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)生的化學物質(zhì)，再經(jīng)行分析的設備。在實際應用過程中由于卷煙的規(guī)格不同、原材料的不同會造成在吸煙過程中，卷煙的陰燃速率和吸燃速率會有所不同，有可能造成吸煙機捕集效果會有差異，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實驗過程中全程監(jiān)控煙支的燃燒速率。隨著圖像處理技術(shù)的發(fā)展，我們可以利用高速攝像機拍攝記錄煙支燃燒整個過程，同時對圖像進行實時處理，就可以計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吸煙過程中煙支全過程的變化，并且采集吸煙機抽吸的信號，在通過Labview軟件對圖像進行處理結(jié)合吸煙機的抽吸信號的采集計算煙支陰燃和吸燃的速度。
[0004]為了實現(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)攝像機安裝及調(diào)整:將攝像機固定到吸煙機合適位置，調(diào)節(jié)焦距燈光得到清晰的圖像；
[0007]2)時間軸信號采集:將組隔離多功能數(shù)采模塊連接到吸煙機電路板，采集吸煙機抽吸引擎和實驗終止信號；
[0008]3)圖像校準:將帶刻度的標準煙支插到吸煙機上，攝像機拍攝圖像，根據(jù)標準煙支的刻度標尺，校準圖像像素點的對應的空間距離；
[0009]4)圖像處理:攝像機采集圖像數(shù)據(jù)后，通過NI PXI對圖像進行處理，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，并以此邊界中點作為圖像坐標抽的原點，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作為煙支燃燒點；單位時間內(nèi)燃燒點移動的距離就是煙支的燃燒速率；
[0010]5)煙支燃燒速率的計算:“圖像處理”之后得到各張圖片中燃燒點的位置，再根據(jù)“PXIe-6528”采集吸煙機各種信號在時間軸上的時間點，找到對應時刻的燃燒點的位置，兩張圖片時間間隔就是對應的燃燒時間，圖片中燃燒點位移變化就是這段時間煙支燃燒的距離；兩張相除就可以得到對應時間的燃燒速率。
[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應該越來越靠近原點，以燃燒點向原點靠近設為“-”，燃燒點遠離原點為“ + ”，當某一時刻燃燒點移動出現(xiàn)“+”方向時，認為出現(xiàn)異常，需要過濾這部分數(shù)據(jù)，并根據(jù)之前的正常數(shù)據(jù)和下一個出現(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和數(shù)據(jù)采集裝置，所述的數(shù)據(jù)采集裝置包括導軌架、夾具、照明燈、燈架、攝像機和攝像平臺，所述的導軌架上設置有導軌槽，在導軌槽的兩端分別滑動設置有固定夾具，所述的導軌架通過固定夾具固定設置在吸煙機的機架上；所述的的照明燈有兩個，兩個照明燈分別設置在燈架上，兩個照明燈相對設置，分別位于吸煙機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設置在導軌槽內(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，所述的燈座固定設置在最上端的球頭連接桿上，所述的照明燈設置在燈座上；所述的攝像平臺包括滑動立桿、橫向滑座、縱向滑座和固定底座構(gòu)成，所述的滑動立桿底部滑動設置在導軌槽內(nèi)，滑動立桿上設置有立向滑槽，所述的橫向滑座的一端滑動設置在立向滑槽內(nèi)，并在橫向滑座上設置有橫向?qū)к墸v向滑座設置在橫向?qū)к壣?，并在縱向滑座上設置有縱向?qū)к?，所述的固定底座設置在縱向?qū)к壣?，所述的攝像機固定設置在固定底座上。
[0013]作為優(yōu)選，所述的固定夾具包括一個U型件、滑塊和旋緊夾盤，U型件兩側(cè)位于導軌架的上下方，滑塊通過螺栓固定在U型件的上方，并位于所述的導軌槽內(nèi)，所述的旋緊夾盤位于U型件的下方，通過設置手柄旋緊在機架上。
[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置有球形頭，第二根球頭連接桿的兩端均設置有球形頭，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，并且所述的三個連接夾具至少有兩個成垂直方向設置。
[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，所述的夾板設置有兩個通孔，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置有絲桿調(diào)節(jié)裝置。
[0017]作為優(yōu)選，所述的滑動立桿的底部兩側(cè)分別設置有加強滑塊。
[0018]本發(fā)明的方法視頻記錄吸煙機吸煙過程中煙支全過程的變化，并且采集吸煙機抽吸的信號，在通過Labview軟件對圖像進行處理結(jié)合吸煙機的抽吸信號的采集計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焦油、一氧化碳等其他指標的影響。
【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。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做一個詳細的說明。
[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)采集裝置包括導軌架3、夾具4、照明燈5、燈架6、攝像機7和攝像平臺8，所述的導軌架3上設置有導軌槽31，在導軌槽31的兩端分別滑動設置有固定夾具4，所述的導軌架3通過固定夾具4固定設置在吸煙機1的機架2上；所述的固定夾具4包括一個U型件41、滑塊43和旋緊夾盤42，U型件41兩側(cè)位于導軌架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，通過設置手柄旋緊在機架2上。所述的的照明燈5有兩個，兩個照明燈5分別設置在燈架6上，兩個照明燈5相對設置，分別位于吸煙機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滑動設置在導軌槽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固定設置在最上端的球頭連接桿61上，所述的照明燈5設置在燈座63上；所述的攝像平臺8包括滑動立桿81、橫向滑座84、縱向滑座85和固定底座86構(gòu)成，所述的滑動立桿81底部滑動設置在導軌槽31內(nèi)，滑動立桿81的底部兩側(cè)分別設置有加強滑塊83，滑動立桿81上設置有立向滑槽82，所述的橫向滑座84的一端滑動設置在立向滑槽82內(nèi)，并在橫向滑座84上設置有橫向?qū)к?。縱向滑座85設置在橫向?qū)к壣?，并在所述的橫向滑座84和縱向滑座85分別設置有絲桿調(diào)節(jié)裝置87?？v向滑座85上還設置有縱向?qū)к墸龅墓潭ǖ鬃?6設置在縱向?qū)к壣?，所述的攝像機7固定設置在固定底座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置有球形頭，第二根球頭連接桿的兩端均設置有球形頭，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置有球形頭，第三根球