从万能机到专用仪：爆珠压破强度测试的方法、步骤与曲线解读

直径仅2.6-4.6mm、重量约0.020g——卷烟爆珠虽小，却是烟草行业技术含量颇高的部件之一。它的作用很明确：在消费者指间捏破时，恰到好处地释放香气，提升吸烟体验。然而，要把这种“恰到好处"转化为可量化的质控指标，背后依赖的是精准的力学测试。

对于刚接触爆珠检测的企业，常会遇到几个问题：爆珠测试仪和实验室里常见的材料试验机有什么区别？压破强度测试的标准步骤是什么？测试得到的破裂曲线该怎么看？本文将从这三个问题入手，逐一拆解。

爆珠测试仪和材料试验机：设计逻辑不同

材料试验机（简称试验机）是材料实验室的“通用装备"，可配备不同夹具，完成拉伸、压缩、弯曲等多种测试，量程从几百牛到几十吨不等。而爆珠强度测试仪则是针对爆珠这类微小、薄壁、脆性结构的专用设备。

二者的核心差异体现在以下几个方面：

1. 量程与分辨力的匹配度不同
试验机为适应广泛测试需求，通常量程较大（例如1kN、5kN甚至更高）。当用它测试爆珠这种最大力值通常不超过20N的微小样品时，相当于用“吨秤称黄金"——传感器工作在量程的1%-2%区间，精度难以保证。而爆珠测试仪的压力传感器量程一般为100N或200N，分辨力可达0.01N，恰好覆盖爆珠5-20N的典型测试范围。

2. 采样频率的针对性不同
根据YC/T 608-2024标准，爆珠测试仪的采样频率应不低于1kHz，即每秒采集1000个力值数据点。这个要求是为爆珠破裂的毫秒级过程设计的——只有足够高的采样频率，才能完整捕捉破裂瞬间的力值峰值。普通试验机若不专门配置高速数据采集卡，采样频率往往只有10-100Hz，容易“错过"真实破裂力。

3. 机械结构的专门化不同
标准对测试仪的上下压缩板有具体要求：测定卷烟爆珠时，上压缩板直径应不小于16.0mm；上下压缩板应采用硬化钢质材料，平整度在0.025mm以内。这些规定确保了压力均匀施加于微小爆珠表面。试验机的标准压缩板通常尺寸较大、平整度要求也不同，未必适合爆珠测试。

4. 软件功能的专业化不同
爆珠测试仪内置的软件通常可直接输出压破强度、压破形变量，并可绘制力-位移曲线。部分设备还支持自动统计均值、标准差，甚至可选配自动进样装置提升检测效率。试验机则需要用户手动计算或导入第三方软件处理。

简单来说：试验机是“通用工具"，爆珠测试仪是“专用工具"。对于偶尔测试爆珠的实验室，试验机配合高精度传感器可能勉强可用；但对于需要批量、稳定检测的烟草企业或滤棒生产厂，专用测试仪是更合理的选择。

爆珠压破强度测试的标准步骤（基于YC/T 608-2024）

根据YC/T 608-2024标准及配套的JJG(烟草)33-2024检定规程，爆珠压破强度测试应遵循以下标准化步骤：

第一步：环境调节
测试前，爆珠样品需在标准大气条件下进行调节。标准要求环境温度(22±2)℃，相对湿度(60±5)%，调节时间一般不少于24小时。这是确保测试结果稳定、可比的前提。

第二步：零点校准
测试前必须采集零点——力值零点为压力传感器尚未受到外部压力时的输出值，位移零点为样品受压至初始压力0.1N时的位移输出值。这一规定确保每次测试的起点一致，消除了系统误差。

第三步：参数设置
根据标准要求设置测试参数：

• 测试速度：15-25mm/min，误差不超过设定值的±10%

• 压缩板选择：测定独立爆珠时，上压缩板直径应不小于16.0mm

• 预压力：可设为0.1N，作为位移零点触发条件

第四步：样品放置
将爆珠放置于下压缩板中心位置。为确保测试重复性，建议采用专用定位工装，确保每颗爆珠位置一致。

第五步：执行测试
启动仪器，上压缩板以设定速度匀速下降，接触并压缩爆珠，直至爆珠破裂。仪器自动记录整个过程。

第六步：数据记录
记录爆珠破裂瞬间的最大力值（压破强度）及对应的位移量（压破形变量）。建议每批次测试不少于30颗爆珠，计算均值与标准差。

爆珠破裂曲线怎么解读？

爆珠测试得到的力-位移曲线（或称力-时间曲线）是分析爆珠力学行为的重要工具。一条典型的爆珠破裂曲线通常包含以下几个特征阶段：

1. 初始接触段（零点至A点）
曲线从零点开始上升，对应上压缩板接触爆珠表面并开始施压。此阶段曲线斜率反映爆珠表层的初始刚度。

2. 弹性变形段（A点至B点）
曲线呈近似线性上升，爆珠在压力作用下发生弹性变形。此阶段的斜率（即力值增量与位移增量之比）可反映爆珠的整体刚度。斜率越大，说明爆珠“越硬"；斜率平缓，说明爆珠“偏软"。

3. 屈服过渡段（B点至C点）
曲线斜率开始减缓，表明爆珠壁材开始发生塑性变形或微裂纹萌生。对于高脆爆珠，此阶段可能非常短甚至不明显；对于韧性较好的爆珠，此阶段相对明显。

4. 破裂点（C点）
力值达到峰值后瞬间骤降，对应爆珠壁材破裂。该峰值力值即为压破强度（单位：N），对应的位移量为压破形变量（单位：mm）。

5. 破裂后段（C点之后）
力值迅速回落至较低水平，反映破裂后芯材释放、结构失效的过程。

除了基本特征，曲线形态还可用于判断爆珠的品质问题：

• 双峰曲线：可能反映壁材厚度不均，或爆珠存在内部缺陷，导致破裂分步发生

• 峰值平台：可能反映壁材韧性过高，破裂不干脆

• 初始段抖动：可能反映样品放置不稳或设备机械振动

对于希望深入分析的企业，还可计算破裂能——即从起点到破裂点的曲线下面积。破裂能综合反映了破裂力值与破裂形变两个维度的信息，可更完整地描述爆珠的破裂行为。

符合标准与不符合标准的仪器：测试差异有多大

在实际检测中，仪器性能的差异会直接影响测试结果的可靠性和曲线形态的完整性。

以采样频率为例，1kHz的采样可在爆珠破裂的毫秒级过程中采集到完整的力值上升-峰值-下降曲线；而10Hz的采样可能只捕捉到破裂前和破裂后的离散点，据此绘制的曲线无法反映真实的破裂行为。

结语

爆珠虽小，测试门道却不少。从仪器选型到标准步骤执行，从曲线解读到数据应用，每一个环节都影响着最终的质量控制效果。对于烟草企业及滤棒生产厂家而言，投资符合YC/T 608-2024和JJG(烟草)33-2024标准的香丸爆珠强度测试仪，并建立规范的测试流程，是保障产品质量稳定性、提升消费者体验的基础工作。

本文内容仅供参考讨论，基于有限的研究资料整理而成，如有疑问或发现错误，欢迎与我们沟通指正。

三、常见问题解答（FAQ）

问：我们实验室已经有材料试验机，是否还需要单独购买爆珠测试仪？

答：取决于测试频率和精度要求。如果只是偶尔测试（每月少于50颗），且试验机可配备高精度传感器（量程200N以内，精度0.5%级以上），勉强可用。但如果需要批量检测（每天数百颗），或要求严格遵循YC/T 608-2024标准（采样频率≥1kHz、位移精度±0.02mm、专用压缩板等），建议配置专用测试仪。专用设备的采样频率、压缩板平整度、专用软件等，是试验机难以替代的。

问：爆珠破裂曲线出现“双峰"是什么原因？

答：双峰曲线通常反映爆珠破裂过程分步发生——可能壁材厚度不均，较薄处先破裂（第一个峰），随后剩余部分继续受压直至破裂（第二个峰）；也可能是爆珠存在内部缺陷（如气泡、杂质），导致破裂行为异常。出现双峰曲线时，建议结合显微镜观察样品，排查生产工艺问题。

问：测试爆珠时，样品数量取多少比较合适？

答：建议每批次测试不少于30颗爆珠。爆珠个体之间存在差异，足够大的样本量才能保证统计结果的代表性。测试后可计算平均值、标准差，必要时可绘制分布直方图，评估批次的整体质量水平。对于工艺稳定性研究，建议样本量增至50-100颗。

问：爆珠测试前必须进行环境调节吗？如果不调节会怎样？

答：必须调节。爆珠壁材多为高分子材料，对环境温湿度敏感。研究显示，未经充分环境调节的样品，测试结果可能偏离真实值10%-30%，且不同时间测试的数据无可比性。标准规定的环境条件为温度(22±2)℃、相对湿度(60±5)%，调节时间建议24-48小时。

问：如何判断一台爆珠测试仪是否符合标准要求？

答：可从三方面判断：1）查看设备技术参数是否满足采样频率（≥1kHz）、位移精度（±0.02mm）、压力分辨力（≤0.01N）、压缩板平整度（≤0.025mm）等核心指标；2）检查设备是否具备出厂检测报告，特别是上下压缩板的平整度检测数据；3）确认设备是否通过第三方计量检定，并提供有效检定证书。对于新购设备，建议在验收时邀请有资质的计量机构进行*次检定。

您在爆珠测试中是否遇到过异常曲线？对于仪器选型有何疑问？欢迎留言交流。