CN101373176A - 卷烟烟气气溶胶粒度分布的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卷烟烟气气溶胶粒度分布的检测方法，包括卷烟样品经烟气发生装置产生烟气样品；采用辅助气稀释的方法调节烟气样品气流速度使之符合规定的卷烟抽吸要求，并稀释烟气样品浓度达到气溶胶检测仪的有效检测范围；调节进入气溶胶检测器的烟气样品气流速度，以符合气溶胶分析仪的限定要求；进行气溶胶粒度分布检测等步骤。本发明通过改进吸烟机与气溶胶检测设备间的气路连接设计，采用增加辅助气及外加吸力源排废装置，设定合适气流速度等方式，保证采集烟气气溶胶样品时卷烟燃吸符合要求，实现了利用现有的气溶胶检测仪对卷烟烟气气溶胶的检测。

Description

卷烟烟气气溶胶粒度分布的检测方法

技术领域

本发明属于气溶胶的检测技术领域，具体涉及一种检测卷烟烟气中不同颗粒大小的气溶胶粒子分布情况的方法，即一种卷烟烟气气溶胶粒度分布的检测方法。

背景技术

现有技术中，气溶胶检测器测定空气中气溶胶粒度分布情况的过程为：通过检测器本身的吸力源装置，通常稳定流速为10L/min～40L/min，向外抽吸气体样品；当样品浓度较高时，还可接上一轴向稀释器对样品进行稀释。

当采用现有的气溶胶检测器测定卷烟烟气时，由于烟气中气溶胶浓度远远高于空气中的情况，造成检测器严重过载。出现检测结果超出仪器检测上限(4.0×10⁵fA)，各检测值间无差异，全都达到了最大值等情况，无法进行检测分析。即使采用气溶胶检测器厂家提供的样品稀释装置，对于焦油含量高的样品，仍然满足不了要求，无法进行检测分析；对低焦油量卷烟样品的气溶胶检测，也常常出现管路堵塞，管路压降越来越大，卷烟抽吸过程中气流速剧烈变化，造成前后捕集到的样品情况不一致。

本申请人经过大量实验研究期望解决卷烟烟气气溶胶含量测定技术中的两个主要问题：烟气堵塞检测管路；烟气中气溶胶的有效稀释以获得可用于气溶胶检测器测定的卷烟烟气气溶胶样品。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种可行的卷烟烟气气溶胶粒度分布的检测方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

提供一种卷烟烟气气溶胶检测方法，包括以下步骤：

(1)卷烟样品经烟气发生装置产生烟气样品流1；

(2)根据卷烟抽吸的要求，采用辅助气稀释的方法调节样品流1的气流速度为1mL/min～1.8mL/min，并进行第一级稀释；

(3)根据气溶胶检测器的要求和外加吸力源的效能，在满足样品流1的条件下，通过调节辅助气的流速，调节样品流3的气流速为10L/min～40mL/min，并进行第二级稀释；

(4)气溶胶检测。

所述烟气发生装置包括吸烟机和电磁阀。

步骤(2)所述调节样品流1的气流速度及第一级稀释采用辅助气稀释调节。

采用辅助气稀释调节调节样品流1的气流速度时，可将洁净压缩空气经调压阀调节流量后进入轴向稀释器与烟气混合，也可以采用洁净压缩空气经调压阀和流量计调节流量后进入轴向稀释器与烟气混合。

采用辅助气稀释调节调节样品流1的气流速度还有一个可选方案是，采用洁净压缩空气经调压阀调节流量后进入连接有外加吸力源的气体混合稀释器与烟气混合，调压阀还可以连接有流量计。与气体混合稀释器相连接的外加吸力源工作效能要求达到20mL/min～40mL/min。

步骤(3)所述调节进入气溶胶检测器的样品流3的气流速度及第二级稀释采用辅助气稀释调节，可使用轴向稀释器、DekatiDuiluter或连接有外加吸力源的气体混合稀释器。外加吸力源的工作效能要求达到100mL/min～200mL/min；Dekati Duiluter的稀释比要达到100：1～200：1。

检测过程中，进入气溶胶检测器的气体(称为样品流3)气流速度受气溶胶检测器所控制，通常是一固定值、无法调节，其值一般为10L/min～40L/min。

由吸烟机流出的卷烟烟气(样品流1)流经一电磁阀，烟气气流速必须符合卷烟检测的要求进行设置，不可随意调整，根据不同检测要求其值在1L/min～1.8mL/min。电磁阀根据卷烟检测要求进行设置，模拟吸烟过程，通常为开2s、关58s，反复进行直到卷烟抽吸完毕。

本发明的有益效果是：

(1)本发明通过改进吸烟机与气溶胶检测设备间的气路连接设计，采用增加辅助气及排废装置，设定合适气流速度等方式，保证采集烟气气溶胶样品时卷烟燃吸符合要求，且进入检测器中的样品浓度在设备的有效检测范围内。

(2)本发明实现了对卷烟烟气气溶胶粒度分布情况的检测，可以利用现有的气溶胶检测器，不需要为卷烟烟气检测开发专用气溶胶检测设备。

(3)本发明的检测方法效果显著，可以对烟气气溶胶情况进行准确分析，对有效控制卷烟质量提供重要技术基础。

附图说明

图1  现有气溶胶检测器直接检测卷烟烟气气溶胶含量的效果图

图2  现有气溶胶检测器直接检测低焦油卷烟烟气气溶胶含量结果

图3  本发明实施例2检测气路连接示意图1

图4  本发明实施例2检测气路连接示意图2

图5  本发明实施例2检测卷烟烟气气溶胶结果

图6  本发明实施例3检测气路连接示意图1

图7  本发明实施例3检测气路连接示意图2

图8  本发明实施例3检测卷烟烟气气溶胶结果

图9  本发明实施例4检测气路连接示意图1

图10 本发明实施例4检测气路连接示意图2

图11 本发明实施例4检测卷烟烟气气溶胶结果

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来进一步说明本发明。

实施例1

选取卷烟样品经吸烟机抽吸卷烟产生烟气，采用现有的气溶胶检测器直接测定有吸烟机流出的卷烟烟气气溶胶含量，检测器本身的吸力源装置，通常稳定流速为10L/min～40L/min，向外抽吸气体样品，但由于烟气中气溶胶浓度远远高于空气中的情况，造成检测器严重过载。出现检测结果超出仪器检测上限(4.0×10⁵fA)，各检测值间无差异，全都达到了最大值等情况，结果如附图1所示，无法进行检测分析。

如果采用气溶胶检测器厂家提供的轴向稀释器进行卷烟烟气稀释后再进行气溶胶检测，也仍旧常常出现管路堵塞，管路压降越来越大，卷烟抽吸过程中气流速剧烈变化，造成前后捕集到的样品情况不一致，测定结果如附图2所示。

实施例2

(1)卷烟样品经烟气发生装置产生烟气样品流1；

如附图3所示，烟气发生装置包括吸烟机和电磁阀，可选用吸烟机抽吸卷烟产生卷烟烟气，卷烟烟气(样品流1)通过电磁阀模拟吸烟过程，根据卷烟检测要求进行设置，通常为开2s、关58s，反复进行直到卷烟抽吸完毕。

(2)调节样品流1的气流速度为1mL/min～1.8mL/min，并进行第一级稀释；

采用辅助气稀释的方式调节样品流1的气流速度达到1mL/min～1.8mL/min范围。洁净压缩空气经调压阀调节流量后进入轴向稀释器，卷烟样品经烟气发生装置产生烟气样品流1进入轴向稀释器，二者进行混合，通过调压阀调节洁净压缩空气的流速使得样品流1的气流速度符合要求，这样可以实现样品流2浓度较样品流1浓度稀释10～20倍，保障气流管路不出现堵塞。在本实施例中洁净压缩空气的流速通过调压阀调节，也可以再设置一流量计辅助调节，如附图4所示。

(3)根据气溶胶检测器的要求和外加吸力源的效能，在满足样品流1的条件下，通过调节辅助气的流速，调节样品流3的气流速为10L/min～40mL/min，并进行第二级稀释；

外加吸力源与气体混合稀释器相连接。外加吸力源采用常规的具有稳定流速控制功能的装置，工作效能要求达到100mL/min～200mL/min，从而保障可以实现进入气溶胶检测器的气体样品流3的浓度较样品流1的浓度110～240倍的稀释。累计稀释比例由外加吸力源和气溶胶检测器的效能、及卷烟检测的要求所决定，例如对于外加吸力源和气溶胶检测器效能分别为100mL/min和10mL/min、卷烟检测要求的气流速样品流1为1mL/min的设置，其稀释比约为110:1。

样品流2进入气体混合稀释器，洁净压缩空气作为辅助气2经过调压阀调节流量后进入气体混合稀释器，见附图3；同样也可以设置流量计辅助调节，见附图4；样品流2和辅助气2进行混合，通过调节洁净压缩空气(辅助气2)的流速，以及外加吸力源的工作效能，保障样品流3流速符合10L/min～40L/min。最终样品流3与样品流1相比浓度稀释达110～240倍。

(4)气溶胶检测。

通过第一级稀释保障气流管路不出现堵塞和第二级稀释控制进入气溶胶检测器的样品气流浓度和流速，可以达到真正稀释卷烟烟气的目的，获得可用于气溶胶检测器测定的卷烟烟气气溶胶样品。卷烟烟气样品的检测结果见附图5。

实施例3

步骤(1)同实施例2。

(2)调节样品流1的气流速度为1mL/min～1.8mL/min，并进行第一级稀释；

外加吸力源与气体混合稀释器相连接。外加吸力源采用具有稳定流速控制功能的装置，工作效能要求达到20mL/min～40mL/min，保障可以实现经第一级稀释后的气体样品流2浓度较样品流1浓度10～40倍的稀释。稀释比例由吸力源的效能和卷烟检测的要求所决定，例如对于吸力源效能为20mL/min、卷烟检测要求的气流速样品流1为1mL/min的设置，其稀释比略大于20:1，在20:1～28:1范围内。

样品流1进入气体混合稀释器，洁净压缩空气作为辅助气1经过调压阀调节流量后进入气体混合稀释器，见附图6；同样也可以设置流量计辅助调节，见附图7；样品流2和辅助气2进行混合，通过调节洁净压缩空气(辅助气2)的流速，以及外加吸力源的工作效能，保障样品流1流速符合1mL/min～1.8mL/min。

(3)根据气溶胶检测器的要求和外加吸力源的效能，在满足样品流1的条件下，通过调节辅助气的流速，调节样品流3的气流速为10L/min～40mL/min，并进行第二级稀释；

采用辅助气稀释的方式调节样品流3的气流速度达到10L/min～40L/min范围。洁净压缩空气(辅助气2)经调压阀调节流量后进入轴向稀释器，样品流2进入轴向稀释器，二者进行混合，通过调压阀调节洁净压缩空气的流速使得样品流3的气流速度符合要求，样品流3浓度较样品流2浓度稀释约5～20倍。在本实施例中洁净压缩空气的流速通过调压阀调节，也可以再设置一流量计辅助调节，如附图7所示。

(4)气溶胶检测。同实施例2，卷烟烟气样品的检测结果见附图8。

实施例4

步骤(1)和(2)同实施例2，气路连接图见附图9和附图10。

(3)根据气溶胶检测器的要求和Dekati Duiluter稀释器的稀释比例，在满足样品流1的条件下，通过调节辅助气的流速，调节样品流3的气流速为10L/min～40mL/min，并进行第二级稀释；

在本实施例中采用Dekati Duiluter稀释器替代气体混合稀释器和外加吸力源，Dekati Diluter稀释器采用稀释比为100:1～200:1的产品，辅助气2的压力调节根据稀释器附带参数表设置，不随意调节。

(4)气溶胶检测。同实施例2，卷烟烟气样品的气溶胶力度分布检测结果见附图11。

Claims (10)

1.一种卷烟烟气气溶胶粒度分布的检测方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)卷烟样品经烟气发生装置产生烟气样品流1；

(2)采用辅助气稀释的方法调节样品流1的气流速度为1mL/min～1.8mL/min，并进行第一级稀释；

(3)根据气溶胶检测器的要求和外加吸力源的效能，在满足样品流1气流速度的条件下，通过调节辅助气的流速，调节样品流3的气流速为10L/min～40mL/min，并进行第二级稀释；

(4)气溶胶检测。

2.根据权利要求1所述的卷烟烟气气溶胶粒度分布的检测方法，其特征在于步骤(2)所述辅助气稀释是采用洁净压缩空气经调压阀调节流量后进入轴向稀释器与烟气混合。

3.根据权利要求2所述的卷烟烟气气溶胶粒度分布的检测方法，其特征在于步骤(2)所述辅助气稀释是采用洁净压缩空气经调压阀和流量计调节流量后进入轴向稀释器与烟气混合。

4.根据权利要求1所述的卷烟烟气气溶胶粒度分布的检测方法，其特征在于步骤(2)所述辅助气稀释是采用洁净压缩空气经调压阀调节流量后进入连接有外加吸力源的气体混合稀释器与烟气混合。

5.根据权利要求1所述的卷烟烟气气溶胶粒度分布的检测方法，其特征在于步骤(2)所述辅助气稀释是采用洁净压缩空气经调压阀和流量计调节流量后进入连接有外加吸力源的气体混合稀释器与烟气混合。

6.根据权利要求4或5所述的卷烟烟气气溶胶粒度分布的检测方法，其特征在于所述外加吸力源工作效能要求达到20mL/min～40mL/min。

7.根据权利要求1所述的卷烟烟气气溶胶粒度分布的检测方法，其特征在于步骤(3)所述调节进入气溶胶检测器的样品流3的气流速度采用辅助气稀释调节。

8.根据权利要求7所述的卷烟烟气气溶胶粒度分布的检测方法，其特征在于所述辅助气稀释采用轴向稀释器、Dekati Duiluter稀释器或连接有外加吸力源的气体混合稀释器。

9.根据权利要求8所述的卷烟烟气气溶胶粒度分布的检测方法，其特征在于所述外加吸力源工作效能要求达到100mL/min～200mL/min。

10.根据权利要求8所述的卷烟烟气气溶胶粒度分布的检测方法，其特征在于所述Dekati Duiluter稀释器的稀释比例为100:1～200:1。

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