一种卷烟持灰能力测定装置及方法

技术领域

本发明涉及卷烟燃烧性能分析技术领域，具体涉及一种卷烟持灰能力测定装置及方法。

背景技术

卷烟持灰能力是指卷烟自由燃烧时，烟灰掉落瞬间的柱状烟灰的长度即卷烟燃烧时烟灰保持最大长度，以这个长度的长短衡量卷烟持灰的能力。目前行业内对于卷烟持灰能力的测定主要通过肉眼观察、结合语言描述的主观评价方法，尚没有一种能够定量评价的方法。因此，如何简单有效地表示卷烟燃烧后的持灰能力，实现卷烟持灰能力指标的数据化，减小目视方法因人的主观意识带来的差异，客观定量评价卷烟的持灰能力，是现今急需解决的问题，对提高卷烟品质与品牌竞争力也有重要影响。

为解决上述技术问题，在现有技术的方案中公开了一种卷烟持灰能力测定仪，包括底座、安装在底座中部的立柱，立柱上安装有可以沿立柱升降的光源和视觉传感器，在视觉传感器的正下方的底座上设有插烟板，插烟板两侧设有带倾角的接灰盘。所述插烟板两侧面对称设有插烟孔；所述光源采用高亮白色散光LED灯；所述视觉传感器安装高分辨率镜头。使用时，将该仪器与带有相应的测定软件的计算机连接，视觉传感器的高速镜头采集数据，并传送给计算机。

但是以上卷烟持灰能力测定仪只是在静态下，即烟灰自然掉落时，测定卷烟的持灰能力，并没有考虑消费者真实抽吸条件下卷烟持灰能力的测定，测定结果存在一定的误差。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的卷烟持灰能力测定仪在测定卷烟的持灰能力时，没有考虑消费者在真实抽吸时弹烟、晃动以及风力的影响，测定结果不准确的缺陷，基于以上情况，开发考虑弹烟、晃动以及风力影响的卷烟持灰能力测定装置十分必要。

为了实现上述目的，本发明提供一种卷烟持灰能力测定装置，包括：

夹持结构，一端固定，另一端用于夹持卷烟；

第一动力结构；

弹烟结构，具有连接第一动力结构的第一端和间歇触压所述卷烟烟蒂部的第二端，以将卷烟的灰柱在自身重力和外力作用下分离断裂；

图像采集结构，用于采集卷烟燃烧时的视频。

可选地，在所述弹烟结构的第二端设有与卷烟烟蒂部吻合的弧面。

可选地，所述弹烟结构包括：

摇杆，与第一动力结构连接；

弹性元件，一端连接摇杆；

触压件，与弹性元件的另一端连接，且触压件间歇触压所述卷烟的烟蒂部，所述弧面成型在所述触压件上。

可选地，还包括：

滑块，所述夹持结构安装在所述滑块上，且滑块与第二动力结构连接，以驱动卷烟运动；

滑轨，与所述滑块滑动连接。

可选地，还包括：

箱体，具有封闭腔；

光源；

所述夹持结构、弹烟结构、光源和图像采集结构均设置于所述封闭腔内。

可选地，所述夹持结构为多根不同管径的倒“L”形管，所述倒“L”形管的下端设置在箱体内设有的第一连接孔中；所述倒“L”形管水平部的一端套设有卷烟；

在所述倒“L”形管的下端外接吸烟机。

可选地，还包括：

吹风结构，设置于所述箱体的封闭腔内，用于向所述卷烟吹风，以模拟风力。

可选地，还包括：

卡持结构，设置于所述箱体的顶部；

所述图像采集结构可拆卸连接于所述箱体顶部设有的安装孔内，且被所述卡持结构固定，所述卡持结构将所述安装孔遮蔽。

可选地，还包括：

接灰盘，设置于所述卷烟的下方，以接收烟灰。

本发明还提供一种卷烟持灰能力测定方法，包括：

采集卷烟燃烧时的视频；

从所述视频中截取卷烟未燃烧时的第一图像和卷烟的灰柱在自身重力和外力作用下分离断裂时的第二图像；

获取所述卷烟在第一图像中的像素长度：L

根据下述公式计算所述卷烟持灰能力L

其中，L为卷烟燃烧前的实际的烟支总长度。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1.本发明提供的卷烟持灰能力测定装置，包括：夹持结构，一端固定，另一端用于夹持卷烟；第一动力结构；弹烟结构，具有连接第一动力结构的第一端和间歇触压所述卷烟烟蒂部的第二端，以将卷烟的灰柱在自身重力和外力作用下分离断裂；图像采集结构，用于采集卷烟燃烧时的视频；本申请采用上述技术方案，模拟消费者的手指弹烟动作，并在所述弹烟灰状态下采集卷烟燃烧的视频，对卷烟持灰能力的测定更加准确，符合实际的卷烟燃烧状态。

2.本发明在所述弹烟结构的第二端设有与卷烟烟蒂部吻合的弧面；本申请采用上述技术方案，使得对所述卷烟弹烟时，接触的面积更大，从而有效地按压卷烟，进而使烟灰实现在弹烟灰状态下的掉落。

3.本发明所述弹烟结构包括：摇杆，与第一动力结构连接；弹性元件，一端连接摇杆；触压件，与弹性元件的另一端连接，且触压件间歇触压所述卷烟的烟蒂部，所述弧面成型在所述触压件上；本申请技术方案设置弹性元件，使得对所述卷烟的按压具有一定的缓冲作用，灰柱的掉落更加缓和，卷烟的断裂处比较规则，以采集比较清晰的视频。

4.本发明提供的卷烟持灰能力测定装置，还包括：滑块，所述夹持结构安装在所述滑块上，且滑块与第二动力结构连接，以驱动卷烟运动；滑轨，与所述滑块滑动连接；本申请采用上述技术方案模拟消费者的持烟手指可能会有不同程度晃动的状态，并在晃动状态下采集卷烟燃烧的视频，对卷烟持灰能力的测定更加准确，符合实际的卷烟燃烧状态。

5.本发明提供的卷烟持灰能力测定装置，还包括：箱体，具有封闭腔；光源；所述夹持结构、弹烟结构、光源和图像采集结构均设置于所述封闭腔内；本申请采用上述技术方案，为卷烟持灰能力的测定提供一个相对密闭的环境，避免外界环境因素对卷烟持灰能力测定的影响，卷烟持灰能力的测定更加准确。

6.本发明所述夹持结构为多根不同管径的倒“L”形管，所述倒“L”形管的下端设置在箱体内设有的第一连接孔中；所述倒“L”形管水平部的一端套设有卷烟；在所述倒“L”形管的下端外接吸烟机；本申请采用上述技术方案，通过采用不同管径的倒“L”形管，可以套设不同直径规格的卷烟，以测定持灰能力，既可以实现对卷烟静态燃烧状态下持灰能力的测定，又可以实现模拟消费者在抽吸一根卷烟时，卷烟存在抽吸时的吸燃状态和抽吸间隔时的静燃状态，在上述动态抽吸环境下对卷烟持灰能力进行测定，增加本申请所述装置使用的广泛性。

7.本发明提供的卷烟持灰能力测定装置，还包括：吹风结构，设置于所述箱体的封闭腔内，用于向所述卷烟吹风，以模拟风力；本申请采用上述技术方案模拟的是外界天气导致的风力对卷烟持灰能力的影响，并在所述外界风力下采集卷烟燃烧的视频，对卷烟持灰能力的测定更加准确，符合实际的卷烟燃烧状态。

8.本发明提供的卷烟持灰能力测定装置，还包括：卡持结构，设置于所述箱体的顶部；所述图像采集结构可拆卸连接于所述箱体顶部设有的安装孔内，且被所述卡持结构固定，所述卡持结构将所述安装孔遮蔽；本申请采用上述技术方案可以方便地拆装图像采集结构，卡持结构将安装孔遮蔽，保持卷烟持灰能力测定时的封闭环境。

9.本发明提供的卷烟持灰能力测定装置，还包括：接灰盘，设置于所述卷烟的下方，以接收烟灰；本申请采用上述技术方案，可以方便地对卷烟燃烧后的烟灰进行集中收集和处理。

10.本发明还提供一种卷烟持灰能力测定方法，包括：采集卷烟燃烧时的视频；从所述视频中截取卷烟未燃烧时的第一图像和卷烟的灰柱在自身重力和外力作用下分离断裂时的第二图像；获取所述卷烟在第一图像中的像素长度：L

其中，L为卷烟燃烧前的实际的烟支总长度；本申请技术方案利用卷烟持灰能力测定装置，通过采集卷烟燃烧时的视频和图像，并对图像进行计算处理，方便准确地对卷烟的持灰能力进行测定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施方式中提供的卷烟持灰能力测定装置的主视剖视结构示意图；

图2为本发明实施方式中提供的卷烟持灰能力测定装置的右视剖视结构示意图；

图3为本发明实施方式中提供的卷烟持灰能力测定装置的俯视剖视结构示意图；

图4为本发明实施方式中提供的卷烟持灰能力测定装置的俯视结构示意图；

图5为本发明实施方式中提供的弹烟单元的结构示意图；

图6为本发明实施方式中提供的弹片的结构示意图。

附图标记说明：

1、箱体；2、鼓风机；3、底座；4、滑轨；5、滑块；6、夹持结构；7、光源；8、卡持结构；9、接灰盘；10、电机；11、弹烟结构；12、弹性元件；13、触压件；14、摇杆；15、卷烟；16、压板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1至6所示的卷烟持灰能力测定装置的一种具体实施方式，用于卷烟持灰能力的测定，包括：具有封闭腔的箱体1，位于封闭腔内的滑轨4、滑块5、夹持结构6、弹烟结构11、吹风结构、光源7和图像采集结构等。

如图1所示，所述箱体1具有底座3，所述滑轨4设置于所述底座3上；所述滑块5滑动连接于滑轨4上，在滑块5上设置夹持结构6。所述吹风结构设置于所述箱体1的侧壁上，且正对所述夹持结构6，具体的，所述吹风结构为鼓风机2或者可调节风量大小的风扇，鼓风机2为电动鼓风机。两个光源7分别设置于所述箱体1的左右内侧壁上；具体的，所述光源7为白色LED灯，白色LED灯与灯口相连，灯口可在一定角度内旋转，且灯口通过螺栓固定在箱体1的内侧壁上。

如图1和图4所示，在所述箱体1的顶部设有安装孔，并设置卡持结构8；在安装孔内可拆卸连接图像采集结构，并通过卡持结构8固定所述图像采集结构，具体的，所述图像采集结构为可拍摄视频和/或图片的设备，且装有高清探头；同时，卡持结构8将所述安装孔遮蔽，具体的，所述卡持结构8为两个可开合的U形块。

如图1、图2和图5所示，所述夹持结构6为多根不同管径的倒“L”形管，具体的，所述倒“L”形管为玻璃管；所述倒“L”形管的下端设置在滑块5上设有的第一连接孔中；所述倒“L”形管水平部的一端套设有卷烟15；在所述第一连接孔中设有不同厚度的垫片，以适应不同管径的倒“L”形管。在箱体1外设置第二动力结构，所述第二动力结构与滑块5连接。具体的，所述第二动力结构为电机10，经过动力传动系统，将电机10的旋转运动通过曲柄和连杆连接滑块5，形成曲柄滑块机构，具体的，动力传动系统可以是齿轮传动系统、链轮传动系统或带传动系统。进一步的，在所述倒“L”形管的下端外接吸烟机，以实现在动态抽吸环境下卷烟持灰能力的测定，所述吸烟机的抽吸容量为35±0.5ml/口，抽吸间隔为60±0.5s。第二动力结构的转速可调，启停可控，以实现采用不同频率或不同次数对所述卷烟15的烟蒂部进行弹压，可以进一步研究不同频率或者不同次数的弹压对同一牌号卷烟15持灰能力的影响。

如图3所示，在所述卷烟15的下方设置接灰盘9，以接收烟灰。

如图5和图6所示，所述弹烟结构11包括：与第一动力结构连接的摇杆14、弹性元件12和触压件13。所述摇杆14倾斜设置，与水平面的夹角为30度。摇杆14斜向下方的一端与压板16转动连接，压板16可拆卸连接于夹持结构6上。所述弹性元件12的一端连接摇杆14斜向上方的另一端，弹性元件12的另一端与触压件13连接；所述触压件13设有与卷烟15烟蒂部吻合的弧面，以间歇触压所述卷烟15的烟蒂部。具体的，所述弹性元件12为弹簧，所述触压件13为弹片；所述第一动力结构为转速可调的旋转动力设备，并通过曲柄和连杆连接摇杆14斜向上方的另一端，形成曲柄摇杆机构。旋转动力设备可通过可充电电源供电。

使用上述卷烟持灰能力测定装置对卷烟持灰能力测定的过程如下：

(1)所述卷烟15为在预设环境下平衡预设时间后的卷烟，所述预设环境为温度在21至23摄氏度之间，且相对湿度在57％至63％之间的环境；具体的，在温度为22±1℃，相对湿度为60±2％的环境下，将卷烟15平衡48小时。

(2)根据卷烟15的规格选择相应管径的倒“L”形管，将倒“L”形管的一端插入滑块5上设有的第一连接孔中，倒“L”形管的另一端插入卷烟15，并使其保持水平。调节光源7的角度，安装图像采集结构，并打开录制开关；点燃卷烟，在弹烟灰状态、晃动状态、吹风状态和/或动态抽吸状态下，通过图像采集结构拍摄卷烟15燃烧过程的视频；从所述视频中截取卷烟15未燃烧时的第一图像和卷烟15的灰柱在自身重力和外力作用下分离断裂时的第二图像。

(3)处理图像：将第一图像和第二图像传输至计算机，使用图像处理软件处理，量取所述卷烟15在第一图像中的像素长度：L

根据下述公式计算所述卷烟持灰能力L

其中，L为卷烟燃烧前的实际的烟支总长度。

可以随机抽取不少于2支所述卷烟15为一个测量单元，获取所述测量单元中所有卷烟15的持灰能力，将上述测量单元内卷烟15持灰能力的均值作为测量单元的平均持灰能力。

当所述卷烟15采用常规烟支的长度L为84mm时，采用以下公式计算卷烟持灰能力L

经过测定，获得数据L

采用直接测量法测定卷烟15持灰能力的过程如下：采用胶头滴管吸水，观察箱体1中卷烟15的燃烧，待灰柱断裂后，使用胶头滴管浇灭卷烟15，使用直尺测量每支卷烟15的持灰能力。

以5支卷烟15为例，取其算数平均值为该卷烟15的平均持灰能力。在弹烟灰状态下，分别采用本申请技术方案的方法，可以简称图像处理法，以及直接测量法测定卷烟15的持灰能力，结果如表1所示。

表1分别采用图像处理法和直接测量法获得的卷烟15的持灰能力数据对照表

由表1可知，通过上述两种方法测定同一规格卷烟15的平均持灰能力数据，图像处理法测定卷烟15的平均持灰能力为41.686mm，直接测量法测定卷烟15的平均持灰能力为42.2mm；由于直接测量法采用胶头滴管浇灭卷烟15，而在这段时间，卷烟15仍会有一定的燃烧，并且，直尺的精密度为1mm。因此，直接测量法测得的值较图像处理法得到的值普遍偏大，且误差偏大，图像处理法测得的卷烟15的持灰能力更加准确。

作为替代的实施方式，采用同一个杆件替代弹性元件12和触压件13，杆件的一端连接摇杆14斜向上方的另一端，杆件的另一端设有与卷烟15烟蒂部吻合的弧面，以间歇触压所述卷烟15的烟蒂部。

作为替代的实施方式，电机10直接带动曲柄，并通过连杆连接滑块5，形成曲柄滑块机构。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。