[发明专利]一种测试新型卷烟发热片疲劳性能的装置及方法

说明书

本发明公开了一种测试新型卷烟发热片疲劳性能的装置及方法，属于测试领域。本发明主要由运动组件、测试组件、控制组件组成。基于电磁力原理实现发热片的运动及光电检测相结合的方法，根据毕奥——萨伐尔定律和洛伦兹定律，通过带电导体在磁场中的运动原理来使发热片不断地接触测试装置，通过光敏二极管的光照效应实现对发热片断裂的测量。本发明填补了发热片疲劳性能测试领域的空白，为发热片目前面临的易断裂、抗疲劳性能低等问题提供了有效的分析解决方案。

技术领域

本发明涉及一种新型卷烟发热片疲劳性能测试装置及方法，属于测试领域。

背景技术

当下，随着人们生活水平的提高，以及对健康生活的追求。传统卷烟由于在使用过程中会产生大量有害气体，其市场占有率逐年下降。据中国产业信息网2017年的数据显示，2015-2017年传统卷烟的销量每年下降约4%，与此同时一种新型卷烟的市场占有率在逐年提升。新型卷烟通过电池给发热片通电烘烤与之接触的烟管里的烟草产生烟雾供人们抽吸，由于烘烤过程只加热不燃烧，所以产生的有害物质与传统卷烟相比降低近90%。

然而在实际使用中，新型卷烟存在以下问题。一是新型卷烟在使用过程中，发热片会出现断裂现象。二是经过一段时间的使用后，新型卷烟产生的烟雾质量明显下降。经过查阅相关资料，发现主要问题与发热片材料的疲劳性能有关。已知零件的疲劳寿命与零件的应力、应变水平有关，它们之间的关系可以用应力一寿命曲线（σ-N曲线）和应变一寿命曲线（δ－Ν曲线）表示。应力一寿命曲线和应变一寿命曲线，统称为S-N曲线。根据试验可得其数学表达式：σ*m*N=C， N应力循环数；m、C为材料常数。

在疲劳试验中，实际零件尺寸和表面状态与试样有差异，常存在由圆角、键槽等引起的应力集中，所以，在使用时必须引入应力集中系数K、尺寸系数ε和表面系数β。在航空发动机、工业轴承等领域有大量关于材料疲劳性能的研究，但少有对新型卷烟发热片材料的疲劳性能的研究。发热片疲劳性能可被视为发热片在有限次抽插中而不会断裂的最大应力，也可称为发热片疲劳极限。目前发热片受生产批次、材料、形状、制作工艺等影响，没有一种统一的测试疲劳性能的方法及疲劳性能标准。

于是设计一种测试新型卷烟发热片疲劳性能测试装置及方法，对不同材料、不同制作工艺的发热片进行疲劳性能测试，绘制发热片的S-N曲线，得出其疲劳性能，并对不同批次发热片进行对比，可为发热片零件寿命研究提供数据。并且所得测试数据可以经过分析统计，进而有利于统一发热片疲劳性能标准。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作简便、能较准确测试新型卷烟发热片疲劳度的装置及方法。

本发明通过以下技术措施实现，一种测试新型卷烟发热片疲劳度的装置，包括控制组件、运动组件和测试组件；

所述控制组件为单片机2，单片机2上安装有检测LED8；

所述运动组件包括底座3、开关二极管13、导轨4、直导体5、直流电源1和绝缘滑块7，两根导轨4平行固定在底座3上，直导体5固定在两根导轨4之间且可沿导轨4前后滑动，直导体5上固定有绝缘滑块7，发热片6固定在绝缘滑块7上，直流电源1的正负极分别通过导线与两根导轨4的一端相连，一侧导线上连有开关二极管13，另一侧导线上连有电流表12，开关二极管13与单片机2相连；

所述测试组件包括测试盒9、光敏二极管15、发光LED14、检测LED8、弹簧17、压变电阻18、电流表12、空心圆柱体11和烟管16，所述测试盒9固定在底座3上且位于两根导轨4之间，测试盒9与发热片6正对位置上开设有小孔10，发热片6可通过小孔10，测试盒9与小孔10相对的侧面内壁上固定有压变电阻18，压变电阻18通过弹簧17与烟管16一端相连，烟管16另一端面开设有与发热片6尺寸相配合的插孔，且插孔正对小孔10，烟管16内部放置烟草，压变电阻18的两端分别与两根导轨4的另一端相连，压变电阻18还和单片机2相连；