CN101571471A - 卷烟烟气气溶胶粒径分布的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测卷烟烟气气溶胶粒径分布的检测方法，包括吸烟机(1)、稀释器(2)、气溶胶粒径谱仪(3)、温度调节器(4)，所述的吸烟机(1)经过电磁阀(9)由金属管(8)连通稀释器(2)，稀释器(2)的另一端通过金属管(8)与气溶胶粒径谱仪(3)连通，稀释器(2)上设有废气出口G；吸烟机(1)与稀释器(2)，稀释器(2)与气溶胶粒径谱仪(3)之间分别通过金属管(8)连通加热器(5)，加热器(5)受控于温度调节器(4)，加热器(5)依次连通电子流量计(6)和过滤器(7)。本发明保证了所采集的烟气气溶胶样品既符合卷烟样品燃吸要求，又能使进入气溶胶粒径谱仪的样品气浓度在仪器的有效检测范围内；在实时检测卷烟烟气的同时，采用部分连接管路加温的技术，降低了卷烟烟气气溶胶颗粒在传输过程中的损失。

Description

卷烟烟气气溶胶粒径分布的检测方法

技术领域

本发明属于分析检测技术领域，具体涉及一种检测卷烟烟气气溶胶粒径分布的分析检测方法。

背景技术

现有技术中，当采用气溶胶粒径谱仪测定卷烟样品烟气中的气溶胶粒径分布情况时，主要通过吸烟机、稀释器和粒径谱仪进行连接，由于卷烟烟气中的气溶胶浓度远远大于在空气中的浓度，稀释器稀释气体的浓度达不到粒径谱仪检测所需浓度的要求，容易造成抽吸时气溶胶粒径谱仪严重过载，出现检测后所有检测值无差异、检测结果都是最大值或超出仪器检测上限等情况，从而无法正常进行检测分析。并且，由于卷烟烟气流经气体管路过程中，烟气在管壁上容易产生冷凝，附在气体传输管壁上，从而造成烟气在稀释、输送过程中的损失，影响对烟气气溶胶粒径分析检测的准确性，使分析检测结果出现较大误差。另，输入的烟气样品气体浓度太高，烟气中的焦油容易粘在气溶胶检测仪器里面，易造成仪器堵塞，内部压力过大，流速不稳定，清洗困难等情况。因此，现有卷烟烟气气溶胶的分析检测技术中，缺少一种稳定的、可调气体浓度、温度和流速的、并能够实时检测新鲜烟气的分析检测方法，以至于现有的气溶胶检测技术无法实时、准确、操作简便的来检测卷烟烟气中的气溶胶粒径分布情况。为此，本设计人经过长期实践研究，研发了一种能实时检测卷烟烟气气溶胶粒径分布的分析检测方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种稳定可靠、测量精确的卷烟烟气气溶胶粒径分布实时分析检测方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：依次包括下列步骤：测量装置构成、调温稀释、烟气流量和温度控制、稀释调速和测量数据处理。

本发明采用可调辅助气体，设定合适气流速度，保持洁净空气进气管路的温度，从而保证进入气溶胶粒径谱仪的气流和浓度；在实时检测卷烟烟气样品的同时，所采集的烟气气溶胶样品既符合卷烟样品燃吸要求，又能使进入气溶胶粒径谱仪的样品气浓度在仪器的有效检测范围内，实现了动态实时检测的目的。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制。

图1为实现本发明方法的装置工作原理示意图；

图2为现有技术检测烟气气溶胶粒径分布的检测结果示意图；

图3为本发明未装可调温度进气装置的检测结果示意图；

图4为本发明检测卷烟烟气气溶胶粒径分布的检测结果示意图。

其中：1-吸烟机，2-稀释器，3-气溶胶粒径谱仪，4-温度调节器，5-加热器，6-电子流量计，7-过滤器，8-金属管，9-电磁阀。

具体实施方式

如图1所示，本发明依次包括下列步骤：

A、测量装置构成，依次连接吸烟机1的金属管8、温度调节器4、加热器5、电子流量计6和过滤器7构成第一级稀释装置；由稀释器2及废气排放口G构成了第二级稀释装置；将连接稀释器2、气溶胶粒径谱仪3的金属8、温度调节器4、加热器5、电子流量计6、过滤器7构成第三级稀释装置；

B、调温稀释，烟气由第一级稀释装置稀释并通过金属管8加温，电子流量计6控制稀释比例，使进入的洁净空气温度与新鲜烟气流温度一致；进入稀释器2的气体流速被调节至1lpm～1.5lpm；温度加热器5和温度调节器4控制金属管8的温度为20℃～120℃；

C、烟气流量、温度控制，从吸烟机1流出的混合气G1控制流速为1lpm～2lpm，电磁阀9控制为一分钟抽吸一次，其中2s连通吸烟机进行卷烟烟气采集，58s切换为抽吸环境空气，反复抽吸过程直至卷烟样品抽吸完毕；第一级稀释过滤的洁净空气A经电子流量计调节流量为1lpm～1.5lpm，并经三通阀输出混合气G2并送至第二级稀释装置；电子流量计6流出的洁净空气输送至一根控温的金属管8，降低洁净空气与新鲜烟气的温度差，减少因混合气在气体管壁上产生冷凝而造成的损失；

D、稀释调速，进入第二级稀释装置的混合气G2，经稀释器2稀释后的混合气G3流速为0.5lpm～5lpm，再经过第三级稀释装置稀释为混合气G4，流速为10lpm～40lpm，最后进入气溶胶粒径谱仪3进行检测；

E、测量数据处理，制作气溶胶粒子分布图。

所述的稀释器2的稀释比为20∶1～1800∶1。可保证在第三级稀释后，进入气溶胶粒径谱仪3的混合气4符合气溶胶粒径谱仪3的检测要求。

图2示出了现有技术检测烟气的结果，检测动态稳定性差，噪声水平高，重现性差。

选取卷烟样品经吸烟机抽吸卷烟测试烟气，采用现有的气溶胶粒径谱仪直接测定烟气气溶胶粒径分布情况，由粒径谱仪本身的吸气装置(10lpm～40lpm)向外直接抽吸气体样品；但在采用气溶胶粒径谱仪测定卷烟样品的烟气时，由于卷烟烟气中的气溶胶浓度远远大于在空气中的情况，容易造成抽吸时气溶胶粒径谱仪严重过载。采用粒径谱仪随机提供的的稀释器进行卷烟烟气稀释后再进行气溶胶粒径的检测，也会出现输入的烟气样品气体浓度太高，烟气中的焦油容易粘在检测仪器里面，易造成仪器堵塞，内部压力过大，流速不稳定，清洗困难等情况(结果如图2所示)。

图3示出了本发明在没有温度调节的情况下检测的结果。如果在实例2中不使用第一、三级稀释装置中的温度调节器、加热器和金属管，就会因流量计进入的洁净空气的温度低于新鲜烟气的温度，产生温度差，导致混合烟气在连接管壁上产生冷凝，在气溶胶粒径谱仪采集数据时出现误差，从而影响对卷烟烟气气溶胶的检测结果，检测不够稳定，且重现性不够理想。

图4示出了本发明检测的结果。显然结果是稳定的，而且重现性较好，重复样品的日间相对标准偏差和日内相对标准偏差均小于5％。

Claims (2)

1、一种检测卷烟烟气气溶胶粒径分布的检测方法，其特征在于依次包括下列步骤：

A、测量装置构成，依次连接吸烟机(1)的金属管(8)、温度调节器(4)、加热器(5)、电子流量计(6)和过滤器(7)构成第一级稀释装置；由稀释器(2)及废气排放口G构成了第二级稀释装置；将连接稀释器(2)、气溶胶粒径谱仪(3)的金属(8)、温度调节器(4)、加热器(5)、电子流量计(6)、过滤器(7)构成第三级稀释装置；

B、调温稀释，烟气由第一级稀释装置稀释并通过金属管(8)加温，电子流量计(6)控制稀释比例，使进入的洁净空气温度与新鲜烟气流温度一致；进入稀释器(2)的气体流速被调节至1lpm～1.5lpm；温度加热器(5)和温度调节器(4)控制金属管(8)的温度为20℃～120℃；

C、烟气流量、温度控制，从吸烟机(1)流出的混合气G1控制流速为1lpm～2lpm，电磁阀(9)控制为一分钟抽吸一次，其中2s连通吸烟机进行卷烟烟气采集，58s切换为抽吸环境空气，反复抽吸过程直至卷烟样品抽吸完毕；第一级稀释过滤的洁净空气A经电子流量计调节流量为1lpm～1.5lpm，并经三通阀输出混合气G2并送至第二级稀释装置；电子流量计(6)流出的洁净空气输送至一根控温的金属管(8)，降低洁净空气与新鲜烟气的温度差，减少因混合气在气体管壁上产生冷凝而造成的损失；

D、稀释调速，进入第二级稀释装置的混合气G2，经稀释器(2)稀释后的混合气G3流速为0.5lpm～5lpm，再经过第三级稀释装置稀释为混合气G4，流速为10lpm～40lpm，最后进入气溶胶粒径谱仪(3)进行检测；

E、测量数据处理，制作气溶胶粒子分布图。

2、如权利要求1所述的一种检测卷烟烟气气溶胶粒径分布的检测方法，其特征在于所述的稀释器(2)的稀释比为20∶1～1800∶1。

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