一种用于烟草水分快速检测方法与流程

本发明涉及一种烟草水分检测方法，尤其涉及一种操作方便、检测效率高的一种用于烟草水分快速检测方法。

背景技术：

在烟草的初加工、卷烟制丝加工和烟叶及其制品存储保管等一系列环节中，烟草需要有不同的含水率与之相适应，才能达到加工的目的，保证加工质量。在加工过程中烟草中水分含量的多少，不仅直接影响其弹性、韧性、填充性和燃烧性等物理特征，而且还直接影响其颜色、香气、吸味等外观和内在质量，同时也影响烟草内部的生物化学变化，如各种酶的活动、内含物质的分解转化等。因此，在卷烟生产的各个环节中，必须严格检测并控制烟草水分含量以保证其加工质量。

样品水分常用的检测方法有很多种，常用的有烘箱法、卡尔费休滴定法、气相色谱法、红外法、微波法等。卡尔费休滴定法作为经典的水分定量方法，能够准确测定样品真实的水分含量，但是对于卷烟工业企业日常大量检测样品的批量检测效率不高；气相色谱法适合对批量样品进行水分含量的测定(如烟气水分测定)，但检测时间特别是前处理时间长；卡尔费休滴定法和气相色谱法两种方法对操作人员、仪器设备以及检测试剂的要求比较高，检测费用比较昂贵。红外法、微波法虽然检测速度快，但检测结果易受物料的颜色、温度以及外界环境的影响，检测数据偏差大；微波法测量数量有限，属于采样性质，测量曲线随温度变化波动较大，并在实际使用中还易受到电磁干扰，这些都难以克服。

目前，国内烟草行业主要采用烘箱法(gb/t22838.8-2009)对烟草及其烟草制品水分进行检测。烘箱法检测烟草及烟草制品的水分方法的原理是将烟草研磨成一定粒度的烟末，在一定条件下烘干样品，由烘干前后质量差求出试样的水分含量。烘箱法以其操作简单、实用的特点，已被烟草行业广泛采用。但是烘箱法测定烟草水分需要在100±2℃下烘干2h，检测时间长，效率低，样品烘干前后的质量需要人工检测，工作量大，检测结果受人为因素影响比较大。因此，行业需要一种操作方便、检测效率高的烟草水分检测方法。

技术实现要素：

本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供了一种用于烟草水分快速检测方法，该方法操作方便、检测效率高，能够在一定温度、风速条件下实现烟草样品水分的快速烘干，并通过分析样品烘干前后质量变化情况，从而得出烟草样品的含水率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的一种用于烟草水分快速检测方法，包括：样品的快速烘干步骤、样品烘干后高温状态下的称重步骤；所述快速烘干步骤通过快速烘干单元实现，所述样品烘干后高温状态下的称重步骤由高温称重单元实现；所述高温称重单元位于快速烘干单元下方；所述数据采集控制单元用于控制功能模块的正常运行及数据的采集记录。

所述快速烘干步骤通过快速烘干单元实现，所述快速烘干单元包括：烘干室、加热器、风扇、温控仪、继电器以及烘干室温度传感器；风扇位于烘干室左侧，加热器位于风扇右侧，烘干室温度传感器位于样品盒附近；所述加热器用于加热烘干室内空气，烘干室内空气温度由烘干室温度传感器检测，由温控仪读取与设定值比较后通过继电器控制加热器的通断来保证烘干室内温度的稳定性，并由风扇保证烘干室内温度的均匀性；该方法利用提高检测温度，加快烘干室内的风速等技术实现了烟草样品的快速烘干。

所述样品烘干后高温状态下的称重步骤由高温称重单元实现，所述高温称重单元包括：称重传感器保护室、内部称重传感器、内部称重支杆，外部称重传感器、外部称重支杆以及内称重托盘、外称重托盘、样品盒；所述样品盒位于内称重托盘上，内称重托盘与内部称重传感器通过内部称重支杆相连；所述内部称重支杆采用绝热材料制成；所述内部称重传感器位于称重传感器保护室内，保护内部称重传感器不受外部气流干扰，同时，在称重传感器保护室上设有保护气路，保证内部称重传感器在正常工作温度；保护气路包括：干气瓶和节流阀，利用节流阀调节控制一定流速的保护气进入称重传感器保护室；高温状态下的称重技术及单元工作过程如下：步骤1、在烘干室已达到设定温度的情况下，利用外部称重传感器、外部称重支杆以及外称重托盘完成样品盒质量以及样品初始质量的检测；步骤2、在控制界面上设定一定时间；步骤3、将样品盒连带样品放在内称重托盘上，样品进行自动烘干；步骤4、烘干完成后，内部称重传感器检测烘干后样品质量；步骤5、控制系统自动完成样品含水率的计算；重复以上步骤2-5，实现烟草样品含水率的快速地检测；该方法利用绝热材料、密封技术以及保护气技术等实现了样品烘干后高温状态下的称重技术。

所述数据采集控制单元包括：数据采集控制器、工控机、数据采集分析和控制软件；工控机、控制软件通过数据采集控制器与温控仪、风扇等连接，控制装置的温度、风扇转速等；数据采集分析软件用于记录样品盒以及样品烘干前、后的质量，并自动计算样品的水分含量。

本发明的工作过程：

(1)在烘干室已达到设定温度的情况下，利用外部称重传感器、外部称重支杆以及外称重托盘完成样品盒质量以及样品初始质量的检测；

(2)在控制界面上设定时间；

(3)将样品盒连带样品放在内称重托盘上，样品进行自动烘干；

(4)烘干完成后，内部称重传感器自动检测烘干后样品质量；

(5)数据采集分析软件自动完成样品含水率的计算。

本发明具有如下优点：

(1)烘干室内置风扇保证其内部温度的均匀一致性；

(2)利用提高检测温度，加快风速等技术实现了烟草样品的快速烘干，大大地提高了样品的烘干效率，25分钟左右即可实现样品的烘干；

(3)内部称重传感器与内称重托盘之间设有托盘支杆使之分离，托盘支杆用绝热材料制成，保护烘干室的高温不会传递给称重传感器；同时设有称重传感器保护气路，保证了高温测试时不会影响称重传感器的稳定性，保护称重传感器；

(4)通过温控仪实时控制装置的温度参数，试验参数设定方便，并能自动保存实验数据，实现样品含水率的自动计算。

附图说明

图1是本发明方法利用的烟草水分快速检测装置结构图；

图中：1.数据采集控制器；2.工控机；3.干气瓶；4.节流阀；5.称重传感器保护室；6.内部称重传感器；7.外部称重传感器；8.外部称重支杆；9.外称重托盘；10.内部称重支杆；11.内称重托盘；12.样品盒；13.烘干室；14.加热器；15.风扇；16.烘干室温度传感器；17.温控仪；18.继电器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。同时在测试方法的原理基础上，可以增加若干个同样的测试技术及单元，进一步提高本方法的测试效率，增加必要的自动化的结构，提高测量的自动化程度，都属于本发明的保护范围。

以下结合图1对本发明结构及连接关系进行描述：

如图1所示，本发明的用于烟草水分快速检测方法包括：样品的快速烘干步骤、样品烘干后的高温状态下的称重步骤；所述快速烘干步骤通过快速烘干单元实现，所述样品烘干后的高温状态下的称重步骤由高温称重单元实现；所述高温称重单元的称重单元位于快速烘干单元下方；所述数据采集控制单元用于控制功能模块的正常运行及数据的采集记录。

所述快速烘干单元包括：烘干室13、加热器14、风扇15、温控仪17、继电器18以及烘干室温度传感器16；所述风扇15位于烘干室13左侧，加热器14位于风扇15右侧，烘干室温度传感器16位于样品盒12附近；所述加热器14用于加热烘干室13内空气，烘干室13内空气温度由烘干室温度传感器检测16，由温控仪17读取与设定值比较后通过继电器18控制加热器14的通断来保证烘干室13内温度的稳定性，并由风扇15保证烘干室13内温度的均匀性；本发明利用提高检测温度，加快烘干室13内的风速等技术实现了烟草样品的快速烘干。

所述高温称重单元包括：称重传感器保护室5、内部称重传感器6、内部称重支杆10，外部称重传感器7、外部称重支杆8以及内称重托盘11、外称重托盘9、样品盒12；所述样品盒12位于内称重托盘11上，内称重托盘11与内部称重传感器6通过内部称重支杆10相连；所述内部称重支杆10采用绝热材料制成；所述内部称重传感器6位于称重传感器保护室5内，保护内部称重传感器6不受外部气流干扰，同时，在称重传感器保护室5上设有保护气路，保证内部称重传感器6在正常工作温度；保护气路包括：干气瓶3和节流阀4，利用节流阀4调节控制一定流速的保护气进入称重传感器保护室5，从而确保烘干室13内的热空气无法进入称重传感器保护室5内，使内部称重传感器6维持在合理工作温度内工作；高温状态下的称重技术及单元工作过程如下：步骤1、在烘干室13已达到设定温度的情况下，利用外部称重传感器7、外部称重支杆8以及外称重托盘9完成样品盒12质量以及样品初始质量的检测；步骤2、在控制界面上设定一定时间；步骤3、将样品盒12连带样品放在内称重托盘11上，样品进行自动烘干；步骤4、烘干完成后，内部称重传感器6检测烘干后样品质量；步骤5、控制系统自动完成样品含水率的计算，重复以上步骤2-5，实现烟草样品含水率的快速地检测；本发明利用绝热材料、密封技术以及保护气技术等实现了样品烘干后高温状态下的称重技术。

所述数据采集控制单元包括：数据采集控制器1、工控机2、数据采集分析和控制软件；工控机2、控制软件通过数据采集控制器1与温控仪17、风扇15等连接，控制装置的温度、风扇转速等；数据采集分析软件用于记录样品盒12以及样品烘干前、后的质量，并自动计算样品的水分含量。

本发明检测过程如下：

打开装置进行自检，完成后，通过工控机2在数据采集分析和控制软件界面上设定加热器14的温度，设定风扇15转速；设置完成后加热器14会自动运行，在温控仪17、继电器18的控制下烘干室13内的温度稳定在设定值。此时将样品盒12放在外称重托盘9上，通过外部称重支杆8作用在外部称重传感器7上，从而检测出样品盒12质量，并由数据采集分析和控制软件自动保存；将样品放入样品盒12内，并再次放在外称重托盘9上，通过外部称重传感器7测量出总质量，数据采集分析和控制软件自动计算并保存样品初始质量；将装有样品的样品盒12放入烘干室13的内称重托盘11上，数据采集分析和控制软件自动记录放入时间；同时操作人员在软件界面上设置烘干时间。到预定烘干时间后，数据采集分析和控制软件通过数据采集控制器1、内部称重传感器6完成烘干后样品总质量的，并自动完成样品烘干后的质量以及样品含水率的计算、记录、保存。

表1

表2

为了验证本发明的实用性，分别抽取10份样品采用标准烘箱法以及本发明进行了烟草样品的水分测试，其检测结果分别如表1、表2所示：标准烘箱法检测的样品含水率波动范围为10.9～11.3％，平均值为11.1％；本发明检测的样品含水率波动范围为10.9～11.2％，平均值为11.1％。由上面检测结果可以发现，本发明与标准烘箱法的检测结果平均值相同，但本发明检测结果的波动范围优于标准烘箱法，总之，本发明检测方便快捷，25分钟即可完成样品的检测，检测结果准确、稳定可靠。