《烟草行业专用计量器具技术审核规范 第5部分：卷烟和滤棒硬度检测设备》技术报告

《烟草行业专用计量器具技术审核规范第5部分：卷烟和滤棒硬度检测设备》技术报告《烟草行业专用计量器具技术审核规范第5部分：卷烟和滤棒硬度检测设备》项目技术报告《烟草行业专用计量器具技术审核规范系列标准（一期）》标准项目组2016.10

一、介绍《烟草行业专用计量器具技术审核规范系列标准（一期）》行业标准制定项目的第一承担单位为中国烟草标准化研究中心（以下简称标准化中心），项目的其它承担单位和协作单位包括浙江中烟工业有限责任公司、江苏中烟工业有限责任公司、河南中烟工业有限责任公司、贵州中烟工业有限责任公司、广西中烟工业有限责任公司、河北中烟工业有限责任公司。《烟草行业专用计量器具技术审核规范第5部分：卷烟和滤棒硬度检测设备》是行业标准YC/T547的第5部分。卷烟和滤棒硬度是国标要求测量的物理指标之一，硬度是综合评价卷烟和滤棒加工性能和质量的一个重要技术指标，与卷烟和滤棒的重量、吸阻密切相关，直接影响卷烟与滤棒的接装质量与效率，对卷烟产品的感官评吸、烟气分析、焦油量、一氧化碳、烟碱含量等化学指标的检测结果有一定影响。项目组成员收集了GB/T22838.6-2009《卷烟和滤棒物理性能的测定第6部分：硬度》、YC/T544-2016《卷烟和滤棒硬度检测设备通用技术条件》、JJG（烟草）01-2012《卷烟和滤棒物理性能综合测试台检定规程》等相关标准及行业计量检定规程，并进行了认真的研究，组织编写了本项目的标准文本，并按照标准文本中的要求开展了技术资料模拟审查和试验验证模拟审查，以期最终形成的标准能够达到科学、权威、适用的目的。目前在行业内使用的卷烟和滤棒硬度检测设备主要有国内外的5个品牌（分别是英国Cerulean、德国Borgwaldt-KC、法国SODIM、成都瑞拓、北京欧美利华）的5种型号。项目组依据卷烟和滤棒硬度检测设备行业保有量、仪器测量方法、数据处理方法等因素，选取了具有广泛的代表性的5种型号仪器开展项目的技术资料模拟审查和试验验证模拟审查。二、卷烟和滤棒硬度检测设备技术资料模拟审查1、技术资料模拟审查的目的对目前收集到的不同品牌的5种主流型号（国内2家和国外3家）的卷烟和滤棒硬度检测设备技术资料进行模拟审查，确定技术资料是否能充分证明5种型号设备的行业适用性以及是否还需要对5种型号的设备开展试验验证。2、技术资料模拟审查的方法首先由标准化中心对5种型号设备的技术资料进行分类整理，并给出初步审查意见，而后由项目组成员组成模拟审查专家组，对5种型号设备的技术资料逐一进行审查和讨论，按照标准文本中的要求给出审查意见。本部分标准中对厂家提供的卷烟和滤棒硬度检测设备技术资料应包括的内容规定如下：——产品测量原理的说明资料；——产品的使用说明书；——产品的测头结构图；——产品关于压头形状尺寸的说明资料；——产品的挡板结构图；——产品预压力、全压力、位移最大允许误差、位移量程、分辨力等技术指标的测试报告；——产品关于预压时间、全压时间、施压速率设定的说明资料；——产品所使用力传感器的说明资料；——产品配套硬度标准棒的测试报告。根据行业标准YC/T547.1-2016《烟草行业专用计量器具技术审核规范第1部分：基本要求和工作程序》中的要求，如果技术资料中存在内容缺少情况，允许申请企业补充一次相关资料，由于是模拟审查，因此并没有进行技术资料补充。3、技术资料模拟审查的结论为了方便表述，5种型号卷烟和滤棒硬度检测设备分别以A型号、B型号、C型号、D型号和E型号代表。5种型号卷烟和滤棒硬度检测设备收集到的技术资料包括：——产品测量原理说明；——产品图纸；——产品技术指标说明；——关键元器件说明；——产品使用说明书。表1、表2、表3、表4和表5分别为5种型号设备的技术资料模拟审查结论表。表1A型号设备技术资料审查结论表卷烟和滤棒硬度检测设备产品情况品牌A型号卷烟和滤棒硬度检测设备规格型号A型号审查指标及要求产品数据是否提供相应技术资料技术资料是否能充分证明产品测量原理符合4.2的要求有是是测头结构图符合YC/T544-2016中4.3的要求有是是压头符合YC/T544-2016中4.3.1的要求有是否挡板符合YC/T544-2016中4.3.2的要求无否否预压力、全压力、位移最大允许误差、位移量程、分辨力符合YC/T544-2016中4.4、4.6、4.10、4.11、4.12的要求有是，但资料不全否预压时间、全压时间、施压速率符合YC/T544-2016中4.5、4.7、4.8的要求无否否力传感器符合YC/T544-2016中4.9的要求无否否硬度标准棒的测试报告应符合JJG（烟草）01-2012中6.1.2.7的要求无否是技术资料审查意见应开展进一步的试验验证。年月日表2B型号设备技术资料审查结论表卷烟和滤棒硬度检测设备产品情况品牌B型号卷烟和滤棒硬度检测设备规格型号B型号审查指标及要求产品数据是否提供相应技术资料技术资料是否能充分证明产品测量原理符合4.2的要求有是是测头结构图符合YC/T544-2016中4.3的要求有是是压头符合YC/T544-2016中4.3.1的要求有是否挡板符合YC/T544-2016中4.3.2的要求无否否预压力、全压力、位移最大允许误差、位移量程、分辨力符合YC/T544-2016中4.4、4.6、4.10、4.11、4.12的要求有否否预压时间、全压时间、施压速率符合YC/T544-2016中4.5、4.7、4.8的要求无否否力传感器符合YC/T544-2016中4.9的要求无否否硬度标准棒的测试报告应符合JJG（烟草）01-2012中6.1.2.7的要求无否是技术资料审查意见应开展进一步的试验验证。年月日表3C型号设备技术资料审查结论表卷烟和滤棒硬度检测设备产品情况品牌C型号卷烟和滤棒硬度检测设备规格型号C型号审查指标及要求产品数据是否提供相应技术资料技术资料是否能充分证明产品测量原理符合4.2的要求有是是测头结构图符合YC/T544-2016中4.3的要求有是是压头符合YC/T544-2016中4.3.1的要求有是否挡板符合YC/T544-2016中4.3.2的要求无否否预压力、全压力、位移最大允许误差、位移量程、分辨力符合YC/T544-2016中4.4、4.6、4.10、4.11、4.12的要求有是，但资料不全否预压时间、全压时间、施压速率符合YC/T544-2016中4.5、4.7、4.8的要求无否否力传感器符合YC/T544-2016中4.9的要求无否否硬度标准棒的测试报告应符合JJG（烟草）01-2012中6.1.2.7的要求无否是技术资料审查意见应开展进一步的试验验证。年月日表4D型号设备技术资料审查结论表卷烟和滤棒硬度检测设备产品情况品牌D型号卷烟和滤棒硬度检测设备规格型号D型号审查指标及要求产品数据是否提供相应技术资料技术资料是否能充分证明产品测量原理符合4.2的要求有是是测头结构图符合YC/T544-2016中4.3的要求有是是压头符合YC/T544-2016中4.3.1的要求有是否挡板符合YC/T544-2016中4.3.2的要求有是是预压力、全压力、位移最大允许误差、位移量程、分辨力符合YC/T544-2016中4.4、4.6、4.10、4.11、4.12的要求有是，但资料不全否预压时间、全压时间、施压速率符合YC/T544-2016中4.5、4.7、4.8的要求无否否力传感器符合YC/T544-2016中4.9的要求无否否硬度标准棒的测试报告应符合JJG（烟草）01-2012中6.1.2.7的要求无否是技术资料审查意见应开展进一步的试验验证。年月日表5E型号设备技术资料审查结论表卷烟和滤棒硬度检测设备产品情况品牌E型号卷烟和滤棒硬度检测设备规格型号E型号审查指标及要求产品数据是否提供相应技术资料技术资料是否能充分证明产品测量原理符合4.2的要求有是是测头结构图符合YC/T544-2016中4.3的要求有是是压头符合YC/T544-2016中4.3.1的要求有是否挡板符合YC/T544-2016中4.3.2的要求无否否预压力、全压力、位移最大允许误差、位移量程、分辨力符合YC/T544-2016中4.4、4.6、4.10、4.11、4.12的要求有是，但资料不全否预压时间、全压时间、施压速率符合YC/T544-2016中4.5、4.7、4.8的要求有是，但资料不全否力传感器符合YC/T544-2016中4.9的要求有是是硬度标准棒的测试报告应符合JJG（烟草）01-2012中6.1.2.7的要求无否是技术资料审查意见应开展进一步的试验验证。年月日

三、卷烟和滤棒硬度检测设备试验验证模拟审查1、试验验证模拟审查的目的根据行业标准YC/T547.1-2016《烟草行业专用计量器具技术审核规范第1部分：基本要求和工作程序》中的要求，在技术资料审查不足以反映该型号专用计量器具的性能水平和行业适用性，或技术资料审查符合要求但该型号专用计量器具属首次在行业使用时，需要由生产企业提供该型号专用计量器具的样机并开展现场试验验证。对于本部分《烟草行业专用计量器具技术审核规范第5部分：卷烟和滤棒硬度检测设备》，为了确认标准中所述的试验验证审查方法的适用，因此不再考虑技术资料模拟审查的结论，直接对A、B、C、D、E五种型号的卷烟和滤棒硬度检测设备开展试验验证。2、试验验证模拟审查的方法与要求标准中所述的试验验证审查方法与要求包括以下内容：a）预压力、全压力的试验验证按照YC/T544-2016中规定的方法对预压力、全压力进行测试，预压力测试结果应符合YC/T544-2016中4.4的要求；全压力测试结果应符合YC/T544-2016中4.6的要求。b）位移最大允许误差的试验验证按照JJG（烟草）01-2012中规定的方法测试硬度检测设备的位移最大允许误差，由硬度检测设备对每支硬度标准棒测10次，每个测量值与标准棒标定值之间的差值应符合JJG（烟草）01-2012中4.2.6.3的要求；计算10次测量的平均值，每个测量值与平均值之间差值的绝对值均不应大于JJG（烟草）01-2012中4.2.6.3所规定的最大允许误差的绝对值。c）测头的试验验证分别采用卷烟和滤棒样品验证，竖直测头应符合YC/T544-2016中4.3.3b）和c）的要求，水平测头应符合YC/T544-2016中4.3.4的要求。d）力传感器的试验验证采用F1级砝码和数字万用表对力传感器进行验证，验证结果应符合YC/T544-2016中4.9的要求。e）位移量程的试验验证根据产品说明书中测量范围，选取不同直径的硬度标准棒进行测量，验证结果应符合YC/T544-2016中4.11的要求。f）分辨力的试验验证测量位移时，仪器显示应保留到小数点后两位，从而判断是否符合YC/T544-2016中4.12.1的要求；测量硬度时，仪器显示应保留到小数点后一位，从而判断是否符合YC/T544-2016中4.12.2的要求。3、试验验证模拟审查的实施方案a）预压力、全压力的试验验证方案试验对象：A、B、C、D、E型号设备试验地点：杭州（浙江中烟技术中心计量实验室）试验用仪器：微型测力计试验步骤：将微型测力传感器放置在硬度检测仪器测量单元中，使其凸点中心与硬度仪压头的中心保持一致，对各仪器的预压力和全压力进行测量，并对力值进行采集，采样频率不小于20次/s；采集预压时间范围内的全部力值，取与10gf差值绝对值最大的预压力值作为最终结果；采集全压时间范围的全部力值，取与300gf差值绝对值最大的全压力值作为最终结果。b）位移最大允许误差的试验验证方案试验对象：A、B、C、D、E型号设备试验地点：杭州（浙江中烟技术中心计量实验室）试验用仪器：硬度标准棒一套（5支）试验步骤：——检查硬度标准棒外观无损伤，——根据检定规程JJG（烟草）01-2012的方法项目组对仪器A、B、C、D、E的最大允许误差进行验证。首先取硬度标准棒对各仪器进行校准，然后用仪器A、B、C、D、E分别对每根标准棒测量10次，计算10次测量的平均值。c）测头的试验验证方案 试验对象：A、B、C、D、E型号设备试验地点：杭州（浙江中烟技术中心计量实验室）试验步骤：分别采用卷烟和滤棒样品验证，竖直测头应符合YC/T544-2016中4.3.3b）和c）的要求，水平测头应符合YC/T544-2016中4.3.4的要求。d）力传感器的试验验证方案试验对象：A、B、C、D、E型号设备试验地点：杭州（浙江中烟技术中心计量实验室）试验用仪器：F1级砝码，Fluke8808A数字万用表；试验步骤：——搭建力传感器测试平台，实验原理如图1所示。图SEQ图\*ARABIC1实验原理图按实验原理图将力传感器、数字万用表和电脑连接起来；观察并记录力传感器在30min内的零点变化；测试点应均匀分布，此处选取8点(10%、20%、30%、40%、50%、60%、80%、100%)；逐级施加递增负荷，直至额定负荷，每一级负荷施加后，保持30s，读取相应的输出电压；达到额定负荷后，逐级施加递减负荷，每一级负荷减少后，保持30s，读取相应的输出电压；退回到零点，保持1min，记录输出电压；连续进行步骤(4)-(6)三次；将力传感器置于20℃和24℃e）位移量程的试验验证方案试验对象：A、B、C、D、E型号设备试验地点：杭州（浙江中烟技术中心计量实验室）试验用仪器：直径为5mm、6mm、7mm、8mm、10mm的硬度标准棒试验步骤：根据产品说明书中测量范围，选取不同大小的硬度标准棒进行测量，验证设备的位移量程是否达到10mm。f）分辨力的试验验证方案试验对象：A、B、C、D、E型号设备试验地点：杭州（浙江中烟技术中心计量实验室）试验用仪器：7mm的硬度标准棒用硬度检测仪器测量硬度标准棒，单位为mm时，仪器显示应保留到小数点后两位，从而判断是否符合YC/T544-2016中4.12.1的要求；用硬度检测仪器测量卷烟和滤棒的硬度，单位为%，仪器显示应保留到小数点后一位，从而判断是否符合YC/T544-2016中4.12.2的要求。4、试验验证模拟审查的试验验证结果a）预压力、全压力的试验验证结果见表6表6预压力、全压力试验验证结果(单位：gf)仪器预压力全压力标准要求实测值标准要求实测值仪器A10±29.7300±3299.1仪器B10.2301.5仪器C10.3300.5仪器D9.8300.2仪器E9.6300.7b）位移最大允许误差的试验验证结果见表7表7位移最大允许误差的试验验证结果仪器A（单位：mm）硬度标准值5.0005.9997.0008.0009.000第1次5.015.996.997.998.99第2次5.006.006.998.009.00第3次5.006.007.007.999.01第4次5.016.016.998.009.01第5次5.016.007.007.998.99第6次5.005.997.008.009.00第7次5.016.007.007.999.00第8次5.016.007.008.009.01第9次5.016.017.008.009.01第10次5.016.006.997.999.00平均值5.0076.0006.9967.9959.002最大误差0.012仪器B（单位：mm）硬度标准值5.0005.9997.0008.0009.000第1次5.0075.9986.9927.9948.998第2次5.0026.0026.9968.0019.000第3次5.0056.0037.0027.9909.001第4次5.0116.0016.9988.0029.005第5次5.0136.0087.0007.9978.998第6次5.0005.9997.0038.0009.003第7次5.0106.0067.0067.9899.000第8次5.0126.0077.0048.0029.010第9次5.0016.0017.0088.0049.010第10次5.0126.0046.9937.9989.006平均值5.0076.0037.0007.9989.003最大误差0.013仪器C（单位：mm）硬度标准值5.0005.9997.0008.0009.000第1次5.005.996.987.998.99第2次5.006.016.998.019.01第3次5.026.017.007.999.01第4次5.016.016.998.019.01第5次5.006.007.017.998.99第6次5.005.997.008.019.01第7次5.016.016.997.999.00第8次5.026.007.018.019.00第9次5.016.007.008.009.01第10次5.025.996.987.999.01平均值5.0096.0016.9957.9999.004最大误差0.020仪器D（单位：mm）硬度标准值5.0005.9997.0008.0009.000第1次5.0095.9956.9917.9988.992第2次5.0026.0096.9968.0019.000第3次5.0056.0037.0057.9959.006第4次5.0126.0066.9988.0129.012第5次5.0136.0087.0007.9988.998第6次5.0005.9947.0138.0009.007第7次5.0116.0087.0067.9999.000第8次5.0126.0077.0098.0019.011第9次5.0056.0037.0088.0049.003第10次5.0126.0046.9937.9989.009平均值5.0086.0047.0028.0019.004最大误差0.013仪器E（单位：mm）硬度标准值5.0005.9997.0008.0009.000第1次4.9995.9996.9977.9928.994第2次5.0026.0026.9968.0019.000第3次5.0056.0037.0047.9979.005第4次5.0016.0066.9988.0029.005第5次5.0036.0027.0007.9958.996第6次5.0005.9997.0088.0009.004第7次5.0106.0037.0017.9999.000第8次5.0026.0077.0048.0029.011第9次5.0076.0047.0088.0089.001第10次5.0086.0046.9947.9989.008平均值5.0046.0037.0017.9999.002最大误差0.011c）测头的试验验证结果见表8表8测头的试验验证结果设备型号及项目标准要求验证结果A型号设备测头应符合YC/T544-2016中4.3.4的要求符合要求B型号设备测头符合要求C型号设备测头无下限位通道，不符合要求D型号设备测头水平测头应符合YC/T544-2016中4.3.3b）和c）的要求符合要求E型号设备测头竖直测头应符合YC/T544-2016中4.3.4的要求符合要求d）力传感器的测量数据和试验验证结果分别见表9、表10、表11和表12表9各传感器测量结果——22技术指标零点漂移Zd重复性R直线度L滞后H允许误差0.050.1±0.1±0.1仪器B传感器0.84%1.71%-0.58%0.82%仪器E传感器0.02%0.05%-0.003%-0.03%表10各传感器测量结果——20℃技术指标零点漂移Zd重复性R直线度L滞后H允许误差0.050.1±0.1±0.1仪器B传感器0.36%4.93%-0.68%1.03%仪器E传感器0.03%0.03%-0.02%-0.02%表11各传感器测量结果——24℃技术指标零点漂移Zd重复性R直线度L滞后H允许误差0.050.1±0.1±0.1仪器B传感器0.33%4.59%-0.2%1.21%仪器E传感器0.04%0.07%0.02%-0.02%表12力传感器试验验证结果设备型号及项目标准要求验证结果A型号设备力传感器应符合YC/T544-2016中4.9的要求/B型号设备力传感器不符合0.1级C型号设备力传感器/D型号设备力传感器/E型号设备力传感器0.1级e）位移量程的试验验证结果见表13表13位移量程的试验验证结果设备型号及项目标准要求验证结果A型号设备位移量程应符合YC/T544-2016中4.11的要求符合要求B型号设备位移量程符合要求C型号设备位移量程不符合要求D型号设备位移量程符合要求E型号设备位移量程符合要求f）分辨力的试验验证结果见表14表14分辨力的试验验证结果设备型号及项目标准要求验证结果A型号设备分辨力应符合YC/T544-2016中4.12的要求符合要求B型号设备分辨力符合要求C型号设备分辨力符合要求D型号设备分辨力符合要求E型号设备分辨力符合要求5、试验验证模拟审查的结论根据试验验证的结果，形成了A、B、C、D、E五种型号卷烟和滤棒硬度检测设备的试验验证模拟审查结论，具体见表15、表16、表17、表18和表19。表15A型号设备试验验证查结论表卷烟和滤棒硬度检测设备产品情况品牌A型号卷烟和滤棒硬度检测设备规格型号A型号环境温度22.1℃环境湿度59.5%RH环境大气压100.02kPa试验验证审查指标及要求产品试验数据是否符合要求预压力应符合YC/T544-2016中4.4的要求9.7gf是全压力应符合YC/T544-2016中4.6的要求299.1gf是位移最大允许误差应符合JJG（烟草）01-2012中4.2.6.3的要求0.012mm是竖直测头应符合YC/T544-2016中4.3.3b）和c）的要求，水平测头应符合YC/T544-2016中4.3.4的要求测头结构验证符合要求是力传感器应符合YC/T544-2016中4.9的要求//位移量程应符合YC/T544-2016中4.11的要求位移量程不小于10.00mm是分辨力应符合YC/T544-2016中4.12的要求位移分辨力满足0.01mm；硬度分辨力满足0.1%。是试验验证审查意见试验验证结果符合行业相关标准的要求。年月日

表16B型号设备试验验证查结论表卷烟和滤棒硬度检测设备产品情况品牌B型号卷烟和滤棒硬度检测设备规格型号B型号环境温度22.2℃环境湿度60.4%RH环境大气压100.56kPa试验验证审查指标及要求产品试验数据是否符合要求预压力应符合YC/T544-2016中4.4的要求10.2gf是全压力应符合YC/T544-2016中4.6的要求301.5gf是位移最大允许误差应符合JJG（烟草）01-2012中4.2.6.3的要求0.013mm是竖直测头应符合YC/T544-2016中4.3.3b）和c）的要求，水平测头应符合YC/T544-2016中4.3.4的要求测头结构验证符合要求是力传感器应符合YC/T544-2016中4.9的要求准确度等级不满足0.1级否位移量程应符合YC/T544-2016中4.11的要求位移量程不小于10mm是分辨力应符合YC/T544-2016中4.12的要求位移分辨力满足0.01mm；硬度分辨力满足0.1%。是试验验证审查意见试验验证结果存在不符合项，建议改造。年月日

表17C型号设备试验验证查结论表卷烟和滤棒硬度检测设备产品情况品牌C型号卷烟和滤棒硬度检测设备规格型号C型号环境温度22.1℃环境湿度59.6%RH环境大气压100.41kPa试验验证审查指标及要求产品试验数据是否符合要求预压力应符合YC/T544-2016中4.4的要求10.3gf是全压力应符合YC/T544-2016中4.6的要求300.5gf是位移最大允许误差应符合JJG（烟草）01-2012中4.2.6.3的要求0.020mm是竖直测头应符合YC/T544-2016中4.3.3b）和c）的要求，水平测头应符合YC/T544-2016中4.3.4的要求无下限位通道，不符合要求否力传感器应符合YC/T544-2016中4.9的要求//位移量程应符合YC/T544-2016中4.11的要求位移量程小于10mm否分辨力应符合YC/T544-2016中4.12的要求位移分辨力满足0.01mm；硬度分辨力满足0.1%。是试验验证审查意见试验验证结果存在不符