一种加热卷烟烟气温度测量启动方法及装置与流程

1.本发明涉及加热卷烟技术领域，特别是涉及一种加热卷烟烟气温度测量启动方法及装置。


背景技术：

2.加热卷烟通常需要一个特定的装置（适配器具）启动开关后预热，器具一般会有8
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20秒的预热时间，预热完成后才能开始抽吸。目前加热卷烟普遍使用预热时间确定启动抽吸时刻，即预热完成后开始抽吸第一口。但是受烟支、器具、插入状态等多因素的影响，预热完成后，无法判断烟支烟芯段内部的温度是相对均匀的、升温速率达到设计要求，如果出现烟支烟芯段内部温度不均匀、升温速率达不到设计要求，会导致每次温度测定烟支的起始受热状态存在明显差异，使烟气测量结果稳定性和重复性变差。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种加热卷烟烟气温度测量启动方法及装置，采用相对稳定性较好的烟芯温度启动方式，进行烟气温度的检测与记录，可有效提高加热卷烟烟气温度检测的准确性，实现烟气温度参数的精准分析。
4.根据本发明的第一方面，提出一种加热卷烟烟气温度测量启动方法，包括：采集预热过程中烟芯段的温度数据，计算烟芯段上温度变化最快的点位，并定义为基准位置；多次测量基准位置的温度，计算基准位置处温度变化最快时所对应的温度均值，并定义为基准温度；确定模拟系统中的基准位置，启动预热后实时监测所述基准位置的烟芯温度；当检测到烟芯温度达到所述基准温度时，启动抽吸系统、检测并记录烟气温度。
5.进一步的，还包括：烟芯段的温度通过测温电偶进行数据采集；多个测温电偶的等间距并列分布，测温电偶的端部平齐，使得测温电偶在插入至烟芯段时的插入深度始终保持一致。
6.进一步的，采集预热过程中烟芯段的温度数据，计算烟芯段上温度变化最快的点位，并定义为基准位置，具体包括：预定义测温间距、测温深度；沿烟芯段的轴向方向等间距设置测温点位，测温深度均相同；获取预热时间内每个测温点位上的温度数据，根据所述温度数据绘制温度变化曲线；计算并绘制温度变化曲线的一阶求导曲线，取最大值所对应的点位作为基准位置。
7.进一步的，所述测温深度为器具外壳表面至加热针表面的间距，使得测温电偶插入烟芯中时能够紧挨加热针。
8.进一步的，多次测量基准位置的温度，计算基准位置处温度变化最快时所对应的温度均值，并定义为基准温度，具体包括：设置多组实验同时进行，并在每一组所对应的基准位置实时监测烟芯的温度变化；当检测到某一组的基线平衡之后，即开启预热进行烟芯温度的数据采集；依次获取每一组的基准位置处的温度变化最快时的温度值；统计并计算多种实验中基准位置处的温度变化最快时的温度均值，将之定义为基准温度。
9.进一步的，确定模拟系统中的基准位置，启动预热后实时监测所述基准位置的烟芯温度，具体包括：根据基准位置与烟芯段、加热针的相对位置关系，确定当前模拟系统中的基准位置；在模拟系统中的基准位置设置测温电偶，用以触发抽吸系统的自启动；基准位置处的测温电偶与预热系统同步启动，使得测温电偶能够在启动预热之后实时监测基准位置的烟芯温度。
10.进一步的，当检测到烟芯温度达到所述基准温度时，启动抽吸系统、检测并记录烟气温度，具体包括：当检测到烟芯温度未达到所述基准温度时，抽吸系统不响应；当检测到烟芯温度达到所述基准温度时，抽吸系统自动启动抽吸模拟，烟气测温电偶同步开始检测烟气温度，并记录所述烟气温度。
11.根据本发明的第二方面，提供了一种加热卷烟烟气温度测量启动装置，包括：数据获取模块：采集预热过程中烟芯段的温度数据，计算烟芯段上温度变化最快的点位，并定义为基准位置；均值计算模块：多次测量基准位置的温度，计算基准位置处温度变化最快时所对应的温度均值，并定义为基准温度；位置同步模块：确定模拟系统中的基准位置，启动预热后实时监测基准位置的烟芯温度；反馈启动模块：当检测到烟芯温度达到基准温度时，启动抽吸系统、检测并记录烟气温度。
12.根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面中任一项的所述方法步骤。
13.根据本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一项的所述方法步骤。
14.本发明的有益效果为：本发明提供了一种加热卷烟烟气温度测量启动方法及装置，以烟芯温度作为抽吸时刻的触发条件，并以烟芯温度变化反应最灵敏的位置作为基准温度的检测点，能够快速反映加热温度变化，能够有效监测烟芯的温度变化；当烟芯的温度达到基准温度时，即可开启对烟气的温度的检测、记录。与传统的预热启动方式相比，大幅提升了对于烟气温度测量
的准确性和重复性。
15.烟气温度数据的精准测定、有效化分析，可有利于加热卷烟滤棒材料降温效果的测定、有利于加热卷烟品质的评价，对加热卷烟的生产、质量把关等均做出了巨大贡献。
16.进一步的，从产品的角度来看，本发明所提供的一种加热卷烟烟气温度测量启动方法及装置在应用之后，可对加热卷烟的基本架构进行优化，精准分析降温效果，提升用户的抽吸体验；对成品而言，可形成有效的成品卷烟质量检测，有效化测定良品率。
附图说明
17.并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。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，可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明实施例的一种加热卷烟烟气温度测量启动方法的流程图；图2为本发明实施例的一种加热卷烟烟气温度测量启动装置的模块化框图；图3为本发明实施例提供的一种测温电偶的位置示意图；图4为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图；图5为本发明实施例提供的一种加热卷烟烟气温度测量启动烟芯温度曲线图；图6为本发明实施例中图5的烟芯温度曲线的一阶导数的曲线图；图7为本发明实施例提的一种热电偶组的分布示意图。
具体实施方式
19.为了更清楚的说明本发明实施例和现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创在性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。另，设计方位的属于仅表示各部件间的相对位置关系，而不是绝对位置关系。
20.实施例一根据本发明的第一方面，提供了一种加热卷烟烟气温度测量启动方法，如图1所示，为加热卷烟烟气温度测量启动方法的流程图，包括：步骤s101：采集预热过程中烟芯段的温度数据，计算烟芯段上温度变化最快的点位，并定义为基准位置。
21.本发明的实施例中，通过模拟抽吸的方式对烟气温度进行检测，模拟人工抽吸效果；基于中心加热方式，对加热不燃烧卷烟的烟气温度进行优化测量，从而有效确定加热卷烟的最佳抽吸时刻。
22.基于常规加热卷烟，其确定抽吸时刻的判定条件为预热时间，其预热完成之后，即为可抽吸状态，但无法判断烟支的烟芯段内的温度，不同的烟支在同一预热程序的执行标准下，烟支段的受热状态存在明显的差异。
23.本发明的实施例中，通过测温电偶对烟芯段进行温度数据的采集，具体的，可将多个测温电偶等间距并列设置，沿烟支的轴向分布即可，测温电偶的端部平齐，使得测温电偶
在插入至烟芯段时的插入深度始终保持一致。
24.测温电偶的插入深度基于加热器具进行计算，定义为测温深度，测温深度的计算起始点为外壳开槽处的外表面。本发明的测温深度可为定值，即器具外壳表面至加热针表面的间距，距离计算时沿径向方向。测温电偶垂直插入烟芯段，能够紧挨加热针。
25.本发明的实施例中，基准位置在确定时，具体包括：预定义测温间距、测温深度；沿烟芯段的轴向方向等间距设置测温点位，测温深度均相同；获取预热时间内每个测温点位上的温度数据，根据所述温度数据绘制温度变化曲线；计算并绘制温度变化曲线的一阶求导曲线，取最大值所对应的点位作为基准位置。
26.本发明的实施例中，测温的间距可体现测温点位的密度，可根据实际情况进行设置，测温深度则固定。可采用多个测温电偶同时进行测温，提高温度采集效率，但多个测温电偶可能会对热量扩散产生一定程度的影响，影响烟芯的温度变化；亦可采用单一测温电偶在不同位置依次进行测量，可有效降低检测误差。
27.在一个具体的实例中，依据中心电加热方式特点，对加热器具外壳进行开窄槽处理，槽宽1mm，便于将热电偶插入烟芯中。根据烟芯段的长度，采用8通道微细热电偶夹具，分别于距烟芯进气端面1mm、3mm、5mm、7mm、9mm、11mm、13mm和15mm处插入热电偶，如图7所示，插入深度为2.85mm（紧挨加热针），实现轴向位置间隔2mm的烟芯温度采集密度，得到预热时间内不同烟芯位置处的温度曲线。
28.以时间为横坐标、烟芯温度为竖坐标建立坐标系，绘制温度变化曲线，如图5所示；以时间为横坐标、温度变化曲线的一阶导数为竖坐标建立坐标系，绘制温度变化曲线的一阶求导曲线，如图6所示。
29.结果表明11mm处升温速率最快，反应最灵敏，故以此处的温度为基准确定抽吸时刻，此时，烟丝的温度为47℃左右（均值）。即，当距离烟草进气端面11mm处的烟芯温度达到47℃时，即可开始启动模拟抽吸。
30.以11mm处的测温点位为例进行说明，在一次实验的过程中，导数最大值出现时的横坐标为48，对应的一阶导数的数值为9.90996，基于时间线的统一性，当横坐标为48时，可在温度变化曲线内对应找出当温度变化最大时的温度数值为45.99493，由此可得11mm处温度变化最快时的温度数值为46，即，11mm处的基准温度为46℃。
31.可以理解的是，单次实验的数据易出现误差，因此，应对基准位置、基准温度进行多次实验求取均值数据，以优化数据。
32.步骤s102：多次测量基准位置的温度，计算基准位置处温度变化最快时所对应的温度均值，并定义为基准温度。
33.本发明的实施例中，可进行多次实验，对基准位置处的基准温度进行重复检测，并求取有效均值，优化判定数据，具体包括：设置多组实验同时进行，并在每一组所对应的基准位置实时监测烟芯的温度变化；当检测到某一组的基线平衡之后，即开启预热进行烟芯温度的数据采集；
依次获取每一组的基准位置处的温度变化最快时的温度值；统计并计算多种实验中基准位置处的温度变化最快时的温度均值，将之定义为基准温度。
34.本发明的实施例中，可在图5、图6中发现，前期等待时间较长，其为基线平衡的等待阶段，在基线平衡之后，才可进行数据采集。可以理解的是，可针对每组实验设置基线平衡后的延时等待时间，使每组实验的预热启动不同步，降低组与组之间的影响。依次获取每组的温度数据，并进行数据处理，获得温度均值。
35.可以理解的是，在计算温度的均值时，对于明显不合理的数值，可直接舍弃。进一步的，可舍弃最大值以及最小值之后，再进行均值求取。
36.基于实际情况，即为当烟芯温度达到47℃时，即可开始进行抽吸，通过抽吸系统模拟抽吸，并对烟气温度进行检测、记录。
37.步骤s103：确定模拟系统中的基准位置，启动预热后实时监测基准位置的烟芯温度。
38.本发明的实施例中，模拟系统具体包括加热烟具、抽吸系统、测温组件，其中，加热烟具中的加卷烟与抽吸系统对接，通过抽吸系统模拟人工抽吸的效果，测温组件则用以检测烟芯温度、烟气温度。
39.本发明的实施例中，可根据基准位置与烟芯段、加热针的相对位置关系，通过确定当前模拟系统中的加热器具所对应的基准位置，并在该基准位置设置测温电偶，用以触发抽吸系统的自启动。
40.可以理解的是，当前模拟系统中所使用的加热器具与采集预热过程中烟芯段所使用的加热器具应为同种产品，其型号、参数等应基本一致，基于该加热器的基准位置具备统一性。可快速确定模拟系统中所使用的加热器具上的基准位置，并在此处设置测温电偶，基于烟芯的内部温度对抽吸时刻进行判定。
41.本发明的实施例中，基准位置处的测温电偶的反馈信号可作为抽吸系统的触发条件，用以控制抽吸系统的启动，有效化模拟真实的抽吸流程、抽吸效果。
42.基准位置处的测温电偶与预热系统可以设置为同步启动，或者在测温电偶插入之后即可启动温度检测，并发出反馈信号。当预热系统启动之后，基准位置处的测温电偶即可实时监测基准位置的烟芯温度；当测温电偶检测的温度达到设定值时，即可发送反馈信号，控制抽吸系统自启动。
43.可以理解的是，反馈信号至少应包括稳态信号、自启信号，抽吸系统对稳态信号不响应，即不自启；抽吸系统对自启信号响应，即自启动。
44.步骤s104：当检测到烟芯温度达到基准温度时，启动抽吸系统、检测并记录烟气温度。
45.本发明的实施例中，测温组件包括两个独立的测温区域，即，加热不燃烧卷烟的烟芯段、加热不燃烧卷烟的滤嘴外侧，对应设置测温电偶即可。滤嘴外侧的测温电偶用以检测烟气的温度，经过抽吸系统的模拟抽吸实验，即可检测出抽吸过程中的烟气温度。进一步的，有效化的烟气温度检测数据可作为后续实验的基础参数，如，在进行加热卷烟的降温段的降温效果的测定时，精确有效的烟气温度数据，可检测出降温段的真实降温效果。
46.具体的，当启动预热之后，位于基准位置的测温电偶可实时监测烟芯段的烟芯温
度：当检测到烟芯温度未达到基准温度时，抽吸系统则不响应，烟气测温电偶可处于待机状态；当检测到烟芯温度达到基准温度时，抽吸系统则自启动，烟气测温电偶开始检测滤嘴端的烟气温度，并记录所检测的烟气温度。
47.进一步的，可预设开启温度，开启温度低于基准温度，当检测到烟芯温度上升至开启温度时，烟气测温电偶可开启，进行温度检测；对于检测数据可进行分区记录。当检测到烟芯温度到达基准温度之后，再对检测的烟气温度数据进行有效化记录。
48.单根加热卷烟的抽吸次数是有限的，当加热卷烟不在析出烟气时，滤嘴端的测温电偶的检测值基本趋于稳定态，已不具备测温意义。
49.对于所检测到的烟气温度数据，可与基准温度进行关联绑定，在同一加热器具的使用过程中具备对比意义，即可与常规预热启动时的抽吸模拟实验中所检测到的烟气温度数据进行对比，对比烟气温度的波动、偏差大小。
50.可以理解的是，对于加热器具而言，基准位置可随加热针的形状、长度、功率等产生变化，但基准温度应大体保持不变，具备历史数据的经验化参考效果。
51.基于上述方法步骤，在一次具体实例中，以47℃作为基准温度，进行模拟抽吸实验，展示抽吸时的烟气温度检测的变化；并与常规预热时间启动的抽吸时的烟气温度检测的变化进行对比。可计算计算相对标准偏差进行对比。
52.烟芯温度达到47℃时启动抽吸测得的8口烟气温度
器具预热12秒后启动抽吸测得8口烟气温度以上实验数据表面，采用烟芯温度启动的方式比预热时间启动稳定性好，有效提高了加热卷烟烟气温度测量的准确性，有利于加热卷烟滤棒材料降温效果的测定、加热卷烟品质的评价。
53.实施例二根据本发明的第二方面，提供了一种加热卷烟烟气温度测量启动装置。如图2所示，为加热卷烟烟气温度测量启动装置的模块化框图，包括：数据获取模块201：采集预热过程中烟芯段的温度数据，计算烟芯段上温度变化最快的点位，并定义为基准位置；均值计算模块202：多次测量基准位置的温度，计算基准位置处温度变化最快时所对应的温度均值，并定义为基准温度；位置同步模块203：确定模拟系统中的基准位置，启动预热后实时监测基准位置的烟芯温度；反馈启动模块204：当检测到烟芯温度达到基准温度时，启动抽吸系统、检测并记录烟气温度。
54.可以理解的是，本发明实施例提供的装置均适用于实施例一所述的方法，各个模块的具体功能可参照上述方法流程，此处不再赘述。
55.实施例三本发明实施例提供的一种电子设备，用于实现实施例一所述的方法。图4是本发明实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图。电子设备可以包括：至少一个中央处理器，至少一个网络接口，控制接口，存储器，至少一个通信总线。
56.其中，通信总线用于实现各组件之间的连接通信，信息交互。
57.其中，网络接口可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如wi
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fi接口）。
58.其中，控制接口用于根据指令输出控制操作。
59.其中，中央处理器可以包括一个或者多个处理核心。中央处理器利用各种接口和线路连接整个终端内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器内的数据，根据实施例一所述的方法执行终端的各种功能和处理数据。
60.其中，存储器可以包括随机存储器（random access memory，ram），也可以包括只
读存储器（read
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only memory）。可选的，该存储器包括非瞬时性计算机可读介质（non
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transitory computer
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readable storage medium）。存储器可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令（比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等）、用于实现上述实施例一的方法等；存储数据区可存储上面各个方法实施例中涉及到的数据等。
61.本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述实施例一所述的方法。其中，计算机可读存储介质可以包括但不限于任何类型的盘，包括软盘、光盘、dvd、cd
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rom、微型驱动器以及磁光盘、rom、ram、eprom、eeprom、dram、vram、闪速存储器设备、磁卡或光卡、纳米系统（包括分子存储器ic），或适合于存储指令和/或数据的任何类型的媒介或设备。
62.需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
63.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
64.在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些服务接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
65.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
66.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：u盘、只读存储器（read
‑
only memory， rom）、随机存取存储器（random access memory，ram）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
67.本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通进程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器
可以包括：闪存盘、只读存储器（read
‑
only memory， rom）、随机存取器（random access memory，ram）、磁盘或光盘等。
68.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
…”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
69.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施例只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。