CN113701892B - 一种烟条表面温度的测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟条表面温度的测量法，使用环形测量装置对烟条圆周表面温度进行测量，包括如下步骤：在卷烟机的烟枪出口，对刚完成卷制的烟条的圆周表面进行360°环形红外多点测温，并使用下述公式进行计算，得到烟条圆周表面某一环形线的平均温度：

其中，T均：为烟条圆周表面某一环形线的平均温度；n：测温点数；Ti：各测温点的温度；K1：温度损失修正系数；K2：权重修正系数。本发明的方法能够对烟条圆周表面温度进行精确有效的测量。

Description

一种烟条表面温度的测量方法

技术领域

本发明属于卷烟加工技术领域，具体涉及卷烟机烟支卷制过程中烟枪出口的烟条的温度检测方法。

背景技术

卷烟的烟条在成型过程中，卷烟纸包裹烟丝后进行涂胶和烙铁干燥形成连续的烟条，经过重量检测、刀头分切后进入接嘴工段，接装好过滤嘴后成为成品卷烟。

从烟枪出来的烟条，目前只进行重量或密度检测而无其他参数如温度等的检测。但是，进入烟条中烟丝的含水率、烙铁加热的温度等参数对成品烟条的质量有明显影响。成品烟条的温度受以下因素的影响：各卷烟机的机台烙铁温度设置是否一致；如果温度设置一致，但由于烙铁发热管安装状态不一致，发热管和烙铁之间的传热是否一致；由于烟条和烙铁接触的紧密度不同，导致烙铁和烟条之间热量传递是否一致。

由于以上因素的差异均会对卷烟抽吸品质产生不同的影响，不同机台之间或同一机台的不同时段，生产同样的卷烟品质也有一定差异；因此在烟条成型过程中，对烟条温度的检测尤为必要；因为烟条温度的精确检测和控制，可以在避免卷烟搭口胶产生质量问题同时，保证卷烟品质稳定性和统一性。

烟条的生产过程是连续的。烟条连续快速向前输送过程中，根据烟条接触搭口烙铁的位置，烟支圆周表面会形成不同温度分布，温度分布的不同会对成品烟支的质量和品质有一定影响。在现有技术中，卷烟机烟条表面温度的检测只能够人工使用红外平面成像测温仪或点状红外测温枪。但是，烟条是圆柱形的，受烟条形状的影响，平面成像只能检测到烟条表面一部分区域的温度，对烟条表面另一部分区域的温度无法检测，因此烟条的整体圆周表面温度的检测失真程度较高。

为解决上述问题提出本发明。

发明内容

为解决烟条圆周表面温度的准确测量和表征，本发明针对卷烟机烟枪出口的烟条的圆周表面温度，提出了一种新的测量方法。使用本发明的方法测量的结果准确可信。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现：

一种烟条表面温度的测量法，使用环形测量装置对烟条圆周表面温度进行测量，包括如下步骤：

在卷烟机的烟枪出口，对刚完成卷制的烟条的圆周表面某一360°环形线进行均匀的多点测温，并使用下述公式进行计算，得到烟条圆周表面某一环形线的平均温度：

其中，T均为烟条圆周表面某一环形线的平均温度，n为测温点数；Ti为各测温点的温度，K1为温度损失修正系数，K2为权重修正系数。

优选地，所述测温点数n为不少于3个。

优选地，所选择测温的红外线的波长为5-10μm。

优选地，针对匀速连续通过的烟条，选择不少于1帧/12秒频率的烟条圆周表面进行测温，将一段时间内的连续烟条圆周表面的温度测出，然后转化为平均温度，即得出一段时间内的连续烟条圆周表面的温度。

优选地，所述环形测量装置包括：烟支通道内壳Kn、筒状凸透镜T、筒状光栅S和筒状红外探测器D；所述筒状凸透镜T套在所述烟支通道内壳Kn外围，所述筒状光栅S套在所述筒状凸透镜的外围；所述筒状红外探测器D套在所述筒状光栅S的外围，使得所述筒状红外探测器D的位置位于所述筒状凸透镜的聚焦环上，且筒状凸透镜、筒状光栅和筒状红外探测器同轴布置；

使用环形测量装置测量烟条表面温度的步骤为：将卷烟机烟枪出口的烟条插入到所述烟支通道内壳Kn中，所述筒状凸透镜将烟条圆周表面的红外线聚焦后，通过所述筒状光栅S隔离掉其他干扰光线后，将波长为5-10μm的红外线投射到所述筒状红外探测器D上成聚焦环，在聚焦环线上均匀取多点测温，处理后即得到烟条圆周表面某一环形线的平均温度。

本发明的有益效果：

1、本发明的方法能够对烟条的圆周表面温度进行精确有效的测量。根据本发明的方法，能反映卷烟的烟条的搭口胶粘贴的是否牢固，有助于减少因卷烟搭口胶导致的质量问题；并通过烟条温度检测，能够将烙铁温度进行准确设置，提升了卷烟品质稳定性和统一性。

2、本发明的方法使用的环形测量装置，为本申请人针对现场的卷烟机烟枪出口的烟条的全圆周表面温度的测量要求而设计的。使用环形测量装置对烟条圆周表面温度进行测量，填补了烟条的全圆周表面温度进行的精确测量的空白。

附图说明

图1为本发明的环形测量装置沿筒状凸透镜的中心轴的轴向刨面图(上)和垂直筒状凸透镜中心轴的径向刨面图(下)。

图2为本发明的实施例的烟条圆周表面温度的测量方法示意图。

图3为本发明的实施例的355秒内的连续烟条全圆周表面的温度测出后的温度曲线图。【注】图3上有六条曲线。因为一个卷烟机有2个铬铁，每个烙铁有一个设定温度，一个实测温度，总共4个曲线，4个曲线平均后有一个平均曲线；加上烟条温度，总共6条曲线。最下面的曲线为连续烟条全圆周表面的温度曲线。

图4为本发明的实施例的烟条圆周表面温度的平面成像结果示意图。

附图标记为：Kn、烟支通道内壳；T1、第一筒状凸透镜；T2、第二筒状凸透镜；T3、第三筒状凸透镜；S、筒状光栅；D、筒状红外探测器。

具体实施方式

为使对本发明的结构特征及所达成的效果有更进一步的了解与认识，下面结合实施例及附图对本发明做详细说明。

如图1所示的本发明的烟条表面温度的测量法使用的烟条温度检测装置沿筒状凸透镜的中心轴向刨面图(上)和垂直筒状凸透镜中心轴的径向刨面图(下)；本发明的烟条温度检测装置包括：烟支通道内壳Kn；第一筒状凸透镜T1；第二筒状凸透镜T2；第三筒状凸透镜T3；S、筒状光栅；D、筒状红外探测器。

本实施例的烟条温度检测装置使用两个筒状双凸面凸透镜，同轴套在一起，从内向外分别为第一筒状凸透镜T1、第二筒状凸透镜T2；其中第一筒状凸透镜T1的内径为12mm，外径为19.6mm；第二筒状凸透镜T2的内径为20mm，外径为27.6mm；曲率半径都为25mm；所述筒状凸透镜的结构为：圆形凸透镜片被过垂直中心线平面切割的近似椭圆剖面，围绕该近似椭圆剖面长轴的一定距离的平行线为中心轴旋转一周，形成的中间壁最厚两头壁最薄的筒状体。

如图1所示，第二筒状凸透镜T2的外围为筒状光栅S，用于隔离掉其他干扰光线，筒状光栅S内径为89.6mm，外径为90.6mm；筒状光栅S外围为筒状红外探测器D，筒状红外探测器D的内径为95.6mm，外径为97.6mm；即所述筒状光栅S套在两个所述筒状凸透镜的外围，所述筒状红外探测器D套在所述筒状光栅S的外围；两个筒状凸透镜筒状光栅和筒状红外探测器同轴、且所述筒状红外探测器D的位置位于两个所述筒状凸透镜的聚焦环上。所述烟支通道内壳Kn套在最内侧的筒状凸透镜内、且与所述筒状凸透镜、筒状光栅和筒状红外探测器同轴，烟支通道内壳Kn内径为10mm，外径为11mm；所述外壳Kw围在所述筒状红外探测器的外围。本发明选择波长为10μm的红外线进行测温。本发明的烟支通道内壳Kn、第一筒状凸透镜T1、第二筒状凸透镜T2、筒状光栅S和筒状红外探测器D的筒体长度都为30mm。本发明的装置还包括控制器、显示器等部件，未在附图中标出；同时根据需要聚焦不够或装置的体积太大，也可以继续设置第三筒状凸透镜T3、第四筒状凸透镜T4……等，所用的筒状凸透镜数量越多，可以减少烟条温度检测装置的体积，但增加了测温结果失真度。

本发明的烟支通道内壳Kn的材质为红外线穿透聚酯PC；第一筒状凸透镜T1和第二筒状凸透镜T2的材质均为8-14UM硅透镜；筒状光栅材质为红外成像仪专用光栅材料；筒状红外探测器为非晶硅光敏电阻；外壳Kw为不锈钢材质。

使用本发明的烟条温度检测装置检测烟条温度方法包括如下步骤：

将卷烟机烟枪出口的烟条插入到所述烟支通道内壳Kn中，两个所述筒状凸透镜将烟条圆周表面某一360°环形线的红外线聚焦后，通过所述筒状光栅(S)隔离掉其他干扰光线后，将波长为10μm的红外线投射到所述筒状红外探测器(D)上形成聚焦环，在聚焦环线上均匀取多个测温点，然后经过处理得到该烟条圆周表面360°环形线的平均温度；

针对匀速连续通过的烟条，烟条温度检测装置将一段时间内的连续烟条全圆周表面的温度通过红外探测器(D)测出，为连续的聚焦环；选择不少于1帧/12秒的频率的聚焦环的环形线进行测温，然后经过处理得到连续的平均温度曲线；即得出一段时间内的连续烟条全圆周表面的温度。

实施例

使用上述的环形测量装置检测烟条温度方法处理步骤如下：

如图2所示，将卷烟机烟枪出口的烟条插入到所述烟支通道内壳Kn中，对刚完成卷制的烟条的圆周表面某一360°环形线的红外线聚焦后形成聚焦环，在聚焦环上均匀取多个测温点，所使用的红外成像探测器点阵数为320*45，并使用下述公式进行计算，得到烟条圆周表面某一环形线的平均温度：

其中，T均：为烟条圆周表面某一环形线的平均温度；n：测温点数；Ti：各测温点温度；K1：温度损失修正系数；K2：权重修正系数；所述测温点数n为100个；所选择测温的红外的波长为10μm；

针对匀速连续通过的烟条，烟条温度检测装置355秒内的连续烟条全圆周表面的温度通过红外探测器(D)测出，为连续的聚焦环；选择1帧/6秒的频率的聚焦环的环形线进行测温，然后经过处理得到连续的平均温度曲线；即得出355秒内的连续烟条全圆周表面的温度，如图3所示。

由图3可知，连续烟条圆周表面的温度并不均匀稳定。因此本发明的方法检测烟条表面温度，比较全面地反应连续烟条圆周表面的温度分布情况。而在现有技术中的红外平面成像测温仪测量方法只能检测烟条表面的一部分区域的温度，对另一部分区域温度无法检测，因此对烟条的圆周表面温度的检测不准确，一段时间内连续烟条全圆周表面的温度分布情况的检测也不准确。

图4为本发明实施例的烟条圆周表面温度的平面成像结果示意图。该图分别为不同烙铁温度下烟条表面测温单帧成像结果，成像成点阵数为320*45，根据各点温度数据，采用公式

进行数字转化，分别测得该三次温度结果为140.6℃，124.6℃，117.2℃。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但并非是对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可以修改和改进，但只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种烟条表面温度的测量法，其特征在于，使用环形测量装置对烟条圆周表面温度进行测量，包括如下步骤：

在卷烟机的烟枪出口，对刚完成卷制的烟条的圆周表面某一环形线进行均匀的多点测温，并使用下述公式进行计算，得到烟条圆周表面某一环形线的平均温度：

其中，T均为烟条圆周表面某一环形线的平均温度，n为测温点数；Ti为各测温点的温度，K1为温度损失修正系数，K2为权重修正系数；

所述环形测量装置包括：烟支通道内壳(Kn)、筒状凸透镜(T)、筒状光栅(S)和筒状红外探测器(D)；所述筒状凸透镜(T)套在所述烟支通道内壳(Kn)外围，所述筒状光栅(S)套在所述筒状凸透镜的外围；所述筒状红外探测器(D)套在所述筒状光栅(S)的外围，使得所述筒状红外探测器(D)的位置位于所述筒状凸透镜的聚焦环上，且筒状凸透镜、筒状光栅和筒状红外探测器同轴布置；

使用环形测量装置测量烟条表面温度的步骤为：将卷烟机烟枪出口的烟条插入到所述烟支通道内壳(Kn)中，所述筒状凸透镜将烟条圆周表面的红外线聚焦后，通过所述筒状光栅(S)隔离掉其他干扰光线后，将波长为5-10μm的红外线投射到所述筒状红外探测器(D)上成聚焦环，在聚焦环线上均匀取多点测温，处理后即得到烟条圆周表面某一环形线的平均温度。

2.根据权利要求1所述的烟条表面温度的测量法，其特征在于，所述测温点数n为不少于3个。

3.根据权利要求1所述的烟条表面温度的测量法，其特征在于，所选择测温的红外线的波长为5-10μm。

4.根据权利要求1所述的烟条表面温度的测量法，其特征在于，针对匀速连续通过的烟条，选择不少于1帧/12秒频率的烟条圆周表面进行测温，将一段时间内的连续烟条圆周表面的温度测出，然后转化为平均温度，即得出一段时间内的连续烟条圆周表面的温度。

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