專利名稱：盤紙透氣度測量儀的制作方法
技術領域：
本發明是檢測卷煙紙、過濾嘴紙以及其他相類似盤紙的透氣度的專用儀器。
增加卷煙盤紙的透氣度，可以有效地減少卷煙中的焦油含量，從而降低吸煙對人體健康的危害。我國生產的等級煙，對卷煙盤紙的透氣度有一定的要求。然而目前我國的煙草行業尚無專用的卷煙盤紙透氣度測量儀，因此只能采用通用的紙張透氣度測定儀，這給煙草行業的研究工作和原輔材料的檢測工作帶來了諸多不便。
目前，國際上通用的盤紙透氣度測定儀是英國Filtrona Instruments and Automat-ion Ltd 生產的PPM-100，PPM-300型盤紙透氣度測定儀，PPM-100型盤紙透氣度測定儀采用數碼管循環顯示，測量范圍10～40000 CORESTA單位，測量精度為50～40000 CORESTA單位之間，測量誤差不大于±5%，PPM-300型是采用全自動控制的。而我國生產的卷煙盤紙，透氣度普遍較低，多數為15～50 CORESTA單位，很少能達到50 CORESTA單位以上。國內生產的卷煙用成型紙最大透氣度一般在10000 CORESTA左右，因此英國生產的PPM-100，PPM-300型盤紙透氣度測定儀，不能完全適合于我國的具體情況。加上進口儀器價格昂貴、很難在我國普及。
為了提高我國卷煙產品的質量，使我國的煙草行業能用上符合國際標準的，易于操作又價廉的盤紙透氣度測量儀，特作出本發明。
本發明是根據氣體流動的節流原理而設計的。即利用流體流經節流裝置時所產生的壓差來測量流量，并根據此流量來顯示盤紙的透氣度值。
本發明的工作原理如附
圖1所示把過濾后的空氣在一穩定壓力(0.3MPa)下送入儀器后分成兩路，一路經2號電磁閥送入測量頭前部的氣動活塞，以推動紙夾具將樣紙夾緊;另一路經過1號電磁閥送入定值器進入測量頭尾部作為測試用氣。當氣體經過測量頭內部的層流元件時，在M和N點產生壓降P3，P4，即壓差△P＝P3-P4，該壓差被提供給壓差傳感器的輸入端，當壓差大于20mmWG(水柱)時，提供給1000mmWG壓差傳感器;當壓差小于20mmWG時，提供給20mmWG壓差傳感器。為了確保20mmWG壓差傳感器不會因為過壓而損壞，對其采取了過壓保護措施。經傳感器的壓-電轉換以后，此壓差即以電學量-電壓的形式輸出，該電壓輸出給控制微機處理，轉換為相應的流量值及透氣度值，并通過屏幕顯示或打印機輸出。
第三個傳感器(1000mmWG壓力傳感器)測量出P4的壓力，用以產生PD讀數，作為測量時的壓力標準，要求在整個測量過程中，PD＝100mmWG。
根據國際標準ISO-2965，透氣度CORESTA單位與流量的換算公式1CORESTA單位 = (Q(ml/min))/(s(cm2)△P(100mmWG))儀器的整個電路是一個以Z80為核心的微機實時控制系統，采用工藝比較成熟，可靠性高的STD總線形式，整體裝在一個8～12槽的機箱內。每一個STD板都是一個獨立的功能單元，完成特定的處理功能，它們可以根據適當布局插入機籠的相應槽內。
傳感器輸出的電信號經放大后，被送入A/D轉換板。我們所用的A/D轉換模量輸入為0～±2V，分辨率1/20000，精度±1LSB，速度毫秒級。傳感器輸出的電壓信號轉換成相應的數字量，供微機處理，本發明采用以Z80為核心的微機實時控制系統選用Z80A處理器，工作頻率為2MHZ、8路I/O并行輸出，8路I/O并行輸入，經過處理后的數據送入顯示器控制器，采用存儲器方式與智能塊連接，最后送入顯示器顯示。經處理后的數據同時送入80行打印機打印。電路原理圖參看附圖1。
因為本系統為實時控制系統，要求響應速度快，在硬件配置方面要求系統盡可能小，以降低成本，提高可靠性，因此采用機器語言(匯編語言)編寫軟件，目前共占用8K字節存儲區，它包括外部設備管理(開關鍵，CRT屏幕，80行打印機輸出，電磁閥控制等)。A/D轉換控制數據處理和計算，成組統計，輸入輸出數制轉換等，整個程序放在一個2764ROM中，另備一個8K RAM作為它的數據緩沖區，并且備有8K備用區以便功能擴充和修改。
本發明共設置了六個按鍵開關(見附圖2)，軟件的流程就是這六個按鍵開關功能的解釋、執行過程。
一、電源開關鍵一旦合上，軟件即做以下三件工作1、微機初始化包括CPU復位;RAM工作區清0;屏幕顯示清除;CPU的外圍電路芯片置成所需要的工作方式;
2、PD、H.L三支傳感器零點顯示調用A/D轉換程序及JS-2計算程序把三支傳感器的零點偏移值送至屏幕左上角顯示，供操作者調整三支傳感器的零點于最佳工作位置。
3、完成以上兩項工作以后，進入鍵掃描檢測程序檢測鍵輸入信號，一旦有鍵輸入，即消除鍵彈跳，分析鍵的位置，以確定程序處理的轉向。
二、校準鍵軟件檢測到該鍵信號后，即建立“校準”標志，使儀器進入“校準狀態”，同時屏幕顯示“校準”格式和有關規定字符，最后進入鍵掃描檢測程序。
三、測試鍵本鍵的處理在軟件中分成二個階段1、準備階段首先判別目前微機的狀態是“校準”狀態還是“測試”狀態。
A、“測試狀態”首先判別是本組第1次測試，還是非第1次測試若是第1次，則按格式顯示測試目錄，并在打印機上輸出目錄;若非第1次，則按格式打印上次測試的結果。
其次判別本測次是否為大于9若是小于等于9次，則進入“測試階段”;若＞9次，則屏幕顯示格式依次上推一行，然后進入“測試階段”。
B、“校準狀態”通過A/D轉換程序和JS-2計算，顯示壓力PD的數值，并通過手動調整為100mm水柱。
2、測試階段A、“測試狀態”通過A/D轉換程序，JS-2計算程序顯示PD壓力參數，并將數據轉換成浮點格式保存，以滿足“統計”的需要;然后再次通過A/D轉換程序，JS-2計算程序顯示出高壓差，并以此根據公式換算出相應的流量和透氣度，同時把這些數據轉換成浮點格式保存;下一步判斷壓差是否小于20mm水柱，若大于20mm水柱，則關閉MV1，MV2電磁閥以保護低壓差傳感器，同時進入鍵掃描程序。如果此時無鍵輸入，則重復測試階段工作;若小于20mm水柱，則接通MV1，MV2電磁閥，使低壓差傳感器開始工作，通過A/D轉換及JS-2計算出低壓差值并換算出流量和透氣度顯示并以浮點格式保存，最后進入鍵掃描程序，如無鍵輸入，則重復測試階段工作。
B、“校準狀態”根據按“測試鍵”的連續次數分別轉入高壓差和低壓差兩個傳感器的流量，透氣度計算，并顯示結果，直到屏幕上出現READY字樣，表示“校準狀態”結果，即將進入“測試狀態”。
四、統計鍵一按本鍵，即表示“測試狀態”結束，立即把測試過程中逐步保存下來的參數取出來，按統計要求，分類計算并以表格方式在屏幕上顯示，并且在打印機上打印，然后進入鍵掃描程序。
五、放氣鍵軟件安排兩個功能
1、結束本測次工作，把氣路中的氣放走，斷開所有電磁閥，并進入鍵掃描程序等待命令。
2、再按一次，則廢除本測次的所有結果，將其從屏幕上清除同時在RAM中取消，以避免進入“統計”中。
六、總清鍵當一組測試結束，使用本鍵，軟件將進入下一組測試;如在一組測試過程中，操作有誤，或儀器有偶然故障，亦可使用本鍵廢除本組結果，以進入下一組測試。
本發明的主要技術性能指標(供壓條件0.5～0.7MPa;0～40升/分鐘±5%)1、測量范圍1～20000CORESTA單位2、分辨力1 CORESTA單位3、精度優于顯示值的±5%(10～20000CORESTA單位);
4、測試面積2cm2;
5、信息顯示壓力、流量、透氣度值。
對范圍在1～20000CORESTA單位內的24個標準模盤進行測試，測試結果
總之，本發明的測量范圍寬，測量精度在整個測量范圍內均可達到要求，因為采用微機控制，所以自動處理、顯示和打印測試結果，自動化程度和測量精度都很高。本發明的主要零部件都是國內自行研制的，國產化程度高，便于維修，也大大降低了成本，更增加了本發明的實用性。
權利要求
1.一種利用流體流經節流裝置時所產生的壓差來測量流量，并根據此流量來顯示盤紙的透氣度值的盤紙透氣度測量儀，其特征在于，電路是以微機進行實時控制，并設置了六個以上的按鍵開關，軟件的流程就是這些按鍵開關功能的解釋、執行過程。
2.如權利要求1所述的盤紙透氣度測量儀。其特征在于，六個以上按鍵開關即a、電源開關鍵微機初始化;PD、H.L三支傳感器零點顯示;進入鍵掃描檢測程序。b、校準鍵建立“校準”標志，使儀器進入“校準狀態”。c、測試鍵Ⅰ準備階段，判別微機是“校準”狀態還是“測試”狀態。Ⅱ測試階段d、統計鍵把測試中的參數按統計要求分類計算，以表格形式在屏幕顯示，并打印。e、放氣鍵結束測試，放走氣路中的氣，斷開所有電磁閥。f、總清鍵進入下一組測試。
全文摘要
本發明是檢測卷煙紙過濾嘴以及其他相類似盤紙的透氣度的專用儀器。增加卷煙盤紙的透氣度，可以有效地減少卷煙中的焦油含量，減少吸煙對人體健康的危害。為改變我國靠進口儀器測量盤紙透氣度狀況特作出本發明。本發明利用流體流經節流裝置時所產生的壓差來測量流量，并根據此流量來顯示盤紙的透氣度值。采用國際標準ISO-2965規定的CORESTA單位。本發明的測量范圍寬，測量精度在整個測量范圍內均可達到要求，并采用微機控制，自動處理，顯示和打印測試結果。
文檔編號G01N7/10GK1060357SQ9110417
公開日1992年4月15日 申請日期1991年6月18日 優先權日1991年6月18日
發明者沈孝偉, 孫亦家, 查來賓, 王文燁, 馬俊富, 趙祥洲, 徐吉勝, 邵立新, 賈琳, 曹壘 申請人:中國科學院安徽光學精密機械研究所