JP2006511813A - 有孔体の吸引及び湿気測定用サンプルホルダ - Google Patents

Abstract

本発明は有孔体のパラメータ測定用のサンプルホルダ（１）に関し、該サンプルホルダはマイクロ波周波数を含んだドラフトセル（C）からなり、そこを介して対象物が通過することによって吸引測定前及び／又は後で湿気を測定することが可能となる。

Description

本発明はタバコやその同等物等の有孔体（porous objects）の吸引（draw）や湿気を測定することが特に可能なサンプルホルダに関する。

本発明の課題は、限定するものではないが、特にタバコのバッチの特性を測定するモジュールに統合可能な上記タイプのサンプルホルダに関し、重量、吸引、フィルタ通気性、紙通気性及び稠密度（compactness）の一連の測定を行うことが可能となるように設計されている。

かかる一連の測定においては、一般的に重量が最初に測定され、稠密度は最後に測定されるが、この測定は明らかに破壊検査（destructive）である。

更に、サンプルに含まれるタバコの湿気に関するパラメータを測定することが望ましく、必須でさえあることが知られている。該パラメータには、以下のものがある。

- 生産ラインを出たタバコの湿気を知ることを要望するタバコ製造業者が関心を持つデータ項目。

- 湿気に依存するタバコの重量及び稠密度であって、基準湿気に対して表現されなければならない。

- 現在まで使われてきた湿気の測定に使用する装置は、独立モジュールから構成しており、これは製造ステーションの２つの他のモジュールの間に挿入されている。

しかしながら、吸引測定（中間に行われる）はタバコの湿気を変化することが解明されており、これはタバコを介して空気流を吸引することに起因している。その結果、重量測定モジュールにおけるタバコサンプルの湿気と、稠密度測定モジュールにおける同一サンプルのタバコの湿気とが異なってしまう。単一の湿気モジュールを使用した場合、吸引測定の際にかかる特性が変化するので２つの湿気の値（吸引の前若しくは後）のうち１つの値のみが測定可能である。よって誤差が生じてしまう。

かかる誤差を避けるためには、真の湿気を測定すべく吸引の前に湿気を測定して重量を補正し、その後、稠密度を補正すべく吸引の後で湿気を測定することが必要である。その結果、通常は、吸引モジュールの両サイドに位置した２つの湿気検出モジュールを使用することになる。とはいえ、この解決法は高価で場所をとることになる。

本発明の目的は、特にこれらの欠点を克服することにある。

この目的のため、湿気測定用の高周波数空洞（hyperfrequency cavity）をサンプルホルダの吸引測定セル内に統合することを提供し、よって吸引前の連続的な湿気の測定（これにより重量の補正が可能となる）、吸引の測定及び稠密度を補正すべく吸引後の最後の第２湿気測定が可能となる。

従って、本発明の装置はチューブ状の本体を備えており、かかる本体は、
- 紙の通気流を測定用に導くべく、タバコロッドの頂部を外気から隔離することが可能なアイリスダイアフラムを備えたアクセスオリフィスと、
- 高周波数信号の分析を介してタバコの湿気の測定を可能にすべく、タバコロッドをその高さの少なくとも一部亘って包囲する空洞と、
- 吸引測定を行うべく、フィルタの端部を密閉することによって標準長さに亘ってタバコを保持する少なくとも第１のスフィンクタ（sphincter）と、からなる。

アイリスダイアフラムとスフィンクタの下端部との間の距離は、タバコの長さに比べてわずかに短い。

有利には、上記本体は第２スフィンクタを有しても良く、これによってフィルタ通気ゾーンに対して第１スフィンクタの反対側においてフィルタを密閉し、よって測定用にフィルタの通気流を導く。

これらを配置することによって、サンプルホルダのみで連続した一連の測定が可能となり、かかる測定には、
- 吸引前の湿気（製造した湿気及び重量補正用の湿気）、
- 標準の吸引TN、
- フィルタの通気性VF、
- 紙の通気性VP、
- フィルタの通気を閉じた状態での吸引TFE、
- 湿気（後続の稠密度の補正用）、が含まれる。

添付図を参照して限定する例ではない本発明の実施例を以下に説明する。

本実施例においては、サンプルホルダ1はタバコのバッチの測定を実施することが企図されており、ここにおいてはサンプルホルダに位置決めされた１つのタバコは、従来通りにタバコ巻き紙3に包まれるタバコロッド2からなり、一端部は通気フィルタ4が延在しており、該フィルタにはその中央部に通気孔5を有した環状領域が備わっている。

かかるサンプルホルダ1は気密アセンブリで互いに結合した３つのチューブ状部分6、7、8からなる円筒形構造体を備えている。すなわち、
a） ホッパを形成する第１部分であって、該第１部分は、
- 下方部においてショルダを形成する管状体9と、
- 上方部においてショルダを形成し、該上方部はショルダを形成した管状体9にOリング11を介したシールによって嵌合している円筒形スリーブ10と、紙通気流量QPの導通及び測定に使用するラジアル空気流ダクト13を備えたショルダ部12と、
- 下方部に小さな直径のステージ16及び続いてほぼ扁平な円錐形状の端部を有し、スリーブ10にシール（Oリング15）を伴って嵌合する外側円筒形表面と、扁平な円錐形状の部分17及び続いて下方部分において直径がほぼタバコの直径である円筒形部分18を備えた同心中央空洞と、を有するホッパ本体14と、
- 退避状態においてはタバコ直径よりもわずかに小さい直径を有する同心の開口部からなり、ステージ16に気密状に嵌合している円筒形リング20によるシール（Oリング21）でホッパ本体14に搭載されているアイリスダイアフラム19と、からなり、
b） 高周波数空洞6の境界を定める第２部分7であって、該第２部分7は、２つの同心の円形のオリフィスからなる２つの円形の壁部23、24によって部分的に閉じられた円筒形壁部22を備えた円筒形ケーシングからなり、該オリフィス内は誘電体25の管状体の２つの端部が各々シール状に嵌合しており、該管状体の内径はタバコ直径よりわずかに大きく、上部円形壁部23はアイリスダイアフラム19からの下流において管状体9のショルダ部分12に気密アセンブリを構成すべく一致してチャネル13が開口する流れチャンバの境界を定め、ケーシングの下部円形面24は直径が管状体25の直径よりも大きい円筒形同心の固定スリーブ26を支持し、
c） 下方部分でショルダを形成した管状体セクションからなる第3部分8であって、該管状体セクション27はボアレベルの異なる円筒形中央通路を備えており、すなわち、直径がスリーブ26の外径に相当し、その中に気密状に嵌合する第１レベルと、開放状態においてフィルタ4の上端部においてタバコを密閉する第１スフィンクタ28が取付けられている第2ボアレベルと、フィルタ4の通気ゾーン5を囲む空洞29の境界を定め、該空洞29に気体流れダクト30が開口しており、該ダクト30の流量QFがフィルタ4の通気流れを決定する第3ボアレベルと、第2スフィンクタ31が取り付けられており、該第2スフィンクタ31は加圧気体の効果による配備した状態においてタバコフィルタ4の下端部を密閉するようになる第4ボアレベルと、からなり、上述したように該スフィンクタ31はフィルタ端部を標準長さ9mmに亘って密閉することによってタバコを支持し、よって吸引及び通気測定を行う。

上記サンプルホルダの機能を以下に示す。

初期段階においては、タバコがサンプルホルダ1に挿入される。重力下で簡易に行われる当該操作の際、ホッパ14によって中央に位置合わせられたタバコは（フィルタが下方を向いている）、特に円筒形部分18、円筒形管状体25及び２つのスフィンクタ28、31によって境界が画定されている通路に入り、これらは吸引によってアイリスダイアフラム19と併せて退避状態となる。伸縮自在な当接手段はタバコがサンプルホルダ2内に保持されるのを可能とし、フィルタ4の下端部の位置はスフィンクタ31の下端部にほぼ位置し、タバコロッド2の上方端はアイリスダイアフラム19のやや上方に位置している。

スフィンクタ28、31及びアイリスダイアフラム19はその後大気圧下におかれ、配備した状態へ変化せしめられ、これによって、
- アイリスダイアフラム19はタバコロッド2の頂部を外気から分離し、
- スフィンクタ28はフィルタ部分4をタバコロッド2から分離し、
- スフィンクタ31は、フィルタ4の端部を9mmの長さに亘って密閉することによってタバコを所定の場所に保持する。

サンプルホルダ1は、よって一連の測定を実施する準備ができる。すなわち、
- 空洞C内に高周波数信号をかけて分析することによる第１湿気測定と、
- タバコによって生じるロード損失を測定する圧力センサを用いることによる測定であって、吸引された空気流のチャネルは大気圧下におかれ、フィルタ4の下端部において吸引流量17.5ml/sを生じることによる標準の吸引測定と、
- チャネル30を通過する空気流QFを測定すべく、第１流量検出器D1を用いたフィルタの通気性測定と、
- チャネル13を通過する流れを測定すべく、流量検出器D2を用いた紙の通気性測定と、
- フィルタでの通気を閉じ、チャネル30を調節自在なバルブV2を用いて閉じた状態での圧力センサΔPを用いたタバコを介した吸引測定と、
- 従来用いたものと同様のプロセッサMPを用いた湿気の更なる測定と、からなる。

明らかに、これらの異なる測定はプロセッサMPによって操作され、該プロセッサMPは測定値をメモリ内に保存し、これら値を処理する。

この例においては、該マイクロプロセッサは更に以下をコントロールする。すなわち、
- 理論的にはタバコの直径及び稠密度測定ステーションである、次のステーションへのタバコの通路を閉じるバルブV1と、
- チャネル19における大気圧による加圧の遮断をコントロールするバルブV3と、である。

当該解決法の１つの重要な利点は、吸引モジュールに湿気測定用の空洞を統合することによって、吸引前の湿気の測定、重量の補正、及び単一湿気センサを用いた吸引後の稠密度の補正が可能となることである。

本発明のサンプルホルダの軸方向断面図である。

符号の説明

１ サンプルホルダ
２ タバコロッド
３ タバコ巻き紙
４ 通気フィルタ
５ 通気孔
６、７、８ チューブ状部分
９ 管状体
１０ 円筒形スリーブ
１１、１５、２１ Oリング
１２ ショルダ部
１３ ラジアル空気流ダクト
１４ ホッパ本体
１６ ステージ
１７ 扁平円錐形状部分
１８ 円筒形部分
１９ アイリスダイアフラム
２０ 円筒形リング
２２ 円筒形壁部
２３、２４ 壁部
２５ 誘電体
２６ 固定スリーブ
２７ 管状体セクション
２８ 第１スフィンクタ
２９ 空洞
３０ 気体流れダクト
３１ 第2スフィンクタ

Claims (5)

1. 有孔体のパラメータの測定用のサンプルホルダであって、前記サンプルホルダ（1）は吸引測定セルを備えており、
   前記セルに存在する対象物をその高さの少なくとも一部に亘って包囲すべく、前記セルに統合された湿気測定用の高周波数空洞（C）を有し、よって吸引測定の前及び／又は後での湿気測定を可能とすることを特徴とするサンプルホルダ。
2. タバコ紙（3）及びフィルタによって包まれたタバコロッド（2）からなるタバコのパラメータを測定するサンプルホルダであって、
   チューブ状本体を備えており、前記チューブ状本体は、
   - 第１の好適な流量測定手段（D2）を用いて紙の通気流を測定用に導くべく、前記タバコロッド（2）の頂部を前記外気から隔離することが可能なアイリスダイアフラム（19）を備えたアクセスオリフィスと、
   - 高周波数信号の分析を介して前記タバコの前記湿気量の測定を可能にすべく、前記タバコロッド（2）をその高さの少なくとも一部にわたって包囲する空洞（C）と、
   - 吸引手段を付随し、前記吸引手段（ASP）及び圧力（ΔP）測定用の第２手段を用いて吸引測定を行うべく、前記フィルタ（4）の端部を密閉することによって前記タバコを所定位置に支持する少なくとも第１のスフィンクタ（31）と、からなり、
   - 前記アイリスダイアフラム（19）と前記スフィンクタ（31）の下端部との間の距離はタバコの長さに比べてわずかに短いことを特徴とする請求項１記載のサンプルホルダ。
3. 前記フィルタ（4）の通気ゾーン（5）に対して前記第１スフィンクタ（31）の反対側において前記フィルタ（4）を密閉することが可能な第2スフィンクタ（28）を備え、よって前記フィルタ（4）の通気流（QF）を測定用に導くことを特徴とする請求項２記載のサンプルホルダ。
4. 連続した操作シーケンスのコントロールが可能なプロセッサ（MP）を備え、前記操作シーケンスは、
   - 吸引前の湿気と、
   - 標準の吸引（TN）と、
   - フィルタの通気性（VF）と、
   - 紙の通気性（VP）と、
   - フィルタの通気を閉じた状態での吸引（TFE）と、
   - 吸引後の湿気と、からなる測定を含むことを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載のサンプルホルダ。
5. 第１に、互いに上下に組み合わされた３つのチューブ状部分からなる円筒形構造体を備え、前記３つのチューブ状部分は、すなわち、
   - ホッパ（14）を備え、前記ホッパの中央同心空洞は扁平な円錐形状（17）部分及びこれに続くほぼ前記タバコの直径を有する円筒形部分（18）からなり、前記ホッパ（14）の下方部分はアイリスダイアフラム（19）を備えている第１部分と、
   - 高周波数空洞（C）を備え、円筒形ケーシングからなり、前記ケーシングの２つの円形の壁部（23、24）は２つの同心円形オリフィスからなり、前記オリフィス内に誘電体の管状体（25）の２つの各端部が気密アセンブリとして嵌合しており、前記管状体の内径は前記タバコ直径よりわずかに大きい第２部分と、
   - 数個のボアレベルを有した円筒形中央通路を備え、前記フィルタ（4）の上端部において前記タバコを密閉する第１スフィンクタ（28）と前記フィルタ（4）の前記下端部を密閉する第２スフィンクタ（31）とを備えた第３部分と、からなり、
   第２に、
   - 吸引された空気流（QT）の測定手段（D1）を備え、前記第２スフィンクタ（31）の下流に接続されている吸引手段（ASP）と、
   - 紙通気流量（QP）を導いて測定すべく、前記第１部分と第２部分との間の空間に設置されたチャンバに導通する第１空気流ダクト（13）と、
   - フィルタ通気流量（QF）を導いて測定すべく、前記２つのスフィンクタ（28、31）の間の空間に設置されたチャンバ（29）に導通する第２空気流ダクト（30）と、からなることを特徴とする請求項４記載のサンプルホルダ。

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