一種煙支燃燒速率測定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煙支測定方法，尤其涉及一種煙支燃燒速率測定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]吸煙機(jī)是煙草行業(yè)特有的用于模擬人吸煙過程并捕集卷煙燃燒過程中產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)，再經(jīng)行分析的設(shè)備。在實(shí)際應(yīng)用過程中由于卷煙的規(guī)格不同、原材料的不同會(huì)造成在吸煙過程中，卷煙的陰燃速率和吸燃速率會(huì)有所不同，有可能造成吸煙機(jī)捕集效果會(huì)有差異，所以卷煙的燃燒速率也是行業(yè)關(guān)注研究的方向?，F(xiàn)在煙草行業(yè)沒還沒有儀器可以在吸煙機(jī)實(shí)驗(yàn)過程中全程監(jiān)控?zé)熤У娜紵俾省ｋS著圖像處理技術(shù)的發(fā)展，我們可以利用高速攝像機(jī)拍攝記錄煙支燃燒整個(gè)過程，同時(shí)對(duì)圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，就可以計(jì)算出煙支的燃燒速率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種煙支燃燒速率測定方法，該方法通過視頻記錄吸煙機(jī)吸煙過程中煙支全過程的變化，并且采集吸煙機(jī)抽吸的信號(hào)，在通過Labview軟件對(duì)圖像進(jìn)行處理結(jié)合吸煙機(jī)的抽吸信號(hào)的采集計(jì)算煙支陰燃和吸燃的速度。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案:
[0005]—種煙支燃燒速率測定方法，其特征在于該方法包括以下的步驟:
[0006]1)攝像機(jī)安裝及調(diào)整:將攝像機(jī)固定到吸煙機(jī)合適位置，調(diào)節(jié)焦距燈光得到清晰的圖像；
[0007]2)時(shí)間軸信號(hào)采集:將組隔離多功能數(shù)采模塊連接到吸煙機(jī)電路板，采集吸煙機(jī)抽吸引擎和實(shí)驗(yàn)終止信號(hào)；
[0008]3)圖像校準(zhǔn):將帶刻度的標(biāo)準(zhǔn)煙支插到吸煙機(jī)上，攝像機(jī)拍攝圖像，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)煙支的刻度標(biāo)尺，校準(zhǔn)圖像像素點(diǎn)的對(duì)應(yīng)的空間距離；
[0009]4)圖像處理:攝像機(jī)采集圖像數(shù)據(jù)后，通過NI PXI對(duì)圖像進(jìn)行處理，處理方法如下:首先利用煙支水松紙與卷煙紙的顏色差異找到兩者的交界處，并以此邊界中點(diǎn)作為圖像坐標(biāo)抽的原點(diǎn)，以垂直于該邊界的一條線作為煙支的軸；然后利用煙支燃燒后與未燃燒部分的顏色差異找到煙支的燃燒邊界，以燃燒抽與燃燒邊界的焦點(diǎn)作為煙支燃燒點(diǎn)；單位時(shí)間內(nèi)燃燒點(diǎn)移動(dòng)的距離就是煙支的燃燒速率；
[0010]5)煙支燃燒速率的計(jì)算:“圖像處理”之后得到各張圖片中燃燒點(diǎn)的位置，再根據(jù)“PXIe-6528”采集吸煙機(jī)各種信號(hào)在時(shí)間軸上的時(shí)間點(diǎn)，找到對(duì)應(yīng)時(shí)刻的燃燒點(diǎn)的位置，兩張圖片時(shí)間間隔就是對(duì)應(yīng)的燃燒時(shí)間，圖片中燃燒點(diǎn)位移變化就是這段時(shí)間煙支燃燒的距離；兩張相除就可以得到對(duì)應(yīng)時(shí)間的燃燒速率。
[0011]作為優(yōu)選，該方法還包括異常數(shù)據(jù)判別與過濾:正常情況煙支的燃燒點(diǎn)應(yīng)該越來越靠近原點(diǎn)，以燃燒點(diǎn)向原點(diǎn)靠近設(shè)為“-”，燃燒點(diǎn)遠(yuǎn)離原點(diǎn)為“ + ”，當(dāng)某一時(shí)刻燃燒點(diǎn)移動(dòng)出現(xiàn)“+”方向時(shí)，認(rèn)為出現(xiàn)異常，需要過濾這部分?jǐn)?shù)據(jù)，并根據(jù)之前的正常數(shù)據(jù)和下一個(gè)出現(xiàn)的正常數(shù)據(jù)，擬合出被過濾部分煙的燃燒速率。
[0012]作為優(yōu)選，該方法采用的測定裝置包括吸煙機(jī)和數(shù)據(jù)采集裝置，所述的數(shù)據(jù)采集裝置包括導(dǎo)軌架、夾具、照明燈、燈架、攝像機(jī)和攝像平臺(tái)，所述的導(dǎo)軌架上設(shè)置有導(dǎo)軌槽，在導(dǎo)軌槽的兩端分別滑動(dòng)設(shè)置有固定夾具，所述的導(dǎo)軌架通過固定夾具固定設(shè)置在吸煙機(jī)的機(jī)架上；所述的的照明燈有兩個(gè)，兩個(gè)照明燈分別設(shè)置在燈架上，兩個(gè)照明燈相對(duì)設(shè)置，分別位于吸煙機(jī)的煙支安裝口的兩側(cè)，所述的燈架由多根球頭連接桿、連接夾具、燈座和底座滑塊構(gòu)成，所述的底座滑塊滑動(dòng)設(shè)置在導(dǎo)軌槽內(nèi)，球頭連接桿的底部與底座滑塊相連接，上端通過連接夾具與另一根球頭連接桿相連接，所述的燈座固定設(shè)置在最上端的球頭連接桿上，所述的照明燈設(shè)置在燈座上；所述的攝像平臺(tái)包括滑動(dòng)立桿、橫向滑座、縱向滑座和固定底座構(gòu)成，所述的滑動(dòng)立桿底部滑動(dòng)設(shè)置在導(dǎo)軌槽內(nèi)，滑動(dòng)立桿上設(shè)置有立向滑槽，所述的橫向滑座的一端滑動(dòng)設(shè)置在立向滑槽內(nèi)，并在橫向滑座上設(shè)置有橫向?qū)к?，縱向滑座設(shè)置在橫向?qū)к壣?，并在縱向滑座上設(shè)置有縱向?qū)к墸龅墓潭ǖ鬃O(shè)置在縱向?qū)к壣?，所述的攝像機(jī)固定設(shè)置在固定底座上。
[0013]作為優(yōu)選，所述的固定夾具包括一個(gè)U型件、滑塊和旋緊夾盤，U型件兩側(cè)位于導(dǎo)軌架的上下方，滑塊通過螺栓固定在U型件的上方，并位于所述的導(dǎo)軌槽內(nèi)，所述的旋緊夾盤位于U型件的下方，通過設(shè)置手柄旋緊在機(jī)架上。
[0014]作為優(yōu)選，所述的燈架包括四根球頭連接桿和三個(gè)連接夾具，第一根球頭連接桿的底部與所述的底座滑塊相連接，第一根球頭連接桿的上部設(shè)置有球形頭，第二根球頭連接桿的兩端均設(shè)置有球形頭，第一根球頭連接桿與第二根球頭連接桿的球形頭通過第一連接夾具相連接，第三根球頭連接桿的兩端均設(shè)置有球形頭，第三根球頭連接桿與第二根球頭連接桿的球形頭通過第二連接夾具相連接，第四根球頭連接桿的下端均設(shè)置有球形頭，上端與所述的燈座相連接，第四根球頭連接桿與第三根球頭連接桿的球形頭通過第三連接夾具相連接，并且所述的三個(gè)連接夾具至少有兩個(gè)成垂直方向設(shè)置。
[0015]作為優(yōu)選，所述的連接夾具包括兩塊夾板，連接螺桿和旋緊螺母，所述的夾板設(shè)置有兩個(gè)通孔，所述的球形頭位于通孔內(nèi)，連接螺桿將兩塊夾板相連接，旋緊螺母設(shè)置在連接螺桿上。
[0016]作為優(yōu)選，所述的橫向滑座和縱向滑座分別設(shè)置有絲桿調(diào)節(jié)裝置。
[0017]作為優(yōu)選，所述的滑動(dòng)立桿的底部兩側(cè)分別設(shè)置有加強(qiáng)滑塊。
[0018]本發(fā)明的方法視頻記錄吸煙機(jī)吸煙過程中煙支全過程的變化，并且采集吸煙機(jī)抽吸的信號(hào)，在通過Labview軟件對(duì)圖像進(jìn)行處理結(jié)合吸煙機(jī)的抽吸信號(hào)的采集計(jì)算煙支陰燃和吸燃的速度。使研究人員可以分析卷煙燃燒速率對(duì)焦油、一氧化碳等其他指標(biāo)的影響。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為數(shù)據(jù)采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3為圖2的正視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做一個(gè)詳細(xì)的說明。
[0023]如圖1所示的一種煙支燃燒速率測定方法，該裝置包括吸煙機(jī)1和數(shù)據(jù)采集裝置。如圖2、圖3所示，所述的數(shù)據(jù)采集裝置包括導(dǎo)軌架3、夾具4、照明燈5、燈架6、攝像機(jī)7和攝像平臺(tái)8，所述的導(dǎo)軌架3上設(shè)置有導(dǎo)軌槽31，在導(dǎo)軌槽31的兩端分別滑動(dòng)設(shè)置有固定夾具4，所述的導(dǎo)軌架3通過固定夾具4固定設(shè)置在吸煙機(jī)1的機(jī)架2上；所述的固定夾具4包括一個(gè)U型件41、滑塊43和旋緊夾盤42，U型件41兩側(cè)位于導(dǎo)軌架3的上下方，滑塊43通過螺栓固定在U型件41的上方，并位于所述的導(dǎo)軌槽31內(nèi)，所述的旋緊夾盤42位于U型件41的下方，通過設(shè)置手柄旋緊在機(jī)架2上。所述的的照明燈5有兩個(gè)，兩個(gè)照明燈5分別設(shè)置在燈架6上，兩個(gè)照明燈5相對(duì)設(shè)置，分別位于吸煙機(jī)1的煙支9安裝口的兩側(cè)，所述的燈架6由多根球頭連接桿61、連接夾具62、燈座63和底座滑塊64構(gòu)成，所述的底座滑塊64滑動(dòng)設(shè)置在導(dǎo)軌槽31內(nèi)，球頭連接桿61的底部與底座滑塊64相連接，上端通過連接夾具62與另一根球頭連接桿61相連接，所述的燈座63固定設(shè)置在最上端的球頭連接桿61上，所述的照明燈5設(shè)置在燈座63上；所述的攝像平臺(tái)8包括滑動(dòng)立桿81、橫向滑座84、縱向滑座85和固定底座86構(gòu)成，所述的滑動(dòng)立桿81底部滑動(dòng)設(shè)置在導(dǎo)軌槽31內(nèi)，滑動(dòng)立桿81的底部兩側(cè)分別設(shè)置有加強(qiáng)滑塊83，滑動(dòng)立桿81上設(shè)置有立向滑槽82，所述的橫向滑座84的一端滑動(dòng)設(shè)置在立向滑槽82內(nèi)，并在橫向滑座84上設(shè)置有橫向?qū)к墶？v向滑座85設(shè)置在橫向?qū)к壣?，并在所述的橫向滑座84和縱向滑座85分別設(shè)置有絲桿調(diào)節(jié)裝置87。縱向滑座85上還設(shè)置有縱向?qū)к?，所述的固定底?6設(shè)置在縱向?qū)к壣?，所述的攝像機(jī)7固定設(shè)置在固定底座86上。
[0024]如圖2、圖3所示，所述的燈架6包括四根球頭連接桿61和三個(gè)連接夾具62，第一根球頭連接桿的底部與所述的底座滑塊64相連接，第一根球頭連接桿的上部設(shè)置有球形頭，第二根球頭連接桿的兩端均設(shè)置有球形頭，第一根球頭連接桿與第二根球頭連接桿的球形頭通過第一連接夾具相連接，第三根球頭連接桿的兩端均設(shè)置有球形頭，第三根球