1、ICS 65160X 87 酋亘中华人民共和国国家标准GBT 2283832009卷烟和滤棒物理性能的测定第3部分：圆周 激光法Determination of physical characteristics for cigarettes and filter rodsPart 3：CircumferenceLaser method(ISO 2971：1998，Cigarettes and filter rodsDetermination of nominal diameter-Method using a laser beam measuring apparatus，MOD)2009-04
2、-03发布 2009-050 1实施丰瞀鳃鬻瓣警糌瞥篓发布中国国家标准化管理委员会及111刖 罱GBT 2283832009GBT 22838卷烟和滤棒物理性能的测定分为18个部分：第1部分：卷烟包装和标识；第2部分：长度光电法；第3部分：圆周激光法；第4部分：卷烟质量；第5部分：卷烟吸阻和滤棒压降；第6部分：硬度；第7部分：卷烟含末率；第8部分：含水率；第9部分：卷烟空头；第10部分：爆口；第11部分：卷烟熄火；第12部分：卷烟外观；第13部分：滤棒圆度；第14部分：滤棒外观；第15部分：卷烟通风的测定定义和测量原理；第16部分：卷烟端部掉落烟丝的测定旋转笼法；第17部分：卷烟端部掉落烟丝的
3、测定振动法；第18部分：卷烟端部掉落烟丝的测定旋转箱法。本部分为GBT 22838的第3部分。本部分修改采用ISO 2971：1998卷烟和滤棒公称直径的测定激光法(英文版)。本部分根据IsO 2971：1998重新起草。考虑到我国国情，本部分与ISO 2971：1998存在少量技术性差异，这些技术性差异已编入正文，并在它们所涉及的条款的页边空白处用垂直单线标识。本部分与ISO 2971：1998相比主要技术变化如下：为与GBT 56061保持一致，本部分的73中的抽样量增加至30个。为与GBT 16447保持一致，本部分A1中“22士5的标准实验室条件”改为“222的标准实验室条件”。为方便
4、使用，与ISO 2971：1998相比，本部分作了以下编辑性修改：删除了IsO 2971：1998的前言；修改了ISO 2971：1998的名称，改为卷烟和滤棒物理性能的测定第3部分：圆周激光法。本部分的附录A为规范性附录，附录B、附录C为资料性附录。本部分由国家烟草专卖局提出。本部分由全国烟草标准化技术委员会(SACTC 144)归口。本部分起草单位：中国烟草标准化研究中心、河南省烟草质量监督检验站、国家烟草质量监督检验中心。本部分主要起草人：焦延福、李青常、冯茜、张勃、王汴山、李晓辉、周德成。1范围卷烟和滤棒物理性能的测定第3部分：圆周激光法GBT 2283832009GBT 22838的
5、本部分规定了一种非接触性的、利用激光束扫描来测量圆形或椭圆形杆状物横截面的圆周平均值、最大值、最小值以及椭圆度的方法。本部分适用于卷烟和滤棒。注1：拉带式、光电法和气动式测量技术也广泛应用于卷烟和滤棒公称直径的测定。这些测量方法参见附录C。注2：对于那些使用圆周而不是直径作为指标的实验室，可由直径乘以“来换算成圆周值。2规范性引用文件下列文件中的条款通过GBT 22838的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用
6、于本部分。GBT 16447烟草和烟草制品 调节和测试的大气环境(GBT 16447 2004，ISO 3402：1999，IDT)3术语和定义下列术语和定义适用于GBT 22838的本部分。31直径diameter按照本部分规定的测试方法测得某试样最少n个读数(n100)的算术平均值。注：该直径只有在作为横截面为近似圆形的杆状试样的参数时才有效。32最小直径minimum diameter某试样n个读数中的最小值。33最大直径maximum diameter某试样n个读数中的最大值。34绝对椭圆度absolute ovality具有椭圆形截面的杆状试样椭圆度的一种表示方法。注：绝对椭圆度可以
7、从n个读数中最大直径和最小直径之间的算术差获得。35相对椭圆度relative ovality从n个读数计算出的直径和绝对椭圆度之问算术差的比率。注1：相对椭圆度以百分数表示。注2：在计算最大直径、绝对椭圆度和相对椭圆度时应注意胶线(搭口)质量对它们的影响，因为搭口会人为地产生若干个高直径读数。】4原理使用一台适当的仪器设备，使试样绕自身纵轴以恒定的角速度旋转半圈(180。)或一圈(360。)。同时，激光束在垂直于试样纵轴的平面上(扫描通道)以恒定的速度相对自身作平行移动。试样和扫描通道的交叉面即是试样横截面。单个读数是试样横截面在与轴线平行平面上正交投影长度的测定值。该原理在图1中说明。1接
8、收元件；2 会聚透镜；3 试样；4测量区域；5 准直仪透镜i6扫描反射镜；7、8扫描通道；9 扫描中心线；10测量线；11激光束。注：对单轴线扫描仪而言，理想的测试区域定位在测量线和扫描中心线交叉点的四周。当试样在该测量区域内时精度最高。图1 单轴线(激光扫描仪)传感系统图解5仪器设备51激光束扫描测定装置激光束扫描测定装置包含以下两部分。511激光束扫描测定仪激光束扫描测定仪用于测定横截面近似圆形的杆状试样的直径，分辨率应达到0005 mm。在测试区域内，试样不应产生偏心运动，否则激光扫描的速度将会影响直径测量的精度。尽管试样可能是椭圆形的，激光束扫描测定仪的扫描速率和试样的旋转速率之问的比
9、率应该是恒定的和足够大的，以保证包括最小值和最大值在内的直径得到十分准确的测量。扫描通道的长度至少应比要测量的最大直径大50，试样在旋转半圈(180。)或一圈(360。)期间被激光束扫描最少100次。5 12旋转试样的仪器或设备旋转试样的仪器或设备用于保持试样在激光束的扫描通道或环绕试样旋转的激光扫描通道中始终2保持与扫描通道垂直。6取样GBT 2283832009选取可统计的、能代表试样通用特征的一定量样品。样品不应有明显的可能削弱其测试性能的缺陷。7步骤71试样样品的制备按照第6章取样规定，随机抽取一定数量的试验所需样品。测量前试样应按GBT 16447的规定进行调节。在本部分中没有规定样
10、品调节的次数和调节所持续的时间，这些条件以实践经验决定，并应在试验报告中与测量结果一起记录。72校准工作标准棒用于校准或检查校准激光扫描系统。至少采用两个标准棒进行校准，两个标准棒的规格相差应大于仪器测量范围的25，并且精度要高于测量要求。用于测量的试样规格应在校准标准范围内。注1：一种中间标准棒能用于常规校验，此标准棒直径应接近试样直径。注2：校准标准棒的基本特征见附录A。73测量按照产品说明书，将试样放置在测量区域内，尽可能靠近扫描中心线和测量线的交叉点上。试样或扫描仪应该能环绕轴旋转，这样使得试样相对于扫描通道的任何偏心运动都保持与扫描通道平行，且与试样纵轴垂直。调整仪器和(或)扫描通道
11、的旋转装置，以便扫描测定仪能满足对试料截面进行扫描的需求。按照产品说明书操作仪器并精确地记录直径的平均值、最小值和最大值。通常测定样品的平均直径应从一个样品中取30个试样进行测定。注1：实际上，实验室通常依据测量要求确定不同的取样数量。注2：激光束绕测试物旋转或测试物在激光束中旋转，两者都是可行的。注3：直径测量中可能出现的误差原因参见附录B。注4：在使用旧激光束测试仪时，会观察到测量直径表面粗糙的影响，它可能会因轻微超量而扭曲了试验结果。8结果表示样品的平均直径值应是单次测量的平均值，见73。各样品的直径(横截面近似圆形的棒形试样)应以毫米表示，并精确至001 mm。结果应表示如下：a) 直
12、径至少100个单扫描读数的算术平均值，以毫米表示，并精确至001 mm；b)样品平均直径，x个直径平均值(x通常是30，但可以变化，见73的注1)，以毫米表示，精确至0001 mm；c)样品最大直径，从x个试样的样品中获得的最大直径，以毫米表示，精确至001 mm；d)样品最小直径，从x个试样的样品中获得的最小直径，以毫米表示，精确至001 mm；e)绝对椭圆度，以毫米表示，精确至001 mm；f)相对椭圆度，以百分比表示，精确至01。9精密度国际实验室间测试3GBT 22838320091990年，包括8个实验室在内的国际联合研究小组对制备好的、直径约在79 mm的样品进行了测试(滤棒、金属
13、棒、卷烟)，并给出了下列重复性限(r)和再现性限(R)以及重复性标准差(s，)和再现性标准差(s。)。91重复性在方法操作正确和正常的情况下，对于给定的卷烟和滤棒产品，由同一个操作者使用相同的仪器，在较短时间间隔内重复试验，20次试验中两结果之差大于重复性限(r)的情况不应超过一次。单个测量： r一0028 mmS，一00l mm每个样品重复测量10次的平均值(一天测试)： r一0012 mmS，一0004 2 mm92再现性在方法操作正确和正常的情况下，对于给定的卷烟和滤棒产品，通过两个实验室进行试验，20次试验中两结果之差大于再现性限(R)的情况不应超过一次。单个测量每个样品重复测量10次
14、的平均值(一天测试)R一0042 mmSR一0015 mmR一0038 mmSR一0014 mm10试验报告试验报告应注明使用方法和测得的结果。也应包括没有在本部分中规定的其他操作条件，或认为可选的，以及任何可能影响测试结果的情况。试验报告应包括样品全部标识所需的详细资料。试验报告必备要素应包括：a)取样日期和取样方法；b)测试样品的唯一性标识和详细信息、样品特性(性质、规格)；c)测试日期；d) 准确的和全部的测量条件，特别是那些不符合本部分规定的情况，以及任何可能影响测试结果的事件；e)测试的大气条件和调节的持续时间；f) 以毫米表示的测量结果(直径或圆周)；g) 与结果相关的基础统计：测
15、试数量；平均值和标准偏差值。附录A(规范性附录)校准标准棒GBT 2283832009A1 校准标准棒的基本特性校准标准棒用于校准测量卷烟和滤棒直径(或圆周)的仪器。参考校准标准棒应该是表面粗糙度约为05 y-m，并且已知直径和直径的重复性限的圆柱形金属棒。工作校准标准棒应在222的标准实验室条件下，通过参考标准棒进行校准，并应了解标准棒材料的热膨胀系数。通过测量标准棒的中部和两端，用三处截面的最小测量直径来检查工作校准标准棒的椭圆度。校准标准棒应有唯一的标识，并且应标有最小精度为0005 mm的直径测定值。A2校准仪器的步骤为测定卷烟和滤棒圆周，进行仪器的校准和性能测试时应按照仪器说明书进行
16、。GBT 2283832009B1测量误差的原因附录B(资料性附录)可能引起测量误差的有关信息应保持最佳的测量条件以避免下列测量误差的产生。剔除搭口凸起的(坏的)试样。传输或接收扫描窗口上的灰尘或碎屑会产生不正确的测量结果，应按照仪器制造厂家的规定及时清洁。在测量区域内试样的不正确放置将产生测量误差；试样应放置在与扫描光束呈直角的平面上；在垂直于扫描通道的平面中应避免试样的纵轴倾斜；扫描通道的倾斜角越大，测量误差也就越大，如图B1所示。1实际直径；2扫描轨道；3纵轴；4-一测量直径。图B1测量误差的示例试样的偏心运动可以引起测量误差；这些将被限制，特别是对高椭圆度样品而言。测量区域可以引起测量
17、误差。如果没有完整地旋转半圈，则可能发生一些误差。B2误差量的计算缸一D(南一，)式中：z测量误差；D实际直径，单位为毫米(ram)；口相对于扫描通道的倾斜角，单位为度(。)。(B1)C1拉带测量法附录C(资料性附录)卷烟和滤棒公称直径测定可选的测量技术GBT 2283832009C11原理这种测量技术是使用一根带子，通过在60 g和100 g之问选择一个重量值的方法拉紧环绕卷烟或滤棒圆周的带子。带子的一端附着传感器，传感器用于将位移信号转换成电压信号，另一端固定在砝码上。环绕样品的带子精确地符合样品圆周的外形。因此，直接根据样品圆周带子的剩余长度可测量出其圆周。C12优点带式测定仪的优点在于
18、不管测试样品的外形如何都能精确地测量其圆周，同时能克服因试样搭口凸起以及其他技术导致的问题。圆周测定技术提供了测定公称直径的高分辨率。c，13缺点带式测定仪的缺点在于所要求的砝码重量不能反映出对低密度产品的压缩影响，以及带式技术不能测定产品直径的最大值和最小值。由圆周的测量值计算出公称直径。注：所选择的砝码重量将影响直径的测量，特别是直接测量剐生产出来的卷烟的直径。C2气动测量法C，21原理气动桥环路装置可使气流稳定，环路分为两个通道，一路用于测量，另一路用于平衡。压力计或压差传感器用来指示测量线和平衡线之间的压差，该压差是由放置于测量头中的试样的规格决定的。该测量方法直接测量样品的横截面积，由此可以得出公称直径或圆周。c22优点该测量技术的优点是简便，无需多少技术支持，仅需要提供压缩空气。压力计和刻度能很容易地读出圆周和直径值以及以毫米表示的偏差。C23缺点每个测头都有一个对应的测量范围，对于公称直径或圆周而言，一般是直径025 mm(圆周o7 ram)。测量结果会受到卷烟纸透气度和样品填充值的影响。
