[发明专利]一种烟支抽吸过程中过滤嘴温度场的检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种烟支抽吸过程中过滤嘴温度场的检测装置及方法，该装置由烟支夹持器、气流传感器、可调速真空泵、微控制器、上位机组成，其中烟支夹持器内部设置有温度传感器。方法为：将烟支装入烟支夹持器中；启动上位机与微控制器，随即启动可调速真空泵；点燃烟支，开始采集并显示实时温度与流量数据；通过上位机发出指令使微控制器控制可调速真空泵模拟标准抽吸；上位机通过微控制器上传的数据确定实际抽吸的流量曲线及过滤嘴的三维非稳态温度场。本发明可以在准确模拟标准抽吸的前提下，实时检测过滤嘴的温度变化，从而反映过滤嘴的三维非稳态温度场。

技术领域

本发明涉及烟草测温的技术领域，尤其涉及一种烟支抽吸过程中过滤嘴温度场的检测装置，同时还涉及一种烟支抽吸过程中过滤嘴温度场的检测装置的检测方法。

背景技术

烟支温度场的检测是烟草科学研究的重点之一，因为烟支的温度场与烟草的密度、吸阻、过滤材料等息息相关，而研究烟支的温度场可以为香烟的内部结构设计及其辅材选择提供科学依据。

在目前的相关实验研究中，对烟支温度检测主要集中在烟支的燃烧温度等。对于烟支滤棒温度的测量相对较少，通常采用石英毛细管与铂铑合金丝组合检测卷烟燃吸温度或使用微细热电偶检测卷烟燃烧时的体相温度，如专利 CN201610094163.X、CN201610094827.2公开了能够测量卷烟滤棒轴向、径向温度场的温度探测装置，并不能同时测量烟支过滤嘴的三维非稳态温度场，尚未出现专门针对烟蒂温度分布场的检测方法与装置，而对于烟蒂部分的温度检测由于要考虑夹持与密封，现有技术无法延用。

同时，现有的吸烟模拟装置，一是体积大，不便携带；二是与人的实际吸烟状态相差较大，即模拟效果不理想。比如专利CN201710705235.4公开了一种使用步进电机来模拟吸烟机标准抽吸的方法，但由于抽吸装置的抽吸容量有限，所以需要频繁地排气以保证能够重复抽吸，不能模拟连续抽吸的情况，同时需要设计相应的抽吸结构以配合滑台模组使用，不利于装置小型化。

发明内容

基于上述现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是在于提供一种烟支抽吸过程中过滤嘴温度场的检测装置，模拟吸烟效果好、占用体积小。

相应的，本发明还提供了一种烟支抽吸过程中过滤嘴温度场的检测方法，能够准确测量烟支抽吸过程中的过滤嘴温度场。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：

一种烟支抽吸过程中过滤嘴温度场的检测装置，包括：烟支夹持器，用于夹持并密封烟支过滤嘴，并且烟支夹持器内部设置有用于检测烟支过滤嘴不同部位的温度的测温探针、侧面温度传感器及端面温度传感器；气流传感器，与所述烟支夹持器相连，用于检测烟支过滤嘴抽吸的流量，并用于模拟抽吸前的标定过程及实际抽吸流量曲线的测定；可调速真空泵，与所述气流传感器相连，用于实现烟支过滤嘴的抽吸过程，其抽吸的流量由输入的方波信号的频率决定；微控制器，与所述温度传感器、气流传感器和可调速真空泵连接，用于采集温度数据及流量数据，发出方波信号对可调速真空泵进行控制；上位机，与所述微控制器连接，用于接受所述微控制器采集的温度数据与流量数据并确定烟支过滤嘴的三维非稳态温度场与实际的抽吸流量曲线。

优选的，所述微控制器由STM32F407芯片及多路温度采集电路构成，具有模数转换功能以采集所述烟支夹持器内部的温度传感器的温度数据，每10ms采集一组数据，一组数据可包含24个温度数据；具有通讯功能以获取所述气流传感器的流量数据；具有产生不同频率的方波的功能以控制所述可调速真空泵。

进一步的，在所述烟支夹持器前端根据测温部位进行打孔，将测温探针插入所打孔中并使测温探针前端处于所述烟支夹持器的中心；采用密封胶密封测温探针与所打孔洞的间隙，用以检测烟支过滤嘴前端内部中心的温度。