[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

本發明公開了一種測試新型卷煙發熱片疲勞性能的裝置及方法，屬于測試領域。本發明主要由運動組件、測試組件、控制組件組成。基于電磁力原理實現發熱片的運動及光電檢測相結合的方法，根據畢奧——薩伐爾定律和洛倫茲定律，通過帶電導體在磁場中的運動原理來使發熱片不斷地接觸測試裝置，通過光敏二極管的光照效應實現對發熱片斷裂的測量。本發明填補了發熱片疲勞性能測試領域的空白，為發熱片目前面臨的易斷裂、抗疲勞性能低等問題提供了有效的分析解決方案。

技術領域

本發明涉及一種新型卷煙發熱片疲勞性能測試裝置及方法，屬于測試領域。

背景技術

當下，隨著人們生活水平的提高，以及對健康生活的追求。傳統卷煙由于在使用過程中會產生大量有害氣體，其市場占有率逐年下降。據中國產業信息網2017年的數據顯示，2015-2017年傳統卷煙的銷量每年下降約4%，與此同時一種新型卷煙的市場占有率在逐年提升。新型卷煙通過電池給發熱片通電烘烤與之接觸的煙管里的煙草產生煙霧供人們抽吸，由于烘烤過程只加熱不燃燒，所以產生的有害物質與傳統卷煙相比降低近90%。

然而在實際使用中，新型卷煙存在以下問題。一是新型卷煙在使用過程中，發熱片會出現斷裂現象。二是經過一段時間的使用后，新型卷煙產生的煙霧質量明顯下降。經過查閱相關資料，發現主要問題與發熱片材料的疲勞性能有關。已知零件的疲勞壽命與零件的應力、應變水平有關，它們之間的關系可以用應力一壽命曲線（σ-N曲線）和應變一壽命曲線（δ－Ν曲線）表示。應力一壽命曲線和應變一壽命曲線，統稱為S-N曲線。根據試驗可得其數學表達式：σ*m*N=C， N應力循環數；m、C為材料常數。

在疲勞試驗中，實際零件尺寸和表面狀態與試樣有差異，常存在由圓角、鍵槽等引起的應力集中，所以，在使用時必須引入應力集中系數K、尺寸系數ε和表面系數β。在航空發動機、工業軸承等領域有大量關于材料疲勞性能的研究，但少有對新型卷煙發熱片材料的疲勞性能的研究。發熱片疲勞性能可被視為發熱片在有限次抽插中而不會斷裂的最大應力，也可稱為發熱片疲勞極限。目前發熱片受生產批次、材料、形狀、制作工藝等影響，沒有一種統一的測試疲勞性能的方法及疲勞性能標準。

于是設計一種測試新型卷煙發熱片疲勞性能測試裝置及方法，對不同材料、不同制作工藝的發熱片進行疲勞性能測試，繪制發熱片的S-N曲線，得出其疲勞性能，并對不同批次發熱片進行對比，可為發熱片零件壽命研究提供數據。并且所得測試數據可以經過分析統計，進而有利于統一發熱片疲勞性能標準。

發明內容

本發明的目的在于提供一種操作簡便、能較準確測試新型卷煙發熱片疲勞度的裝置及方法。

本發明通過以下技術措施實現，一種測試新型卷煙發熱片疲勞度的裝置，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LED8；

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LED14、檢測LED8、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；