卷烟燃吸温度分布检测仪及其自动控制方法技术

一种卷烟燃吸温度分布检测仪，其特征在于：包括温度分布检测装置和该检测装置的自动控制系统，所述自动控制系统是由操作面板(1)、PLC(2)、PLC执行单元(3)、感应元件以及受控制程序支配的电磁阀驱动气缸系统组成，所述温度分布检测装置包括温度传感器自动进位装置(5)、温度传感器进位深度限位装置(6)和与吸烟机匹配的卷烟夹持装置(7)。本发明专利技术的优点在于：PLC、计算机以及与吸烟机的配合使用(联用)实现了卷烟燃吸温度分布检测的自动化，能够精确控制温度传感器在被测卷烟中的位置，提供了一种自动化程度较高的卷烟燃吸温度分布检测仪及其自动控制方法，可满足研究者和质量检测人员检测卷烟燃吸过程中温度分布的需要。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于卷烟燃吸指标检测
，具体涉及一种卷烟燃吸过程中温度分布 检测仪及其自动控制方法。
技术介绍
卷烟燃吸温度分布是影响卷烟烟气化学形成的重要因素，是反映烟草发生何种种 类和程度化学反应和物理过程的重要指标，是反映卷烟品质最重要的参数之一，同时也是 反映卷烟材料、添加剂、吸食环境等对感官质量影响的重要指标之一。测定卷烟燃吸过程中 温度分布对研究卷烟烟气气溶胶的形成、传递以及最终烟气的组成都具有重要意义。国外 此类工作开展较早，英美烟草公司R. R. Baker测绘出燃烧的卷烟在阴燃和抽吸时的温度分 布，国内主要是郑州烟草研究院李斌、江威等、上海烟草公司郑赛晶等利用微细热电偶检测 得到燃烧过程中温度分布。并分析了燃烧温度与气相温度的关系。目前在卷烟燃吸过程温 度场测试方面，尚没有商业化的测试仪器。通过文献调研，用于测定卷烟燃烧温度的方法可 分为两种第一，接触式测温，即通过温度传感器与数据采集系统以及对数据的后处理联合 测试。第二，非接触式测温，通过红外热成像仪对卷烟燃烧锥温度场进行测试。两种方法所 测试的内容是相互补充的，第一种方法是测试卷烟燃吸过程中内部气相温度，而第二种方 法是依据物质自身辐射的红外能量来测量，只能测试卷烟燃烧锥表面温度，不能直接测量 内部温度。由于第一种方法在实施过程中需要用到数支(> 6)较细的温度传感器，即微细 热电偶或是微细的光导纤维，所以在实验中人为或环境的微小波动会引起温度传感器位置 的波动，造成测试数据的偏差。基于这两种检测方法，前人做了大量的研究工作，形成了一些研究用的检测装置 和方法。英美烟草公司R. R. Baker (nature, 1974)利用多支石英管隔离钼铑与钼形成热电 偶与微细的光导纤维(< Φ0.5πιπι)检测了卷烟燃吸中的温度分布，这为卷烟燃吸过程中内 部温度分布的测定确定了基本的方法。在应用时的主要不足是由于使用的温度传感器过于 微细(< Φ0. 5mm)，操作时容易造成石英管和感温焊点的断裂。同时对测量位置的准确判 断造成相当大的困难，因此该方法仅在实验室中使用，而不利于作为常规检测和检测方法 的商品化。由云南瑞升烟草技术有限公司申请的专利技术专利(2006100010926.4)和上海烟 草(集团)公司的技术O00420114253.3)开发了一种用于卷烟燃吸过程温度的检 测元器件(即微细热电偶)，其制作的技术方案为采用钼丝与钼铑合金丝，其中绝缘材 料采用石英毛细管。优点为耐高温，性能稳定，不易氧化等。此类传感器的专利技术为检测卷 烟燃吸温度提供的基本元器件，是检测温度时传感器选择时的方案之一。同时专利技术专利 (2006100010926. 4)中介绍了如何将薄膜绝缘感温探头应用于测定卷烟燃吸中内部动态温 度，即燃烧温度的测量，其主要描述为感温探头的信号端输入到温度捕集器的模数转换电 路的输入端组，输出信号进入数字信号处理器进行信号处理，再经模数转换电路传输到控制计算器。该专利技术的优点为能够动态的将燃烧温度动态采集。同时未能明确的内容是如何 将多支热电偶插入检测位，精度多少以及数据是否为同时采集等
技术实现思路
，即从实施例用 可以看出，测试装置中无定位信息，仅说明插入深度为卷烟圆周半径，如何定位，定位精度 是多少，数采是否同时或近似同时等信息。如果需要测试卷烟燃吸过程中的温度分布，则需要测量卷烟在燃吸过程中不同位 置，即不同的轴向位置和不同的径向位置的温度信息。不同的轴向位置可以通过设置多个 温度传感器(即热电偶)来得到实现；不同的径向位置可以通过检测不同插入深度的相同 卷烟来实现。上海烟草(集团)公司的技术O00420114252.9)研制了一种卷烟测温 夹持装置，该装置包括固定板、主支架、滑轨和端盖，所述主支架套在吸烟机夹持器上，主支 架的上面开有一道截面为T形的狭长缺口，所述滑轨嵌在T形缺口中与主支架滑动配合，滑 动上有若干沿垂直方向的细小通孔，所述端盖装在主支架的前端，端盖上有一个圆孔，圆孔 的直径与卷烟的直径相同，所述固定板固定在滑轨的上方。本技术的夹持装置直接固 定在吸烟机上，安装方便；滑轨上的细小通孔用来夹持细小的测温探头，并能保证测温探头 间隔一定的距离垂直插入卷烟中；滑轨可以前后滑动，便于调节测温探头的插入位置。该 专利主要优点是通过上滑道的灵活设置，方便的确定卷烟测量时的轴向位置(位移)，不足 之处，一是端盖上的圆孔(与卷烟的直径相同)和与之连接的弧形槽离燃吸中的卷烟过近， 能够影响卷烟燃吸过程中空气在卷烟周围的自然对流(即空气的扩散、侧流烟气的扩散及 滤嘴处的通风作用等)；二是未能体现对径向位置的准确定位(即热电偶的插入深度)。郑 州烟草研究院的技术O00520143744. 5)研制了一种卷烟气相温度场测量用微细热电 偶夹持装置。其装置包括底板和固定在底板上的立柱，立柱上端设置有滑道板，多支热电偶 等距固定在该滑道板上且可以上下移动，轴向与径向定位后(卡尺定位)，可固定于滑道板 上。该专利的主要优点是较好的保证了热电偶在测温过程中位置的稳定；可以满足温度场 测试中对热电偶在卷烟中放置不同测温点的准确定位放置的要求。不足之处，一是插入深 度卡尺检测准确度不高，为使其不影响卷烟燃吸过程中空气在卷烟周围的自然对流，热电 偶的较长距离，易造成感温部位的等间距位置的偏移，造成检测的人为偏差；二是滤嘴部分 的卡槽易对滤嘴处的通风作用产生影响。关于卷烟温度检测其他专利还有上海烟草(集团)公司的专利技术专利(公开中 200910053075.幻，该专利技术公开了一种卷烟红外测温同步移动装置。其专利技术结合红外摄像仪 能够真实、直观地动态记录卷烟的燃烧过程。其不足为基本方法上的弱点，即只能跟踪表面 温度的变化，且容易受到卷烟燃吸中外层形成烟灰的影响。由于卷烟燃吸中温度分布的检测是在吸烟机上进行，测温装置与各种形式的吸烟 机如何匹配的问题，在相关文献与专利说明方面未见报道。综上所述，前人开发的种种方法，由于各种原因，仍然停留在实验室专业人员研究 阶段，限制了该项检测指标在更广泛的范围内进行应用。其需要解决的关键
技术实现思路
为 1、测试卷烟的热电偶的轴向与径向的定位(位置检测精度应大于0. Imm) ；2、热电偶的插入 不能或较小影响卷烟燃吸过程中空气在卷烟周围的自然对流；3、热电偶在插入过程中无伤 害，无变形；4、热电偶夹持装置应能够与各种类型的吸烟机较好匹配；5、数据采集系统准 确、快速、稳定、无衰减，同时数采设置的工艺参数需要与吸烟机联用等；6、整个检测过程实 现自动化、标准化、最小的人为影响等。本专利技术针对以上分析得到的需要解决的关键技术问4题，开发了自动化程度较高的卷烟燃吸温度分布检测仪
技术实现思路
本专利技术的目的正是针对以上分析得到的需要解决的关键技术问题，提供一种自动 化程度较高的，以满足研究者和质量检测人员 检测卷烟燃吸过程中温度分布的需要。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的卷烟燃吸温度分布检测仪，包括温 度分布检测装置和该检测装置的自动控制系统，所述自动控制系统是由操作面板、PLC、PLC 执行单元、感应元件以及受控制程序支配的电磁阀驱动气缸系统组成，所述温度分布检测 装置包括温度传感器自动进位本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种卷烟燃吸温度分布检测仪，其特征在于：包括温度分布检测装置和该检测装置的自动控制系统，所述自动控制系统是由操作面板（１）、ＰＬＣ（２）、ＰＬＣ执行单元（３）、感应元件以及受控制程序支配的电磁阀驱动气缸系统组成，所述温度分布检测装置包括温度传感器自动进位装置（５）、温度传感器进位深度限位装置（６）和与吸烟机匹配的卷烟夹持装置（７）；所述温度传感器自动进位装置（５）包括预打孔针器组（２１）、设置在针器组上方云台（１０－２）上的温度传感器组（２２）、预打孔针器组与温度传感器组插入执行元件（２６－１）和自动切换元件（２６－２）、吸烟机配合插件与温度传感器连接部件（２３）、物体感应元件（２４）、物体感应锁紧元件（２５）组成；所述温度传感器进位深度限位装置（６）包括限位单元云台（１０－３）、螺旋测微器（１６）、设置在限位单元云台上的位移固定挡块（１７）和卷烟扶持器（１８）、联动负压锁紧机构（１９）、整体位置调整部件（２０）组成；所述与吸烟机匹配的卷烟夹持装置（７）包括夹持单元云台（１０－１）、插装在单元云台上的配合插件（１２）、横向纵向螺旋测微器（１３、１４）、物体感应元件（１５）、动作执行元件（１１）组成，夹持单元云台通过横向纵向螺旋测微器１３、１４）移动位置。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，王兵，袁东伟，赵静芬，刘民昌，徐大勇，张彩云，罗登山，
申请(专利权)人：中国烟草总公司郑州烟草研究院，
类型：发明
国别省市：41