本发明专利技术提供一种标准棒通风率校准装置和方法，所述标准棒通风率校准装置包括：检测腔体，所述检测腔体为具有在轴向方向上贯通的柱状空腔的柱体，并且具有进气口、抽吸口、密封组件、限位元件和检测气流通道，限位元件可在径向方向上移动以插入柱状空腔中；连接到检测气流通道的检测气路；一端连接到检测气路的流量计；负压控制器，所述负压控制器连接到检测腔体顶部的气压调制接口；连接到抽吸口的恒流抽吸模块；连接在恒流抽吸模块与抽吸口之间的抽吸气路上的压差传感器；和分别与流量计、负压控制器和压差传感器连接的处理系统。所述校准装置和方法能够有效地消除因流量计工作时所产生的压降而导致的检测结果偏差。产生的压降而导致的检测结果偏差。产生的压降而导致的检测结果偏差。
【技术实现步骤摘要】
标准棒通风率校准装置及标准棒通风率校准方法
[0001]本专利技术涉及卷烟检测领域，更具体地，涉及一种用于校准标准棒通风率的装置和方法。
技术介绍
[0002]卷烟通风是影响卷烟产品焦油、CO释放量的关键因素，通风对卷烟产品感官质量有较大影响。卷烟通风是指除进入未点燃卷烟前端外而通过卷烟其他外包纸或相关材料进入的空气流量。通风率是以百分率表示的通风气流量和抽吸端的总气流量之比。依据检测部位不同，通风率一般分为滤嘴通风率和卷烟纸通风率。
[0003]通风率标准棒是卷烟通风率测定仪和卷烟物理性能综合测试台上使用的标准件，其计量性能直接决定卷烟通风率测定的准确性。为保证通风率标准棒量值传递的准确可靠，需要对通风率标准棒进行校准。目前，烟草行业普遍采用皂膜流量计作为标准对通风率标准棒的总气流量和通风流量进行测量，该方法耗时、耗力且易引入较大人为误差，但由于皂膜流量计在测试流量时形成的压差较小而被广泛使用(压差一般小于10Pa)。
[0004]为解决使用其他流量测试装置所产生的压降影响，中国专利CN109085111A提出了一种主动活塞式通风率标准棒校准装置及其校准方法，该装置及方法能够在一定程度上提高标准棒校准的准确性，但是其装置结构复杂，实现难度较大，流量产生的压降问题并没有从根本上解决。
[0005]中国专利CN209014434U公开了一种一步式通风率标准棒期间核查装置，该装置采用两个流量传感器作为标准，一步式完成通风率标准棒量值的测定，但是其对于流量计和压差计等元器件的精度要求较高，流体产生的压降降低的问题依然存在。
[0006]中国专利CN209014432U提出了一种补偿式通风率标准棒校准装置，该装置采用针型阀补偿体积式流量传感器带来的压差，有效消除了流量计压降带来的测试偏差，尤其是在高通风标准棒的校准中，流量计压降带来的测试偏差更大，但是通过针型阀调节压力到平衡受到下游压降的影响，原因复杂，操作难度较大，测试时间和效率成为标定和测试中的主要问题，使得该方法难以广泛应用。
技术实现思路
[0007]为了解决上述问题，本专利技术提供一种标准棒通风率校准装置及校准方法，所述校准装置和校准方法能够有效地消除因流量计工作时由于气体通过时所产生的压降而导致的检测结果偏差，同时可以消除对昂贵的低吸阻流量计的需求。
[0008]根据本专利技术的一个方面，提供一种标准棒通风率校准装置，包括：检测腔体，所述检测腔体为具有在轴向方向上贯通的柱状空腔的柱体，并且具有靠近顶部的进气口、靠近底部的抽吸口、用于密封柱状空腔的密封组件、限位元件和连通柱状空腔与外部的检测气流通道，其中进气口与大气连通，限位元件在检测腔体的下部插入柱状空腔中，并且限位元件能够在径向方向上移动以对放置在柱状空腔内的标准棒进行定位；检测气路，所述检测
气路设置在检测腔体外并连接到检测气流通道；流量计，所述流量计的一端连接到检测气路、另一端连接到大气；负压控制器，所述负压控制器连接到气压调制接口，所述气压调制接口设置在检测腔体的顶部且与柱状空腔连通；恒流抽吸模块，所述恒流抽吸模块连接到抽吸口；压差传感器，所述压差传感器连接在恒流抽吸模块与抽吸口之间的抽吸气路上；和处理系统，所述处理系统分别与流量计、负压控制器和压差传感器连接。
[0009]根据本专利技术的一个实施例，密封组件可以包括：第一夹管阀，所述第一夹管阀设置在柱状空腔的上端部处；第二夹管阀，所述第二夹管阀设置在柱状空腔的下端部处；和第一密封元件和第二密封元件，所述第一密封元件和所述第二密封元件围绕柱状空腔设置在第一夹管阀与第二夹管阀之间，其中在检测期间，第一密封元件位于标准棒的上端部，第二密封元件位于标准棒的下端部，并且第一密封元件和第二密封元件中的每一个均在开启时与标准棒的圆周表面贴合以使气流无法通过，其中限位元件相邻地设置在第二密封元件的下方。
[0010]根据另一个实施例，标准棒可以包括进气端面、出气端面、侧端面、在内部沿着轴向贯穿标准棒的总毛细管孔、和靠近出气端面沿着径向形成在侧端面上且与总毛细管孔连通的通风毛细管孔。检测气流通道可以设置在与通风毛细管孔相对应的位置处。
[0011]可选地，恒流抽吸模块可以包括顺序连通的抽吸流量控制计、真空发生器、电磁阀和气源，其中抽吸流量控制计与抽吸口相连接。
[0012]根据一个示例，限位元件在径向方向上移动的距离不小于柱状空腔的半径。
[0013]根据本专利技术的另一个方面，提供一种使用所述标准棒通风率校准装置来校准标准棒通风率的方法，包括：
[0014]步骤A：将限位元件沿着径向方向移动到伸入柱状空腔中的位置处，打开设置在柱状空腔的上端部处的第一夹管阀，并关闭设置在柱状空腔的下端部处的第二夹管阀，并且关闭设置在第一夹管阀与第二夹管阀之间的多个密封元件，以使柱状空腔保持畅通；
[0015]步骤B：将标准棒的出气端面朝下将标准棒插入柱状空腔内，以使标准棒在限位元件的作用下竖直位于柱状空腔内，并开启多个密封元件，从而使多个密封元件与标准棒的圆周表面贴合以使气流无法通过；
[0016]步骤C：关闭第一夹管阀以使检测腔体保持密封；
[0017]步骤D：启动恒流抽吸模块以恒定流量进行抽吸，并且打开检测气流通道、流量计、压差传感器和负压控制器，以使负压控制器实时调节检测腔体内的气压，流量计实时记录检测气路中的气体流量，并且将所述气体流量和所述压差传感器检测到的压差发送到处理系统；和
[0018]步骤E：通过处理系统对所述气体流量和所述压差进行处理以获得校准后的标准棒通风率。
[0019]根据一个示例性实施例，多个密封元件包括第一密封元件和第二密封元件，其中在检测期间，第一密封元件位于标准棒的上端部，第二密封元件位于标准棒的下端部，从而将检测腔体从上到下依次分为气压调制区、标准棒通风区和抽吸区。检测气流通道可以设置在与通风毛细管孔相对应的位置处。
[0020]此外，步骤D可以进一步包括：
[0021]D01：启动恒流抽吸模块和负压控制器，并开启流量计以实时检测检测气路；和
[0022]D02:通过负压控制器将气压调制区的气压P0调节到与标准棒通风区的气压P1保持变化一致，直到气压调制区的气压与标准棒通风区的气压相等或接近为止，此时记录流量计检测到的检测气路的流量Q1、气压调制区的气压P
01
和压差传感器检测到的抽吸气路的压差
△
P1。
[0023]进一步地，步骤E可以包括：
[0024]E01：根据玻意耳定律获得压差与流量之间的函数关系：
[0025]P
01
*Q1＝(P
-△
P1)*Q1’
；和
[0026]E02：根据所述函数关系通过以下计算公式获得标准棒的通风率：
[0027]V
s
＝Q1’
/17.5＝P
01
*Q1/(P
-△
P1)/17.5
[0028]其中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种标准棒通风率校准装置，包括：检测腔体，所述检测腔体为具有在轴向方向上贯通的柱状空腔的柱体，并且具有靠近顶部的进气口、靠近底部的抽吸口、用于密封所述柱状空腔的密封组件、限位元件和连通所述柱状空腔与外部的检测气流通道，其中所述进气口与大气连通，所述限位元件在所述检测腔体的下部插入所述柱状空腔中，并且所述限位元件能够在径向方向上移动以对放置在所述柱状空腔内的标准棒进行定位；检测气路，所述检测气路设置在所述检测腔体外并连接到所述检测气流通道；流量计，所述流量计的一端连接到所述检测气路、另一端连接到大气；负压控制器，所述负压控制器连接到气压调制接口，所述气压调制接口设置在所述检测腔体的顶部且与所述柱状空腔连通；恒流抽吸模块，所述恒流抽吸模块连接到所述抽吸口；压差传感器，所述压差传感器连接在所述恒流抽吸模块与所述抽吸口之间的抽吸气路上；和处理系统，所述处理系统分别与所述流量计、所述负压控制器和所述压差传感器连接。2.根据权利要求1所述的标准棒通风率校准装置，其中，所述密封组件包括：第一夹管阀，所述第一夹管阀设置在所述柱状空腔的上端部处；第二夹管阀，所述第二夹管阀设置在所述柱状空腔的下端部处；和第一密封元件和第二密封元件，所述第一密封元件和所述第二密封元件围绕所述柱状空腔设置在所述第一夹管阀与所述第二夹管阀之间，其中在检测期间，所述第一密封元件位于所述标准棒的上端部，所述第二密封元件位于所述标准棒的下端部，并且所述第一密封元件和所述第二密封元件中的每一个均在开启时与所述标准棒的圆周表面贴合以使气流无法通过，其中，所述限位元件相邻地设置在所述第二密封元件的下方。3.根据权利要求1所述的标准棒通风率校准装置，其中：所述标准棒包括进气端面、出气端面、侧端面、在内部沿着轴向贯穿所述标准棒的总毛细管孔、和靠近所述出气端面沿着径向形成在所述侧端面上且与所述总毛细管孔连通的通风毛细管孔；以及所述检测气流通道设置在与所述通风毛细管孔相对应的位置处。4.根据权利要求1所述的标准棒通风率校准装置，其中，所述恒流抽吸模块包括顺序连通的抽吸流量控制计、真空发生器、电磁阀和气源，其中所述抽吸流量控制计与所述抽吸口相连接。5.根据权利要求1所述的标准棒通风率校准装置，其中，所述限位元件在所述径向方向上移动的距离不小于所述柱状空腔的半径。6.一种使用如权利要求1所述的标准棒通风率校准装置来校准标准棒通风率的方法，包括：步骤A：将所述限位元件沿着所述径向方向移动到伸入所述柱状空腔中的位置处，打开设置在所述柱状空腔的上端部处的第一夹管阀，并关闭设置在所述柱状空腔的下端部处的第二夹管阀，并且关闭设置在所述第一夹管阀与所述第二夹管...
【专利技术属性】
技术研发人员：苗芊，李斌，杨荣超，王爽，王乐，曾波，史占东，黄锋，张鹏飞，王兵，
申请(专利权)人：中国烟草总公司郑州烟草研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。