CN206696121U - 一种基于恒定气流的烟支动态吸阻检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于恒定气流的烟支动态吸阻检测装置，包括烟支夹持器、抽吸装置、吸阻检测装置及气体流速控制装置，气体流速控制装置包括抽吸管及设置在抽吸管上的流量调节阀、流量泵、流量计及温度传感器，抽吸管的一端连接抽吸装置，抽吸管的另一端连接负压气源，流量计及温度传感器的输出端均经流量控制器连接流量调节阀；所述流量控制器包括依次相连的信号调理电路、模数转换器、比例积分微分控制器及数模转换器，所述信号调理电路的输入端分别与流量计及压力传感器相连，数模转换器的输出端与流量调节阀相连。本实用新型能够实现气体流量的实时精确控制，不仅工作效率高，而且大大降低了生产成本。

Description

一种基于恒定气流的烟支动态吸阻检测装置

技术领域

本实用新型涉及烟纸检测技术领域，尤其涉及一种基于恒定气流的烟支动态吸阻检测装置。

背景技术

烟支的吸阻稳定性不仅对烟支烟气化学的稳定性有重要的影响，同时对烟支的感官质量也是影响巨大。现有的烟支吸阻测试方法大多数是在未点燃的情况下进行测量的，然而消费者对烟支吸阻最直接的感受却是烟支点燃情况下的动态吸阻，因此，有必要对烟支的动态吸阻进行测量。

目前，烟支在未点燃情况下的吸阻测量装置已经实现产品化生产，这些装置的测量原理是基于标准抽吸模式（即钟形曲线抽吸，而非恒速抽吸）下测量烟支两端的压力差，然后对测得的压力差进行换算求取烟支吸阻。然而，这些产品化的烟支吸阻测量装置存在两个缺点：一是不能够测量烟支在点燃情况下的吸阻，二是吸阻换算过程中存在一定的误差，导致测量结果失真。

申请号为2011205355740的中国专利公开了一直卷烟吸阻和滤棒压降的测量装置，包括测试头、标准恒流孔、负压发生器、气源、测控电路和上位机控制系统，利用标准恒流孔输出恒定的气流，测控电路用于控制电磁阀的开闭和数据采集，利用该装置可以实现实时检测烟支吸阻，精度高，测量数据准确。但是该装置系统复杂，所需控制元器件众多，测量成本高，不适合工作大规模使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于恒定气流的烟支动态吸阻检测装置，能够为烟纸提供稳定的气流，从而使得烟纸的吸阻的检测结果更加准确，且结构简单，成本低廉。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于恒定气流的烟支动态吸阻检测装置，包括烟支夹持器、抽吸装置及吸阻检测装置，烟支固定设置在夹持器上，所述夹持器内沿左右方向设有贯穿的空腔，空腔的左端口插入有密封圈，空腔的右端口固定有过滤片，所述抽吸装置包括密封的缸体，缸体的左端连通有抽吸通道，抽吸通道与夹持器内空腔的右端口无缝连接，缸体内滑动连接有沿缸体左右往复运动的推板，推板的右侧固定有水平的推杆，所述推杆穿过、伸出缸体，并在缸体外连接有气缸，气缸经抽吸管连接负压气源，所述吸阻检测装置包括设置在烟支夹持器空腔内侧壁上的压力传感器，压力传感器的输出端与中央处理器相连，还包括气体流速控制装置，所述气体流速控制装置包括抽吸管及设置在抽吸管上的流量调节阀、流量泵、流量计及温度传感器，所述抽吸管的一端连接气缸，抽吸管的另一端连接负压气源，所述流量调节阀、流量泵、流量计及温度传感器沿气体的流动方向依次设置，所述流量计及温度传感器的输出端均经流量控制器连接流量调节阀；

所述流量控制器包括依次相连的信号调理电路、模数转换器、比例积分微分控制器及数模转换器，所述信号调理电路的输入端分别与流量计及压力传感器相连，数模转换器的输出端与流量调节阀相连。

优选地，所述比例积分微分控制器采用FM355系列PID闭环控制器，FM355的反馈信号输入端分别与流量计及温度传感器相连，FM355的模拟量输出端与流量调节阀相连。

优选地，所述信号调理电路包括依次相连的放大电路及滤波电路，放大电路的输入端分别与流量计和温度传感器相连，滤波电路的输出端与模数转换电路相连。

优选地，所述流量计采用靶式流量计。

优选地，所述流量控制器采用西门子的S7-300系列微处理器。

优选地，所述流量调节阀采用V型调节球阀。

优选地，所述流量计的输出端还连接有用于显示进入抽吸装置内的气体流量大小的流量显示仪。

本实用新型通过在抽吸装置上设置气体流速控制装置，来实现快速准确调节气体流量的目的，使气体能够稳定地输出，从而保证烟支处于恒速抽吸模式下，使得烟支吸阻的检测结果更加准确。气体流速控制装置利用比例积分微分控制器来调节流量调节阀的开度，从而实现对气体流量的精确控制，比例积分微分控制器具有较强的跟随性和精确的控制性，能够实现气体流量的实时精确控制，不仅工作效率高，而且大大降低了生产成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型所述气体流速控制装置的原理框图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型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实用新型的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都属于本实用新型的保护范围。

如图1及图2所示，本实用新型所述的一种基于恒定气流的烟支动态吸阻检测装置，包括烟支夹持器3、抽吸装置、吸阻检测装置及气体流速控制装置，烟支1固定设置在烟支夹持器3上，烟支夹持器3内沿左右方向设有贯穿的空腔，空腔的左端口插入有密封圈2，空腔的右端口固定有过滤片16；抽吸装置用于对烟支1进行自动抽吸，包括密封的缸体4，缸体4的左端连通有抽吸通道15，抽吸通道15与夹持器3内空腔的右端口无缝连接，缸体4内滑动连接有沿缸体4左右往复运动的推板14，推板14的右侧固定有水平的推杆5，推杆5穿过、伸出缸体4，并在缸体4外连接有气缸6，气缸6经抽吸管9连接负压气源12；吸阻检测装置用于检测烟支1的吸阻，包括设置于烟支夹持器3空腔内的压力传感器17及与压力传感器17相连的中央处理器。烟支夹持器3及抽吸装置均为现有装置，其结构不再赘述。

气体流速控制装置包括抽吸管9及设置在抽吸管9上的流量调节阀11、流量泵10、流量计8及温度传感器7，抽吸管9的一端与气缸4相连，抽吸管9的另一端连接负压气源12，流量调节阀11、流量泵10、流量计8及温度传感器7沿气体的流动方向依次设置，流量计8及温度传感器7的输出端均经流量控制器连接流量调节阀11，流量计8及温度传感器7用于采集进入抽吸装置的气体的流量和温度，流量控制器用于根据流量计8及温度传感器7的采集结果控制流量调节阀11的开度，从而使进入抽吸装置的气体流量保持恒定。在本实施例中，流量计8采用靶式流量计，靶式流量计采用累计计数的工作方式，对气体流量采集较为精确，流量调节阀11采用V型调节球阀，V型调节球阀的调节性能好，具有重量轻、阻力小及动作稳定可靠的优点。

在本实施例中，流量控制器采用西门子的S7-300系列微处理器，流量控制器包括依次相连的信号调理电路、模数转换器、比例积分微分控制器及数模转换器，信号调理电路包括依次相连的放大电路及滤波电路，放大电路的输入端分别与流量计8及温度传感器7相连，滤波电路的输出端与模数转换电路相连，数模转换器的输出端与流量调节阀11相连。在本实施例中，比例积分微分控制器采用FM355系列PID闭环控制器，FM355的反馈信号输入端分别与流量计8及温度传感器7相连，FM355的模拟量输出端与流量调节阀11相连。

此外，流量计8的输出端还连接有流量显示仪13，用于显示进入抽吸装置内的气体的流量大小。

本实用新型在工作时，首先将烟支1点燃，打开流量调节阀11，负压气源12中的气体经抽吸管9进入抽吸装置，通过推杆5拉动推板14左右往复移动；推板14的抽吸作用会导致过滤片16前侧压力变化，压力传感器17捕捉到这一信息并将信号输送给中央处理器，由中央处理器对烟支的吸阻进行计算和显示，其中，中央处理器对烟支的吸阻进行计算和显示的过程为现有技术，不再赘述。

在此过程中，流量计8和温度传感器7分别检测进入抽吸装置的气体的流量和温度，并将检测结果输入流量控制器，依次经信号调理电路及模数转换器处理后，输入比例积分微分控制器，比例积分微分控制器将气体流量和温度进行PID控制，输出当前控制量，并经数模转换器转换为模拟信号，利用此模拟信号控制流量调节阀11的开度，从而实现对气体流量的精确控制。其中，比例积分微分控制器为现有元件，比例积分微分控制器对体流量和温度进行PID控制的过程也为现有技术，不再赘述。

本实用新型能够实现气体流量的实时精确控制，不仅工作效率高，而且大大降低了生产成本。

Claims (7)

1.一种基于恒定气流的烟支动态吸阻检测装置，包括烟支夹持器、抽吸装置及吸阻检测装置，烟支固定设置在夹持器上，所述夹持器内沿左右方向设有贯穿的空腔，空腔的左端口插入有密封圈，空腔的右端口固定有过滤片，所述抽吸装置包括密封的缸体，缸体的左端连通有抽吸通道，抽吸通道与夹持器内空腔的右端口无缝连接，缸体内滑动连接有沿缸体左右往复运动的推板，推板的右侧固定有水平的推杆，所述推杆穿过、伸出缸体，并在缸体外连接有气缸，气缸经抽吸管连接负压气源，所述吸阻检测装置包括设置在烟支夹持器空腔内侧壁上的压力传感器，压力传感器的输出端与中央处理器相连，其特征在于：还包括气体流速控制装置，所述气体流速控制装置包括抽吸管及设置在抽吸管上的流量调节阀、流量泵、流量计及温度传感器，所述抽吸管的一端连接气缸，抽吸管的另一端连接负压气源，所述流量调节阀、流量泵、流量计及温度传感器沿气体的流动方向依次设置，所述流量计及温度传感器的输出端均经流量控制器连接流量调节阀；

所述流量控制器包括依次相连的信号调理电路、模数转换器、比例积分微分控制器及数模转换器，所述信号调理电路的输入端分别与流量计及压力传感器相连，数模转换器的输出端与流量调节阀相连。

2.如权利要求1所述的一种基于恒定气流的烟支动态吸阻检测装置，其特征在于：所述比例积分微分控制器采用FM355系列PID闭环控制器，FM355的反馈信号输入端分别与流量计及温度传感器相连，FM355的模拟量输出端与流量调节阀相连。

3.如权利要求1所述的一种基于恒定气流的烟支动态吸阻检测装置，其特征在于：所述信号调理电路包括依次相连的放大电路及滤波电路，放大电路的输入端分别与流量计和温度传感器相连，滤波电路的输出端与模数转换电路相连。

4.如权利要求3所述的一种基于恒定气流的烟支动态吸阻检测装置，其特征在于：所述流量计采用靶式流量计。

5.如权利要求4所述的一种基于恒定气流的烟支动态吸阻检测装置，其特征在于：所述流量控制器采用西门子的S7-300系列微处理器。

6.如权利要求5所述的一种基于恒定气流的烟支动态吸阻检测装置，其特征在于：所述流量调节阀采用V型调节球阀。

7.如权利要求6所述的一种基于恒定气流的烟支动态吸阻检测装置，其特征在于：所述流量计的输出端还连接有用于显示进入抽吸装置内的气体流量大小的流量显示仪。