同样会由于实验操作者人为反应的误差，而导致数据采集的开始与吸烟机吸烟的开始不能同步，造成与第一种方式同样的后果。
实用新型内容
针对现有技术的上述不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种卷烟燃烧温度测量的同步触发装置，它能在吸烟机开始抽吸的同时，准确捕捉到吸烟机输出电信号的跳变，并将其输出给后序的数据采集装置，从而使后序的数据采集装置同时开始采集数据，使卷烟燃烧锥气相温度的测量的自动化程度得到较大的提高。
本实用新型的技术方案是：卷烟燃烧锥温度测量的同步触发装置由光电耦合器U1、单片机U2组成；由光电耦合器U1的输入端通过插座P1与吸烟机的电信号输出端相连接，光电耦合器U1的输出端与单片机U2的任一一个I/O端相连；单片机U2输出端通过电平转换芯片与计算机的RS232串口相连接，或通过I/O脚与商品化的数据采集系统相连接，或通过I/O脚与带同步功能的数据采集卡的同步端相连接。单片机U2的另一个输出I/O脚与指示灯相连接。
本实用新型的优点是：
(1)、不需要手动点击开始，降低了人力成本，操作更简单方便。
(2)、温度数据采集过程的开始与吸烟机抽吸过程的开始严格同步，使所监测的温度场的时间与实际吸烟过程严格对应，使实验结果更精确可靠。
(3)、温度采集过程的开始与吸烟机抽吸过程的开始严格同步，相对于吸烟机抽吸过程的开始，每次平行实验的开始都严格一致平行，为后续实验数据的计算机自动化处理的实现提供了前提。
附图说明
附图1是吸烟机吸烟过程电信号示意图；
附图2是同步触发装置触发过程示意图；
附图3是同步触发装置工作框图；
附图4是同步触发装置检测电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述，如附图1所示，吸烟机的吸烟过程是抽吸和阴燃2个过程的周期性重复，吸烟机上有一个抽吸指示输出信号，抽吸过程对应的是一个固定的高电平信号(抽吸过程保持24V的高电平)，而阴燃过程(停止抽吸)对应的是一个固定的低电平信号，那么抽吸开始，即由停止抽吸过程变为抽吸过程时，有一个电平信号的跳变，本实用新型的同步触发装置中的信号处理电路能够准确的探测这一跳变。
如附图2、3所示，吸烟机抽吸时，抽吸信号经光耦隔离后，光耦输出低电平，由于光耦输出脚连接到单片机的一个I/O脚上，单片机不断查询这个I/O脚电平的状态。当这个I/O脚的电平由高变低时，单片机即探测到吸烟机当前正处于抽吸工作状态。只要该引脚处于低电平，即吸烟机维持在抽吸状态，单片机即会通过控制指示灯的熄灭来指示抽吸正在进行，同时，单片机还会不间断的通过RS232()接口向计算机传送一个特定的字节数据，计算机收到这个约定的字节时，就知道吸烟机正在抽吸。计算机每收到一个数据，就读取计算机上当前的时间，也就知道吸烟机抽吸维持时间。
当吸烟机由抽吸状态返回到阴燃状态(停止抽吸)时，光耦输出高电平，使指示灯亮，单片机I/O脚变高电平，单片机停止向计算机传送数据，计算机就知道抽吸终止的时间(阴燃开始的时间)。
具体的同步触发电路部分如图4所示，吸烟机输出的触发信号通过插座P1接到光耦U1的输入端，光耦U1的输出端接到单片机U2的任一一个I/O脚。当触发信号由低变高时，光耦U1输出就会由高电平变为低电平。由于该输出是接到了单片机的IO脚上，单片机始终一直在不间断的查询该引脚的状态，当检测到这个引脚电平为低电平时，单片机将执行两个操作：(1)在与指示灯连接的相应的输出I/O脚上(本例中为21，不局限于本例中的单片机，也不局限于单片机上的某一具体的引脚)输出一个控制信号，使状态指示灯DS1由亮变为熄灭。使操作人员知道单片机已经检测到了当前的抽吸状态。(2)单片机的RS232引脚10和11，通过电平转换芯片与计算机的RS232串口相连接，单片机的RS232接口连续的向计算机传输一个特定的字节，使计算机能够感测到当前的抽吸状态。当抽吸状态由抽吸变为阴燃状态时，单片机立即停止向计算机发送数据，并控制状态指示灯DS1变为亮的状态。
本实用新型的装置与数据采集系统有三种连接方式：1、与计算机联机，同步触发装置中的信号处理电路内置的微处理器能够向计算机发送开始采集命令；2、与商品化的数据采集系统相连，装置中的信号处理电路可以将高低电平信号转换成标准的TTL(晶体管-晶体管逻辑电路)或CMOS(互补金属氧化物半导体)电平，作为一个模拟输入信号供数据采集系统进行采集；3、也可以将输出的TTL电平或CMOS电平接入带同步功能的数据采集卡的同步端，触发数据采集卡进行采集。
Claims (2)
1.一种卷烟燃烧锥温度测量的同步触发装置，其特征在于：本同步触发装置由光电耦合器U1、单片机U2组成；由光电耦合器U1的输入端通过插座P1与吸烟机的抽吸信号指示输出端相连接，光电耦合器U1的输出端与单片机U2的任一一个I/O端相连；单片机U2输出端通过电平转换芯片与计算机的RS232串口相连接，或通过I/O脚与商品化的数据采集系统相连接，或通过I/O脚与带同步功能的数据采集卡的同步端相连接。
2.根据权利要求1所述的卷烟燃烧锥温度测量的同步触发装置，其特征在于：单片机U2的另一个输出I/O脚与指示灯相连接。
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