一种加热不燃烧（HNB）卷烟插拔力测试仪

陈朝阳，熊枫，陈雅菲

湖北中烟卷烟材料厂，湖北武汉，430048

0 引言

加热不燃烧（HNB）卷烟，又称为低温烟，是一种新型卷烟，控制加热温度，使其不燃烧，减少了烟气中致癌物质的形成，与传统卷烟对比降低了对消费者健康的影响。使用时将HNB卷烟压入加热器的装烟孔中，孔内设置的加热针或加热片会刺入卷烟中，加热器对卷烟进行密封包裹，抽吸完成后消费者手动拔出卷烟。

HNB卷烟在加热器内完成插入与拔出动作时，插入力与拔出力影响消费者的体验感，成品检测对插入力和拔出力提出了检验要求。普通测量方法采用人工使用工装、拉力计、压力计等工具，对卷烟的插入力和拔出力进行测量。由于测量工序烦琐、检验量大、不同检验人员操作手法不同等因素影响，插拔力测量耗时久，人工工作量大，准确性不高，给成品检验带来了诸多的烦恼[1]。本文就如何实现HNB卷烟插拔力的快速、连续、自动测量，描述一种用于测量HNB卷烟插拔力的测试仪[2]。

1 概述

检验员借助工装、拉力计、压力计等工具，对HNB卷烟进行插拔力测试的方式存在一些问题：①每次检验前，需耗费大量时间搭建工装、搭建测试机构，人工工作量较大；②不同检验人员很难保证产品插入位置相同，给检验结果带来了偏差；③测试数据人工需要手动记录，存在录入不准确的风险。HNB卷烟插拔力测试仪必须能减少检验员的工作量，自动、快速、连续、准确地得到测量结果，满足检验要求。

2 HNB卷烟插拔力测试仪的结构

HNB卷烟插拔力测试仪主要由电脑、烟夹、送料机构、夹持机构、夹持旋转装置、插拔装置、加热器装置、拉压力传感器以及其他组件组成。图1为外观结构图，图2为内部机械结构图。

图1 外观结构图

图2 内部机械结构图

电脑为测试仪的人机交互界面，操作人员可在电脑上完成测试参数的设定，点击操作界面按钮实现测试仪的启停、数据查询、数据打印、维护自检等操作。烟夹用于存放测试用的HNB卷烟。送料结构用于将烟夹里的卷烟输送至夹持机构。夹持机构、夹持旋转结构实现仪器测试工位的切换。在插拔装置、加热装置、抽吸装置、拉压力传感器配合工作下，实现HNB卷烟不同的测试模式[3]。

3 HNB卷烟插拔力测试仪的工作原理

在使用HNB卷烟插拔力测试仪之前，将测试用HNB卷烟逐个安装放入烟夹内，所有烟均横向放置，且沿竖向堆叠为一列放置在盒体内。图3为HNB卷烟在烟夹里排列图。

图3 HNB 卷烟在烟夹里排列图

烟夹里面装入HNB卷烟后，将烟夹插入输送结构上方，如图2所示。在电脑上对本次HNB卷烟进行参数设定，并且设定测试模式。

参数设定好后，点击电脑上的启动按钮，测试仪按设定好的流程：通过输送机构逐个从烟夹里提取HNB卷烟，并将卷烟送至夹持机构；夹持机构夹紧卷烟后，旋转夹持机构带动夹持机构与卷烟逆时针向下旋转90°；插拔机构按照设定的参数，向下移动至指定位置，将卷烟插入加热器内，此时拉压力传感器记录加热器所受力的大小，得到插入力；依据设定模式不同，测试流程有以下模式。

模式1：插拔机构向上移动，直接将卷烟从加热器内均匀拔出，拉压力传感器记录所受力的大小，得到拔出力；旋转机构驱动夹紧机构顺时针向上旋转90°，在旋转过程中夹持机构释放卷烟，让卷烟掉落至接烟盘内，完成单次卷烟测试。

模式2：夹紧机构释放对卷烟的固定，插拔机构向上移动，旋转机构驱动夹紧机构顺时针向上旋转90°，将抽吸装置停留至卷烟与加热器上方，插拔机构向下移动，将抽吸装置停留至卷烟指定位置后，抽吸装置包裹住卷烟滤嘴端，启动抽吸功能；抽吸完毕后，抽吸装置释放对卷烟的固定，插拔机构向上移动；旋转机构再次逆时针向下旋转90°，夹持机构停留至卷烟上方；插拔机构向下移动至指定位置，夹持机构夹紧卷烟；重复完成“模式1”流程，直至卷烟掉落至接烟盘内，完成单次卷烟测试。

由于加热器加热方式不同，测试流程中，关于拔出力测试，同样存在两种模式。

模式3：使用片式加热器测试HNB卷烟拔出力，可直接按照模式1、模式2测试流程完成卷烟拉拔力测试。

模式4：使用针式加热器测试HNB卷烟拔出力，需对模式1的拔出力的测试流程进行调整。调整如下：在插拔机构向上移动之前，烟支旋转机构驱动夹持机构以及卷烟，沿卷烟轴向旋转90°，这样可保证比较小的卷烟丝附着。旋转完毕后，重复完成“模式1”流程，直至卷烟掉落至接烟盘内，完成单次卷烟测试。

电脑控制仪器继续按设定模式，重复上述流程，直至烟夹里最后一个卷烟掉落至接烟盘内，完成本批次HNB卷烟的插拔力测试。电脑将测试数据保存录入数据库，软件系统自动生成测试报告。检验员可以依据需求打印，或者调用查询测试报告。

4 结语

HNB卷烟插拔力测试仪实现了对HNB卷烟插拔力快速、连续、准确的检测，目前该仪器正应用在本单位企业的HNB卷烟成品检测环节中。使用该设备后针对HNB卷烟插拔力检验，由之前需要多个检验人员协助完成测量，简化为一个检验人员即可完成测量，大大减少了人工成本；仪器自动化程度高，安装完烟夹后，仅需提前在电脑上设定好参数，一键启动仪器，仪器可精准控制HNB卷烟插入加热器的深度，提高了测量准确性；仪器自动保存录入测量数据，可依据需求生成测试报告，提供数据查询功能，简化了检验员的工作。综上所述，HNB卷烟插拔力测试仪完全满足现有检验要求。