CN206696251U - 一种实验室用卷烟燃烧速率检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种实验室用卷烟燃烧速率检测装置，包括工作台及设置在工作台上的卷烟夹持装置和检测装置，检测装置包括带刻度的导轨、立杆、数据采集模块、信号处理模块及驱动模块，导轨沿与待检测的卷烟平行的方向设置，立杆滑动设置于导轨内，立杆上设置有数据采集模块，数据采集模块包括红外温度传感器及摄像装置，摄像装置包括依次设置的镜头及摄像机，红外温度传感器及摄像机的输出端均与信号处理模块相连，信号处理模块的输出端与及驱动模块相连，驱动模块的输出端控制连接立杆。本实用新型不仅能够检测出卷烟整体的燃烧速率，而且能够检测卷烟在任意时间段内的燃烧速率，无需人工参与，为工作人员对卷烟燃烧性的计算提供依据。
Description
技术领域
本实用新型涉及卷烟检测技术领域，尤其涉及一种实验室用卷烟燃烧速率检测装置。
背景技术
卷烟的燃烧是个非常复杂的过程，卷烟的燃烧速率越快，热量及有害物质的释放速率也越快，提高卷烟的燃烧性可以有效地减少有害气体的生成量，同时能够有效地降低火灾的发生概率，因此，研究卷烟的燃烧性对于提高卷烟的质量和安全性具有重要意义。
卷烟的燃烧性包括阴燃性、燃烧速率、燃烧均匀性、燃烧完全性及烟灰的颜色，其中卷烟的燃烧速率是评价卷烟燃烧性的重要指标。卷烟燃烧速率是指卷烟在燃烧过程中，燃烧部沿卷烟轴向推进的平均速度。
目前卷烟生产商家普遍采用人工检测卷烟的燃烧速率，即利用人工测量出一定长度的卷烟燃烧所用的时间，然后计算出卷烟的燃烧速率。然而在实际检测过程中，其误差较大，一是受卷烟卷制均匀性的影响，二是卷烟燃烧过程中开始记录的时间和结束的时间不好掌握，人工很难在瞬间确定燃烧时间和卷烟的剩余质量。此外，由于卷烟燃烧过程中会释放出有害气体，从而对测试人员的身体健康产生危害。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种实验室用卷烟燃烧速率检测装置，能够自动检测卷烟的燃烧速率，无需人工参与，同时还具有操作简单及精度高的优点。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种实验室用卷烟燃烧速率检测装置，包括中空的工作台及设置在工作台上的卷烟夹持装置，所述工作台上还设置有检测装置，所述检测装置包括带刻度的导轨、立杆、数据采集模块、信号处理模块及驱动模块，所述导轨沿与待检测的卷烟平行的方向设置，且导轨和待检测的卷烟位于同一竖直面上，立杆滑动设置于导轨内，所述立杆包括竖直部和水平部，立杆的竖直部滑动设置于导轨内，立杆的水平部上设置有数据采集模块，所述数据采集模块包括红外温度传感器及摄像装置，摄像装置包括依次设置的镜头及摄像机，所述镜头向下设置，且与卷烟的轴向垂直设置，所述红外温度传感器设置于镜头上，且红外温度传感器的探头与卷烟的轴向垂直设置，所述红外温度传感器及摄像机的输出端均与信号处理模块相连，信号处理模块的输出端与及驱动模块相连，所述驱动模块的输出端控制连接立杆，用于控制立杆沿滑轨移动。
优选地，所述驱动模块设置于工作台的空腔内，包括步进电机，步进电机的输出轴固定连接有丝杆，丝杆的一端连接有丝杆支撑座，所述丝杆支撑座固定设置在工作台内，所述丝杆上套设有滑块，滑块穿过导轨，与立杆的垂直部固定连接，从而带动立杆沿导轨移动。
优选地，所述摄像装置还包括图像采集卡，图像采集卡与摄像机相连，且图像采集卡的输出端与信号处理模块相连。
优选地，所述镜头与卷烟的距离为30厘米。
优选地，所述立杆的竖直部上还设置有光源。
优选地，所述红外温度传感器采用MLX90614系列温度传感器。
优选地，所述信号处理模块采用STM32系列微处理器。
本实用新型通过在卷烟工作台上设置检测装置，来对卷烟的燃烧速率进行检测，检测装置利用红外温度传感器来实现对卷烟燃烧部的实时检测，红外温度传感器测温的原理是将物体发射的红外线具有的辐射能转变为电信号，红外线辐射能的大小与物体的温度相对应，根据转变成的电信号的大小，可以确定物体的温度，而卷烟燃烧部的温度最高，因此红外温度传感器检测卷烟燃烧部的温度，将卷烟燃烧部的位置作为跟踪目标，并经微处理器和电机带动红外温度传感器移动，从而实现对卷烟燃烧线的实时检测；当卷烟燃烧完毕后，红外温度传感器输出信号给微处理器，微处理器控制电机停止转动，根据电机转动的时间及卷烟的总长度，即可计算出卷烟的燃烧速率。在此过程中，摄像机实时对卷烟的长度进行采集，并将采集结果发送至微处理器，微处理器根据卷烟的长度信息，可以计算出卷烟在任意时间段内的燃烧速率，无需人工参与，检测准确速度快，检测精度高，为工作人员对卷烟燃烧性的计算提供依据。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型所述驱动模块的结构示意图。
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实验室用卷烟燃烧速率检测装置，包括中空的工作台1及设置在工作台上的卷烟夹持装置7和检测装置，卷烟夹持装置7用于夹持卷烟9，卷烟夹持装置7为现有装置，不再赘述。
检测装置用于测试卷烟9的燃烧速率，包括带刻度的导轨8、立杆、数据采集模块、信号处理模块及驱动模块，导轨8沿与卷烟9平行的方向设置，且导轨8和卷烟9位于同一竖直面上，立杆滑动设置于导轨8内，立杆包括竖直部2-1和水平部2-2，立杆的竖直部2-1滑动设置于导轨8内，立杆的水平部2-2上设置有数据采集模块，数据采集模块包括红外温度传感器5及摄像装置，摄像装置包括依次设置的镜头6、摄像机5及图像采集卡，镜头6向下设置，且与待测的卷烟9的轴向垂直设置，在本实施例中，镜头6与待测的卷烟9的距离为30厘米，保证摄像机5具有较宽的拍摄视野，且图像清晰，满足测试的需要，图像采集卡的输出端与信号处理模块相连，图像采集卡用于对镜头6采集到的图像进行处理，并将处理后的图像发送至信号处理模块，红外温度传感器5设置于镜头6上，且红外温度传感器5的探头与待测的卷烟9的轴向垂直设置，在本实施例中，红外温度传感器5采用MLX90614系列温度传感器，此温度传感器具有高精度和高分辨度，能够满足对卷烟9燃烧线的检测需求，红外温度传感器5及图像采集卡的输出端均与信号处理模块相连，信号处理模块的输出端与驱动模块相连，在本实施例中，信号处理模块采用STM32系列微处理器，所述驱动模块的输出端控制连接立杆，用于控制立杆沿导轨8移动。
所述驱动模块设置于工作台1的空腔内，包括步进电机10，步进电机10的输出轴固定连接有丝杆11，丝杆11的一端连接有丝杆支撑座13，丝杆支撑座13固定设置在工作台1内，丝杆11上套设有滑块12，滑块12穿过导轨8，与立杆的竖直部2-1固定连接，从而带动立杆沿导轨8移动。
此外，立杆的竖直部2-1上还设置有光源3，用于为摄像机4提供足够的光线以便获取清晰的图像。
本实用新型在工作时，首先将待卷烟9点燃，利用红外温度传感器5对卷烟9的燃烧部进行实时检测，红外温度传感器5测温的原理是将物体发射的红外线具有的辐射能转变为电信号，红外线辐射能的大小与物体的温度相对应，根据转变成的电信号的大小，可以确定物体的温度，而卷烟9燃烧区域的温度最高，因此红外温度传感器5检测卷烟9燃烧部的温度，将卷烟9燃烧部的位置作为跟踪目标，并经微处理器和电机带动红外温度传感器5移动，从而实现对卷烟燃烧部的实时检测。
当卷烟9燃烧完毕后，红外温度传感器5输出信号给微处理器，微处理器控制步进电机10停止转动，根据步进电机10转动的时间及卷烟9的总长度，即可计算出卷烟9的燃烧速率；在此过程中，摄像机4实时对卷烟9的长度进行采集，并将采集结果发送至微处理器，微处理器根据卷烟9的长度信息，可以计算出卷烟9在任意时间段内的燃烧速率，无需人工参与，检测结果准确，为工作人员对卷烟燃烧性的计算提供依据。
本实用新型结构简单，不仅能够检测出卷烟整体的燃烧速率，而且能够检测卷烟在任意时间段内的燃烧速率，无需人工参与，检测准确速度快，检测精度高，为工作人员对卷烟燃烧性的计算提供依据。
Claims (7)
1.一种实验室用卷烟燃烧速率检测装置，包括中空的工作台及设置在工作台上的卷烟夹持装置，其特征在于：所述工作台上还设置有检测装置，所述检测装置包括带刻度的导轨、立杆、数据采集模块、信号处理模块及驱动模块，所述导轨沿与待检测的卷烟平行的方向设置，且导轨和待检测的卷烟位于同一竖直面上，立杆滑动设置于导轨内，所述立杆包括竖直部和水平部，立杆的竖直部滑动设置于导轨内，立杆的水平部上设置有数据采集模块，所述数据采集模块包括红外温度传感器及摄像装置，摄像装置包括依次设置的镜头及摄像机，所述镜头向下设置，且与卷烟的轴向垂直设置，所述红外温度传感器设置于镜头上，且红外温度传感器的探头与卷烟的轴向垂直设置，所述红外温度传感器及摄像机的输出端均与信号处理模块相连，信号处理模块的输出端与及驱动模块相连，所述驱动模块的输出端控制连接立杆，用于控制立杆沿滑轨移动。
2.如权利要求1所述的一种实验室用卷烟燃烧速率检测装置，其特征在于：所述驱动模块设置于工作台的空腔内，包括步进电机，步进电机的输出轴固定连接有丝杆，丝杆的一端连接有丝杆支撑座，所述丝杆支撑座固定设置在工作台内，所述丝杆上套设有滑块，滑块穿过导轨，与立杆的垂直部固定连接，从而带动立杆沿导轨移动。
3.如权利要求1所述的一种实验室用卷烟燃烧速率检测装置，其特征在于：所述摄像装置还包括图像采集卡，图像采集卡与摄像机相连，且图像采集卡的输出端与信号处理模块相连。
4.如权利要求3所述的一种实验室用卷烟燃烧速率检测装置，其特征在于：所述镜头与卷烟的距离为30厘米。
5.如权利要求4所述的一种实验室用卷烟燃烧速率检测装置，其特征在于：所述立杆的竖直部上还设置有光源。
6.如权利要求5所述的一种实验室用卷烟燃烧速率检测装置，其特征在于：所述红外温度传感器采用MLX90614系列温度传感器。
7.如权利要求6所述的一种实验室用卷烟燃烧速率检测装置，其特征在于：所述信号处理模块采用STM32系列微处理器。
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