CN112033482A - 卷烟动态通风量检测装置及检测卷烟动态通风量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种卷烟动态通风量检测装置及其检测方法，所述检测装置包括：包括水平设置的活塞式筒腔的卷烟密封测试仓，所述活塞式筒腔的一端设置有可移动活塞、另一端的端面上设置有通风孔和燃烧端密封部件，可移动活塞在中心处设置有滤嘴端密封部件并与吸烟机连接；在检测期间被插入通风孔内的密封塞；皂膜流量管，所述皂膜流量管的下端具有用于容纳皂液的胶头、上端经由第一管路通过三通连接装置和第一阀门连接到活塞式筒腔的腔体并与腔体连通，并且具有刻度；和真空泵，所述真空泵通过转速控制器和第二阀门经由第二管路连接到三通连接装置以连通到皂膜流量管。根据本发明的检测装置具有简单的结构且设计合理，其检测方法重复性好且操作简单。

Description

卷烟动态通风量检测装置及检测卷烟动态通风量的方法

技术领域

本发明涉及烟草检测领域，更具体地，涉及一种检测烟草制品在燃吸状态下逐口抽吸的动态通风量的检测装置和方法。

背景技术

卷烟在抽吸过程中，空气从三个部位进入卷烟，分别是卷烟端面、卷烟纸以及接装纸。卷烟通风对卷烟的吸阻、燃烧状态、烟气稀释等都有很大的影响，尤其是卷烟在点燃状态下，通风的影响更为显著。在卷烟点燃状态下，由于燃烧锥高温的影响，将发生一系列剧烈的热解或者氧化反应，从而导致烟雾气溶胶的形成。然而，通过燃烧锥的空气量会直接影响燃烧锥的温度，进而影响其主流烟气和侧流烟气的水平和化学成分的释放。同时，卷烟在逐口抽吸过程中由于烟丝段长度的变化，烟支逐口的通风量分配情况也随之改变，即从燃烧锥、烟丝段和滤嘴段进入的空气量发生改变，从而进一步影响卷烟的燃烧温度、燃烧速率、化学成分的释放、烟气的稀释率等性质。因此，研究卷烟在燃吸下逐口的通风量变化对于研究卷烟在燃吸状态下的相关物化性质的改变至关重要，对于改进卷烟的设计参数也有着重要意义。

目前卷烟通风研究主要在未点燃状态下进行(《卷烟设计参数对钟形抽吸曲线下烟气稀释率的影响》颜水明等)，但是在冷态下测量卷烟的通风情况，这种测量方法与实际情况有出入，卷烟在被消费过程中处于点燃状态。在点燃状态的烟纸性质与未点燃相比，各种参数已经发生了较大的变化，例如吸阻，卷烟在燃吸过程中的吸阻比比未燃吸时增加50-60％。另一种方法是在卷烟处于燃烧状态时，通过改变整支烟的通风率来研究对卷烟燃烧状态的影响(《卷烟纸透气度对卷烟燃吸温度分布特征的影响》谢国勇等)。然而，通过改变卷烟纸、接装纸的透气度探究卷烟性质的研究只能反映整支烟的通风情况的变化，无法获得卷烟燃吸过程逐口通风量的变化过程，因此需要一种可以测定卷烟在燃吸过程中逐口抽吸的动态通风量变化的装置和方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种检测卷烟在燃吸状态下的逐口动态通风量变化的卷烟动态通风量检测装置及其检测方法，所述检测装置具有简单的结构且设计合理，其检测方法重复性好且操作简单。

根据本发明的一个方面，提供一种卷烟动态通风量检测装置，包括：卷烟密封测试仓，所述卷烟密封测试仓包括水平设置的活塞式筒腔，所述活塞式筒腔的一端设置有可移动活塞、另一端的端面上设置有通风孔和连接到卷烟燃烧端的燃烧端密封部件，其中可移动活塞在中心处设置有用于插入卷烟滤嘴的滤嘴端密封部件并通过延长支架与吸烟机连接；密封塞，所述密封塞在检测期间被插入通风孔内；皂膜流量管，所述皂膜流量管的下端具有用于容纳皂液的胶头、上端经由第一管路通过三通连接装置和第一阀门连接到活塞式筒腔的腔体并与腔体连通，并且皂膜流量管具有刻度；和真空泵，所述真空泵通过转速控制器和第二阀门经由第二管路连接到三通连接装置以连通到皂膜流量管。

进一步地，卷烟动态通风量检测装置还可以包括具有不同圆周的多个密封环，燃烧端密封部件和滤嘴端密封部件中的每一个的内孔放置有多个密封环中的至少一个。

根据一个实施例，多个密封环中的每一个可以具有在14-28mm范围内的圆周。

优选地，燃烧端密封部件的内孔放置的密封环的数量可以少于滤嘴端密封部件的内孔放置的密封环的数量。

根据一个可选实施例，燃烧端密封部件的内孔可以放置有2个密封环。

根据另一个可选实施例，滤嘴端密封部件的内孔可以放置有3-4个密封环。

根据另一个实施例，可移动活塞可以通过平行设置在两侧的两个延长支架与吸烟机连接。

优选地，活塞式筒腔可以由玻璃制成。

可选地，活塞式筒腔可以具有3-5cm的半径。

根据本发明的另一个方面，提供一种使用所述卷烟动态通风量检测装置来检测卷烟动态通风量的方法，包括：

步骤A1：向胶头中注入皂液，并用皂液对皂膜流量管的内壁进行润洗；

步骤A2：通过燃烧端密封部件将卷烟插入活塞式筒腔内并使卷烟的滤嘴插入滤嘴端密封部件中，此时通风孔敞开以使活塞式筒腔的腔体与大气连通；

步骤A3：启动吸烟机点燃卷烟并等待吸烟机进行抽吸；

步骤A4：关闭第一阀门，打开第二阀门和真空泵，通过转速控制器将流速控制到低水平，并挤压胶头以产生皂膜，皂膜在真空泵产生的气流作用下被向上牵引；

步骤A5：当皂膜到达皂膜流量管的刻度0mL时，关闭第二阀门以使皂膜停留在0mL刻度处；

步骤A6：移动可移动活塞，以将燃烧端密封部件移动到卷烟的燃烧线后的预定位置处，并且将密封塞插入通风孔；

步骤A7：打开第一阀门并使吸烟机对卷烟抽吸一次，读取皂膜流量管的示数；

步骤A8：关闭第一阀门，打开第二阀门和真空泵，以使皂膜移动至皂膜流量管的顶端并离开皂膜流量管；和

步骤A9：重复步骤A4-A8，以对卷烟进行逐口抽吸直到完成卷烟通风量的测量为止。

可选地，吸烟机的抽吸模式可以包括ISO抽吸模式或者HCI抽吸模式。

根据一个实施例，卷烟在被检测前在温度为22±2℃、相对湿度为60±5％的环境下平衡48小时，并挑选出平均质量差异在5mg范围内的卷烟用于检测通风量。

附图说明

本发明的上述及其它方面和特征将从以下结合附图对实施例的说明清楚呈现，其中：

图1是根据本发明实施例的卷烟动态通风量检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图详细描述本发明的说明性、非限制性实施例，对根据本发明的卷烟动态通风量检测装置及其检测方法进行详细说明。

图1示意性地显示根据本发明实施例的卷烟动态通风量检测装置的结构，所述检测装置包括卷烟密封测试仓、密封塞、皂膜流量管和真空泵。具体地，参照图1详细说明根据本发明的卷烟动态通风量检测装置。

根据本发明的卷烟动态通风量检测装置包括卷烟密封测试仓，所述卷烟密封测试仓为可调式测试仓。具体地，所述卷烟密封测试仓包括水平设置的活塞式筒腔1，所述活塞式筒腔的一端设置有可移动活塞2、另一端的端面上设置有通风孔和连接到卷烟燃烧端的燃烧端密封部件3。可移动活塞2在中心处开孔，并且在所述开孔内设置有用于插入卷烟滤嘴的滤嘴端密封部件4，以保证卷烟16与开孔之间不会漏气。另外，可移动活塞2可以通过延长支架5与吸烟机(图中未示)连接，以保证在操作过程中稳定移动活塞位置，从而达到调节活塞式筒腔1的腔体空间的作用。例如，所述吸烟机可以采用本领域常用的单孔道吸烟机。优选地，可移动活塞2通过平行设置在两侧的两个延长支架(如图1中所示)与吸烟机连接，例如通过延长支架和螺母固定在吸烟机上，这样可以保证在前后移动腔体时活塞能够平稳的滑动，减少活塞在腔体内部的倾斜。根据本发明的卷烟动态通风量检测装置具有两个可调节密封部件，分别位于卷烟的前端(即，燃烧端)和卷烟的滤嘴端，可以通过移动活塞式筒腔的腔体的位置来手动调节卷烟前端的密封位置，以获得卷烟在燃吸状态下逐口抽吸时通风量的变化。

如上所述，活塞式筒腔1的所述另一端的端面上设置有通风孔，所述通风孔在检测期间插入密封塞6以密封所述活塞式筒腔。例如，所述密封塞可以采用橡胶塞。当前后移动可移动活塞时，需要打开活塞式筒腔前端的通风孔上的密封塞，从而保证腔体内部的气压与外界大气压保持一致。

在本发明的卷烟动态通风量检测装置中，皂膜流量管7的下端具有用于容纳皂液的胶头8、上端经由第一管路9(例如，橡胶管)通过三通连接装置10(例如，三通阀)和第一阀门11连接到活塞式筒腔1的腔体并与所述腔体连通，并且皂膜流量管7具有刻度(图中未示出)。由此可见，本发明的皂膜流量管为带有刻度的流量检测装置，以用于检测活塞式筒腔1的腔体内的气体流量变化。真空泵12通过转速控制器13和第二阀门14经由第二管路15连接到三通连接装置11，以连通到皂膜流量管7，从而在皂膜流量管中产生皂膜。根据一个示例，如本领域所常用的，皂膜流量管7可以通过试管夹17固定到铁架台18上。

根据本发明的卷烟动态通风量检测装置操作简单，采用皂膜流量管检测卷烟的动态通风量，从而能够减小误差且具有良好的稳定性。另外，在检测期间，卷烟的燃烧锥完全暴露在大气中，因此卷烟的燃烧不会受到装置的影响。根据本发明，通过可移动活塞来调节卷烟的燃烧端密封部件的密封位置，可以得到卷烟纸在燃吸状态下逐口的通风量变化，从而对卷烟的燃烧状态进行精确分析。

进一步地，根据本发明的一个实施例，卷烟动态通风量检测装置还可以包括具有不同圆周的多个密封环，所述燃烧端密封部件和所述滤嘴端密封部件中的每一个的内孔放置有所述多个密封环中的至少一个。密封环可以根据不同圆周的卷烟进行更换以匹配相应型号和规格的卷烟，从而更好地起到密封作用。优选地，多个密封环中的每一个可以具有在14-28mm范围内的圆周，以适应市面上不同圆周的卷烟。根据另一个实施例，燃烧端密封部件3的内孔放置的密封环的数量少于滤嘴端密封部件4的内孔放置的密封环的数量，滤嘴端更多的密封环可以保证在前后移动活塞式筒腔的腔体时，卷烟不会被前端的密封环夹持而导致卷烟被扯出。根据一个可选实施例，燃烧端密封部件3的内孔可以放置有2个密封环，以保证密封腔体的同时还可以尽量减少密封部件所遮挡的卷烟烟丝段部分。根据另一个可选实施例，滤嘴端密封部件4的内孔可以放置有3-4个密封环，以保证滤嘴插入密封部件时通风孔不会被密封部件遮挡。

根据一个示例，活塞式筒腔1可以由玻璃制成，例如透明玻璃或者有机玻璃，以便于观察烟纸的长度、燃烧线的移动等情况。另外，优选地，活塞式筒腔可以例如具有3-5cm的半径。

根据本发明的另一个方面，提供一种使用根据本发明的卷烟动态通风量检测装置来检测卷烟动态通风量的方法。所述检测方法包括：

步骤A1：在检测前，向胶头8中注入皂液，并用皂液对皂膜流量管7的内壁进行润洗；

步骤A2：通过燃烧端密封部件3将卷烟16插入活塞式筒腔1内并使卷烟16的滤嘴插入滤嘴端密封部件4中，此时通风孔敞开以使活塞式筒腔1的腔体与大气连通，从而保证腔体内部为大气压；

步骤A3：启动吸烟机点燃卷烟16并等待所述吸烟机进行抽吸；

步骤A4：关闭第一阀门11，打开第二阀门14和真空泵12，通过转速控制器13将流速控制到低水平，并挤压胶头8以产生皂膜，所述皂膜在真空泵12产生的气流作用下被向上牵引；

步骤A5：当皂膜到达皂膜流量管7的刻度0mL时，关闭第二阀门14以使皂膜停留在0mL刻度处；

步骤A6：移动可移动活塞2，以将燃烧端密封部件3移动到卷烟的燃烧线后的预定位置处，例如燃烧线后的5mm处或其他位置，以便预留出卷烟在抽吸过程中燃烧线的移动空间，并且将密封塞6插入所述通风孔；

步骤A7：打开第一阀门11并使吸烟机对卷烟抽吸一次，读取皂膜流量管7的示数；

步骤A8：关闭第一阀门11，打开第二阀门14和真空泵12，以使皂膜移动至皂膜流量管7的顶端并离开所述皂膜流量管；和

步骤A9：重复步骤A4-A8，以对卷烟进行逐口抽吸直到完成卷烟通风量的测量为止。

根据本发明的所述检测卷烟动态通风量的方法利用皂膜流量管鼓出气泡并使气泡停留在0mL刻度处,将卷烟放置于活塞式筒腔的腔体内部，通过移动腔体中活塞的位置从而改变密封于腔体内部的卷烟的长度。当启动吸烟机抽吸时，通过卷烟纸和滤嘴进入的气体将皂膜牵引至皂膜管一定的刻度处，可以读出此时的数值(即，通风量)。在吸烟机进行下一次抽吸时，再次挤压出新的皂膜于0mL刻度处并移动活塞至下一口抽吸的位置等待测量即可。

进一步地，在所述检测方法中，吸烟机的抽吸模式可以包括标准抽吸模式(ISO抽吸模式)、加拿大深度抽吸模式(HCI抽吸模式)或者本领域常用的任意抽吸模式。当对卷烟进行抽吸检测时，测试的卷烟样品在被检测前优选地可以在温度为22±2℃、相对湿度为60±5％的环境下平衡48小时，并挑选出平均质量差异在5mg范围内的卷烟用于检测通风量。

接下来，将示例性地说明根据本发明的检测卷烟动态通风量的方法的两个实施例。

第一实施例

某牌号常规卷烟和细支分别在ISO抽吸模式下检测燃吸过程中的逐口进气量，具体如下：

1、某牌号常规卷烟样品的制备与挑选：在温度为22±2℃、相对湿度为60±5％的环境下，将卷烟样品平衡48小时，挑选若干支，控制平均质量在5mg范围内。

2、根据国标GB/T 19609-2004，最终确定实验烟蒂长度为接装纸长+3mm，即燃烧线达到接装纸前3mm时停止检测。

3、在检测前，向胶头8中注入一定量的皂液，并用皂液对皂膜流量管7的内壁进行润洗。检查装置的气密性，关闭第一阀门11，打开第二阀门14和真空泵12，通过挤压胶头8产生皂膜并使皂膜停留在0mL刻度处。关闭真空泵12，观察皂膜是否有下降，不下降代表从三通连接装置10到皂膜流量管7的第一管路9不存在漏气。关闭第二阀门14，打开第一阀门11并堵住燃烧端密封部件3上的所有通风孔，观察皂膜是否有下降，不下降代表从三通连接装置10到活塞式筒腔1中不存在漏气。

4、在检测时，通过燃烧端密封部件3将卷烟16插入筒腔1内并使滤嘴插入滤嘴端密封部件4的内部，启动吸烟机以点燃卷烟。

5、关闭第一阀门11，打开第二阀门14以及真空泵12，通过转速控制器13将流速调至较低水平，此时挤压胶头8产生一个皂膜，真空泵12产生的气流将皂膜缓缓向上牵引，当皂膜达到0mL刻度处时关闭第二阀门14，使皂膜停留在0mL刻度处。等待吸烟机进行抽吸。

6、当吸烟机即将进行抽吸时移动活塞2将燃烧端密封部件3移动到燃烧线后5mm处，预留出卷烟在抽吸过程中燃烧线的移动空间，并用密封塞6将通风孔堵上，同时打开第一阀门11等待测量。

7、吸烟机抽吸，读取皂膜流量管7的示数。

8、关闭第一阀门11，打开第二阀门14以及真空泵12，将上升至皂膜流量管中的皂膜通过真空泵移动至顶端直至消失。

9、重复步骤5-8直至卷烟16完成测量。

10、在ISO抽吸模式下，两种规格卷烟燃吸状态下的逐口通风量检测结果如下，详见表1。

表1.ISO抽吸模式下两种规格的卷烟逐口抽吸通风量结果

第二实施例

标准卷烟3R4F在ISO抽吸模式下检测燃吸过程中的滤嘴端逐口进气量，具体如下：

1、某牌号常规卷烟样品的制备与挑选：在温度为22±2℃、相对湿度为60±5％的环境下，将卷烟样品平衡48小时，挑选若干支，控制平均质量在5mg范围内。

2、根据国标GB/T 19609-2004，最终确定实验烟蒂长度为接装纸长+3mm，即燃烧线达到接装纸前3mm时停止测量。

3、在检测前，向胶头8中注入一定量的皂液，并用皂液对皂膜流量管7的内壁进行润洗。检查装置的气密性，关闭第一阀门11，打开第二阀门14和真空泵12，通过挤压胶头8产生皂膜并使皂膜停留在0mL刻度处。关闭真空泵12，观察皂膜是否有下降，不下降代表从三通连接装置10到皂膜流量管7的第一管路9不存在漏气。关闭第二阀门14，打开第一阀门11并堵住燃烧端密封部件3上的所有通风孔，观察皂膜是否有下降，不下降代表活塞式筒腔1到三通连接装置10中不存在漏气。

4、在检测时，通过燃烧端密封部件3将卷烟16插入筒腔1内并使滤嘴插入滤嘴端密封部件4内部，并使卷烟滤嘴端通风孔暴露在活塞式筒腔1的腔体中，启动吸烟机点燃卷烟。

5、关闭第一阀门11，打开第二阀门14以及真空泵12，通过转速控制器13将流速调至较低水平，此时挤压胶头8产生一个皂膜，真空泵12产生的气流将皂膜缓缓向上牵引，当皂膜达到0mL刻度处时关闭第二阀门14，使皂膜停留在0mL刻度处。等待吸烟机进行抽吸。

6、当吸烟机即将进行抽吸时移动活塞将燃烧端密封部件3移动到滤嘴前端，并用密封塞6将腔体的通风孔堵上，同时打开第一阀门11等待测量。

7、吸烟机抽吸，读取皂膜流量管7的示数。

8、关闭第一阀门11，打开第二阀门14以及真空泵12，将上升至皂膜流量管中的皂膜通过真空泵移动至顶端直至消失。

9、重复步骤5-8直至卷烟5完成测量。

10、在ISO抽吸模式下，3R4F卷烟燃吸状态下的逐口通风量测量结果如下，详见表2。

表2 ISO抽吸模式下标准卷烟3R4F逐口抽吸滤嘴通风量结果

尽管对本发明的示例性实施例进行了说明，但是显然本领域技术人员可以理解，在不背离本发明的精神和原理的情况下可以对这些实施例进行改变，本发明的保护范围在权利要求书及其等效形式中进行了限定。

Claims (12)

1.一种卷烟动态通风量检测装置，包括：

卷烟密封测试仓，所述卷烟密封测试仓包括水平设置的活塞式筒腔，所述活塞式筒腔的一端设置有可移动活塞、另一端的端面上设置有通风孔和连接到卷烟燃烧端的燃烧端密封部件，其中所述可移动活塞在中心处设置有用于插入卷烟滤嘴的滤嘴端密封部件并通过延长支架与吸烟机连接；

密封塞，所述密封塞在检测期间被插入所述通风孔内；

皂膜流量管，所述皂膜流量管的下端具有用于容纳皂液的胶头、上端经由第一管路通过三通连接装置和第一阀门连接到所述活塞式筒腔的腔体并与所述腔体连通，并且所述皂膜流量管具有刻度；和

真空泵，所述真空泵通过转速控制器和第二阀门经由第二管路连接到所述三通连接装置以连通到所述皂膜流量管。

2.根据权利要求1所述的卷烟动态通风量检测装置，其中，所述卷烟动态通风量检测装置还包括具有不同圆周的多个密封环，所述燃烧端密封部件和所述滤嘴端密封部件中的每一个的内孔放置有所述多个密封环中的至少一个。

3.根据权利要求2所述的卷烟动态通风量检测装置，其中，所述多个密封环中的每一个具有在14-28mm范围内的圆周。

4.根据权利要求2所述的卷烟动态通风量检测装置，其中，所述燃烧端密封部件的内孔放置的密封环的数量少于所述滤嘴端密封部件的内孔放置的密封环的数量。

5.根据权利要求4所述的卷烟动态通风量检测装置，其中，所述燃烧端密封部件的内孔放置有2个密封环。

6.根据权利要求4所述的卷烟动态通风量检测装置，其中，所述滤嘴端密封部件的内孔放置有3-4个密封环。

7.根据权利要求1所述的卷烟动态通风量检测装置，其中，所述可移动活塞通过平行设置在两侧的两个延长支架与所述吸烟机连接。

8.根据权利要求1所述的卷烟动态通风量检测装置，其中，所述活塞式筒腔由玻璃制成。

9.根据权利要求1所述的卷烟动态通风量检测装置，其中，所述活塞式筒腔具有3-5cm的半径。

10.一种使用如权利要求1所述的卷烟动态通风量检测装置来检测卷烟动态通风量的方法，包括：

步骤A1：向所述胶头中注入皂液，并用皂液对所述皂膜流量管的内壁进行润洗；

步骤A2：通过所述燃烧端密封部件将卷烟插入所述活塞式筒腔内并使卷烟的滤嘴插入所述滤嘴端密封部件中，此时所述通风孔敞开以使所述活塞式筒腔的腔体与大气连通；

步骤A3：启动所述吸烟机点燃卷烟并等待所述吸烟机进行抽吸；

步骤A4：关闭所述第一阀门，打开所述第二阀门和所述真空泵，通过所述转速控制器将流速控制到低水平，并挤压所述胶头以产生皂膜，所述皂膜在所述真空泵产生的气流作用下被向上牵引；

步骤A5：当所述皂膜到达所述皂膜流量管的刻度0mL时，关闭所述第二阀门以使所述皂膜停留在0mL刻度处；

步骤A6：移动所述可移动活塞，以将所述燃烧端密封部件移动到卷烟的燃烧线后的预定位置处，并且将所述密封塞插入所述通风孔；

步骤A7：打开所述第一阀门并使所述吸烟机对卷烟抽吸一次，读取所述皂膜流量管的示数；

步骤A8：关闭所述第一阀门，打开所述第二阀门和所述真空泵，以使所述皂膜移动至所述皂膜流量管的顶端并离开所述皂膜流量管；和

步骤A9：重复步骤A4-A8，以对卷烟进行逐口抽吸直到完成卷烟通风量的测量为止。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述吸烟机的抽吸模式包括ISO抽吸模式或者HCI抽吸模式。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，卷烟在被检测前在温度为22±2℃、相对湿度为60±5％的环境下平衡48小时，并挑选出平均质量差异在5mg范围内的卷烟用于检测通风量。

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