[發明專利]一種煙草制品煙霧濃度測量裝置及方法

在審

• 申請號: 201810049568.0
• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號: CN108254299A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 韓敬美;鄭緒東;湯建國;李志強;雷萍;尚善齋;王程婭;王汝;曾旭;袁大林;于濤
• 申請（專利權）人: 云南中煙工業有限責任公司
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06;A24C5/34
• 代理公司: 北京市領專知識產權代理有限公司 11590
• 代理人: 楊兵

1.一種煙草制品煙霧濃度測量裝置，其特征在于，包括：

測量腔體Ⅰ(9)和密封在其兩端的發送傳感器Ⅰ(11)和接收傳感器Ⅰ(13)；

測量腔體Ⅱ(10)和密封在其兩端的發送傳感器Ⅱ(12)和接收傳感器Ⅱ(14)。

2.根據權利要求1所述的煙草制品煙霧濃度測量裝置，其特征在于，所述測量腔體Ⅰ(9)的內壁中間位置內嵌有溫度傳感器Ⅰ(15)，腔體側壁設有進氣管Ⅰ(17)和出氣管Ⅰ(18)；所述所述測量腔體Ⅰ(9)呈圓柱狀，其體積不大于100mL。

3.根據權利要求1所述的煙草制品煙霧濃度測量裝置，其特征在于，所述測量腔體Ⅱ(10)的內壁中間位置內嵌有溫度傳感器Ⅱ(16)，腔體側壁設有進氣管Ⅱ(19)和出氣管Ⅱ(20)；所述測量腔體Ⅱ(10)呈圓柱狀，其體積不大于100mL。

4.根據權利要求1所述的煙草制品煙霧濃度測量裝置，其特征在于，所述發送傳感器Ⅰ(11)和發送傳感器Ⅱ(12)與發送電路(3)電性連接；所述發送電路(3)與可編程控制器(2)電性連接，所述可編程控制器(2)與開關電源(7)及PC機(1)電性連接。

5.根據權利要求1所述的煙草制品煙霧濃度測量裝置，其特征在于，所述接收傳感器Ⅰ(13)和接收電路Ⅰ(4)電性連接，所述接收電路Ⅰ(4)與可編程控制器(2)電性連接；所述接收傳感器Ⅱ(14)和接收電路Ⅱ(5)電性連接，所述接收電路Ⅱ(5)與所述可編程控制器(2)電性連接，所述可編程控制器(2)與所述開關電源(7)及所述PC機(1)電性連接。

6.根據權利要求3所述的煙草制品煙霧濃度測量裝置，其特征在于，所述進氣管Ⅱ(19)和抽煙夾具(8)連通連接；所述出氣管Ⅱ(20)和調速氣泵(6)連通連接；所述調速氣泵(6)與開關電源(7)電性連接。

7.一種所述根據權利要求1所述的煙草制品煙霧濃度測量裝置的測量方法，其特征在于，包括如下步驟：

(A)安裝測量裝置，可編程控制器(2)根據PC機(1)設定的抽吸時間將控制信號傳送至開關電源(7)控制調速氣泵(6)通斷電；

(B)編程控制器(2)根據PC機(1)設定的抽吸時間將控制信號傳送至開關電源(7)控制調速氣泵(6)空抽；調速氣泵(6)停頓工作間隔，可編程控制器(2)控制發送電路(3)產生驅動信號使得發送傳感器Ⅰ(11)和發送傳感器Ⅱ(12)同時產生超聲波信號，接收傳感器Ⅰ(13)和接收傳感器Ⅱ(14)分別接收到發送傳感器Ⅰ(11)和發送傳感器Ⅱ(12)的超聲波信號，經接收電路Ⅰ(4)和接收電路Ⅱ(5)將電壓信號傳送至可編程控制器(2)，經可編程控制器(2)處理分析超聲波信號產生時差為Δt₀；溫度傳感器Ⅱ(16)檢測測量腔體Ⅱ(10)空抽環境下的溫度T₀傳送至可編程控制器(2)；

(C)將標定煙草制品置于抽煙夾具(8)上；編程控制器(2)根據PC機(1)設定的抽吸時間將控制信號傳送至開關電源(7)控制調速氣泵(6)啟動抽吸；調速氣泵(6)停頓工作間隔，可編程控制器(2)控制發送電路(3)產生驅動信號使得發送傳感器Ⅰ(11)和發送傳感器Ⅱ(12)同時產生超聲波信號，接收傳感器Ⅰ(13)和接收傳感器Ⅱ(14)分別接收到發送傳感器Ⅰ(11)和發送傳感器Ⅱ(12)的超聲波信號，經接收電路Ⅰ(4)和接收電路Ⅱ(5)將電壓信號傳送至可編程控制器(2)，經可編程控制器(2)處理分析超聲波信號產生時差為Δt₁；溫度傳感器Ⅱ(16)檢測測量腔體Ⅱ(10)的溫度T₁傳送至可編程控制器(2)；

(D)將待測煙草制品置于抽煙夾具(8)上；調速氣泵(6)控制抽煙夾具(8)上煙草制品進行抽吸時，因氣壓差，煙草制品產生的煙霧進入測量腔體Ⅱ(10)；調速氣泵(6)停頓工作間隔，可編程控制器(2)控制發送電路(3)產生驅動信號使得發送傳感器Ⅰ(11)和發送傳感器Ⅱ(12)同時產生超聲波信號，測量腔體Ⅰ(9)和測量腔體Ⅱ(10)的介質不同，接收傳感器Ⅰ(13)和接收傳感器Ⅱ(14)分別接收到發送傳感器Ⅰ(11)和發送傳感器Ⅱ(12)同時產生超聲波信號產生時差Δt；

(E)待測煙草制品煙霧濃度的計算；根據計算出q_m即可以得到待測煙草制品煙霧濃度；其中，q_m為待測煙草制品煙霧濃度，q₁為測量腔體Ⅱ(10)中標定的煙霧濃度，Δt為測量腔體Ⅰ(9)和測量腔體Ⅱ(10)的時差，K₁為超聲波在空氣中的溫度系數，T為測量腔體Ⅰ(9)空氣環境的溫度，Δt₀為測量腔體Ⅱ(10)空抽環境下與測量腔體Ⅰ(9)的時差，T₀為測量腔體Ⅱ(10)空抽環境下的溫度，Δt₁為測量腔體Ⅱ(10)中標定的煙霧濃度下與測量腔體Ⅰ(9)的時差，T₁為測量腔體Ⅱ(10)中標定煙霧的溫度。