專利名稱：一種卷煙自由燃燒速度測定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種檢測儀器，特別涉及一種巻煙自由燃燒速度的測定儀器。
背景技術(shù)：
巻煙自由燃燒速度是指巻煙在無抽吸情況下，巻煙燃燒區(qū)的前沿，沿著巻煙 軸向方向向前推進的平均燃燒速度，其速度以毫米/分表示。目前我國煙草行業(yè) 對巻煙燃燒性的測定，主要使用巻煙燃燒性檢測器、英國的燃燒速度測定儀以 及部分國內(nèi)研發(fā)的陰燃儀。
英國的巻煙燃燒速度測定儀使用電磁計數(shù)器計時，只有一個點火器，測量時 由測量人員逐個將巻煙點燃，使用不方便，且必須經(jīng)人工抄寫、計算才能得出 巻煙的燃燒速度。
國產(chǎn)的陰燃儀在技術(shù)上比以上兩種較為先進，它包括點火裝置、燃燒插頭、 微動開關(guān)、光電耦合電路和單片機系統(tǒng)、點火裝置將燃燒插頭上的巻煙點燃， 從燃燒插頭上探測到巻煙燃燒微動開關(guān)的起止信號，經(jīng)光電耦合電路把信號傳 給單片機，然后進行計時、計算，判斷熄滅巻煙，顯示和打印出測量與處理結(jié) 果。該陰燃儀有以下幾點不足之處儀器本身體積過大，重量過重，需要燒斷 棉線啟動微動開關(guān)，纏繞棉線費時又麻煩，只能循環(huán)顯示每支巻煙的燃燒數(shù)據(jù)， 不能同時顯示10支巻煙的數(shù)據(jù)。如果某支巻煙熄火或沒有燃燒完全，打印機不 能打印其他巻煙燃燒結(jié)果，打印的結(jié)果數(shù)據(jù)里面沒有變異系數(shù)，要根據(jù)打印數(shù) 據(jù)人工計算，平均速度的算法也有瑕疵，另外不能保存和查詢歷史記錄，不利 于進一步分析和整理數(shù)據(jù)。
實用新型內(nèi)容
本實用新型所是要解決的技術(shù)問題是提供一種測定精確、操作簡單的巻煙自 由燃燒速度測定設備。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案為
一種巻煙自由燃燒速度測定儀，包括 底座，在所述底座上設置有插煙板；
在所述底座上還設置有支架，在所述支架上設有視覺傳感單元；
所述視覺傳感單元位于所述插煙板的正上方；
控制單元，用于控制所述視覺傳感單元對點燃的巻煙的自由燃燒速度進行數(shù)
據(jù)采集；
數(shù)據(jù)處理單元，用于處理所述采集到的數(shù)據(jù)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型巻煙自由燃燒速度測定儀，由于采用視覺傳感 單元對點燃的巻煙的自由燃燒速度進行數(shù)據(jù)采集，操作簡單，而且本實用新型 結(jié)構(gòu)簡單、輕巧，便于移動，同時還能對巻煙的燃燒情況進行動態(tài)檢測。

圖1是本實用新型一實施例的機構(gòu)示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型做詳細的說明。 如圖1所示，本實用新型巻煙自由燃燒速度測定儀，包括
頂盒1、光源2、視覺傳感器3、鏡頭4、立杵5、滑塊6、四氟塊7、插煙板8、 導軌9、底座10、點火開關(guān)11、插煙孔12、加熱片13、電源丌關(guān)14、接近開 關(guān)15、 RJ-45接口16、加熱片電源線17、電源插孔18和PC機。把儀器平放 在實驗臺上，計算機放在附近便于操作的地方，調(diào)節(jié)底座10水平，把配件中的 網(wǎng)線的一頭插入儀器的RJ-45接口 16(儀器底座背面)另一頭插到計算機網(wǎng)卡， 把電源線插入電源插孔18，打開儀器電源開關(guān)14，分別給光源2和視覺傳感器 3上電，啟動配備的計算機，把IP地址設為192.168.0.2。在插煙板8上插 上待測10支巻煙，保持巻煙水平，不能上下或左右傾斜，打開"巻煙自由 燃燒速度測試儀"軟件，推動滑塊6靠近巻煙，加熱片13接觸巻煙時，此時滑 塊6下面的金屬片正好位于接近開關(guān)15上面，按下點火器電源開關(guān)11，巻煙 全部點燃后即刻把點火器拉回原位，點擊"巻煙自由燃燒速度測試儀"軟件中 的"開始測試"按鈕。當巻煙燃燒到計時開始標記時，系統(tǒng)開始為該巻煙計時， 當燃燒到計時結(jié)束標記時，系統(tǒng)停止該通道計時，并顯示計時時間，兩個標記
之間的距離是40mm。 10個通道的巻煙全部測試結(jié)束后，彈出對話框中，按要 求輸入檢驗員以及牌號，點擊"確定"，系統(tǒng)把有關(guān)數(shù)據(jù)信息填寫到表格里，如 果有巻煙熄火，系統(tǒng)提示哪個通道的巻煙發(fā)生熄火，在計算速度平均值時該通 道的數(shù)據(jù)不參與計算。在隨后彈出的對保存數(shù)據(jù)話框中選擇"是"或"否"按 鈕，進行相應操作，如果選擇否， 一旦關(guān)閉軟件或者進行下一組測試，則本組 數(shù)據(jù)丟失。
本實用新型的外觀造型采用C型結(jié)構(gòu)，鋁合金鑄體，滿足穩(wěn)定性、強度、 重量和散熱的要求。鏡頭的高度可以通過立柱上下調(diào)節(jié)，以調(diào)整視覺傳感器的 視野范圍。儀器整體外形小巧緊湊，美觀大方，重量小，結(jié)構(gòu)合理，方便移動 和裝配，是技術(shù)和藝術(shù)的結(jié)合。
采用視覺傳感器的巻煙自由燃燒速度儀，需要利用圖像標記巻煙燃燒的起 始點和終止點。巻煙自由燃燒速度儀要求能夠標記40mm的燃燒長度，誤差不 能大于0.2mm。要滿足精度要求，首先要先確定視野范圍，目前市場上視覺傳 感器的分辨率最大為1280x1024 (橫向分辨率乘以縱向分辨率)，如果要達到 0.2mm的誤差，那么視野范圍就應該圈定在256x204(mm)范圍內(nèi)，因此，必須 分析插煙板的尺寸。
系統(tǒng)要求每組測試10支煙的燃燒情況，每支煙的水平距離是35mm。如果 10巻煙一字排開，那么插煙板的長度至少是350mm。那么它的標定誤差為 350mm/1024=0.34mm，由此可知不能滿足標定誤差要求。要想滿足要求就要 使用兩臺視覺傳感器，這就大大增加了成本，此方案不可取。如果濾插煙板采 用在同一水平面上兩面"非"字式水平交錯插煙，每面插5支煙，那么加上兩 頭邊界插煙板的長度最長也只有192mm。 一支巻煙最大長度為120mm，兩支 煙接在一起最大長度也只有240mm，因為煙支是交錯排列，濾棒在水平面上相 對位置是重疊的，濾棒的長度為23mm，因此實際測試時兩支煙燃燒端之間的 距離加上插煙板也不會超過240mm。利用上面的公式計算可知一臺視覺傳感器 就可以滿足誤差要求。
視覺傳感器每分鐘可以做到10000次的精確檢測，每只巻煙的掃描頻率不 低于166赫茲，計時精度不低于0.01秒，完全滿足計時精度要求。它的系統(tǒng)軟
件能夠記錄巻煙燃燒規(guī)定長度的時間，但是不能在界面上顯示出來。因此，我 們自己開發(fā)一個用戶操作界面，每支巻煙對應一個秒表，利用巻煙燃燒計時開 始和終止信號觸發(fā)秒表的開始和停止。時間顯示精度跟計算機內(nèi)部電子時鐘頻 率有關(guān)，也可以在程序中靈活設定。如果在一個規(guī)定的時間內(nèi)還沒有收到巻煙 燃燒計時終止的信號，即判定該巻煙為"熄火"，該巻煙燃燒時間作廢，該數(shù)據(jù) 將不參與計算巻煙平均燃燒時間。操作界面還有打印、保存和查看歷史記錄的 功能。
本實用新型自動點火延時控制電路采用555定時器，觸發(fā)后10—20秒斷開 加熱線路，時間可調(diào)，避免長時間加熱。24伏直流電源經(jīng)過LM7812CT輸出 12伏直流電，經(jīng)過電容濾波加在555定時器上，當觸發(fā)按鈕按下時，經(jīng)三極管 驅(qū)動放大電流，在輸出端得到12伏直流電，加在接近開關(guān)和固態(tài)繼電器上，此 時點火器電源接通，加熱片開始通電加熱， 一段時間后在輸出端跳變?yōu)榈碗娖剑?因而，固態(tài)繼電器斷開電路，停止加熱。加熱片通電延時斷開時間長短由充放 電電路電阻和電容的大小決定，調(diào)節(jié)阻值可以得到10—20秒的延時時間，避免 長時間加熱損壞加熱片。
本實用新型對光源要求比較高，對于任何視覺檢測系統(tǒng)，光源的選擇都是 至關(guān)重要的。它是創(chuàng)建圖像對比度和反差的最強有力工具。合理的照明方案可 以很容易的突出特征點并使環(huán)境對檢測的影響降到最小。光源的選擇取決于被 測物的外形、材質(zhì)、顏色、反光率以及應用環(huán)境等因素。經(jīng)過大量反復的實驗 對比，本實用新型最后選定超高亮的白色散光LED燈。
LED燈的使用壽命大約10萬小時，工作電流很小，可以節(jié)省能源。因為 插煙板是兩面插煙，因此，我們需要兩個對稱的光源， 一邊一個，光源的方向 跟插煙板的方向平行，長度略小于插煙板的長度。視覺傳感器工作電壓為 24VDC,為保證工作電壓的一致性，光源的工作電壓也使用24VDC。超高亮白 色LED燈工作電壓在3.0V到3.6V之間，其工作電流10mA-20mA，因此，光 源采用的是6個超高亮白色LED燈串聯(lián)再串上一個電阻，作為一路，然后15 路串聯(lián)以后的燈并聯(lián)起來，整個光源的電流最大值是300mA。
本實用新型的電氣原理是按下電源開關(guān)，給開關(guān)電源加220伏50HZ交
流電，開關(guān)電源輸出24伏直流電，該直流電分別給點火延時電路、光源和視覺 傳感器供電。點火開關(guān)沒有按下觸發(fā)或滑塊沒有靠近接近開關(guān)時，兩個固態(tài)繼 電器處于斷開狀態(tài)，調(diào)壓模塊不工作；當火開關(guān)按下觸發(fā)并且滑塊靠近接近開
關(guān)時，兩個固態(tài)繼電器得到12伏直流電處于連通狀態(tài)，此時220伏交流電加在 調(diào)壓模塊上，通過調(diào)壓后加在點火器上，加熱片開始發(fā)熱，三四秒鐘以后可達 到600攝氏度左右。
本實用新型的操作軟件界面采用VB編程語言編寫，界面友好大方，清晰明 了。界面包括"開始檢測"按鈕、"退出"按鈕、10個通道巻煙燃燒時間顯示和 各項數(shù)據(jù)表格。表格里面包括10支巻煙的狀態(tài)、耗時、速度、速度平均值、速 度最大值、速度最小值、變異系數(shù)、時間、巻煙牌號和檢驗員信息，點擊"開 始檢測"按鈕即可進行數(shù)據(jù)測定，點擊"退出"按鈕即可退出測試程序。"巻煙 自由燃燒速度儀測定系統(tǒng)"界面左上角有四個菜單，分別是"文件"、"設置"、 "幫助"和"關(guān)于"，點擊"文件"菜單，可以看到有"打印"、"保存"和"關(guān) 閉"三個功能，"打印"和"保存"是打印和保存當前數(shù)據(jù)，"關(guān)閉"是關(guān)閉該 軟件。點擊"設置"菜單，在下拉菜單中可以看到"視覺傳感器設置"、"歷史 數(shù)據(jù)查詢"和"時間設定"三項內(nèi)容。點擊"幫助"，可以查看幫助文件，可以 閱讀參數(shù)設計方法、巻煙自由燃燒速度儀使用方法等信息。點擊"關(guān)于"，可以 査看本儀器的相關(guān)信息。
權(quán)利要求1、一種卷煙自由燃燒速度測定儀，其特征在于，包括底座，在所述底座上設置有插煙板；在所述底座上還設置有支架，在所述支架上設有視覺傳感單元；所述視覺傳感單元位于所述插煙板的正上方；控制單元，用于控制所述視覺傳感單元對點燃的卷煙的自由燃燒速度進行數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)處理單元，用于處理所述采集到的數(shù)據(jù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的巻煙自由燃燒速度測定儀，其特征在于，所述 插煙板呈"非"字型，所述"非"字型插煙板的兩側(cè)分別設有插煙位，各插煙位位于 同一水平面上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的巻煙自由燃燒速度測定儀，其特征在于， 在所述底座上靠近所述插煙板的位置處設有點火裝置。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的巻煙自由燃燒速度測定儀，其特征在于， 所述點火裝置包括設在所述底座上的導軌以及滑動設置在所述導軌上的點火 器；在所述底座上靠近所述導軌的預定位置處設有行程開關(guān)；所述控制單元包括點火延時電路，用于控制所述點火器對所述巻煙進行點火 的時間。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的巻煙自由燃燒速度測定儀，其特征在于，所述點火器為四氟塊。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的巻煙自由燃燒速度測定儀，其特征在于，所述視覺傳感單元為智能攝像機。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的巻煙自由燃燒速度測定儀，其特征在于，在所 述支架上還設置有與所述控制單元電連接的照明單元。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的巻煙自由燃燒速度測定儀，其特征在于，所述 照明單元為LED燈。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項權(quán)利要求所述的巻煙自由燃燒速度測定儀， 其特征在于，所述巻煙自由燃燒速度測定設備還包括數(shù)據(jù)處理單元，用于對所 述視覺傳感單元所采集的數(shù)據(jù)進行處理。
10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的巻煙自由燃燒速度測定儀，其特征在于，所述 數(shù)據(jù)處理單元為與所述視覺傳感單元相連的計算機。
專利摘要本實用新型公開了一種卷煙自由燃燒速度測定儀，為解決測定精度高和操作簡單的問題而設計。一種卷煙自由燃燒速度測定儀，包括底座，在所述底座上設置有插煙板；在所述底座上還設置有支架，在所述支架上設有視覺傳感單元；所述視覺傳感單元位于所述插煙板的正上方；控制單元，用于控制所述視覺傳感單元對點燃的卷煙的自由燃燒速度進行數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)處理單元，用于處理所述采集到的數(shù)據(jù)。本實用新型應用于對卷煙的自由燃燒速度進行測定。
文檔編號G01N31/12GK201188099SQ20082007042
公開日2009年1月28日 申請日期2008年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月7日
發(fā)明者盧鋼劍, 非 周, 波 曾, 李志亮, 牛潤杰, 王中金, 王立宗, 田家寬 申請人:鄭州嘉德機電科技有限公司