本發(fā)明屬于卷煙測(cè)試設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種卷煙煙氣自動(dòng)檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

卷煙煙氣是由卷煙在抽吸過程中通過燃燒、熱解、合成、蒸餾、干餾等反應(yīng)形成的氣體，其所導(dǎo)致的健康問題以及公共環(huán)境的污染受到廣泛關(guān)注。卷煙煙氣成分十分復(fù)雜，目前已發(fā)現(xiàn)超過4000種物質(zhì)，煙草行業(yè)對(duì)卷煙成品的質(zhì)量控制要求也越來越嚴(yán)格，尤其對(duì)焦油、一氧化碳、甲烷以及煙堿等煙氣參數(shù)指標(biāo)更為嚴(yán)格。目前，傳統(tǒng)的卷煙煙氣的檢測(cè)大多采用離線的方式，如：氣相色譜儀、離子色譜儀等。這些檢測(cè)方法能夠?qū)崿F(xiàn)卷煙煙氣中的有害物質(zhì)的定量分析，但是需要將煙氣進(jìn)行捕集、萃取、分離，前處理步驟復(fù)雜，分析過程復(fù)雜且耗時(shí)較長(zhǎng)，難以實(shí)現(xiàn)卷煙煙氣的實(shí)時(shí)、在線、逐口分析，分析結(jié)果也僅僅反映的是陳化煙氣的特征，這給煙氣成分形成機(jī)理的相關(guān)研究帶來了困難。并且我國(guó)的煙支檢測(cè)、嘴棒檢測(cè)均需人工取樣，并在質(zhì)檢室進(jìn)行檢測(cè)，因?yàn)樵O(shè)備體積較大、適應(yīng)能力差，對(duì)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性有較大影響，因此難以在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)?；诖饲闆r。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、檢測(cè)速度快、檢測(cè)精度高的卷煙煙氣自動(dòng)檢測(cè)裝置，該裝置能夠?qū)崟r(shí)對(duì)卷煙煙氣中目標(biāo)氣體濃度的逐口在線檢測(cè)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種卷煙煙氣自動(dòng)檢測(cè)裝置，包括卷煙夾持器、抽吸模塊以及煙氣檢測(cè)模塊；所述卷煙夾持器與所述抽吸模塊連接，所述抽吸模塊與所述煙氣檢測(cè)模塊連接；所述卷煙夾持器內(nèi)設(shè)有過濾片；所述抽吸模塊包括進(jìn)煙管、出煙管、第一電磁閥、第二電磁閥、活塞、氣體吸收池、第一電機(jī)和筒體；所述筒體的前端設(shè)有進(jìn)煙口和出煙口，所述卷煙夾持器通過所述進(jìn)煙管與所述進(jìn)煙口連接；所述氣體吸收池通過所述出煙管與所述出煙口連接；所述第一電磁閥設(shè)置在所述進(jìn)煙管上；所述第二電磁閥設(shè)置在所述出煙管上；所述筒體內(nèi)設(shè)有活塞和推桿；所述推桿的一端與所述活塞連接，所述推桿的另一端與所述第一電機(jī)連接；所述煙氣檢測(cè)模塊包括激光器、光電探測(cè)器、光電轉(zhuǎn)換器、鎖相放大器、a/d轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制器和真空泵；所述激光器設(shè)置在所述氣體吸收池內(nèi)，所述真空泵與所述氣體吸收池連接；所述單片機(jī)控制器分別與所述第一電機(jī)、激光器、光電探測(cè)器、光電轉(zhuǎn)換器、鎖相放大器、a/d轉(zhuǎn)換電路以及真空泵電性連接。

作為優(yōu)選地，所述煙氣檢測(cè)模塊還包括a/d參考電路、lcd液晶顯示單元、鍵盤單元和rs-232單元，所述a/d參考電路與所述a/d轉(zhuǎn)換電路電性連接；所述lcd液晶顯示單元、鍵盤單元和rs-232單元分別與所述單片機(jī)控制器電性連接。

作為優(yōu)選地，所述卷煙夾持器內(nèi)設(shè)有第一夾緊件、第二夾緊件、連接件和第二電機(jī)，所述卷煙夾持器內(nèi)表面的下部設(shè)有滑軌；所述卷煙夾持器的中間設(shè)有第一夾緊件和第二夾緊件，且所述第一夾緊件固定在所述卷煙夾持器的內(nèi)壁，所述第二夾緊件通過連接件與所述第二電機(jī)連接，并通過所述第二電機(jī)控制所述第二夾緊件沿著所述滑軌移動(dòng)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)夾緊件的鎖緊；所述第二電機(jī)與所述單片機(jī)控制器電性連接。

作為優(yōu)選地，所述連接件通過套筒與所述第二電機(jī)連接。

作為優(yōu)選地，所述進(jìn)煙管和出煙管的兩端均設(shè)有密封圈。

作為優(yōu)選地，所述單片機(jī)控制器采用atmega8型號(hào)的單片機(jī)。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明的一種卷煙煙氣自動(dòng)檢測(cè)裝置有操作方便、檢測(cè)精度高、能夠?qū)頍煙煔庵械哪繕?biāo)氣體濃度的進(jìn)行實(shí)時(shí)、逐口在線檢測(cè)。本發(fā)明通過所述第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)活塞完成卷煙的抽吸后，接著所述第一電磁閥關(guān)閉，所述第二電磁閥開啟，所述第一電機(jī)反轉(zhuǎn)，煙氣在所述活塞的作用下通過所述第二電磁閥進(jìn)入處于負(fù)壓狀態(tài)的氣體吸收池；最后所述第一電磁閥打開，待所述氣體吸收池恢復(fù)到預(yù)設(shè)的大氣壓值后等待檢測(cè)。檢測(cè)完成后先對(duì)所述氣體吸收池進(jìn)行氮?dú)獯祾?，再通過所述單片機(jī)控制器控制所述真空泵開啟，將所述氣體吸收池抽成真空狀態(tài)，為下一口煙氣的檢測(cè)做好準(zhǔn)備。煙氣檢測(cè)時(shí)，所述激光器根據(jù)煙氣吸收光譜，確定目標(biāo)氣體吸收峰的中心位置，產(chǎn)生與目標(biāo)氣體吸收峰的中心位置對(duì)應(yīng)的入射激光，所述入射激光通過氣體吸收池，經(jīng)過多次反射后被聚焦到光電探測(cè)器上形成透射激光，所述光電探測(cè)器將捕捉到的透射激光經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換器、鎖相放大器和a/d轉(zhuǎn)換電路后，將轉(zhuǎn)換得到的激光數(shù)字電信號(hào)輸入至所述單片機(jī)控制器進(jìn)行快速、精確地測(cè)量和分析。如此反復(fù)即可完成卷煙煙氣中目標(biāo)氣體濃度的逐口在線檢測(cè)。

2、本發(fā)明的卷煙煙氣自動(dòng)檢測(cè)裝置作為一種對(duì)卷煙或其他煙草制品煙氣的抽吸容量以及煙氣的成分和濃度進(jìn)行分析所必須的實(shí)驗(yàn)儀器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。所述卷煙夾持器通過所述第二電機(jī)控制所述第二夾緊件移動(dòng)與第一夾緊件配合，實(shí)現(xiàn)夾緊件的鎖緊，能自動(dòng)夾緊卷煙，效率大大提升。

3、本發(fā)明的一種卷煙煙氣自動(dòng)檢測(cè)裝置具有操作方便、檢測(cè)精度高、通用性強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、人為誤差小的優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于對(duì)卷煙煙氣中的目標(biāo)氣體進(jìn)行記錄和分析。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種卷煙煙氣自動(dòng)檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一種卷煙煙氣自動(dòng)檢測(cè)裝置的電路框圖；

圖3是本發(fā)明卷煙夾持器的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，附圖標(biāo)記為：1-卷煙夾持器；2-煙氣檢測(cè)模塊；3-過濾片；4-筒體；5-進(jìn)煙管；6-出煙管；7-第一電磁閥；8-第二電磁閥；9-氣體吸收池；10-活塞；11-推桿；12-第一電機(jī)；13-進(jìn)煙口；14-出煙口；15-真空泵；16-第一夾緊件；17-第二夾緊件；18-連接件；19-第二電機(jī)；20-滑軌；21-套筒；22-密封圈。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

請(qǐng)參閱圖1和圖2。一種卷煙煙氣自動(dòng)檢測(cè)裝置，包括卷煙夾持器1、抽吸模塊以及煙氣檢測(cè)模塊2；所述卷煙夾持器1與所述抽吸模塊連接，所述抽吸模塊與所述煙氣檢測(cè)模塊2連接；所述卷煙夾持器1內(nèi)設(shè)有過濾片3；所述抽吸模塊包括進(jìn)煙管5、出煙管6、第一電磁閥7、第二電磁閥8、活塞10、氣體吸收池9、第一電機(jī)12和筒體43；所述筒體43的前端設(shè)有進(jìn)煙口13和出煙口14，所述卷煙夾持器1通過所述進(jìn)煙管5與所述進(jìn)煙口13連接；所述氣體吸收池9通過所述出煙管6與所述出煙口14連接；所述第一電磁閥7設(shè)置在所述進(jìn)煙管5上；所述第二電磁閥8設(shè)置在所述出煙管6上；所述筒體43內(nèi)設(shè)有活塞10和推桿11；所述推桿11的一端與所述活塞10連接，所述推桿11的另一端與所述第一電機(jī)12連接；所述煙氣檢測(cè)模塊2包括激光器、光電探測(cè)器、光電轉(zhuǎn)換器、鎖相放大器、a/d轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)控制器和真空泵15；所述激光器設(shè)置在所述氣體吸收池9內(nèi)，所述真空泵15與所述氣體吸收池9連接；所述單片機(jī)控制器分別與所述第一電機(jī)12、激光器、光電探測(cè)器、光電轉(zhuǎn)換器、鎖相放大器、a/d轉(zhuǎn)換電路以及真空泵15電性連接。

本發(fā)明卷煙的抽吸由所述第一電機(jī)12驅(qū)動(dòng)活塞10完成，抽吸的煙氣首先通過所述過濾片3過濾掉顆粒物。接著所述第一電磁閥7關(guān)閉，所述第二電磁閥8開啟，所述第一電機(jī)12反轉(zhuǎn)，煙氣在所述活塞10的作用下通過所述第二電磁閥8進(jìn)入處于負(fù)壓狀態(tài)的氣體吸收池9。最后所述第一電磁閥7打開，待所述氣體吸收池9恢復(fù)到預(yù)設(shè)的大氣壓值后等待檢測(cè)。檢測(cè)完成后先對(duì)所述氣體吸收池9進(jìn)行氮?dú)獯祾?，再通過所述單片機(jī)控制器控制所述真空泵15開啟，將所述氣體吸收池9抽成真空狀態(tài)，為下一口煙氣的檢測(cè)做好準(zhǔn)備。如此反復(fù)即可完成卷煙煙氣中目標(biāo)氣體含量、濃度的逐口在線檢測(cè)。所述激光器根據(jù)煙氣吸收光譜，確定目標(biāo)氣體吸收峰的中心位置，產(chǎn)生與目標(biāo)氣體吸收峰的中心位置對(duì)應(yīng)的入射激光，所述入射激光通過氣體吸收池9，經(jīng)過多次反射后被聚焦到光電探測(cè)器上形成透射激光，所述光電探測(cè)器將捕捉到的微弱的透射激光經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后，輸入鎖相放大器進(jìn)行放大和二倍頻譜波解調(diào)得到二次諧波吸收信號(hào)，并經(jīng)所述a/d轉(zhuǎn)換電路后，將轉(zhuǎn)換得到的激光數(shù)字電信號(hào)輸入至所述單片機(jī)控制器進(jìn)行測(cè)量和分析。所述單片機(jī)控制器接收所述激光數(shù)字電信號(hào)，獲得透射激光的光功率-電流實(shí)際曲線，從而獲得所述目標(biāo)氣體的吸收曲線，根據(jù)吸收曲線得到吸收峰的中心位置對(duì)應(yīng)的電流點(diǎn)，分別獲得所述電流點(diǎn)上對(duì)應(yīng)的入射光強(qiáng)和透射光強(qiáng)，反演獲得所述氣體吸收池9中目標(biāo)氣體的濃度值。

其中，所述煙氣檢測(cè)模塊2還包括a/d參考電路、lcd液晶顯示單元、鍵盤單元和rs-232單元，所述a/d參考電路與所述a/d轉(zhuǎn)換電路電性連接；將所述激光數(shù)字電信號(hào)與所述a/d參考電路的進(jìn)行比較，所述單片機(jī)控制器將檢測(cè)之后的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，與所述a/d參考電路比較，對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償和修訂，所述單片機(jī)控制器可將采集到的數(shù)據(jù)通過rs-232接口電路單元送到pc機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，操作人員可以通過與所述單片機(jī)控制器連接的鍵盤單元來動(dòng)態(tài)設(shè)定裝置的每口抽吸時(shí)間、抽吸間隔時(shí)間、抽吸體積、抽吸次數(shù)等參數(shù)。

請(qǐng)參閱圖3，所述卷煙夾持器1內(nèi)設(shè)有第一夾緊件16、第二夾緊件17、連接件18和第二電機(jī)19，所述卷煙夾持器1內(nèi)表面的下部設(shè)有滑軌20；所述卷煙夾持器1的中間設(shè)有第一夾緊件16和第二夾緊件17，且所述第一夾緊件16固定在所述卷煙夾持器1的內(nèi)壁，所述第二夾緊件17通過連接件18與所述第二電機(jī)19連接，并通過所述第二電機(jī)19控制所述第二夾緊件17沿著所述滑軌20移動(dòng)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)夾緊件對(duì)卷煙的鎖緊；所述連接件18通過套筒21與所述第二電機(jī)19連接；所述第二電機(jī)19與所述單片機(jī)控制器電性連接。按動(dòng)單片機(jī)控制器卷煙鎖緊按鈕，啟動(dòng)所述第二電機(jī)19，電機(jī)軸通過所述套筒21帶動(dòng)所述連接件18轉(zhuǎn)動(dòng)，所述連接件18的轉(zhuǎn)動(dòng)引起所述第二夾緊件17向所述第一夾緊件16移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)卷煙的夾緊，夾緊到位后由電磁閥開關(guān)反饋到位信號(hào)給所述單片機(jī)控制器，動(dòng)作停止；松開卷煙的操作按動(dòng)單片機(jī)控制器卷煙鎖緊按鈕即可。

其中，所述進(jìn)煙管5和出煙管6的兩端均設(shè)有密封圈22，以使所述卷煙煙氣自動(dòng)檢測(cè)裝置具有良好的密封作用，保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。

其中，所述單片機(jī)控制器采用atmega8型號(hào)的單片機(jī)，所述atmega8型號(hào)的單片機(jī)片內(nèi)集成可擦寫1萬次以上的flash存儲(chǔ)器，具有多重密碼保護(hù)鎖寫功能；所述atmega8型號(hào)的單片機(jī)指令精簡(jiǎn)，程序?qū)懭肟梢圆⑿袑懭胍部梢允褂么性诰€編程方法下載寫入，且其內(nèi)部集成了模擬比較器，i/o口也可作a/d轉(zhuǎn)換用。

本發(fā)明一種卷煙煙氣自動(dòng)檢測(cè)裝置的控制方法如下：

(1)啟動(dòng)所述第一電機(jī)12驅(qū)動(dòng)活塞10，抽吸的煙氣通過所述過濾片3過濾掉顆粒物后進(jìn)入所述筒體43；接著關(guān)閉所述第一電磁閥7，并將所述第二電磁閥8開啟，控制所述第一電機(jī)12反轉(zhuǎn)，煙氣在所述活塞10的作用下通過所述第二電磁閥8進(jìn)入處于負(fù)壓狀態(tài)的氣體吸收池9，然后打開所述第一電磁閥7，待所述氣體吸收池9恢復(fù)到預(yù)設(shè)的大氣壓值后等待檢測(cè)；

(2)所述激光器發(fā)射出與目標(biāo)氣體吸收峰的中心位置對(duì)應(yīng)的入射激光，所述入射激光通過氣體吸收池9，經(jīng)過多次反射后被聚焦到光電探測(cè)器上形成透射激光，所述光電探測(cè)器將所述透射激光經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換器、鎖相放大器、a/d轉(zhuǎn)換電路后，將轉(zhuǎn)換得到的激光數(shù)字電信號(hào)輸入至所述單片機(jī)控制器進(jìn)行測(cè)量和分析；

(3)檢測(cè)完成后先對(duì)所述氣體吸收池9進(jìn)行氮?dú)獯祾?，再通過所述單片機(jī)控制器控制所述真空泵15開啟，將所述氣體吸收池9抽成真空狀態(tài)。

本發(fā)明一種卷煙煙氣自動(dòng)檢測(cè)裝置具有操作方便、檢測(cè)精度高、通用性強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、人為誤差小的優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)頍煙煔庵械哪繕?biāo)氣體濃度的進(jìn)行實(shí)時(shí)、逐口在線檢測(cè)。

上述說明是針對(duì)本發(fā)明較佳可行實(shí)施例的詳細(xì)說明，但實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明的專利申請(qǐng)范圍，凡本發(fā)明所提示的技術(shù)精神下所完成的同等變化或修飾變更，均應(yīng)屬于本發(fā)明所涵蓋專利范圍。