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原文传递一种测试新型卷烟发热片疲劳性能的装置及方法

专利名称：	一种测试新型卷烟发热片疲劳性能的装置及方法
摘要：	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。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	云南;53
申请人：	昆明理工大学
发明人：	陈焰;王方;孙玲;涂志波;陈瑶;徐晓瑜
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-25T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910225404.3
公开号：	CN110044744A
分类号：	G01N3/38(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	650093 云南省昆明市五华区学府路253号
主权项：	1.一种测试新型卷烟发热片疲劳性能的装置及方法，其特征在于：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LED（8）；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LED（14）、检测LED（8）、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；其中空心圆柱体（11）位于测试盒（9）正上方并且与其连通，空心圆柱体（11）内部固定有光敏二极管（15），其受光部件方向朝下，光敏二极管（15）正对测试盒（9）底部的发光LED（14），光敏二极管（15）和发光LED（18）分别与单片机（2）相连。 2.根据权利要求1所述的测试新型卷烟发热片疲劳度的装置及方法，其特征在于：所述空心圆柱体（11）的底面积不大于发热片（6）的上表面积。 3.一种测试新型卷烟发热片疲劳性能的方法，其特征在于，具体步骤如下：通过测试压变电阻（18）受力时阻值变化计算得出发热片（6）与烟管（16）之间的接触力，通过光敏二极管（15）、发光LED（14）、检测LED（8）和单片机（2）所组成的测量回路来测量发热片（6）的断裂次数，统计发热片（6）在已知接触力下的断裂次数，绘制发热片（6）的S-N曲线，进而得出其疲劳性能；具体过程为：当发热片（6）未进入测试盒（9）时，光敏二极管（15）受到底部发光LED（14）发出的光而产生反向电流从而导通测量回路，使检测LED（8）发亮，此时压变电阻（18）未受压力其阻值不变，单片机（2）控制开关二极管（13）打开，直导体（5）受电磁力向测试盒（9）的方向做加速运动，带动绝缘滑块（7）上的发热片（6）通过小孔（10）插入烟管（16），发热片（6）压迫与烟管（16）背部连接的弹簧（20）收缩，将压力传递至压变电阻（18），压变电阻（18）阻值变化，电流表（12）显示值变化，单片机（2）控制开关二极管（13）断开，同时发热片（6）进入测试盒（9）时，阻挡发光LED（14）发出的光，光敏二极管（15）无法接收光而断开测量回路，检测LED（8）熄灭，此时由单片机（2）记录电流表（12）的变化值和检测LED（8）的亮灭状态，即第一次测试完成；当完成一次测试时，弹簧（20）将发热片（6）弹出测试盒（9），同时压变电阻（18）阻值开始复原；当压变电阻（18）所受压力消失时（也即阻值完全复原时），通过单片机（2）控制开关二极管（13）重新接通，来实现往返运动，当检测LED（8）在某次测试中不出现熄灭现象时，由单片机（2）控制开关二极管（13）断开，完成测试。 4.根据权利要求3所述的测试新型卷烟发热片疲劳性能的方法，其特征在于，所述发热片（6）与烟管（16）之间的接触力为F，F=，其中K为弹簧的弹性系数，由公式计算得出，L为压片电阻（18）的电阻丝长度，T代表电阻丝的灵敏系数，通过电流表（12）显示值的变化得出，R为压片电阻（18）的原始电阻，R=，p为电阻丝电阻系数， A为电阻丝横截面积。
所属类别：	发明专利