一种N20透气度检测仪论文和设计-何金星

全文摘要

本实用新型公开了一种N20透气度检测仪，包括箱体、检测装置、层流元件、压力调节装置和PLC可编程控制器；所述箱体的顶面右端设有人机界面，左端设有打印机，箱体的正面设有压力调节阀接口，测试接口，测试头气缸接口，测试头电缆接口，手动测试开关，钥匙开关，箱体内设有高精度压力传感器、高精度压差传感器、步进电机控制器；所述检测装置由测试头和自动导纸系统组成，所述压力调节装置包括电磁阀，精密调压阀和步进电机，所述PLC可编程控制器安装在箱体内。本实用新型结构简单，操作简易方便，自动统计并输出打印测量结果，方便用户处理、保存数据，精确度高。

主设计要求

1.一种N20透气度检测仪，包括箱体（1）、检测装置、层流元件、压力调节装置和PLC可编程控制器,其特在于：所述箱体（1）的顶面右端设有人机界面（101），左端设有打印机（102），箱体（1）的正面设有压力调节阀（103）、测试接口（108）、测试头气缸接口（107）、测试头电缆接口（106）、手动测试开关（105）、钥匙开关（104），箱体（1）内设有高精度压力传感器、高精度压差传感器、步进电机控制器；所述检测装置由测试头（3）和自动导纸系统（2）组成，所述自动导纸系统（2）包括壳体（201），压轮组件（203），支柱（204）和提手（202），所述壳体（201）的底面板为矩形板，顶面板为设有凹槽的“凹”字形板，所述底面板的底端四个内角处分别设有橡胶脚垫，左端上方设有两条滑轨（205）,右端上方设有电机（207），电机（207）左侧设有滚轮（206），滚轮（206）和电机（207）之间通过同步带轮（208）连接，所述顶面板的左端设有两条滑槽且位于两条滑轨（205）上方，右端面设有与滚轮（206）尺寸相同的矩形通孔，且位于滚轮（206）上方；所述支柱（204）的数量为四个，以两个为一组分别位于顶面板的两条滑槽内且底部与滑轨（205）关联连接，所述压轮组件（203）由压轮指杆（209）、压轮轴支撑块（211）和压轮（210）组成，压轮指杆（209）位于顶面板的矩形通孔右侧，压轮指杆（209）的底端与壳体（201）的后板固定连接，压轮轴支撑块（211）的数量为两个，分别位于压轮指杆（209）的中部和顶部，压轮（210）设置在两个压轮轴支撑块（211）之间，且位于矩形通孔上方，压轮（210）的一侧面与滚轮（206）相对夹紧；所述提手（202）为“冂”字形，安装在壳体（201）后面板中部；所述测试头（3）为单边开放式测试头，测试头（3）包括框形底座（301），工作台面（302）和设有竖向通孔的压紧密封块（303），所述工作台面（302）置于底座（301）的下底板上，压紧密封块（303）设于工作台面（302）的上方，所述底座（301）的下底板和工作台面（302）位于自动导纸系统（2）顶面板的凹槽中，压紧密封块（303）通过测试头气缸接口（107）连接气缸使其下移，从而使待测试样品与工作台面（302）之间形成密封环境；所述PLC可编程控制器安装在箱体（1）内，PLC可编程控制器编写程序控制仪器的动作步骤、测量信号的计算转换，得出测量数据；所述高精度压力传感器的输入端与层流元件连接，输出端将检测到的压力信号转换成电流信号传输给PLC可编程控制器，高精度差压传感器输入端与测试头（3）连接测量被测样品两端的压力差值，输出端将压差信号转换成电流信号传输给PLC可编程控制器；所述步进电机控制器和供电电源分别与PLC可编程控制器连接，人机界面（101），打印机（102），检测装置均和PLC可编程控制器连接。

设计方案

1.一种N_{2<\/sub>0透气度检测仪，包括箱体（1）、检测装置、层流元件、压力调节装置和PLC可编程控制器,其特在于：所述箱体（1）的顶面右端设有人机界面（101），左端设有打印机（102），箱体（1）的正面设有压力调节阀（103）、测试接口（108）、测试头气缸接口（107）、测试头电缆接口（106）、手动测试开关（105）、钥匙开关（104），箱体（1）内设有高精度压力传感器、高精度压差传感器、步进电机控制器；}

所述检测装置由测试头（3）和自动导纸系统（2）组成，所述自动导纸系统（2）包括壳体（201），压轮组件（203），支柱（204）和提手（202），所述壳体（201）的底面板为矩形板，顶面板为设有凹槽的“凹”字形板，所述底面板的底端四个内角处分别设有橡胶脚垫，左端上方设有两条滑轨（205）,右端上方设有电机（207），电机（207）左侧设有滚轮（206），滚轮（206）和电机（207）之间通过同步带轮（208）连接，所述顶面板的左端设有两条滑槽且位于两条滑轨（205）上方，右端面设有与滚轮（206）尺寸相同的矩形通孔，且位于滚轮（206）上方；所述支柱（204）的数量为四个，以两个为一组分别位于顶面板的两条滑槽内且底部与滑轨（205）关联连接，所述压轮组件（203）由压轮指杆（209）、压轮轴支撑块（211）和压轮（210）组成，压轮指杆（209）位于顶面板的矩形通孔右侧，压轮指杆（209）的底端与壳体（201）的后板固定连接，压轮轴支撑块（211）的数量为两个，分别位于压轮指杆（209）的中部和顶部，压轮（210）设置在两个压轮轴支撑块（211）之间，且位于矩形通孔上方，压轮（210）的一侧面与滚轮（206）相对夹紧；

所述提手（202）为“冂”字形，安装在壳体（201）后面板中部；

所述测试头（3）为单边开放式测试头，测试头（3）包括框形底座（301），工作台面（302）和设有竖向通孔的压紧密封块（303），所述工作台面（302）置于底座（301）的下底板上，压紧密封块（303）设于工作台面（302）的上方，所述底座（301）的下底板和工作台面（302）位于自动导纸系统（2）顶面板的凹槽中，压紧密封块（303）通过测试头气缸接口（107）连接气缸使其下移，从而使待测试样品与工作台面（302）之间形成密封环境；

所述PLC可编程控制器安装在箱体（1）内，PLC可编程控制器编写程序控制仪器的动作步骤、测量信号的计算转换，得出测量数据；

所述高精度压力传感器的输入端与层流元件连接，输出端将检测到的压力信号转换成电流信号传输给PLC可编程控制器，高精度差压传感器输入端与测试头（3）连接测量被测样品两端的压力差值，输出端将压差信号转换成电流信号传输给PLC可编程控制器；

所述步进电机控制器和供电电源分别与PLC可编程控制器连接，人机界面（101），打印机（102），检测装置均和PLC可编程控制器连接。

2.根据权利要求1所述的一种N_{2<\/sub>0透气度检测仪，其特在于：所述自动导纸系统（2）的壳体（201）顶面与左右侧板连接处为倒角结构。}

3.根据权利要求1或2所述的一种N_{2<\/sub>0透气度检测仪，其特在于：所述自动导纸系统（2）的壳体（201）为可拆卸结构，各面板之间通过螺钉固定连接。}

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及借助于测定材料的物理性质来测试或分析材料的仪器，具体涉及一种透气度检测仪。

背景技术

卷烟通风稀释技术是卷烟减害降焦的一种重要手段，它能使卷烟烟气中绝大多数物质得到有效降低，特别是对于扩散系数较高的气相成份效果尤为明显；卷烟的滤嘴稀释率一般是通过其上所用的接装纸的打孔透气度来控制的，研究人员发现采用打孔接装纸可以有效的控制烟支焦油量，这一技术作为一种更新更有效的降焦技术发展迅猛，而打孔接装纸的透气度大小则直接影响烟支焦油量的大小；因此，为了保持稳定的口味和香气，就必须对接装纸的透气度进行严格的设计和测量。

目前，透气度的检测大都采用进口仪器，虽然其自动化程度高，测量速度快，测量精度较高，但进口仪器价格昂贵，很难在我国普及，在一定程度上制约着我国对卷烟用纸透气度检测的需求；国内也出现了一些透气度检测仪器，但其使用时，检测速度慢，或是精度不高，这对于卷烟用纸生产企业来说，由于存在大量、快速、高精度的检测需求，所以使用有一定的局限性。

例如专利申请号为“201120110538.X”的实用新型专利，其公开了一种纸张透气性测试系统，包括支撑体、压紧密封装置、空气流量变送器、压力调节装置及处理模块,待测试样品放置在支撑体上,压紧密封装置压紧待测试样,压力调节装置使待测试样品下方形成低真空,使待测试样品两面产生空气压力差;空气流量变送器测量通过待测试样品的空气流量,并将采集到的空气流量信号发送到处理模块,处理模块处理该流量信号,得出透气度值。

与原有技术相比,该系统结构更为简单,便于维修、维护,设备制造成本更为低廉,便于推广应用；但该方案测试纸的放置方式为手动放置，在完成对测试纸测量后需要关停设备更换新测试纸张才能继续进行测量，不能对测试纸进行连续性测量。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种结构简单，测量速度快，测量精度高，可对测试纸进行连续测量的N_{2<\/sub>0透气度检测仪。}

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种N_{2<\/sub>0透气度检测仪，包括箱体1、检测装置、层流元件、压力调节装置和PLC可编程控制器；所述箱体1的顶面右端设有人机界面101，左端设有打印机102，箱体1的正面设有压力调节阀103、测试接口108、测试头气缸接口107、测试头电缆接口106、手动测试开关105、钥匙开关104，箱体1内设有高精度压力传感器、高精度压差传感器、步进电机控制器。}

所述检测装置由测试头3和自动导纸系统2组成，所述自动导纸系统2包括壳体201，压轮组件203，支柱204和提手202，所述壳体201的底面板为矩形板，顶面板为设有凹槽的“凹”字形板，所述底面板的底端四个内角处分别设有橡胶脚垫，左端上方设有两条滑轨205,右端上方设有电机207，电机207左侧设有滚轮206，滚轮206和电机207之间通过同步带轮208连接，所述顶面板的左端设有两条滑槽且位于两条滑轨205上方，右端面设有与滚轮206尺寸相同的矩形通孔，且位于滚轮206上方；所述支柱204的数量为四个，以两个为一组分别位于顶面板的两条滑槽内且底部与滑轨205关联连接，所述压轮组件203由压轮指杆209、压轮轴支撑块211和压轮210组成，压轮指杆209、位于顶面板的矩形通孔右侧，压轮指杆209的底端与壳体201的后板固定连接，压轮轴支撑块211的数量为两个，分别位于压轮指杆209的中部和顶部，压轮210设置在两个压轮轴支撑块211之间，且位于矩形通孔上方，压轮210的一侧面与滚轮206相对夹紧。

所述提手202为“冂”字形，安装在壳体201后面板中部。

所述测试头3为单边开放式测试头，测试头3包括框形底座301，工作台面302和设有竖向通孔的压紧密封块303，所述工作台面302置于底座301的下底板上，压紧密封块303设于工作台面302的上方，所述底座301的下底板和工作台面302位于自动导纸系统2顶面板的凹槽中，压紧密封块303通过测试头气缸接口107连接气缸使其下移，从而使待测试样品与工作台面302之间形成密封环境；层流元件在压力调节装置的作用下使待测试样品下方形成低真空，使待测试样品两面产生压力差。

所述压力调节装置包括电磁阀，精密调压阀和步进电机，压缩空气经由电磁阀提供测量气源，步进电机自动调节精密调压阀提供稳定精确的定向气流；所述层流元件安装在箱体1内，并分别与精密调压阀、测试头3和高精度压力传感器连接，层流元件是仪器流量测量过程中的关键精密部件，样品测量时配合测试头3在层流元件内部产生稳定精确的测试压力和样品压差。

所述PLC可编程控制器安装在箱体1内，PLC可编程控制器是整台仪器的控制大脑，通过编写程序控制仪器的动作步骤、测量信号的计算转换，得出测量数据。

所述高精度压力传感器的输入端与层流元件连接检测被测样品测量压力，输出端将检测到的压力信号转换成电流信号传输给PLC可编程控制器，高精度差压传感器输入端与测试头3连接测量被测样品两端的压力差值，输出端将压差信号转换成电流信号传输给PLC可编程控制器。

所述步进电机控制器和供电电源分别与PLC可编程控制器连接，人机界面101，打印机102，检测装置均和PLC可编程控制器连接，PLC可编程控制器处理后的透气度值可在人机界面101上显示出来，并可通过打印机102打印出数据。

所述自动导纸系统2的壳体201顶面板与左右侧板连接处为倒角结构。

为了便于清理自动导纸系统2内部，防止出现卡纸等现象，所述自动导纸系统2的壳体201为可拆卸结构，各面板之间通过螺钉固定连接。

工作原理：使用时，将待测试的纸放到工作台面302上，使待测试纸的一端位于自动导纸系统2压轮210和滚轮206之间夹紧，另一端使用支柱204夹紧固定，测试开始时压紧密封块303，压紧密封块303在测试头气缸接口107的作用下移动使待测试样品与工作台面302之间形成密封环境；通过压力调节装置控制层流元件抽气并保持层流元件中压力恒定，电磁阀连接测量气源，步进电机自动调节精密调压阀提供稳定精确的定向气流从而使纸张下方形成低真空，高精度压力传感器检测被测样品测量压力，高精度差压传感器测量被测样品两端的压力差值，然后将检测到的压力信号和压差信号转换成电流信号传输给PLC可编程控制器。

PLC可编程控制器将处理后的透气度值在人机界面101上显示出来，并统计输出给打印机102大电影出来，在完成测试后自动导纸系统2通过内置电机驱动滚轮206将已测试好的纸牵引出工作台面302使接下来要测量的纸牵引到工作台面302上继续测试。

有益效果：本实用新型通过设置自动导纸系统大大的提高了设备的自动化程度，有效解决了现有技术中在进行连续测试时需要停机更换测试纸的问题，测试头为单边开放式测试头，对测量纸样没有特定的尺寸要求，减少了纸样的裁减工序，提高了仪器的测量效率，采用PLC可编程控制器为控制核心，实现了测量过程中的全自动化，自动统计并输出打印测量结果，并可与计算机进行数据通讯，方便用户处理、保存数据；且本实用新型结构简单，操作简易方便，自动统计并输出打印测量结果，方便用户处理、保存数据，精确度高。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型中箱体结构示意图。

图3为本实用新型中自动导纸系统结构示意图。

图4为本实用新型中自动导纸系统内部结构示意图。

图5为本实用新型中自动导纸系统的压轮组件结构示意图。

图6为本实用新型中测试头结构示意图。

图7为本实用新型结构原理框图。

图中：箱体1；自动导纸系统2；测试头3；人机界面101；打印机102；压力调节阀103；钥匙开关104；手动测试开关105；测试头电缆接口106；测试头气缸接口107；测试接口108；壳体201；提手202；压轮组件203；支柱204；滑轨205；滚轮206；电机207；同步带轮208；压轮指杆209；压轮210；压轮轴支撑块211；底座301；工作台面302；压紧密封块303。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1-7所示，一种N_{2<\/sub>0透气度检测仪，包括箱体1、检测装置、层流元件、压力调节装置和PLC可编程控制器；所述箱体1的顶面右端设有人机界面101，左端设有打印机102，箱体1的正面设有压力调节阀103、测试接口108、测试头气缸接口107、测试头电缆接口106、手动测试开关105、钥匙开关104，箱体1内设有高精度压力传感器、高精度压差传感器、步进电机控制器。}

所述检测装置由测试头3和自动导纸系统2组成，所述自动导纸系统2包括壳体201，压轮组件203，支柱204和提手202，所述壳体201的底面板为矩形板，顶面板为设有凹槽的“凹”字形板，所述底面板的底端四个内角处分别设有橡胶脚垫，左端上方设有两条滑轨205,右端上方设有电机207，电机207左侧设有滚轮206，滚轮206和电机207之间通过同步带轮208连接，所述顶面板的左端设有两条滑槽且位于两条滑轨205上方，右端面设有与滚轮206尺寸相同矩形通孔，且位于滚轮206上方；所述支柱204的数量为四个，以两个为一组分别位于顶面板的两条滑槽内且底部与滑轨205关联连接，所述压轮组件203由压轮指杆209、压轮轴支撑块211和压轮210组成，压轮指杆209、位于顶面板的矩形通孔右侧，压轮指杆209的底端与壳体201的后板固定连接，压轮轴支撑块211的数量为两个，分别位于压轮指杆209的中部和顶部，压轮210设置在两个压轮轴支撑块211之间，且位于矩形通孔上方，压轮210的一侧面与滚轮206相对夹紧；所述自动导纸系统2的壳体201顶面板与左右侧板连接处为倒角结构。

所述提手202为“冂”字形，安装在壳体201后面板中部，为了便于清理自动导纸系统2内部，防止出现卡纸等现象，所述自动导纸系统2的壳体201为可拆卸结构，各面板之间通过螺钉固定连接。

设计图

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