專利名稱：吸阻儀自動校準系統(tǒng)及其校準方法
技術領域：
本發(fā)明涉及 一種卷煙濾棒物檢測試系統(tǒng)，具體地說是 一種吸阻儀自動 校準系統(tǒng)及其校準方法。
背景技術：
目前，公知的卷煙濾棒吸阻校準系統(tǒng)都是在儀器使用前手動將事先經(jīng) 過檢定好的標準棒置入測量口，釆用氣體壓力傳感器測量出標準棒兩端的 氣壓降(一端假定為恒定的大氣壓)并將其轉(zhuǎn)換成電壓降，該測量值與經(jīng) 標定的標準值之間的比值(以下稱之為系數(shù))將參與后續(xù)對其他樣品測量 時的計算。眾所周知，空氣的流動以及溫度的微小變化都會影響標準棒的 測量值，隨著時間的推移、溫度的變化，人工校準系統(tǒng)會產(chǎn)生漂移，上述 系數(shù)也將隨之改變，若不重新校準，儀器的準確性將隨之降低。而釆用上 述的人工方式校準時有較大的對標準棒的測量值產(chǎn)生人為干擾的可能性， 為使用者帶來諸多不便，尤其是在進行批量檢測時需要經(jīng)常校準，這是極 不方便并且是不現(xiàn)實的。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的人工校準系統(tǒng)帶來的漂移問題，本發(fā)明要解決的技術 問題是提供一種吸阻儀自動校準系統(tǒng)及其校準方法，能夠在每一批次測量 前自動完成校準功能，無需人工參與，不僅避免了人為誤差，而且便于使 用者操作以及后續(xù)測量。
本發(fā)明為解決該技術問題所采用的技術方案是
本發(fā)明吸阻儀自動校準系統(tǒng)，具有氣路裝置及電控裝置，氣路裝置包 括校準氣路和測量氣路，并聯(lián)于同一氣源，其中校準氣路具有兩個吸阻標 準棒測量頭，測量氣路具有樣品測量頭，各測量頭在各自的氣路中分別經(jīng) 電動閥及手動闔后通過同一流量恒定元件及緩沖室與負壓真空泵相連，流
量恒定元件及緩沖室中設有氣體壓差傳感器；所述電控裝置具有吸阻主控
板，其輸出端經(jīng)吸阻接口板中的不同接口分別與各氣路中的電動閥相連，
吸阻主控板的串行通訊接口通過AD釆樣板接有吸阻傳感器；所述吸阻主 控板中存有吸阻自動校準控制程序。
本發(fā)明吸阻自動校準方法包括以下步驟
啟動負壓真空泵；在初始狀態(tài)下，手動調(diào)節(jié)測量氣路和校準氣路的基 準氣壓，使其保持一致后，在兩個吸阻標準棒測量頭中分別放入兩個吸阻 值不同的吸阻標準棒；進行第l吸阻標準棒校準操作，得到第i實測值；
進行第2吸阻標準棒校準操作，得到第2實測值；根據(jù)上述第l、 2實 測值及第l、 2吸阻標準棒的標定值計算校準曲線參數(shù)，得到標準曲線斜率k及增益b ;自動吸阻校準結束。 通過以下公式計算校準曲線參數(shù)
k=(第1實測值-第2實測值)/ (第1標定值-第2標定值)； b-第l標定值-第1實測值xk;
所述初始狀態(tài)為各測量頭空載、各電動閥為非帶電狀態(tài)。 本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點
l.本發(fā)明系統(tǒng)及方法可以避免釆用人工方式校準對標準棒的測量值產(chǎn) 生人為的干擾，實現(xiàn)實時校準，全自動控制，不需人為參與，且操作方便, 更加適合進行批量檢測。
圖l為本發(fā)明氣路結構原理圖； 圖2為本發(fā)明電氣控制原理圖； 圖3為本發(fā)明吸阻自動校準控制程序流程圖。
具體實施例方式
如圖l、 2所示，本發(fā)明吸阻儀自動校準系統(tǒng)設于卷煙濾棒物檢測試系 統(tǒng)中，包括氣路裝置及電控裝置，氣路裝置包括校準氣路和測量氣路，其 中校準氣路具有第1、 2吸阻標準棒測量頭2a、 2b,第1標準棒測量頭2a 在氣管路上經(jīng)第1電動閥4 (本實施例釆用常閉閎)、第1手動調(diào)節(jié)閎7及 流量恒定元件及緩沖室9與負壓真空泵11相連；第2標準棒測量頭2b在 氣管路上經(jīng)第2電動閥5 (本實施例釆用常閉閥)、第2手動調(diào)節(jié)閥8及流 量恒定元件及緩沖室9與負壓真空泵11相連；測量氣路具有樣品測量頭1, 其在氣管路上經(jīng)第3電動閥3 (本實施例釆用常開閥)、第3手動調(diào)節(jié)閥6 及流量恒定元件及緩沖室9與負壓真空泵11相連；所述流量恒定元件及緩 沖室9中設有氣體壓差傳感器10;
所述電控裝置具有吸阻主控板(本實施例采用W77E58的CPU)，其輸 出端經(jīng)吸阻接口板中的不同接口分別與第1電動閥4、第2電動閥5及第3 電動閥3的線圈相連，吸阻主控板的串行通訊接口通過AD釆樣板(本實 施例釆用的型號為AD1674)接有吸阻傳感器；所述吸阻主控板中存有吸阻 自動校準控制程序。
可在緩沖室9上連接一電動保護閥，其線圈與AD釆樣板的輸出信號 端相連。
如圖3所示，本發(fā)明系統(tǒng)的工作過程如下
在初始狀態(tài)下(即各測量頭沒有放入第1、 2吸阻標準棒或樣品棒，電 動閥為非帶電狀態(tài))啟動真空泵，通過設置于各氣路中的第1 3手動閥6~8 調(diào)節(jié)氣路氣壓，使三個氣路的基準氣壓保護一致后，將分別具有高吸阻值 及低吸阻值的第1、2吸阻標準棒分別固定在第1、2吸阻標準棒測量頭2a、 2b中，分別對應兩段氣路；
然后進行第1吸阻標準棒校準操作，得到第1實測值；再進行第2吸阻標準棒校準操作，得到第2實測值； 根據(jù)上述第1、 2實測值及第1、 2吸阻標準棒的標定值計算校準曲線 參數(shù)，得到標準曲線斜率k及增益b; 自動吸阻校準結東。
所述計算校準曲線參數(shù)是通過以下公式進行的 k=(第1實測值-第2實測值)/ (第1標定值-第2標定值)； b-第l標定值-第1實測值xk。 本發(fā)明系統(tǒng)的工作原理如下.
如圖1、 2所示，啟動負壓真空泵11后，各電動閥均為斷電狀態(tài)，將 吸阻值不同的第l、 2吸阻標準棒在第1、 2吸阻標準棒測量頭2a、 2b中， 負壓真空泵ll產(chǎn)生負壓，空氣經(jīng)由樣品測量頭l、第3電動閥3、第3手 動閥6以及流量恒定元件及緩沖室9流向負壓真空泵11。由于流量恒定元 件9的存在，氣體流量將保持恒定。該段氣路保持暢通，待流量穩(wěn)定后氣 體壓差傳感器所測得的壓差為0。
自動校準時，首先由吸阻主控板經(jīng)I/O通道通過控制接口板上的第3接 口 J10關閉第3電動閥3，控制接口板上的第l接口 J7打開常第1電動閬4， 空氣經(jīng)由第1吸阻標準棒、第1電動閥4、第1手動閥7以及流量恒定元件 及緩沖室9流向負壓真空泵11。由于吸阻標準棒的存在，待流量穩(wěn)定后氣 體壓差傳感器10所測得的壓差為該標準棒兩端的空氣壓差值，并將其轉(zhuǎn)化 為電壓值，由氣體壓差傳感器10輸出，經(jīng)AD釆樣板計算出該空氣壓差值， 再將該空氣壓差值經(jīng)rs232串行通訊接口傳給吸阻主控板存儲，即第一支標 準棒校準采值結東；之后由主控板通過I/O通道控制接口板上的第2接口 J9打開第2電動閥5，控制接口板上的第l接口 J7關閉第1電動閥4,空 氣經(jīng)由第2吸阻標準棒、第2電動閥5、第2手動閥8以及流量恒定元件及 緩沖室9流向負壓真空泵11。由于吸阻標準棒的存在，待流量穩(wěn)定后氣體 壓差傳感器10所測得的壓差為第2吸阻標準棒兩端的空氣壓差值，并將其 轉(zhuǎn)化為電壓值，由氣體壓差傳感器10輸出，經(jīng)AD采樣板計算出空氣壓差 值，再將該空氣壓差值經(jīng)rs232串行通訊接口傳給吸阻主控板存儲，即第一 支標準棒校準采值結東。經(jīng)過上述兩個階段，將會得到兩根標準棒的實測 值，連帶其標定值總計共四個參數(shù)由吸阻主控板計算確定吸阻實測值與標 準值之間的參數(shù)曲線關系，即為卷煙濾棒吸阻壓降儀自動校準系統(tǒng)原理。
如果AD釆樣板計算出空氣壓差值大于氣體壓差傳感器10的額定值， 則由AD釆樣板輸出一控制信號，打開連接于緩沖室9上的保護閥，以保 護氣體壓差傳感器10免受較高壓差的沖擊，延長其使用壽命。
樣品棒的吸阻測量過程如下
在樣品測量頭1內(nèi)放置好樣品棒后，由主控板通過i/o通道控制接口板
上的第4接口 J6控制裹緊閥裹緊樣品棒，通過第3電動閥3(常開閩)，通 過第1、 2接口 J7、 J9關閉第1、 2電動閥4、 5,空氣經(jīng)由樣品棒、第3電動閥5、第3手動閥8以及流量恒定元件及緩沖室9流向負壓真空泵1。由 于樣品棒的存在，待流量穩(wěn)定后氣體壓差傳感器所測得的壓差為該樣品棒 兩端的空氣壓差值，并將其轉(zhuǎn)化為電壓值由壓差傳感器輸出。經(jīng)AD釆樣 板計算出空氣壓差值，經(jīng)rs232通道傳給吸阻主控板存儲，即樣品棒釆值結 東。
得到樣品棒的吸阻測量值后，可以通過以下公式進行自動修正 樣品棒吸阻修正值=樣品棒實測值xk+b。
本發(fā)明就是通過上述方式避免了在卷煙濾棒物檢測試系統(tǒng)中吸阻測試 時帶來的誤差。
權利要求
1. 一種吸阻儀自動校準系統(tǒng)，其特征在于具有氣路裝置及電控裝置，氣路裝置包括校準氣路和測量氣路，并聯(lián)于同一氣源，其中校準氣路具有兩個吸阻標準棒測量頭，測量氣路具有樣品測量頭(1)，各測量頭在各自的氣路中，分別經(jīng)電動閥及手動閥后通過同一流量恒定元件及緩沖室(9)與負壓真空泵(11)相連，流量恒定元件及緩沖室(9)中設有氣體壓差傳感器(10)；所述電控裝置具有吸阻主控板，其輸出端經(jīng)吸阻接口板分別與設于各氣路中的電動閥相連，吸阻主控板的串行通訊接口通過AD采樣板接有吸阻傳感器；所述吸阻主控板中存有吸阻自動校準控制程序。
2. —種吸阻自動校準方法，其特征在于包括以下步驟 啟動負壓真空泵；在初始狀態(tài)下，手動調(diào)節(jié)測量氣路和校準氣路的基準氣壓，使其保持 一致后，在兩個吸阻標準棒測量頭中分別放入兩個吸阻值不同的吸阻標準 棒；進行第l吸阻標準棒校準操作，得到第l實測值； 進行第2吸阻標準棒校準操作，得到第2實測值； 根據(jù)上述第1、 2實測值及第1、 2吸阻標準棒的標定值計算校準曲線 參數(shù)，得到標準曲線斜率k及增益b; 自動吸阻校準結束。
3. 按權利要求2所述的吸阻自動校準方法，其特征在于通過以下公式計算校準曲線參數(shù)k=(第1實測值-第2實測值)/ (第1標定值-第2標定值)； b-第l標定值-第1實測值xk。
4. 按權利要求2所述的吸阻自動校準方法，其特征在于所述初始狀 態(tài)為各測量頭空載、各電動閥為非帶電狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種吸阻儀自動校準系統(tǒng)，具有氣路裝置及電控裝置，氣路裝置包括校準氣路和測量氣路，校準氣路具有兩個吸阻標準棒測量頭，測量氣路具有樣品測量頭，分別經(jīng)電動閥及手動閥后通過同一流量恒定元件及緩沖室與負壓真空泵相連，流量恒定元件及緩沖室中設有氣體壓差傳感器；所述電控裝置具有吸阻主控板，其輸出端經(jīng)吸阻接口板分別與各氣路中的電動閥相連，吸阻主控板的串行通訊接口通過AD采樣板接有吸阻傳感器；本發(fā)明方法為啟動負壓真空泵；調(diào)節(jié)測量氣路和校準氣路的基準氣壓；第1吸阻標準棒校準操作；第2吸阻標準棒校準操作；計算校準曲線參數(shù)，得到標準曲線斜率及增益。本發(fā)明避免了人為干擾，實現(xiàn)自動控制的實時校準，適合進行批量檢測。
文檔編號G01N7/00GK101413869SQ20071015756
公開日2009年4月22日 申請日期2007年10月19日 優(yōu)先權日2007年10月19日
發(fā)明者影 孫, 孟憲忠, 宋世亮, 楊玉杰, 郭東民, 韓成民 申請人:中國科學院沈陽科學儀器研制中心有限公司