一种可视化烟气抽吸实验装置及其应用方法与流程

本发明涉及抽吸套筒夹具的技术领域，更具体地，涉及一种可视化烟气抽吸实验装置及应用方法。

背景技术：

实验装置在实验数据的准确度方面起着重要作用，现今为了达到准确的实验数据，很多研究人员都对产品进行反复的实验，可是研究人员发现有些数据经常由于放置位置或固定装置的原因，实验数据产生很大的浮动，因此可靠的固定装置在实验装置的应用过程中起到不可低估的作用。

如何利用装置模拟人们在抽烟过程中的抽吸以及释放的动作，以及模拟烟气在口腔中的运动状态是现今人们研究的重点，从而更好地提高烟支的质量以及销售的收益，提高烟厂的收益。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可视化烟气抽吸实验装置，通过所述抽吸套筒包括用于烟气流通的透明管；所述抽吸实验装置还包括顺序电连接的用于产生激光粒子的激光器、拍摄烟气粒子运动状态的拍摄机构、第一控制器以及处理器，所述抽吸实验装置还包括用于实现烟气的抽吸和释放的控制阀的设置，提供了模拟烟气在口腔中的运动状态的有效装置，使得烟气的观测具有可观察以及可量化，便于更好地提高烟支的质量以及销售的收益，提高烟厂的收益。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种可视化烟气抽吸实验装置，所述抽吸实验装置包括用于抽吸烟气的抽吸套筒、用于固定抽吸套筒的第一固定装置、活塞芯杆以及用于固定活塞芯杆的可调节第二固定装置；所述抽吸套筒包括用于烟气流通的透明管；所述抽吸实验装置还包括顺序电连接的用于产生激光粒子的激光器、拍摄烟气粒子运动状态的拍摄机构、第一控制器以及处理器，所述抽吸实验装置还包括用于实现烟气的抽吸和释放的控制阀，所述抽吸实验装置还包括用于控制第二固定装置的第二控制器。

本发明通过所述抽吸套筒包括用于烟气流通的透明管；所述抽吸实验装置还包括顺序电连接的用于产生激光粒子的激光器、拍摄烟气粒子运动状态的拍摄机构、第一控制器以及处理器，所述抽吸实验装置还包括用于实现烟气的抽吸和释放的控制阀的设置，提供了模拟烟气在口腔中的运动状态的有效装置，使得烟气的观测具有可观测性以及可量化性，便于更好地提高烟支的质量以及销售的收益，提高烟厂的收益。

优选地，所述激光器为ndyag激光器，所述激光器的频率为12hz~17hz。

优选地，所述第二控制器为设有plc控制程序的控制箱，所述控制箱设有用于启动第二固定装置的步进电机。

本发明还提供一种可视化烟气抽吸实验装置的应用方法，所述应用方法的步骤如下：

（1）首先，将烟支放置在抽吸套筒的透明管的管口处，并且第一固定装置将烟支进行固定；具体地，将烟支放置在金属烟嘴上，金属烟嘴固定在单向阀41进口端，单向阀41出口端固定在抽吸套筒管口处，同时做好密封；

（2）其次，将烟支点燃，待烟气流通稳定一段时间，通过控制箱的plc程序启动步进电机，第二固定装置运动带动活塞芯杆运动，活塞芯杆在抽吸套筒内运动，抽吸套筒上有对烟气只进不出和只出不进的两个单向阀，从而实现烟气的抽吸和释放；具体地，步进电机运动带动第二固定装置运动，第二固定装置运动带动活塞芯杆在抽吸套筒内运动；

（3）再次，将激光器开启，激光透过抽吸套筒照射在烟气上，烟气中的粒子相作为拍摄的示踪粒子，第一控制器控制拍摄机构进行连拍，并且拍摄机构将拍摄图片信号发送至第一控制器，第一控制器将图片信号发送至处理器进行处理，实现烟气流速的检测。

优选地，所述步骤（2）中的抽吸频率为59.5s～60.5s，所述抽吸套筒的容量为120ml~125ml。

优选地，所述可视化烟气抽吸实验装置设有温度控制器，所述温度控制器控制的温度为21℃~23℃，相对湿度为55%~65%，风速达到0.17m/s~0.23m/s。

优选地，所述控制阀为三通换向阀。这样设置是为了更加形象的模拟人体吸烟的过程，提高了检测的真实性和有效性。

优选地，所述三通换向阀分别接有只进不出的第一单向阀和只出不进的第二单向阀；所述第一单向阀为用于烟气在抽吸状态下进入抽吸套筒内的水平单向阀和第二单向阀为用于烟气排出的竖直单向阀。

优选地，所述步骤（2）中的烟支点燃稳定一段时间后，抽吸套筒对烟气的抽吸与拍摄机构的拍摄同时进行。

优选地，所述烟支的点燃采用辐射均匀点火。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过所述抽吸套筒采用可观测烟气流通的透明玻璃管；所述抽吸实验装置还包括顺序电连接的用于产生激光片光的激光器、拍摄烟气粒子运动状态的拍摄机构、第一控制器以及处理器，所述抽吸实验装置还包括用于实现烟气的抽吸和释放的控制阀的设置，提供了模拟烟气在口腔中的运动状态的有效装置，使得烟气的观测具有可观察以及可量化，便于更好地提高烟支的质量以及销售的收益，提高烟厂的收益。

同时本发明还提供一种可视化烟气抽吸实验装置的应用方法，通过设置使得烟支燃烧过程产生的烟气得以拍摄模拟，从而便于进行数据处理，使得烟气的观测具有可观测性以及可量化性，便于更好地提高烟支的质量以及销售的收益，提高烟厂的收益。

附图说明

图1为实施例可视化烟气抽吸实验装置的结构示意图。

图2为可视化烟气抽吸实验装置的应用方法的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例

如图1至2所示为可视化烟气抽吸实验装置及应用方法的实施例，所述抽吸实验装置包括用于抽吸烟气的抽吸套筒、用于固定抽吸套筒的第一固定装置、活塞芯杆以及用于固定活塞芯杆的可调节第二固定装置；所述抽吸套筒包括用于烟气流通的透明管；所述抽吸实验装置还包括顺序电连接的用于产生激光粒子的激光器、拍摄烟气粒子运动状态的拍摄机构、第一控制器以及处理器，所述抽吸实验装置还包括用于实现烟气的抽吸和释放的控制阀，所述抽吸实验装置还包括用于控制第二固定装置的第二控制器。

具体地，所述激光器为ndyag激光器，所述激光器的频率为12hz~17hz。

其中，所述第二控制器为设有plc控制程序的控制箱，所述控制箱设有用于启动第二固定装置的步进电机。

本发明还提供一种可视化烟气抽吸实验装置的应用方法，所述应用方法的步骤如下：

（1）首先，将烟支放置在抽吸套筒的透明管的管口处，并且用第一固定装置将烟支进行固定；具体地，将烟支放置在金属烟嘴上，金属烟嘴固定在单向阀41进口端，单向阀41出口端固定在抽吸套筒管口处，同时做好密封；

（2）其次，将烟支点燃，待烟气流通稳定一段时间，通过控制箱1的plc程序启动步进电机，第二固定装置2运动带动活塞芯杆3运动，活塞芯杆在抽吸套筒内运动，抽吸套筒上有对烟气只进不出单向阀41和只出不进的单向阀42，从而实现烟气的抽吸和释放；具体地，步进电机运动带动第二固定装置运动，第二固定装置运动带动活塞芯杆在抽吸套筒内运动；

（3）再次，将激光器5开启，激光透过抽吸套筒照射在烟气上，烟气中的粒子相作为拍摄的示踪粒子，第一控制器6控制拍摄机构7进行连拍，并且拍摄机构7将拍摄图片信号发送至第一控制器6，第一控制器6将图片信号发送至处理器8进行处理，实现烟气流速的检测。

优选地，所述步骤（2）中的抽吸频率为59.5s～60.5s，所述抽吸套筒的容量为120ml~125ml。

其中，所述可视化烟气抽吸实验装置设有温度控制器，所述温度控制器控制的温度为21℃~23℃，相对湿度为55%~65%，风速达到0.17m/s~0.23m/s。

另外，所述控制阀为三通换向阀。其中，所述三通换向阀分别接有只进不出的第一单向阀和只出不进的第二单向阀；所述第一单向阀为用于烟气在抽吸状态下进入抽吸套筒内的水平单向阀和第二单向阀为用于烟气排出的竖直单向阀。

另外，所述步骤（2）中的烟支点燃稳定一段时间后，抽吸套筒对烟气的抽吸与拍摄机构的拍摄同时进行。其中，所述烟支的点燃采用辐射均匀点火。

需要说明的是，具体的实验步骤为：

（1）开机，检查设备连接是否正确；调整可视化烟气抽吸实验装置的位置，以方便拍摄机构对抽吸套筒内的烟气进行拍摄；

（2）盖上镜头盖，将激光器强度调低（具体地，将镜头盖上滤光片，调低激光器强度），使用内触发使激光器laser1发出激光，提高激光强度至肉眼可见，调节至水平，并使激光水平片光照射到抽吸套筒的中部位置。此时，水平片光照射到套筒内形成的平面即为测量平面；

（3）将尺子置于水平片光面（即让激光穿过尺子平面），对测量平面进行标定；

（4）关闭激光器，打开拍摄机构的镜头，具体地，取下拍摄机构的滤光片运行软件切换到采集模式，调节光圈和焦距拍摄步骤（3）中的标定靶尺。选择单帧拍摄模式，采集一张图片；

（5）将步骤（4）中得到的图片进行标定；

（6）将镜头盖上滤光片，使用电脑控制激光器做好发射激光准备，调节激光的强度，使具有较好的拍摄效果；

（7）设置plc控制箱上步进电机的频率，将电机的运动设置为自动控制，电机运动时间设置为2s；

（8）点燃烟支；待烟支燃烧稳定一段时间后，通过plc控制箱启动电机抽吸烟气，在启动电机的同时通过电脑启动激光发射和第一控制器控制拍摄机构进行连拍，通过第一控制器采集一定数量的图片（一般30~100张），并保存；

（9）处理器对烟气图片进行处理，得到烟气的流动速度。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。