本发明属于烟草行业滤嘴材料质量控制技术领域，具体涉及一种评价卷烟滤嘴材料内部均匀性的装置及其方法。
背景技术：
卷烟过滤嘴的发展已经有80多年的历史，首次于20世纪20年代引入欧洲卷烟市场，主要是作为卷烟的嘴状部件，起装饰作用，几乎没有其他的功能。过滤嘴得到消费者的广泛认可是从20世纪50年代醋酸纤维素的开发开始的。而目前的卷烟滤嘴则由装饰品演变成为烟雾粒子减少的机械装置，以减少其中的焦油和尼古丁含量。随着卷烟技术的逐步发展，以及人们对低害卷烟的要求和对健康环保的重视，过滤嘴逐渐从可有可无的地位，转变成为卷烟中不可或缺的一部分，并承担起降焦减害的功能。
随着公众对吸烟与健康问题的日益关注，具有功能性的特种滤棒也逐渐应用于卷烟中，并且由单一功能向多功能的方向发展。特种滤棒采用的新技术既能够有效降低卷烟的有害物质，改进卷烟质量风格特征，也能够对卷烟产品发展与品牌市场运营起到越来越重要的作用。
日本烟草的七星系列卷烟广泛使用了二元活性炭滤嘴。万宝路在欧洲与亚洲市场推出的fliterplus系列卷烟产品，采用了独特的四元结构滤嘴。以“万宝路(黑冰)”为代表的爆珠卷烟产品使用了香料爆珠滤嘴。日本烟草推出的control系列卷烟产品设计开发了基于旋转调控滤嘴通风度技术的旋转滤嘴。韩国kt&g公司为了应对韩国卷烟市场的激烈竞争，推出了大量特种滤棒产品，有采用超细支结构的esse品牌卷烟，有使用沉头滤棒的pink品牌卷烟、使用胶囊滤棒的raison品牌卷烟、使用二元复合载香滤棒的toninolamborghini品牌卷烟。kt&g公司甚至依托滤棒产品种类的不同来定义产品品牌分类。
国内方面，“芙蓉王(硬蓝)”卷烟产品在国内率先使用了沟槽滤嘴产品，帮助芙蓉王(硬蓝)卷烟迅速打响了品牌并发展壮大。“七匹狼(纯典)”采用先进的沟槽滤嘴，特殊结构的压纹纯纤维过滤纸，除进一步提升过滤效率，还兼具有防伪的辅助功能。“贵烟(喜格7mg)”卷烟采用添加柔性因子的纸质过滤材料与沟槽材料组成的复合滤嘴。
无论何种形式的卷烟滤嘴，滤嘴材料内部的均匀性直接影响烟气中焦油、烟碱及不同有害成分的截滤效率，也直接影响着消费者抽吸卷烟时的生理感受，因此控制卷烟滤嘴材料的均匀性至关重要。目前，对于卷烟滤嘴材料的质量控制，主要是控制滤嘴的重量、整体压降，圆周、含水率等指标，其内部均匀性如何，尚无法检测。有鉴于此，有必要构建一套能够用于实时检测卷烟滤嘴材料内部均匀性的装置及方法。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种评价卷烟滤嘴材料内部均匀性的装置及其方法，能够更加便捷的对不同类型的卷烟进行测量评价。
为解决现有技术问题，本发明公开了一种评价卷烟滤嘴材料内部均匀性的装置，包括：
卷烟夹持器，用于固定待测卷烟；
管状压力探头，用于插入待测卷烟的过滤嘴中；
压力测定系统，用于检测待测卷烟的过滤嘴中的压降；
管状接头，用于连接管状压力探头和压力测定系统的检测端；
卷烟抽吸系统，用于抽吸待测卷烟的过滤嘴；以及
数据处理系统，用于处理接收压力测定系统检测到的压降数据；
卷烟抽吸系统具有一抽吸管，抽吸管与卷烟夹持器密封相连；数据处理系统的输入端与压力测定系统的输出端相连。
作为优选方案，管状压力探头为中空不锈钢管或中空玻璃管，长度40～80mm。
作为优选方案，管状压力探头的内径为0.3～1.1mm，外径为0.4～1.2mm。
作为优选方案，管状接头为软管。
作为优选方案，管状接头的一端套在管状压力探头的端部，另一端套在检测端。
作为优选方案，管状接头的内径为0.5～1.2mm，长度为20～80mm。
本发明还公开了一种评价卷烟滤嘴材料内部均匀性的方法，包括如下步骤：
步骤1、选取同一品牌规格的待测烟支n×m支；依次将管状的压力探头沿径向插入待测卷烟的过滤嘴中，插入深度为i，压力探头与烟丝端的中心距为j，i具有n个取值，i具有m个取值；
步骤2、通过卷烟抽吸系统对过滤嘴进行抽吸，依次完成所有待测卷烟在其检测位置的的内部压降值aij的测量，并计算压降变异系数d；
步骤3、通过压降变异系数d评价滤嘴材料内部均匀性，d值越小则表明卷烟过滤嘴的内部材质越均匀。
作为优选方案，步骤2中，按照如下步骤测得所有待测卷烟的内部压降值aij：
s21、先进行i值互不相同，j值相同的待测卷烟的内部压降值的测量，并计算该条件下的压降值的平均值、标准偏差及变异系数，得到n个变异系数；
s22、再进行i值相同，j值互不相同的待测卷烟的内部压降值的测量，并计算该条件下的压降值的平均值和标准偏差及变异系数，得到m个变异系数；
s23、最后将n个变异系数和m个变异系数求均值得到最终变异系数。
作为优选方案，在步骤2之前还需要对卷烟抽吸系统进行漏气检验和抽吸容量校正。
作为优选方案，步骤2中，压力测定系统的响应频率为1～3khz、量程为0～-10kpa，数据采集频率不小于50hz，每个测量位置再抽吸2s内采集到的所有数据的平均值作为该位置的压降值。
本发明具有的有益效果：
1.本发明的装置适用范围广，既可以适用于普通滤嘴材料内部均匀性的检测，也可以适用于带有爆珠、镂空、沟槽等特殊材料异形滤嘴材料内部均匀性的检测，既可以适用于常规卷烟滤嘴材料，也可以适用于细支卷烟滤嘴材料.
2.本发明的装置与方法自动化程度高，容易操作，测定结果的重复性好；不需要对本装置及方法做任何调整，可以获得多组实验数据，工作效率高；按照目前行业规定的标准条件进行抽吸时，获得的滤嘴材料内部均匀性的评价结果具有统一尺度，有利于卷烟滤嘴材料生产厂家进行质量控制和结果反馈，按照自行设定抽吸参数抽吸时，获得的滤嘴材料内部的均匀性的评价结果能够反映消费者抽吸卷烟时的真实生理感受，有利于卷烟工业企业进行卷烟感官质量控制.
3.评价方法简单可行，数据测定实现了自动化控制，避免了人为操作的误差，测试结果更加准确。
附图说明
图1为本发明一个优选实施例中装置的结构示意图；
图2为应用图1所示装置进行某品牌卷烟沟槽滤嘴得到的内部压降分布图；
图3为应用图1所示装置进行某品牌卷烟爆珠滤嘴得到的内部压降分布图；
图4为应用图1所示装置进行某细支卷烟带有镂空形状的特殊滤嘴材料得到的内部压降分布图。
附图标记
1卷烟夹持器；2卷烟过滤嘴；3管状压力探头；4管状接头；5压力测定系统；6卷烟抽吸系统；7数据处理系统。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，一种评价卷烟滤嘴材料内部均匀性的装置，包括：用于固定待测卷烟的卷烟夹持器，用于插入待测卷烟的过滤嘴中的管状压力探头，用于检测待测卷烟的过滤嘴中的压降的压力测定系统，用于连接管状压力探头和压力测定系统的检测端的管状接头，用于抽吸待测卷烟的过滤嘴的卷烟抽吸系统，以及用于处理接收压力测定系统检测到的压降数据的数据处理系统。
卷烟抽吸系统具有一抽吸管，抽吸管与卷烟夹持器密封相连；数据处理系统的输入端与压力测定系统的输出端相连。
作为优选方案，管状压力探头为中空不锈钢管或中空玻璃管，长度40～80mm。
作为优选方案，管状压力探头的内径为0.3～1.1mm，外径为0.4～1.2mm。
作为优选方案，管状接头为软管。
作为优选方案，管状接头的一端套在管状压力探头的端部，另一端套在检测端。
作为优选方案，管状接头的内径为0.5～1.2mm，长度为20～80mm。
实施例一
本实施例中，管状压力探头为不锈钢管，长度为40mm，内径为0.3mm，外径为0.4mm。管状接头的内径为0.8mm，长度为20mm。压力测定系统的响应频率为3khz、量程为-6kpa，数据采集频率100hz。
采用上述装置进行测量和评定，过程如下：
取某品牌卷烟的带有沟槽材料的特殊滤嘴的卷烟32支，并将管状压力探头依次插入每根卷烟的过滤嘴中进行抽吸检测，插入位置分别为距离烟丝端长度1mm、3mm、4mm、7mm、9mm、11mm、13mm、15mm处，在每个位置处的插入深度分别为1mm、2mm、3mm、4mm，按照gb/t16450-2004规定的条件参数进行抽吸，启动压力测定系统5记录数据，对这些位置和深度处的压降分别测定，抽吸持续时间2s内采集到的所有数据的平均值定义为滤嘴材料该位置该深度内部的平均压降。以滤嘴长度为横坐标，滤嘴轴向上不同位置和深度处的压降数据为纵坐标，作出滤嘴材料内部的压降分布图，如图2所示。
计算32支滤嘴材料中在同一位置不同深度处的压降变异系数，共得到8个变异系数值，然后计算32支滤嘴材料中同一深度不同位置处的压降变异系数，共得到4个变异系数值，最后计算12个变异系数的平均值，经过计算，最终得到的变异系数为5.12％。该滤嘴材料内部压降的变异系数较小，说明该滤嘴材料内部较为均匀。
实施例二
与实施例一不同之处在于，本实施例中，管状压力探头为中空玻璃管，长度为60mm，内径为0.9mm，外径为1.0mm；管状接头的内径为0.8mm，长度为40mm；压力测定系统的响应频率为2khz、量程为-6kpa，数据采集频率50hz。
采用上述装置进行测量和评定，过程如下：
取某品牌卷烟的带有爆珠材料的特殊滤嘴的卷烟56支，并将管状压力探头依次插入每根卷烟的过滤嘴中进行抽吸检测，插入位置分别为距离烟丝端长度1mm、3mm、6mm、7mm、9mm、11mm、12mm、13mm、15mm、18mm、19mm、20mm、22mm、24mm处，在每个位置处的插入深度分别为1mm、2mm、3mm、4mm，按照gb/t16450-2004规定的条件参数进行抽吸，启动压力测定系统记录数据，对这些位置和深度处的压降分别测定，抽吸持续时间2s内采集到的所有数据的平均值定义为滤嘴材料该位置该深度内部的平均压降。以滤嘴长度为横坐标，滤嘴轴向上不同位置和深度处的压降数据为纵坐标，作出滤嘴材料内部的压降分布图，如图3所示。
计算56支滤嘴材料中在同一位置不同深度处的压降变异系数，共得到14个变异系数值，然后计算56支滤嘴材料中同一深度不同位置处的压降变异系数，共得到4个变异系数值，最后计算18个变异系数的平均值，经过计算，最终得到的变异系数为8.78％。相对于实施例1中的滤嘴材料，该滤嘴材料内部压降的变异系数稍大，表明该滤嘴材料内部较实施例1中的滤嘴材料均匀性差一些，这可能与该滤嘴含有爆珠材料有关。滤嘴材料均匀性的评价结果可以为滤嘴加工企业在以后的爆珠滤嘴的质量控制方面提供数据支撑。
实施例三
与实施例一不同之处在于，本实施例中，管状压力探头为中空玻璃管，长度为80mm，内径为0.9mm，外径为1.0mm；管状接头的内径为0.8mm，长度为40mm；压力测定系统的响应频率为2khz、量程为-6kpa，数据采集频率50hz。
采用上述装置进行测量和评定，过程如下：
取某品牌卷烟的镂空二元复合滤嘴的卷烟44支，并将管状压力探头依次插入每根卷烟的过滤嘴中进行抽吸检测，插入位置分别为距离烟丝端长度1mm、3mm、5mm、7mm、9mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm处，在每个位置处的插入深度分别为1mm、2mm、3mm、4mm，按照gb/t16450-2004规定的条件参数进行抽吸，启动压力测定系统5记录数据，对这些位置和深度处的压降分别测定，抽吸持续时间2s内采集到的所有数据的平均值定义为滤嘴材料该位置该深度内部的平均压降。以滤嘴长度为横坐标，滤嘴轴向上不同位置和深度处的压降数据为纵坐标，作出滤嘴材料内部的压降分布图，如图4所示。
计算44支滤嘴材料中在同一位置不同深度处的压降变异系数，共得到11个变异系数值，然后计算44支滤嘴材料中同一深度不同位置处的压降变异系数，共得到4个变异系数值，最后计算15个变异系数的平均值，经过计算，最终得到的变异系数为13.27％。相对于实施例1中的滤嘴材料，该滤嘴材料内部压降的变异系数较大，表明该滤嘴材料内部的均匀性较大。镂空复合滤嘴材料对滤嘴加工过程要求较高，固化剂施加量、纤维丝束总旦、单旦等参数直接影响滤嘴的强度和均匀性，本发明的评价结果可为卷烟工业企业提供参考，在使用镂空复合滤嘴材料时，综合考虑滤嘴材料内部均匀性，应更加注意滤嘴材料与其他卷烟辅材、主材的匹配性，以保证卷烟感官质量的稳定性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。