CN101923035A - 适用于不同焦油浓度卷烟侧流烟气气溶胶的采集及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于不同焦油浓度卷烟侧流烟气气溶胶的采集及检测方法，包括：混合稀释器的有机结合，使系统对烟气的稀释范围大大加宽，达到了3.6∶1～600∶1的稀释范围；系统多级分流及多层次的参数间有机配置，使得系统对不同焦油浓度的卷烟侧流烟气检测能同时符合样品末端流量10～40L/min，前端环境气流速170～230mm/s的标准要求，检测结果可靠而灵敏。本发明可适用于焦油含量跨度高达0.5mg/支～80mg/支的卷烟样品的检测，首次实现在同一系统检测不同类型卷烟烟气气溶胶。

Description

适用于不同焦油浓度卷烟侧流烟气气溶胶的采集及检测方法

技术领域

本发明属于卷烟烟气检测技术领域，具体涉及一种卷烟侧流烟气中气溶胶粒度分布情况的检测方法，其适用的卷烟产品为焦油含量范围广，可适用于焦油浓度从0.5mg/支～80mg/支的卷烟。

背景技术

卷烟侧流烟气是指除了从吸食端流出的烟气以外的所有从烟支任何其它部位渗透出的烟气，它是产生“二手烟”的重要途径之一，是卷烟材料的不完全燃烧和裂解的产物。卷烟燃烧时释放出大量侧流烟气，其中有很多危害人们身体健康的物质，如烟碱、醛类物质等，而不同化学组分在不同粒径气溶胶颗粒上的含量会有不同，部分组分的差异更是十分巨大。

由于不同粒度气溶胶颗粒上化学组分含量和沉积律有差异，因此可通过卷烟材料应用或产品设计技术，调控烟气气溶胶粒度分布情况，从而实现卷烟的降焦减害。但这首先要实现烟气气溶胶粒度分布检测方法与不同粒径气溶胶颗粒捕集方法的开发。因此，对侧流烟气气溶胶的检测，在研究降低烟气有害成分方面有着重要的意义。另一方面，侧流烟气的化学成分与主流烟气的比较，虽然在定性上看基本相同，但定量上存在差异；同时，主流烟气与侧流烟气气溶胶的粒度分布情况更是存在明显差异。所以主流烟气气溶胶和侧流烟气气溶胶必须分别进行检测。

按照YC/T 185-2004卷烟侧流烟气中焦油和烟碱的测定标准，可采用 鱼尾罩收集侧流烟气并进行侧流烟气中总粒相物的测定计算。所述标准适用于卷烟侧流烟气中总粒相物的测定以及后续的烟碱和焦油的测定。但该标准存在以下重要的技术缺陷：(1)由于该标准采用常规分析吸烟机，按GB/T 16450抽吸卷烟，但却缺少对烟支周围环境风速的控制，无法符合GB/T 16450和GB/T 16447-2004明确规定的测定侧流烟气总粒相物环境气流必须为170～230mm/s的标准。(2)该标准只能对侧流烟气中气溶胶颗粒的总质量进行检测，及测定所有颗粒中总的烟碱、新植二烯等化学组分含量，不能测定不同粒径气溶胶颗粒的质量分布比例，以及测量不同粒径气溶胶颗的粒子数目分布情况和平均颗粒直径，更不能进行不同粒径气溶胶颗粒的分级捕集。

本申请人在申请号为2007100327475的专利申请中公开了一种卷烟气气溶胶的检测方法，利用现有用于检测空气中气溶胶的检测器检测卷烟烟气气溶胶。现有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，通常稳定流量为10L/min～40L/min，向外抽吸气体样品进入分析仪，通过电子低压撞击器进行检测。所述申请通过对检测烟气进行一定的稀释倍数可应用现有检测空气中气溶胶的检测器。

但上述申请只能应用于卷烟主流烟气的测定。侧流烟气的检测与主流烟气的检测存在显著不同的技术要求，最主要的包括：(1)如前所述的环境气流的要求不同；(2)所含粒相物浓度显著不同，若直接用测主流烟气的方式测定侧流烟气样品，检测的灵敏度将大幅下降，从而影响检测的准确性，并影响不同粒径气溶胶颗粒分级捕集的效率，从而影响下一步不同粒径气溶胶颗粒化学组分的定性分析和定量检测。

当采用现有的气溶胶检测器测定卷烟侧流烟气时，由于气溶胶检测器在检测过程中对样品气流量有限制，而无法达到卷烟烟气检测标准的要求，使测得的侧流烟气情况与标准条件下的情况有差异。同时，虽然侧流烟气中的气溶胶浓度远低于主流烟气气溶胶的浓度，但仍数倍地高于空气中的情况，造成检测器严重过载，如附图1所示，出现检测结果接近或超出仪器检测上限(4.0×105fA)，检测样品流为为10L/min或40L/min时，环境气流流速分别为90mm/s及350mm/s附近，偏离要求170～230mm/s；而采用申请号为2007100327475的专利申请公开的测定方法测定侧流烟气时，或者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，可达到气溶胶检测器的有效检测范围，但卷烟样品检测的环境气流速同样远低于200±30mm/s的标准要求范围，分别10mm/s或40mm/s附近。给检测带来检测结果不可信的问题。

另一方面，即使是仅针对卷烟侧流烟气分析，由于不同焦油含量的卷烟样品，其生成的侧流烟气气溶胶颗粒浓度也会有很大差异。因此，对于不同焦油含量的卷烟，其在进入检测器前的稀释要求也会有差异：对于高焦油含量的卷烟样品，必须采用更高的稀释倍数，否则将出现气溶胶检测器内分级流路管道在检测过程中逐渐被气溶胶颗粒黏附、堵塞，使各个卷烟多次检测结果前后不一致，甚至出现一支卷烟在整个检测、多口抽吸的过程中粒度分布情况前后不一的情况，严重影响检测结果准确性。而对于低焦油含量的卷烟样品，则仅能经过少量稀释，否则浓度过低将影响气溶胶粒度分布检测结果的准确性，更严重的是将影响气溶胶分级筛选捕集的有效量，从而不能为进行一步的化学成分含量检测提供足够的样品量。所 以，如何针对低焦油卷烟(焦油含量低于5mg/支，许多更是达到0.5mg/支)、普通卷烟(焦油含量5-13mg/支)、雪茄烟和雪茄型卷烟(焦油通常为20mg/支以上)等不同卷烟的特点，采用相应的检测方案，也是原有用于大气环境检测的、条件单一的厂家原始方案所不能解决的问题。在这种背景条件下，目前更没有任何已开发的检测系统，可以同时实现对上述不同焦油浓度卷烟的检测。

要在同一系统中实现对不同焦油浓度卷烟侧流烟气气溶胶的检测，主要的技术问题有：(1)稀释器稀释倍数的范围限制。目前已有的检测系统，其稀释效能并未能达到如此宽范围的变化，专利申请200610013372.3公开了一种含有截流装置的稀释器，其不足在于大粒径的粒子会被截流装置拦截或破碎，从而影响了气溶胶的原始粒径分布；专利申请2007100595680公开了一种主动式气溶胶稀释器，但其稀释容量有限；专利申请2007100327475公开了卷烟主流烟气气溶胶的检测方法，采用轴向稀释器或Dekati Diluter稀释器进行稀释，但轴向稀释器及Dekati Diluter稀释器的稀释比例范围也分别仅为5∶1~30∶1和5∶1~60∶1，未能符合焦油浓度0.5~20mg/支的范围变化。(2)环境气流控制的技术难题。为了适应不同卷烟焦油浓度的稀释要求，系统的硬件管路系统设置将较为复杂，由此造成了采集端环境气流的复杂变化及其控制难题，但目前仍未有任何研究提供不同焦油浓度的卷烟侧流烟气检测时对卷烟样品检测的环境气流速的控制方案。因此，目前仍未有一个检测系统，可以同时满足不同焦油含量卷烟的检测要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供可适用于不同焦油浓度的卷烟烟气气溶胶的采集及检测系统，以适应目前卷烟种类及其检测要求日益多样化的趋势。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：

一种适用于不同焦油浓度卷烟侧流烟气气溶胶的采集及检测系，包括：

(1)卷烟样品在烟气发生装置进行抽吸，并要求侧流烟气的流速符合卷烟检测标准所要求的流速20cm/s±3cm/s；所产生的侧测流烟气采用下端截面尺寸为长8~15cm、宽1.5~3cm的鱼尾罩对侧流烟气进行汇集，形成样品流1；所述样品1满足以下条件：样品1的流量z1＝侧流烟气的流速×鱼尾罩的横截面积×60÷1000，其单位为L/min；

(2)样品流1由二分管道分为两支，一支连接辅助吸力源1进行第一级分流，形成样品流2，通过辅助吸力源分流抽吸的方式调节样品流2的流量z2为z1-10L/min～z1-1L/min范围内的一个固定流量值；

(3)样品流1分出的另一支流形成样品流3，通过气体混合稀释器后形成样品流4，其中样品流3的流量z3＝z1-z2、不可调，样品流4的流量z4由气溶胶检测工作效能决定，亦不可调；气体混合稀释器另外接有进气装置和排气装置，通过调节气体混合稀释器的进气流量z5，可以任意控制样品流3中气溶胶颗粒浓度的稀释比例，但要求z5+z3＞z4，而稀释倍数w为z5+z3∶z3，既是z5+z1-z2∶z1-z2，由于z1受卷烟检测环境气流速要求所限不能调整，所以稀释比大小由z5(稀释气进气流量)和z2(辅助吸力源1工作效能决定)；调节排气流量z6＝z5+z3-z4，其作用是在确定气溶胶 颗粒浓度稀释比例的条件下(既z3、z5流量确定的条件下)保证z4的流量符合气溶胶检测器工作效能的要求。

(4)样品流4进入气溶胶检测器。

其中步骤(3)所述气体混合稀释器的结构为：气体样品入口和稀释气入口位于气体混合室的前端，气体混合室的前端窄，中部宽，后端还设有一略窄于中部的混合室的后腔，后腔连接有稀释后气体的出口和排废气的出口。

稀释气入口与洁净压缩空气输出口连接，排废气出口与带有流量调节装置的辅助吸力源连接，气体样品入口与鱼尾罩连接用于吸入样品气体，稀释器出口与气溶胶检测器连接用于向检测器提供经稀释后的样品气体。其重要的特征在于：通常的带有气体混合室的射流稀释器(如DekatiDiluter稀释器，以及专利申请2007100595680所公开的稀释器)，其样品进气口的流速受到稀释气气流速的影响和控制，调大稀释气气流量实现样品气的气溶胶浓度高比例稀释时，也会增大样品气气流速，即样品气的气溶胶浓度稀释比例与其进气流量呈相关关系。因此，为满足对样品进气气流量的要求(使之符合卷烟烟气检测标准的要求)，则样品气气溶胶浓度的稀释比例只能为一个固定值，而不能根据样品气的气溶胶浓度情况进行相应调整。为此，许多时候这种固定的气体浓度稀释比例，并不能满足气溶胶检测器对样品气体浓度的检测要求(关于仪器检测浓度上限和仪器有效检测灵敏度的要求)；或者是，达到了气体浓度稀释比例的要求，却不符合卷烟检测标准的要求。而气体混合稀释器，其样品气体的进气流量与稀释气体的流速没有关系，通过稀释气流量调整调节样品气溶胶浓度稀释 比例的过程中，样品气的进气流量不受影响。样品气的进气流量，是根据稀释气气流量和气溶胶检测器工作效能，通过调节辅助吸力源处流量调节阀来调节排废气气流量从而予以控制。因此，气体混合稀释器可以很方便地根据气溶胶检测器的工作要求，通过调节稀释气的气流量来调节样品气溶胶浓度的稀释比例；再通过调节排废气气流量，控制样品气的进气流量，使之符合卷烟检测标准的要求。

气体混合稀释器的稀释效果远远优于单一稀释器或稀释器的简单组合，主要是在于：与轴向稀释器比较，它有一个排废气出口，通过辅助吸力源控制排废气流量。因此，作为稀释气体的接近压缩空气的流量不再受到气溶胶检测器工作效能的限制，所以它可以比轴相稀释器有更大的稀释倍数。同时，为保证气体混合均匀，它增加了气体混合室；与Dekati Diluter稀释器比较，气体混合稀释器不是通过洁净压缩空气快速流动所形成的负压来控制进气流量，而是通过辅助吸力源控制排废气流量、及气溶胶吸力源控制出气流量，来与洁净压缩空气流量一起协调配合控制进气流量。因此，它不会像Dekati Diluter稀释器那样压缩空气流量决定进气流量——即稀释倍数决定进气流量，气体混合稀释器的进气流量与稀释倍数没有关系，可以通过调节排废气流量进行控制，从而使之能适应不同检测样品进气流量(进气流量决定着环境气流速)的要求。因此，检测系统中气体混合稀释器的设置对于实现在同一系统中检测宽范围焦油含量卷烟的气溶胶浓度，具有重要的作用。

其中步骤(3)所述的进气装置为连接有调压阀的洁净空气发生源。

其中步骤(3)所述的排气装置为装有净化器及流速调整装置的辅助 吸力源2。

所述的鱼尾罩采用吸附小、内壁光滑的玻璃制成，长度8~15cm，宽度1.5~3cm，优选长×宽＝10cm×2cm。

辅助吸力源1的目的是控制样品流2的流量z2，提供环境烟气样品分流稀释的抽吸动力。因此，辅助吸力源1应该保证样品流2的气流量z2为z1-10L/min～z1-1L/min范围内的一个固定流量值，即其工作效能应达到14L/min～23L/min。

样品流3的气流量z3是根据样品流2的气流量z2情况进行设定，以控制样品流1的气流量z1(样品流1的气流量等于样品流2与样品流3的气流量之和，z1＝z2+z3)，保证卷烟样品环境气流速x为200±30mm/s。由于样品流1的气流量z1由卷烟样品检测气流速要求x及鱼尾罩尺寸y决定，不可调；而样品流2的气流量z2由辅助吸力源1的工作效能决定，也不能随意调整。因此，样品流3的气流量z3，以及样品流2与样品流3的分流比v不可随意调整，其大小由辅助吸力源1的工作效能z2决定。

样品流3的气流量z3通过气体混合稀释器予以控制。由于稀释倍数w＝z5+z3∶z3，，所以需要的气溶胶颗粒浓度稀释倍数w越大，所要求的进气气流量z5——z5＝z3×(w-1)——也越大。而排气气流量z6＝z5+z3-z4＝w×z3-z4，z4由气溶胶检测器工作效能决定不可调，而z3由辅助吸力源1的工作效能z2所决定(z3＝x×y×60÷1000-z2)，因此要达到越大的稀释倍数w就需要辅助吸力源2的工作效能越大。气体混合稀释器的辅助吸力源2的工作效能要求达到5～100L/min可调整，具体需求由辅助吸力源工作效能z2、对样品所需要的稀释倍数w和气溶胶检测器要求的工作效能 z4所决定——z6＝(z1-z2)×w-z4＝(x×y×60÷1000-z2)×w-z4，也可以采用大工作效能(100L/min)的辅助吸力源2，然后用流量调整装置，根据辅助吸力源1和气溶胶检测器的工作效能(z2和z4)、以及所需要的气溶胶颗粒浓度的稀释倍数w进行调节，以使样品流3的气流量z3符合限定条件——要求z3＝z1-z2＝x×y×60÷1000-z2。稀释的比例w根据样品流3的气流量z3，通过调节稀释气的气流量z5进行调节(w＝z5+z3∶z3)；样品流3的流量z3，由样品流1的流量z1(由卷烟检测标准对环境气流速的要求x和鱼尾罩尺寸y所决定)和辅助吸力源1的工作效能(决定样品流2的流量z2)决定，根据所需要稀释倍数w的情况通过调节稀释气与排废气的流量予以控制。

在气溶胶检测器型号选定的情况下(仪器工作效能不变)，系统的总稀释倍数u＝v×w，由辅助吸力源1和辅助吸力源2的工作效能z2和z6决定，对于工作效能为10L/min的气溶胶检测器，可以达到3.6∶1～600∶1。通过混合稀释器的多管路系统配置，使得本发明的采集和检测系统可适用于焦油含量范围为0.5mg/支～80mg/支的卷烟。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明通过对烟气稀释系统进行多层次的有机组合及对其参数的系统化设置，使得所提供的系统可适用于宽范围焦油含量的卷烟烟气的检测，使得不同类型的卷烟烟气气溶胶检测得以在同一检测系统中进行，填补了这一领域的空白，大大节省了财力物力。

2.本发明的管路设置合理，层次分明，通过气体混合稀释器实现宽范围的稀释要求；通过多分支多层次的流速调节，在获得换范围稀释倍数 的同时，保证了采集端及出气端气流的稳定性，检测结果灵敏可靠。

本发明将现有气溶胶检测器直接检测多种焦油浓度卷烟侧流烟气的效果图与本发明提供的检测系统的效果图进行对比，检验本发明针对不同焦油浓度卷烟的侧流烟气气溶胶检测的灵敏性及准确性，进一步验证本发明提供的管路分流及稀释系统参数的设置适用于中等焦油浓度卷烟的侧流烟气的检测。

附图说明

图1本发明检测气路连接示意图；

图2气体混合稀释器示意图

图3本发明气体混合稀释器的结构示意图；

图4本发明的气路系统检测高焦油含量卷烟侧流烟气气溶胶结果；

图5本发明的气路系统检测低焦油含量卷烟侧流烟气气溶胶结果；

图6采用气溶胶检测器对卷烟样品侧流烟气直接检测的结果；

图7轴向稀释器稀释器直接串联的检测气路连接示意图；

图8图7的检测系统检测高焦油含量卷烟侧流烟气气溶胶结果；

图9图7的检测系统检测低焦油含量卷烟侧流烟气气溶胶结果。

图10采用分流装置与Dekati Diluter稀释器结合的系统的气路连接示意图；

图11图10的检测系统检测高焦油含量卷烟侧流烟气气溶胶结果

具体实施方式

以下通过具体的实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

高焦油浓度卷烟侧流烟气在本系统的检测。

(1)焦油含量为24mg/支(浓度高)的卷烟样品在烟气发生装置进行抽吸，所产生的侧流烟气用横截面积为10cm×2cm＝20cm²的鱼尾罩进行汇集，形成样品流1；

(2)样品流1由二分管道分为两支，一支连接辅助吸力源1进行第一级分流，形成样品流2，通过辅助吸力源分流抽吸的方式调节样品流2的流速为22L/min。

(3)样品流1分出的另一支流形成样品流3，通过气体混合稀释器后形成样品流4，稀释器另外接有连接调压阀的洁净压缩空气源和排气装置，通过调节气体混合稀释器的洁净压缩空气的进气流量为60L/min，排气流量为52mL/min，采用工作效能为10L/min的气溶胶检测器进行检测，使样品流3的流速为2mL/min。此时样品流4的气流流速为10L/min，同时卷烟样品环境气流速为200mm/s，均符合卷烟样品检测的标准和气溶胶检测器的工作要求，而总稀释倍数达到372倍。

(4)样品流4进入气溶胶检测器。检测结果如图3所示。

由附图3可以看到，各直径气溶胶颗粒的粒子数目检测结果(电荷值)为0.5×10⁴～1.3×10⁵，为气溶胶检测器的有效检测范围(气溶胶检测器的有效检测上限为4.0×10⁵)，并且灵敏度也很高。表明检测结果的有效性。

从这一检测结果看，侧流烟气的气溶胶粒度分布与主流烟气的明显不同(见20077100327475专利的检测结果附图)，即使在卷烟抽吸间隔期间， 仍然有较多的气溶胶颗粒释放出来；而在抽吸时，个别粒子直径的气溶胶颗粒数量的增加量也不十分明显。但整体上，与主流烟气的气溶胶颗粒释放情况相似，在卷烟抽吸时，气溶胶颗粒浓度增大，且部分直径的气溶胶颗粒浓度增幅明显。

实施例2

低焦油浓度卷烟侧流烟气在本系统的检测。

(1)焦油含量为2mg/支(浓度低)的卷烟样品在烟气发生装置进行抽吸，所产生的侧流烟气用横截面积为10cm×2cm＝20cm²的鱼尾罩进行汇集，形成样品流1；

(2)样品流1由二分管道分为两支，一支连接辅助吸力源1进行第一级分流，形成样品流2，通过辅助吸力源分流抽吸的方式调节样品流2的流速为20L/min。

(3)样品流1分出的另一支流形成样品流3，通过气体混合稀释器后形成样品流4，稀释器另外接有连接调压阀的洁净压缩空气源和排气装置，通过调节气体混合稀释器的洁净压缩空气的进气流量为8L/min，排气流量为2L/min，采用工作效能为10L/min的气溶胶检测器进行检测，使样品流3的流速为3mL/min。此时样品流4的气流流速为10L/min，同时卷烟样品环境气流速为200mm/s，均符合卷烟样品检测的标准和气溶胶检测器的工作要求，而总稀释倍数达到18倍。

(4)样品流4进入气溶胶检测器。检测结果如图4所示。

由附图4可以看到，各直径气溶胶颗粒的粒子数目检测结果(电荷值)为1.0×10³～8.0×10⁴，为气溶胶检测器的有效检测范围(气溶胶检测器 的有效检测上限为4.0×10⁵)，并且灵敏度也能达到要求。表明检测结果的有效性。

实施例3

经鱼尾罩捕集到的卷烟侧流直接进行检测：

焦油含量为24mg/支的卷烟样品在烟气发生装置进行抽吸，所产生的侧 

流烟气用鱼尾罩进行采集，形成样品流，采用工作效能为10L/min的气溶胶检测器进行检测。

此时卷烟样品检测的环境气流速为85mm/s，不符合卷烟检测标准的要求。同时，气溶胶检测结果如附图5所示，出现数种直径气溶胶颗粒检测结果超出仪器检测上限(4.0×10⁵fA)，各检测值间无差异的情况，无法进行检测分析。

实施例4

采用通常用于环境大气分析的轴向稀释器稀释器直接串联的气路系统(检测气路连接图见图6)，工作效能为10L/min的气溶胶检测器，对焦油含量24mg/支的卷烟进行气溶胶检测：

如实施例1，但其稀释器不是气体混合稀释器，而是用轴向稀释器 

，稀释倍数为5∶1。

此时卷烟样品检测的环境气流速为17mm/s，不符合行业标准中关于卷烟抽吸环境气流速的要求，同时有部分侧流烟气溢出鱼尾罩未被捕集和检测。检测结果如图7所示，有两种直径气溶胶颗粒的检测结果超出仪器检测上限(4.0×10⁵fA)，检测结果较难进行分析，同时考虑到检测系统实际上只是捕集到部分卷烟侧流烟气，所以检测结果不可信。

实施例5

采用通常用于环境大气分析的轴向稀释器稀释器直接串联的气路系统，工作效能为10L/min的气溶胶检测器，对焦油含量24mg/支的卷烟进行气溶胶检测：

如实施例1，但其稀释器不是气体混合稀释器，而是用轴向稀释器 

，稀释倍数为5∶1。

此时卷烟样品检测的环境气流速为17mm/s，不符合行业标准中关于卷烟抽吸环境气流速的要求，同时有部分侧流烟气溢出鱼尾罩未被捕集和检测。检测结果如图7所示，虽然大部分直径气溶胶颗粒的粒子数目检测结果(电荷值)为5×10⁴～3.5×10⁵，基本处于仪器的有效检测范围内，但仍有一种直径的气溶胶颗粒检测结果部分时间段内的检测结果达到5.0×10⁵，检测结果的分析不可靠，但考虑到检测系统实际上只是捕集到部分卷烟侧流烟气，所以检测结果不可信。

实施例6

采用“适用于中等焦油浓度卷烟侧流烟气气溶胶的采集及检测方法”，对焦油含量24mg/支的卷烟进行气溶胶检测：

如实施例1，但其稀释器不是气体混合稀释器，而是“适用于中等焦油浓度卷烟侧流烟气气溶胶的采集及检测方法”所采用的气体稀释系统，稀释倍数为120∶1。

此时卷烟样品检测的环境气流速为200mm/s，符合行业标准中关于卷烟抽吸环境气流速的要求。检测结果如图7所示，虽然大部分直径气溶胶 颗粒的检测结果在仪器有效检测范围内，但有2种直径气溶胶颗粒在大部分时间段超出仪器检测上限(4.0×10⁵fA)，检测结果不可靠。

由检测结果可知，当卷烟的焦油含量高达24mg/支或低至2mg/支时，本发明所提供的检测系统(分别为稀释168倍和稀释6倍，且仪器最高响应值离检测上限还差2倍和5倍)均可适用于卷烟侧流烟气的检测。考虑到仪器的稀释倍数调节范围是3.6∶1～600∶1，因此，该系统可以对焦油含量范围为0.5mg/支～80mg/支的卷烟进行检测。但是，当采用气溶胶检测器直接进行侧流烟气检测，或采用简单的轴向稀释器串接进行检测时，检测的环境气流不符合卷烟检测标准的要求，且对高达24mg/支或低至2mg/支焦油含量的卷烟侧流烟气均出现大部分或部分直径气溶胶颗粒超出仪器有效检测范围的情况，无法检测。当采用分流装置与Dekati Diluter稀释器结合的系统进行检测时，虽然环境气流速符合卷烟检测标准要求，但对于高焦油含量卷烟样品检测时同样出现部分直径气溶胶颗粒超出仪器检测上限、检测结果不可靠的情况。可见，本发明所提供的系统中，所设计的气体混合稀释器是一个有机的整合，其稀释效能远远大于轴向稀释器与气溶胶检测器之间简单加合的效果。此外，本发明通过多层次分流及稀释系统的各参数的合理配置，使得系统对不同焦油浓度卷烟的检测结果均灵敏而可靠。

Claims (8)

1.一种适用于不同焦油浓度卷烟测流烟气气溶胶的采集及检测方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)卷烟样品在烟气发生装置进行抽吸，并要求侧流烟气的流速符合卷烟检测标准所要求的流速20cm/s±3cm/s；所产生的侧流烟气采用下端截面尺寸为长8~15cm、宽1.5~3cm的鱼尾罩对侧流烟气进行汇集，形成样品流1；所述样品1满足以下条件：样品1的流量z1＝侧流烟气的流速×鱼尾罩的横截面积×60÷1000；

(2)样品流1由二分管道分为两支，一支连接辅助吸力源1进行第一级分流，形成样品流2，通过辅助吸力源分流抽吸的方式调节样品流2的流量；所述样品流2的流量z2为z1-10L/min～z1-1L/min范围内的一个固定流量值；

(3)样品流1分出的另一支流形成样品流3，通过气体混合稀释器后形成样品流4；其中样品流3的流量z3＝z1-z2、不可调；样品流4的流量z4由气溶胶检测工作效能决定，亦不可调；气体混合稀释器另外接有进气装置和排气装置，通过调节气体混合稀释器的进气流量z5；样品流5的流量z5符合z5+z3＞z4的条件，而稀释倍数w为z5+z3∶z3；调节排气流量z6＝z5+z3-z4；

(4)样品流4进入气溶胶检测器。

2.如权利要求1所述的适用于不同焦油浓度卷烟测流烟气气溶胶的采集及检测方法，其特征在于步骤(3)所述气体混合稀释器的结构为：气体样品入口和稀释气入口位于气体混合室的前端，气体混合室的前端窄，中部宽，后端还设有一略窄于中部的混合室的后腔，后腔连接有稀释后气体的出口和排废气的出口。

3.如权利要求1所述的适用于不同焦油浓度卷烟测流烟气气溶胶的采集及检测方法，其特征在于所述步骤(1)所述的鱼尾罩采用吸附小、内壁光滑的玻璃制成，长度8~15cm，宽度1.5~3cm，优选长×宽＝10cm×2cm。

4.如权利要求1所述的适用于不同焦油浓度卷烟侧流烟气气溶胶的采集及检测方法，其特征在于步骤(3)所述的进气装置为连接有调压阀的洁净空气发生源。

5.如权利要求1所述的适用于不同焦油浓度卷烟侧流烟气气溶胶的采集及检测方法，其特征在于步骤(3)所述的排气装置为装有净化器及流速调整装置的辅助吸力源2。

6.如权利要求1所述的一种适用于多种焦油浓度卷烟侧流烟气的采集及检测方法，其特征在于所述步骤(2)辅助吸力源1为工作效能达到14L/min～23L/min的蠕动泵或负压抽吸装置。

7.如权利要求1所述的一种适用于多种焦油浓度卷烟侧流烟气的采集及检测方法，其特征在于步骤(3)所述的辅助吸力源2的工作效能为5～100L/min可调节。

8.如权利要求1所述的一种适用于多种焦油浓度卷烟侧流烟气的采集及检测方法的应用，其特征在于在权力要求6和权力要求7所述条件下，系统的总稀释倍数为3.6∶1～600∶1可调节，适用于焦油浓度在0.5mg/支～80mg/支的卷烟测流烟气的检测。

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