阅读说明：本技术 一种表征全规格卷烟燃烧锥立体形态的方法 (Method for representing three-dimensional shape of combustion cone of full-specification cigarette ) 是由 王晓斌 倪和朋 马立 舒云波 郑方 朱绍胤 马俊 张瑞华 陈家明 邓杨超 陶寅莹 于 2020-04-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种表征全规格卷烟燃烧锥立体形态的方法,属于卷烟燃烧状态表征技术领域,所述的表征全规格卷烟燃烧锥立体形态的方法包括以下步骤,步骤1：提取待测烟支样品,步骤2：选择烟支待测位置,步骤3,制作成待检测点的燃烧锥,步骤4,对燃烧锥进行拍摄,计算燃烧锥的立体高度和立体面积,步骤5：计算出燃烧锥的凹凸值,本发明不仅可用于燃烧锥形态的立体表征,也为不同规格卷烟产品的燃烧锥形态提供了可比性,为了解卷烟燃烧状态、改善卷烟熄火及燃烧锥掉落倾向、提高卷烟综合质量提供了方法支撑。(The invention discloses a method for representing the three-dimensional shape of a full-specification cigarette combustion cone, belonging to the technical field of representation of cigarette combustion states, and the method for representing the three-dimensional shape of the full-specification cigarette combustion cone comprises the following steps of 1: extracting a cigarette sample to be detected, and step 2: selecting a cigarette to-be-detected position, making a combustion cone to be detected, step 3, shooting the combustion cone, calculating the three-dimensional height and the three-dimensional area of the combustion cone, and step 5: the method can be used for the three-dimensional representation of the combustion cone state, provides comparability for the combustion cone state of cigarette products with different specifications, and provides method support for releasing the cigarette combustion state, improving the cigarette flameout and combustion cone falling tendency and improving the comprehensive quality of cigarettes.)

一种表征全规格卷烟燃烧锥立体形态的方法

技术领域

本发明属于卷烟燃烧状态表征技术领域，更具体的说涉及一种表征全规格卷烟燃烧锥立体形态的方法。

背景技术

卷烟燃烧锥是指卷烟燃烧过程中碳化形成的不规则锥形体，卷烟燃烧锥的形态能够体现卷烟燃烧状态，卷烟燃烧锥的高度、面积和凹凸程度与卷烟的熄火和燃烧锥掉落关系密切，同时卷烟燃烧状态直接影响了卷烟燃烧过程中的化学变化，进而影响卷烟香气成分的释放、转移，以及焦油、烟碱、CO的释放量。

针对卷烟燃烧锥形态的表征方法，尚未建立不同规格卷烟燃烧锥立体形态的表征方法。专利CN101769733A公开了一种卷烟燃烧锥形态尺寸测定方法，该方法通过测定燃烧锥顶点到燃烧线的距离来表征卷烟燃烧锥的形态；专利CN109872356A公开了一种定量评价卷烟燃烧锥形态的方法，该方法通过图像采集进而获取燃烧锥的锥高度、锥面积、锥顶角度、左右边角值来评价卷烟燃烧锥形态。以上两种方法分别从“线”和“面”的角度对燃烧锥进行表征，评价结果不具有立体性，同时仅限于同种规格卷烟产品燃烧锥的表征，不适用于不同规格的卷烟产品之间的对比。

发明内容

本发明的目的是解决现有表征方法存在的不足，提供一种表征全规格卷烟燃烧锥立体形态的方法。该方法通过图像处理软件测定卷烟燃烧锥的高度和面积，结合烟支直径计算烟支燃烧锥的凹凸值，烟支直径的引入，消除不同规格卷烟燃烧锥形态的不可比性，便于对不同规格卷烟的燃烧锥形态进行定量对比分析，同时采用单点多面检测求均值，使得该值的表征具有一定的立体性。

为了实现上述目的，本发明是采用以下技术方案实现的：所述的表征全规格卷烟燃烧锥立体形态的方法包括以下步骤，步骤1：提取待测烟支样品，步骤2：选择烟支待测位置，步骤3，制作成待检测点的燃烧锥，步骤4，对燃烧锥进行拍摄，计算燃烧锥的立体高度和立体面积，步骤5：计算出燃烧锥的凹凸值。

优选的，所述的步骤1：提取待测烟支样品采用以下详细步骤实现，待测卷烟样品取样N支，在温度为22±2℃，相对湿度为60±5％的环境下平衡48小时以上。

优选的，所述的步骤2选择烟支待测位置，选择需要检测的位置，并在待检测点处进行标记处理。

优选的，所述的步骤3制作成待检测点的燃烧锥，将待测样品置于水平支架上，保证周围环境稳定、无气流干扰，点燃烟支，待烟支燃烧至标记线处，迅速熄灭烟支，制作成待检测点的燃烧锥。

优选的，所述的步骤4对燃烧锥进行拍摄，计算燃烧锥的立体高度和立体面积，将卷烟垂直于水平面，正对卷烟搭口线进行一次拍摄，以卷烟搭口线为起点，顺时针、逆时针各旋转120°进行拍摄，每个燃烧锥采集图像三次，保存至计算机，并利用图像处理软件ImajeJ计算出燃烧锥三个面的高度和面积，并求出平均值，作为燃烧锥的立体高度和立体面积。

优选的，所述的步骤5计算出燃烧锥的凹凸值，根据烟支直径、燃烧锥高度和面积，由下式计算出燃烧锥的凹凸值：

式中，R为卷烟燃烧锥凹凸值，S为燃烧锥面积，L为烟支直径，H为燃烧锥高度，取N次检测的平均值R＝(R1+R2+R3+……+RN)/N，作为该卷烟产品在所选检测点的燃烧锥凹凸值。

本发明有益效果：

该方法通过图像处理软件测定卷烟燃烧锥的高度和面积，结合烟支直径计算烟支燃烧锥的凹凸值，烟支直径的引入，消除不同规格卷烟燃烧锥形态的不可比性，便于对不同规格卷烟的燃烧锥形态进行定量对比分析，同时采用单点多面检测求均值，使得该值的表征具有一定的立体性。不仅可用于燃烧锥形态的立体表征，也为不同规格卷烟产品的燃烧锥形态提供了可比性，为了解卷烟燃烧状态、改善卷烟熄火及燃烧锥掉落倾向、提高卷烟综合质量提供了方法支撑。

附图说明

图1为检测前端、中端、后端分段示意图；

图2为同一燃烧锥多面检测示意图；

图3为燃烧锥高度检测示意图；

图4为燃烧锥面积检测示意图；

图5为燃烧锥凹凸状态示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图与实例对本发明作进一步详细说明，但所举实例不作为对本发明的限定。

一种表征全规格卷烟燃烧锥立体形态的方法，该方法通过图像处理软件测定计算卷烟燃烧锥的高度和面积，同时结合卷烟直径定义卷烟燃烧锥凹凸值，该值可对比不同规格卷烟燃烧锥的形态特征，对同一个燃烧锥进行多面采样使得结果具有一定的立体性，具体步骤如下：

步骤1：待测卷烟样品取样N支，在温度为22±2℃，相对湿度为60±5％的环境下平衡48小时以上，并在待检测点处进行标记处理；

步骤2：将待测样品置于水平支架上，保证周围环境稳定、无气流干扰，点燃烟支，待烟支燃烧至标记线处，迅速熄灭烟支；

步骤3：采用数码相机采集燃烧锥的数字图像，保存至计算机，并利用图像处理软件ImajeJ计算出燃烧锥的高度和面积；

步骤4：根据烟支直径、燃烧锥高度和面积，由下式计算出燃烧锥的凹凸值：

式中，R为卷烟燃烧锥凹凸值，S为燃烧锥面积，L为烟支直径，H为燃烧锥高度。

步骤1中，将卷烟可燃烧部分均分为四等份，以点燃端为起点，四分之一处为检测前端，四分之二处为检测中端，四分之三处为检测后端。

步骤3中，将卷烟垂直于水平面，正对卷烟搭口线进行一次拍摄，以卷烟搭口线为起点，顺时针、逆时针各旋转120°进行拍摄，每个燃烧锥采集图像三次，按步骤4分别计算凹凸值，三次均值为该燃烧锥的凹凸值。

步骤4中，将燃烧锥实测面积与该高度下正三角形面积进行对比，进而定义卷烟燃烧锥的凹凸值，具体将卷烟燃烧锥横向凹凸趋势划分为凹形、凸形、三角形三种，具体评价标准为：

对某卷烟厂生产的细支卷烟(直径5.41mm)、中支卷烟(直径6.37mm)和常规支卷烟(直径7.7mm)各取样10支，在温度为22±2℃，相对湿度为60±5％的恒温恒湿箱中平衡48小时；

参考图1选择燃烧前端为检测点，用记号笔在待检测点进行标记处理；

保证检测环境稳定、周围无气流干扰30秒以上，点燃烟支，并将烟支置于水平支架上，待烟支燃烧至标记线处，用水迅速熄灭烟支，清除燃烧锥上附着的烟灰，完成燃烧锥的制作；

参考图2，用数码相机进行图片采集，每个燃烧锥采集图像三次，并保存至计算机，参考图3、图4并利用图像处理软件ImajeJ计算出燃烧锥三个面的高度和面积，并求出平均值，测定结果见表1所示；

表1燃烧锥高度和面积检测结果

根据烟支直径、燃烧锥高度和面积，由下式计算出燃烧锥的凹凸值：

式中，R为卷烟燃烧锥凹凸值，S为燃烧锥面积均值，L为烟支直径，H为燃烧锥高度。

计算结果见表2：

表2燃烧锥凹凸值计算结果

由结果可知，所选的三个规格的样品，凹凸值均大于0，形态表现均为“凸”型，其中细支卷烟最为明显，中支卷烟最不明显。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本案进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本案的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本案技术方案的精神，其均应涵盖在本案请求保护的技术方案范围当中。