[發明專利]一種測試新型卷煙發熱片疲勞性能的裝置及方法

有效

• 申請號: 201910225404.3
• 申請日: 2019-03-25
• 公開（公告）號: CN110044744B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 陳焰;王方;孫玲;涂志波;陳瑤;徐曉瑜
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01N3/38
• 分類號: G01N3/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種測試新型卷煙發熱片疲勞性能的裝置，其特征在于：包括控制組件、運動組件和測試組件；

所述控制組件為單片機(2)，單片機(2)上安裝有檢測LED(8)；

所述運動組件包括底座(3)、開關二極管(13)、導軌(4)、直導體(5)、直流電源(1)和絕緣滑塊(7)，兩根導軌(4)平行固定在底座(3)上，直導體(5)固定在兩根導軌(4)之間且可沿導軌(4)前后滑動，直導體(5)上固定有絕緣滑塊(7)，發熱片(6)固定在絕緣滑塊(7)上，直流電源(1)的正負極分別通過導線與兩根導軌(4)的一端相連，一側導線上連有開關二極管(13)，另一側導線上連有電流表(12)，開關二極管(13)與單片機(2)相連；

所述測試組件包括測試盒(9)、光敏二極管(15)、發光LED(14)、檢測LED(8)、彈簧(17)、壓變電阻(18)、電流表(12)、空心圓柱體(11)和煙管(16)，所述測試盒(9)固定在底座(3)上且位于兩根導軌(4)之間，測試盒(9)與發熱片(6)正對位置上開設有小孔(10)，發熱片(6)可通過小孔(10)，測試盒(9)與小孔(10)相對的側面內壁上固定有壓變電阻(18)，壓變電阻(18)通過彈簧(17)與煙管(16)一端相連，煙管(16)另一端面開設有與發熱片(6)尺寸相配合的插孔，且插孔正對小孔(10)，煙管(16)內部放置煙草，壓變電阻(18)的兩端分別與兩根導軌(4)的另一端相連，壓變電阻(18)還和單片機(2)相連；

其中空心圓柱體(11)位于測試盒(9)正上方并且與其連通，空心圓柱體(11)內部固定有光敏二極管(15)，其受光部件方向朝下，光敏二極管(15)正對測試盒(9)底部的發光LED(14)，光敏二極管(15)和發光LED(14)分別與單片機(2)相連。

2.根據權利要求1所述的測試新型卷煙發熱片疲勞性能的裝置，其特征在于：所述空心圓柱體(11)的底面積不大于發熱片(6)的上表面積。

3.利用如權利要求1所述 的裝置測試新型卷煙發熱片疲勞性能的方法，其特征在于，具體步驟如下：

通過測試壓變電阻(18)受力時阻值變化計算得出發熱片(6)與煙管(16)之間的接觸力，通過光敏二極管(15)、發光LED(14)、檢測LED(8)和單片機(2)所組成的測量回路來測量發熱片(6)的斷裂次數，統計發熱片(6)在已知接觸力下的斷裂次數，繪制發熱片(6)的S-N曲線，進而得出其疲勞性能；

具體過程為：當發熱片(6)未進入測試盒(9)時，光敏二極管(15)受到底部發光LED(14)發出的光而產生反向電流從而導通測量回路，使檢測LED(8)發亮，此時壓變電阻(18)未受壓力其阻值不變，單片機(2)控制開關二極管(13)打開，直導體(5)受電磁力向測試盒(9)的方向做加速運動，帶動絕緣滑塊(7)上的發熱片(6)通過小孔(10)插入煙管(16)，發熱片(6)壓迫與煙管(16)背部連接的彈簧(17)收縮，將壓力傳遞至壓變電阻(18)，壓變電阻(18)阻值變化，電流表(12)顯示值變化，單片機(2)控制開關二極管(13)斷開，同時發熱片(6)進入測試盒(9)時，阻擋發光LED(14)發出的光，光敏二極管(15)無法接收光而斷開測量回路，檢測LED(8)熄滅，此時由單片機(2)記錄電流表(12)的變化值和檢測LED(8)的亮滅狀態，即第一次測試完成；

當完成一次測試時，彈簧(20)將發熱片(6)彈出測試盒(9)，同時壓變電阻(18)阻值開始復原，當壓變電阻(18)所受壓力消失時，也即阻值完全復原時，通過單片機(2)控制開關二極管(13)重新接通，來實現往返運動，當檢測LED(8)在某次測試中不出現熄滅現象時，由單片機(2)控制開關二極管(13)斷開，完成測試。

4.根據權利要求3所述的測試新型卷煙發熱片疲勞性能的方法，其特征在于，所述發熱片(6)與煙管(16)之間的接觸力為F，F＝-KΔL，其中K為彈簧的彈性系數，ΔL由公式計算得出，L為壓變電阻(18)的電阻絲長度，T代表電阻絲的靈敏系數，ΔR通過電流表(12)顯示值的變化ΔI得出，R為壓片電阻(18)的原始電阻，p為電阻絲電阻系數，A為電阻絲橫截面積。