[发明专利]一种烟草制品烟气比热容测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种烟草制品烟气比热容测量装置，其特征在于：包括控制模块、抽吸模块、检测模块、电源模块；

检测模块与控制模块进行电性连接，控制模块与抽吸模块进行电性连接，检测模块、控制模块、抽吸模块均与电源模块电性连接，检测模块与抽吸模块密闭连接；

所述控制模块包括：触控屏(1)、MCU控制器(2)、高精度滑动变阻器(5)，所述检测模块包括信号放大器(3)、置烟夹具(6)、中空保温管(7)、铂热电阻温度传感器I(8)、电阻箱(9)、检测装置(10)、剑桥滤片(11)、烟气捕集器(12)、精密电子天平(13)，所述抽吸模块包括抽吸装置(14)、步进电机控制装置(15)，抽吸装置(14)包括螺旋金属棒(39)、抽吸活塞(40)、出气单向阀(41)、进气单向阀(42)、可调容量抽吸管(43)，所述电源模块包括高精度可调稳压电源(4)；

所述触控屏(1)与MCU控制器(2)连接，MCU控制器(2)电性连接到高精度可调稳压电源(4)，MCU控制器(2)与步进电机控制装置(15)电性连接，步进电机控制装置(15)与抽吸活塞(40)通过螺旋金属棒(39)连接，抽吸活塞(40)密封容纳于可调容量抽吸管(43)内，可调容量抽吸管(43)一端连接至抽吸活塞(40)活动密封，另一端为两个气孔的密封面，下端气孔设计为进气单向阀(42)通过塑胶管与烟气捕集器(12)左端密封连接，上端气孔设计为出气单向阀(41)直接与空气接触，在触控屏(1)设置抽吸时间，反馈给MCU控制器(2)，MCU控制器(2)发出脉冲信号控制步进电机控制装置(15)以调节转速与扭矩值，步进电机控制装置(15)连动螺旋金属棒(39)调节抽吸活塞(40)在可调容量抽吸管(43)中位置，达到控制可调容量抽吸管(43)的抽吸时间及抽吸流量；检测装置(10)电性连接至MCU控制器(2)，MCU控制器(2)根据接收到的反馈温度与预设电压的差值控制检测装置(10)断电降温，加压升温，使温度控制在预设温度值；信号放大器(3)电性连接到MCU控制器(2)，高精度滑动变阻器(5)滑片电性连接至高精度可调稳压电源(4)的正极，高精度可调稳压电源(4)的负极通过导线(24)与检测装置(10)，电阻箱(9)内固定有电阻I(44)和电阻II(45)两个等值电阻，电阻I(44)、电阻II(45)、高精度滑动变阻器(5)及检测装置(10)中的部件形成桥型电路；检测装置(10)的出气道(33)通过中空保温管(7)与烟气捕集器(12)右端连接，烟气捕集器(12)下方放置有精密电子天平(13)，检测装置(10)中进气道(20)通过中空保温管(7)与置烟夹具(6)相连接，在中空保温管(7)的内部密封放置有与MCU控制器(2)连接的铂热电阻温度传感器I(8)，置于置烟夹具(6)上的烟草制品产生的烟气经过中空保温管(7)进入检测装置(10)中，铂热电阻温度传感器I(8)用于将初始烟气温度反馈给MCU控制器(2)；

所述检测装置(10)包括不锈钢保温盒(16)、金属体(19)、进气道(20)、金属弹片I(21)、无感不锈钢金属加热棒(22)、水平气道(23)、导线(24)、压紧螺栓I(25)、镀金微型螺旋状热敏元件I(26)、竖直平行管I(27)、节流孔I(28)、分气道I(29)、压紧螺栓II(30)、镀金微型螺旋状热敏元件II(31)、竖直平行管II(32)、出气道(33)、锁定销(34)和铂热电阻温度传感器II(35)、节流孔II(36)、分气道II(37)；

所述检测装置(10)采用一个不锈钢圆柱体结构，上面有两个上端带丝扣的竖直平行管I(27)和竖直平行管II(32)，镀金微型螺旋状热敏元件I(26)和镀金微型螺旋状热敏元件II(31)分别被压紧螺栓I(25)和压紧螺栓II(30)密封在竖直平行管I(27)和竖直平行管II(32)内，水平气道(23)与竖直平行管I(27)和竖直平行管II(32)的底部连通，且水平气道(23)两端各与一个小横向孔相通，并由不锈钢保温盒(16)左右两端的侧面孔里分别引出，形成进气道(20)和出气道(33)，水平气道(23)的进气道(20)和出气道(33)分别由金属弹片I(21)和金属弹片II(38)弹性贴封，竖直平行管I(27)和竖直平行管II(32)的左侧分别连接分气道I(29)和分气道II(37)，刚好与竖直平行管I(27)和竖直平行管II(32)和水平气道(23)相通；不锈钢保温盒(16)的底上面由锁定销(34)锁定有金属加热块即金属体(19)，水平气道(23)下端的金属体(19)平均放置着两个无感不锈钢金属加热棒(22)，金属体(19)中央放置有一个与MCU控制器(2)电连接的铂热电阻温度传感器II(35)，铂热电阻温度传感器II(35)用于将水平气道(23)温度信号反馈给MCU控制器(2)，高精度可调稳压电源(4)的负极通过导线(24)与检测装置(10)中镀金微型螺旋状热敏元件I(26)连接，电阻I(44)、电阻II(45)、检测装置(10)中镀金微型螺旋状热敏元件I(26)、检测装置(10)中镀金微型螺旋状热敏元件II(31)、高精度滑动变阻器(5)形成桥型电路，检测装置(10)中出气道(33)通过中空保温管(7)与烟气捕集器(12)右端连接，所述竖直平行管I(27)、竖直平行管II(32)、水平气道(23)、分气道I(29)和分气道II(37)均在金属体(19)上加工所制，置于置烟夹具(6)上的烟草制品产生的烟气进入检测装置(10)中水平气道(23)、竖直平行管I(27)和竖直平行管II(32)，两只镀金微型螺旋状热敏元件的引线由不锈钢保温盒(16)上面的竖直平行管里引出；分气道I(29)与竖直平行管连接部分设计有节流孔I(28)，分气道II(37)与竖直平行管连接部分设计有节流孔II(36)；以上部件装在一个不锈钢保温盒(16)里，不锈钢保温盒(16)内周围装有保温硅棉板(17)，硅棉板(17)所包围的内部空间装满微型玻璃珠(18)形成浴恒温模式；

所述镀金微型螺旋状热敏元件I(26)引出的导线(24)与电阻I(44)进行串联，串联节点为A；电阻I(44)的另一端连接到高精度滑动变阻器(5)的最大阻值端，连接点为B；高精度滑动变阻器(5)另一个最大阻值端与镀金微型螺旋状热敏元件II(31)引出的导线(24)串联，串联节点为C；镀金微型螺旋状热敏元件II(31)引出导线(24)的另一端串联接到电阻II(45)，串联节点为D；电阻II(45)的另一端与镀金微型螺旋状热敏元件I(26)连接，节点为E；信号放大器(3)信号采集端分别电性连接到A节点和D节点；

所述步进电机控制装置(15)包括步进电机(46)及与步进电机(46)适配的步进电机控制器(47)，在触控屏(1)上输入指令使步进电机控制器(47)直接控制步进电机(46)以调节转速与扭矩值，连动螺旋金属棒(39)调节抽吸活塞(40)在可调容量抽吸管(43)中位置，达到控制可调容量抽吸管(43)的抽吸时间及抽吸流量。