一种烟丝支撑强度检测方法及烟丝支撑强度检测仪与流程

本发明涉及烟草物理质量检测技术领域，尤其涉及一种烟丝支撑强度检测方法及烟丝支撑强度检测仪。

背景技术：

目前，当前评价烟丝物理质量的指标主要有含水率、填充值、结构，通过这些指标的评价，很好地指导了卷烟的加工生产。但生产实际过程中，我们发现以上各项物理指标大致相同的烟丝，有些批次卷制过程中停机率低，剔除空头量少，很好用；而另一些批次卷制过程中停机率高，剔除空头量大，不好用；同时在烟支的运输过程中，有些烟支容易受力变形，而有些烟支形状稳定，这是因为烟丝的支撑强度不同。烟草行业中仅仅有烟叶柔软度检测方法，用烟叶柔软度来评测烟丝的支撑强度，这是不够全面的。首先烟叶支撑强度的检测方法多采用纤维、皮革和纸等需检测支撑强度的物料的支撑强度测定方法，多采用“挠度”、“共振频率”和“同等弯曲压力大小”等方法检测其支撑强度，检测和计算比较麻烦，且烟叶的弹性不代表烟丝柔软度，而烟丝长短不一、宽度不一，单根烟丝体积小，也很难制作具有代表性的标准的单根烟丝，烟丝的柔软度难以测量；其次烟丝柔软度是指烟丝发生形变的能力，而烟支空头、易变形与烟丝的支撑强度关系更为密切。因此，亟需一种测定烟丝支撑强度的方法及装置，较为全面的反应烟丝的支撑能力。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种烟丝支撑强度检测方法及烟丝支撑强度检测仪，操作简单，且适用于烟丝支撑强度检测。

本发明采用的技术方案为：

一种烟丝支撑强度检测方法，包括以下步骤：

步骤一：接通烟丝支撑强度检测仪电源，校准并校零；

步骤二：设定烟丝支撑强度检测仪的参数：设定烟丝压制机构的摊平时间为t1，摊平压力为f1，设定烟丝压制机构的施压时间为t2，施压压力为f2；

步骤三：称取质量为m的样品烟丝，并将样品烟丝以自然堆积的方法置于测量筒中，且样品烟丝上端面摊平，将测量筒置于测量位置；

步骤四：进行烟丝压制并获取测试参数：检测仪控制系统控制烟丝压制机构向下以摊平压力f1施压t1时长，进行一次施压，烟丝压制机构驱动压制头向下移动，将测量筒中的样品烟丝进一步摊平，一次施压结束时刻，烟丝高度测量机构测量得到样品烟丝的一次受压高度h0；检测仪控制系统控制烟丝压制机构向下以施压压力f2施压t2时长，进行二次施压，烟丝压制机构驱动压制头向下移动，压制结束时刻测量筒中的样品烟丝被压制，烟丝高度测量机构测量得到样品烟丝的二次受压高度h1；

步骤五：获得样品烟丝支撑强度:样品烟丝的烟丝支撑强度q计算按照公式(1)进行计算，结果精确到0.01；

烟丝支撑强度q越大，则说明烟丝支撑强度越高；烟丝支撑强度q越小，则说明烟丝支撑强度越低。

所述的烟丝支撑强度检测方法，所述的重复步骤1至步骤4操作，共测定n次，得到n个一次受压高度h1，n个二次受压高度h2，分别取n个一次受压高度h1的平均值和n个二次受压高度h2的平均值，并根据公式(1)得到样品烟丝的烟丝支撑强度q。

所述的摊平时间t1为5s-10s，摊平压力为f1为0.5n-1n。

一种用于所述烟丝支撑强度测量方法的烟丝支撑强度检测仪，包括底座、机身、测量筒、烟丝压制机构、用于获取测量筒中烟丝高度的烟丝高度测量机构和检测仪控制系统；所述的测量筒用于盛放样品烟丝；

所述的底座与机身固定连接；所述的烟丝压制机构包括与测量筒匹配的压制头、滑动轴和用于驱动滑动轴上下移动的驱动机构；所述的驱动机构与机身固定连接；所述的压制头与滑动轴下端面固定连接，所述滑动轴的上端面设置有配重砝码；测量筒位于压制头正下方；在检测仪控制系统的控制下，驱动机构驱动滑动轴上下移动。

所述的检测仪控制系统包括中央处理器、时钟模块和操作显示屏；所述的中央处理器与时钟模块相连接，所述的中央处理器与操作显示屏相连接，中央处理器与驱动机构电连接；所述的中央处理器根据时钟模块计时，操作显示屏向中央处理器输入设定参数并显示样品烟丝检测结果。

所述烟丝高度测量机构包括烟丝高度指示板、测距传感器、传感器安装件、指示板安装杆；所述的测距传感器的信号输出端与中央处理器的输入端相连接；

所述的烟丝高度指示板通过指示板安装杆与滑动轴固定连接，烟丝高度指示板的上端面与压制头的下端面平齐，在滑动轴的升降过程中，所述的烟丝高度指示板位于测量筒外侧；所述的测距传感器通过传感器安装件与机架固定连接，所述的测距传感器正对烟丝高度指示板。

所述的测量筒为圆柱筒，所述的压制头为圆柱体。

所述的底座上端面固定设置有用于固定测量筒的卡接筒，卡接筒为圆形，所述的测量筒插入所述的卡接筒中，测量筒的外壁与卡接筒内壁贴合。

所述的烟丝支撑强度检测仪还包括打印机，所述的打印机连接中央处理器的打印输出端。

本发明根据丝状物料支撑强度不同时，受压体积变化不同的原理，以轻微的摊平压力向测量筒中的样品烟丝进行短时间的一次施压，蓬松度高的烟丝在一次施压过程中高度变化相对较大，保证相同质量的样品烟丝的一次施压高度更为接近，使得不同品类的样品烟丝的高度差在误差允许范围内，从而提升烟丝支撑度测定的精确度；再以恒定的施压压力f2将测量筒中的烟丝向下压制施压时间t2,结束时刻，不同支撑强度的烟丝被压制后高度变化不同，利用初一次受压高度h0与一次受压高度h0和二次受压高度h1之间高度差的比值表征样品烟丝的支撑强度q，表征样品烟丝的整体支撑强度，从而更加准确、真实的反映烟丝支撑强度，评测方法操作简单，受人为因素影响小，更加准确，技术人员根据支撑强度q对烟丝质量进行评估，有利于提升卷烟产品质量。

本发明所述的烟丝支撑强度检测仪，通过设置测量筒及烟丝压制机构，并通过检测仪控制系统控制烟丝压制机构以恒定压力对样品烟丝进行一次施压和二次施压，在施压过程中即时得到一次受压高度h0和二次受压高度h1，从而精确得到烟丝支撑强度数据，操作简便，测量精度高；通过配重砝码，调节烟丝压制机构压制样品烟丝时的压力，从而获取不同压力时同一种样品烟丝的烟丝支撑强度q，有利于更加全面的评测烟丝质量，为烟丝的质量提升和评价工作提供技术支持。

进一步的，设置烟丝高度指示板辅助测量样品烟丝的高度，将测距传感器设置于烟丝高度指示板的正上方，且在压制过程中始终位于测量筒外部，既不影响压制头正常工作，又能测量测距传感器与烟丝高度指示板的垂直距离，测量出并将信号传输至中央处理器中，中央处理器处理、计算得到测量筒中的样品烟丝的一次受压高度和二次受压高度，避免了烟丝柔软度的测定被烟丝弹性所影响，测量结果更加精确。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明所述烟丝支撑强度检测仪的正视结构示意图；

图3为本发明所述烟丝支撑强度检测仪的右视结构示意图

图4为本发明所述烟丝支撑强度检测仪的电路原理图；

1、底座；2、机身；3、打印机；4、操作显示屏；5、滑动轴；6、压制头；7、测量筒；8、配重砝码；9、驱动机构；10、烟丝高度指示板；11、测距传感器；12、传感器安装件；13、指示板安装杆。

具体实施方式

如图1所示：本发明所述的烟丝支撑强度检测方法，包括以下步骤：

步骤一：接通烟丝支撑强度检测仪电源，校准并校零；

步骤二：设定烟丝支撑强度检测仪的参数：设定烟丝压制机构的摊平时间为t1，摊平压力为f1，设定烟丝压制机构的施压时间为t2，施压压力为f2；

步骤三：称取质量为m的样品烟丝，并将样品烟丝以自然堆积的方法置于测量筒7中，且样品烟丝上端面摊平，将测量筒7置于测量位置；

步骤四：进行烟丝压制并获取测试参数：检测仪控制系统控制烟丝压制机构向下以摊平压力f1施压t1时长，进行一次施压，烟丝压制机构驱动压制头6向下移动，将测量筒7中的样品烟丝进一步摊平，一次施压结束时刻，烟丝高度测量机构测量得到样品烟丝的一次受压高度h0；检测仪控制系统控制烟丝压制机构向下以施压压力f2施压t2时长，进行二次施压，烟丝压制机构驱动压制头6向下移动，压制结束时刻测量筒7中的样品烟丝被压制，烟丝高度测量机构测量得到样品烟丝的二次受压高度h1；

步骤五：获得样品烟丝支撑强度:样品烟丝的烟丝支撑强度q计算按照公式(1)进行计算，结果精确到0.01；

烟丝支撑强度q越大，则说明烟丝支撑强度越高；烟丝支撑强度q越小，则说明烟丝支撑强度越低。

优选的，重复步骤1至步骤4操作，共测定n次，得到n个一次受压高度h1，n个二次受压高度h2，分别取n个一次受压高度h1的平均值和n个二次受压高度h2的平均值，并根据公式(1)得到样品烟丝的烟丝支撑强度q，进一步提升了烟丝支撑强度q的测试精度。本实施例中，所述的摊平时间t1为5s-10s，摊平压力为f1为0.5n-1n。所述的施压时间t2为30s-40s，施压压力f2为45n-55n.

本发明中样品烟丝的质量恒定，由于烟丝本身的具有蓬松的特性，在放入测量筒7中后，即使质量恒定，测量筒7中的烟丝高度也不尽相同，本发明以轻微的摊平压力向测量筒7中的样品烟丝进行短时间的一次施压，蓬松度高的烟丝在一次施压过程中高度变化相对较大，蓬松度低的烟丝在一次施压过程中高度变化相对较小，从而将样品烟丝再次摊平，保证相同质量的样品烟丝的一次施压高度更为接近，使得不同品类的样品烟丝的高度差在误差允许范围内，从而提升烟丝支撑度测定的精确度；本发明以恒定的施压压力f2将测量筒7中的烟丝向下压制施压时间t2,结束时刻，不同支撑强度的烟丝被压制后高度变化不同，利用初一次受压高度h0与一次受压高度h0和二次受压高度h1之间高度差的比值表征样品烟丝的支撑强度q，表征样品烟丝的整体支撑强度，从而更加准确、真实的反映烟丝支撑强度，评测方法操作简单，受人为因素影响小，更加准确，技术人员根据支撑强度q对烟丝质量进行评估，有利于提升卷烟产品质量。

如图2和图3所示，所述烟丝支撑强度测量方法的烟丝支撑强度检测仪，包括底座1、机身2、测量筒7、烟丝压制机构、用于获取测量筒7中烟丝高度的烟丝高度测量机构和检测仪控制系统；所述的测量筒7用于盛放样品烟丝；

所述的底座1与机身2固定连接；所述的烟丝压制机构包括与测量筒7匹配的压制头6、滑动轴5和用于驱动滑动轴5上下移动的驱动机构9；所述的驱动机构9与机身2固定连接；所述的压制头6与滑动轴5下端面固定连接，所述滑动轴5的上端面设置有配重砝码8；测量筒7位于压制头6正下方；在检测仪控制系统的控制下，驱动机构9驱动滑动轴5上下移动。通过配重砝码8，调节烟丝压制机构压制样品烟丝时的压力，从而实现一次施压和二次施压，也便于实现不同施压压力时同一种样品烟丝的烟丝支撑强度q，有利于更加全面的评测烟丝质量。

所述的检测仪控制系统包括中央处理器、时钟模块和操作显示屏4；所述的中央处理器与时钟模块相连接，所述的中央处理器与操作显示屏4相连接，中央处理器与驱动机构9电连接；所述的中央处理器根据时钟模块计时，操作显示屏4向中央处理器输入设定参数并显示样品烟丝检测结果。

操作显示屏4采用触摸屏。触摸屏能够方便的实现信号、数据输入和显示的功能，价格合适，性能优越，操作方便。

所述的测量筒7为圆柱筒；所述的压制头6为圆柱体，测量头表面和测量筒7内壁光滑洁净。

压制头66的直径为(65.0±0.1)mm；测量筒77内径为(70.0±0.1)mm，测量筒77高度不低于150mm。

所述的烟丝支撑强度检测仪中，烟丝高度测量机构包括烟丝高度指示板10、测距传感器11、传感器安装件12、指示板安装杆13；所述的测距传感器11的信号输出端与中央处理器的输入端相连接；

所述的烟丝高度指示板10通过指示板安装杆13与滑动轴5固定连接，烟丝高度指示板10的上端面与压制头6的下端面平齐，在滑动轴5的升降过程中，所述的烟丝高度指示板10位于测量筒7外侧；所述的测距传感器11通过传感器安装件12与机架固定连接，所述的测距传感器11正对烟丝高度指示板10。

测距传感器11可采用红外测距传感器11或激光测距传感器11。

由于被压制头6压制过程中需测量一次受压高度h0和二次受压高度h1，也为了防止压制头6复位后样品烟丝回弹，因烟丝弹性而影响对烟丝支撑强度的测定，因此，设置烟丝高度指示板10，烟丝高度指示板10上端面与压制头6下端面平齐，因此，烟丝高度指示板10的上端面与样品烟丝的高度平齐。

将测距传感器11设置于烟丝高度指示板10的正上方，且在压制过程中始终位于测量筒7外部，既不影响压制头6正常工作，又能测量测距传感器11与烟丝高度指示板10的垂直距离，测量出并将信号传输至中央处理器中，中央处理器处理、计算得到测量筒7中的样品烟丝一次受压高度h0和二次受压高度h1，方便快捷，也避免了烟丝支撑强度的测定被烟丝弹性所影响，测量结果更加精确。

本发明所述测量仪的工作过程如下：本实施例中，取质量为m的待测样品烟丝，将样品烟丝放入测量筒7中。检测仪控制系统控制驱动机构9驱动压制头6向下移动，对测量筒7中的烟丝试样以恒定的摊平压力f1施压t1时长，f1为(0.98±0.10)n，t1为(10.0±0.5)s进行一次施压。一次施压结束时刻，对测量筒7中的烟丝试样以施压压力f2施压t2时长，f2为(50±0.10)n，t2为(35±0.5)s，进行二次施压。

中央处理器根据时钟模块输出的脉冲信号计时，控制驱动机构9启动，摊平时长t1结束时刻，通过测距传感器11测量与烟丝高度指示板10之间的距离，从而得到样品烟丝一次受压高度h0，施压时长t2结束时刻，通过测距传感器11测量与烟丝高度指示板10之间的距离，从而得到样品烟丝二次受压高度h1，利用公式(1)，即可得到烟丝支撑强度q。

本发明所述的烟丝支撑强度检测仪，通过设置测量筒7及烟丝压制机构，并通过检测仪控制系统控制烟丝压制机构以恒定压力对样品烟丝进行一次施压和二次施压，在施压过程中即时得到一次受压高度h0和二次受压高度h1，从而精确得到烟丝支撑强度数据，操作简便，测量精度高；通过配重砝码8，调节烟丝压制机构压制样品烟丝时的压力，从而获取不同压力时同一种样品烟丝的烟丝支撑强度q，有利于更加全面的评测烟丝质量，为烟丝的质量提升和评价工作提供技术支持。

所述的烟丝支撑强度检测仪所述的底座1上端面固定设置有用于固定测量筒7的卡接筒，卡接筒为圆形，所述的测量筒7插入所述的卡接筒中，测量筒7的外壁与卡接筒内壁贴合。

所述卡接筒的设置，实现了测量筒7的快速固定，提升了检测效率，避免在压制过程中测量筒7移位，提升了检测精度。

所述的烟丝支撑强度检测仪还包括打印机3，所述的打印机3连接中央处理器的打印输出端。打印机3的设置，便于直接打印检测结果，避免抄写过程中数据出错，省却数据转移的过程，提升了烟丝支撑强度检测工作的效率。