CN113639898A - 一种测量烟气温度的模拟口腔测温装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种测量烟气温度的模拟口腔测温装置，包括：口腔模拟部件，口腔模拟部件包括进气口、出气口以及腔体，进气口和出气口与腔体连通；第一连接部件，第一连接部件两侧贯通，一侧用于与进气口连通，另一侧用于连接吸烟制品；第二连接部件，第二连接部件与出气口连通，用于连接吸烟部件以抽吸吸烟制品的烟气；第一通道，第一通道与腔体连通，用于测量腔体内的温度。本发明提供的测量烟气温度的模拟口腔测温装置，可以真实模拟人体口腔，通过在第一通道中设置准确定位的测温元件实现对现有市场主流吸烟制品在抽吸过程中烟气温度的测试，有效提高了烟气温度的测试精度。

Description

一种测量烟气温度的模拟口腔测温装置

技术领域

本发明涉及烟草制品领域，具体涉及一种测量烟气温度的模拟口腔测温装置。

背景技术

在吸烟制品的研究领域，吸烟制品的烟气温度是感官评价的重要技术指标。因此，需要准确可靠地测得吸烟制品在抽吸过程中的烟气温度，有利于开发人员通过测试客观评价吸烟制品内部结构及材料的降温效果等数据，以设计新型吸烟制品。目前常用的烟气温度测试方法是通过圆筒状硅胶套管或类似结构结合热电偶测温技术来实现，但由于该方法中热电偶的定位是通过人工定位，该定位方式容易受人为因素影响,并且，吸烟机在工作时会在硅胶套管内形成负压，烟气的流速较高，导致套管内形成较大的温度梯度，增加了温度测试的不确定性，降低了温度的测试精度,使用该装置测试的数据偏差较大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种测量烟气温度的模拟口腔测温装置，用以解决现有技术中圆筒状硅胶套管管内温度梯度大，测温数据不准确的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

根据本发明实施例的一种测量烟气温度的模拟口腔测温装置，包括：

口腔模拟部件，口腔模拟部件包括进气口、出气口以及腔体，进气口和出气口与腔体连通；

第一连接部件，第一连接部件两侧贯通，一侧用于与进气口连通，另一侧用于连接吸烟制品；

第二连接部件，第二连接部件与出气口连通，用于连接吸烟部件以抽吸吸烟制品的烟气；

第一通道，第一通道与腔体连通，用于测量腔体内的温度。

在本申请的一个实施例中，腔体包括：第一空腔和第二空腔，第一空腔与第二空腔通过连接气道相互连接，连接气道的横截面积均小于第一空腔和第二空腔的横截面积。

在本申请的一个实施例中，口腔模拟部件包括：

下颚模拟件，下颚模拟件形成有自表面向内凹陷的第一凹槽，下颚模拟件的两侧边缘分别设有第一侧壁；

上颚模拟件，上颚模拟件形成有自表面向内凹陷的第二凹槽，上颚模拟件的两侧边缘分别设有第二侧壁；

上颚模拟件置于下颚模拟件上，以使第一凹槽和第二凹槽组合形成腔体。

在本申请的一个实施例中，腔体通过第一侧壁与第二侧壁在腔体内界定出第一空腔和第二空腔，第一空腔与第二空腔的连接气道通过第一侧壁和第二侧壁中的至少一者界定。

在本申请的一个实施例中，第一侧壁为上牙列，第二侧壁为下牙列，上牙列和下牙列分别形成有牙槽。

在本申请的一个实施例中，上颚模拟件的第二凹槽上形成有皱褶。

在本申请的一个实施例中，口腔模拟部件还包括：

舌体，舌体设置于第一凹槽底部；

嘴唇，嘴唇形成于口腔模拟部件靠近连接部件的一侧，嘴唇、第一侧壁与第二侧壁共同在腔体内界定出第二空腔。

在本申请的一个实施例中，第一通道至少设置在第一连接部件上。

在本申请的一个实施例中，分布在上颚模拟件和/或上颚模拟件上的第一通道与腔体的第二空腔连通。

在本申请的一个实施例中，口腔模拟部件根据实际口腔形态分为嘴唇、舌尖、上颚和喉道区域，第二连接件设置在喉道区域；

第一通道有五个，其中，三个第一通道均匀分布在上颚区域，一个第一通道分布在喉道区域，另一个第一通道分布在舌尖区域。

在本申请的一个实施例中，上颚模拟件与下颚模拟件可拆卸地连接。

本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：

1、本发明的测量烟气温度的模拟口腔测温装置，通过模拟人体口腔，可以真实地反应烟气在口腔中的温度变化；

2、本发明的测量烟气温度的模拟口腔测温装置，通过在口腔模拟部件中人体对温度敏感及对人体口腔健康影响较大的测点通道中设置测温元件，可以获取符合人体口腔实际的烟气温度数据，定位固定，数据稳定；

3、本发明的测量烟气温度的模拟口腔测温装置，通过在口腔模拟部件中设置多个温度测点，可以有效反映人体对烟气温度的总体感觉，提高了烟气温度测试评价的全面性、有效性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种测量烟气温度的模拟口腔测温装置的竖剖结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种测量烟气温度的模拟口腔测温装置的下颚模拟件的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种测量烟气温度的模拟口腔测温装置的上颚模拟件的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种测量烟气温度的模拟口腔测温装置的互锁结构的解脱结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种测量烟气温度的模拟口腔测温装置的互锁结构的安装结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种测量烟气温度的模拟口腔测温装置测试的加热不燃烧系统中10支某型号烟支滤嘴末端烟气温度测试折线图；

图7为原有装置测试的加热不燃烧系统中10支某型号烟支滤嘴末端烟气温度测试折线图；

图8为本发明实施例提供的一种测量烟气温度的模拟口腔测温装置测试的加热不燃烧系统中10支某型号烟支滤嘴末端烟气温度测试的标准差示意图；

图9为原有装置测试的加热不燃烧系统中10支某型号烟支滤嘴末端烟气温度测试的标准差示意图；

图10为本发明实施例提供的一种测量烟气温度的模拟口腔测温装置中各测点的烟气温度测试折线图。

附图标记：100、口腔模拟部件；101、腔体；102、第一通道；103、第一空腔；104、第二空腔；110、上颚模拟件；111、第二凹槽；112、第一侧壁；120、下颚模拟件；121、第一凹槽；122、第二侧壁；123、舌体；200、第一连接部件；300、第二连接部件；400、固定卡扣；410、互锁机构。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

本说明书首先结合附图具体描述根据本发明实施例的测量烟气温度的模拟口腔测温装置。

下面，示例性地说明根据本发明的测量烟气温度的模拟口腔测温装置的具体使用过程。

如图1所示，根据本发明实施例的测量烟气温度的模拟口腔测温装置，包括：口腔模拟部件100、第一连接部件200及第二连接部件300。其中，口腔模拟部件100包括进气口、出气口以及腔体101，进气口和出气口分别与腔体101连通；第一连接部件200两侧贯通，一侧用于与进气口连通，另一侧用于连接吸烟制品。用于连接吸烟制品的一侧形成有可拆卸的圆形夹持孔，夹持孔的直径在7.2-7.8毫米之间，可以适配现有市场主流吸烟制品烟支滤嘴末端的直径，能够稳定地夹持主流吸烟制品，其中，吸烟制品包括但不限于烟支、电子烟、加热不燃烧系统等；第二连接部件300与出气口连通，用于连接吸烟部件以抽吸吸烟制品的烟气。此外，口腔模拟部件100上还设置有与腔体101连接的第一通道102，第一通道102用于安装测温元件以测量腔体内的烟气温度。由此，可以通过在第一通道102中插入测温元件测量腔体101中烟气的温度。测温元件可以是热电偶，热电偶结构简单、测量精度高，可以精确的测量腔体101中烟气的温度。

更具体地，腔体包括第一空腔103和第二空腔104，第一空腔103与第二空腔104通过连接气道相互连接，连接气道的横截面积均小于第一空腔和第二空腔的横截面积。由此，可以模拟人体抽吸加热卷烟时，烟气在口腔内的完整流通过程，以获得加热卷烟的烟气在口腔中不同位置的温度，并且通过在第二连接部件300与吸烟制品之间设置腔体101，可以有效降低烟气在模拟口腔测温装置中的流速，进而降低了烟气的温度变化梯度，可以有效提高烟气温度测试的准确性。

具体来说，如图1、图2和图3所示，口腔模拟部件100包括：下颚模拟件120和上颚模拟件110。其中，下颚模拟件120形成有自表面向内凹陷的第一凹槽121，下颚模拟件120的两侧边缘分别设有第二侧壁122；上颚模拟件110形成有自表面向内凹陷的第二凹槽111，上颚模拟件110的两侧边缘分别设有的第一侧壁112；上颚模拟件110可拆卸地扣合在下颚模拟件120上，以使第一凹槽121和第二凹槽111组合形成腔体101。腔体101通过第一侧壁112与第二侧壁122在腔体101内界定出第一空腔103和第二空腔104，第一空腔103与第二空腔104的连接气道通过第一侧壁112和第二侧壁122中的至少一者界定。在本申请的一个实施例中，第一侧壁形成为上牙列，第二侧壁形成为下牙列，上牙列和下牙列分别形成有牙槽，连接气道宽度范围在3-7毫米。由此，通过模拟真实人体口腔内部的构造，可以准确模拟烟气在人体口腔中的温度变化。此外，在本发明的一个优选实施例中，口腔模拟部件100可以采用透明树脂材料制作。由此，可以方便地观测口腔模拟部件100内部布点和测试情况。同时，下颚模拟件120和上颚模拟件110组合形成的腔体101参考男性和女性成年人口腔最大容积平均值设置，可以根据不同用户群体的需求将腔体容积设置为(117.63±15.31)毫升或(92.08±14.06)毫升。由此，可以真实模拟人体口腔中烟气的温度变化。此外，上颚模拟件110和下颚模拟件120可拆卸地组装，便于开发人员的操作和对口腔模拟部件100内部的清洁。

具体来说，请参考图2和图3，口腔模拟部件100还包括：舌体123、嘴唇，舌体123设置于第一凹槽121底部，形成为圆弧结构，舌体123的圆弧结构有利于烟气沿舌体123流入第二连接部件300，降低第二连接部件300的工作阻力，避免口腔模拟装置腔体101中各部件对烟气的阻力过大，导致第二连接部件300工作不稳定而引起测试误差。嘴唇形成于口腔模拟部件100靠近第一连接部件200的一侧。口腔模拟装置可以模拟人体嘴唇含烟动作时嘴唇的圆弧结构，并在嘴唇后约7毫米处设置模拟第一侧壁112与第二侧壁122上的牙齿突起结构以形成连接气道，上颚模拟件110、舌体123、第一侧壁112与第二侧壁122共同在腔体101内界定出第一空腔103，嘴唇、第一侧壁112与第二侧壁122共同在腔体101内界定出第二空腔104。由此，通过设置互相分隔的第一空腔103与第二空腔104，可以避免烟气之间进入较大的第一空腔103导致测试温度低于实际的烟气温度，有效提高了嘴唇部位烟气出口测量的温度的准确性。同时，第二空腔104呈伞状结构，左右方向的距离较窄，上下方向的距离较长，可以形成有效的扩张负压，降低气流流速，进一步降低嘴唇端的温度梯度，提高了该部位烟气温度的准确性。另一方面，第二空腔104较窄的宽度，有利于缩短烟气到达第一空腔103的距离，避免了烟气温度进入第一空腔103后温度过低，与实际温度不符。此外，烟气通过狭窄的连接气道进入第一空腔103后，气流在第一空腔103下部的第一凹槽121中形成涡流，旋转的气流在第一凹槽121与舌体123间增加了换热的时间，提高了下颚部与舌尖烟气测量的烟气温度的准确性，并且由于旋转涡流的存在，腔体101中的气流发生分离，增加了上下口腔中烟气温度的差异性，与实际情况更相符。

请参考图2和图3，在本申请的一个实施例中，上颚模拟件110的第二凹槽111上形成有皱褶。上颚的波浪型皱褶可以增加烟气的换热面积，提高喉部与上颚烟气温度的差异性，提高了烟气温度测试的客观性。

请参考图1，在本申请的一个实施例中，至少一个第一通道102设置在第一连接部件200上。由此，可以通过在第一通道102中设置热电偶测量吸烟制品初始的烟气温度。此外，多个第一通道102分布在上颚模拟件110和下颚模拟件120上，且通过导气孔与第二空腔104连通。具体来说，口腔模拟部件100根据实际口腔形态分为嘴唇、舌尖、上颚和喉道区域，第二连接部件300设置在喉道区域；在本发明的一个优选实施例中，口腔模拟部件100上的第一通道102有五个，其中三个第一通道102均匀分布在上颚区域，一个第一通道102分布在喉道区域，另一个第一通道102分布在舌尖区域。由此，可以将热电偶设置在第一通道102中测量人体对烟气温度比较敏感且对人体口腔健康影响较大的五个关键测点的温度，以使热电偶可以提供口腔关键位置的数据，真实地反应人体对烟气温度的总体感觉，提高了烟气温度测试评价的全面性、有效性。

请参考图4和图5，在本申请的一个实施例中，上颚模拟件110和所述下颚模拟件120可拆卸地连接。具体来说，口腔模拟部件100还包括：两个固定卡扣400、两组互锁机构410，两组互锁机构410分别设置在上颚模拟件110与下颚模拟件120外侧，上颚模拟件110与下颚模拟件120通过固定卡扣400套设在互锁机构410上进行固定。由此，可以有效提高口腔模拟部件100的密封性。

下面，以加热不燃烧系统为例，示例性地说明本发明的测量烟气温度的模拟口腔测温装置的使用过程。

测试时，首先打开上颚模拟件110与下颚模拟件120，将套有硅胶堵头的热电偶插入第一通道102，调整好热电偶插入深度，并在插入处做好标记。由此，使用热电偶定位堵头固定热电偶，可以减少每次测试时热电偶的重复定位,并减少人为误差,同时硅胶堵头也能够保证口腔结构的密封性。然后，闭合上颚模拟件110与下颚模拟件120，将互锁结构安装到位。完成固定后，将口腔模拟部件100的出气口与第二连接部件300连接，并将被测加热不燃烧系统连接到第一连接部件200。最后，观察各热电偶布点情况，确认无误后启动吸烟部件开始抽吸，并通过数据采集仪记录数据，加热不燃烧系统的加热装置停止加热后完成一次烟气温度的测试。由此，烟气可以由第一连接部件200进入第二空腔104，并通过狭窄的连接气道进入第一空腔103，气流在第一空腔103下部的凹槽结构中形成涡流，旋转的气流在下颚与舌间增加了换热的时间，提高了下颚部与舌尖烟气温度的稳定性。而且由于旋转涡流的存在，上下口腔的气流发生分离，增加了下口腔与上口腔烟气温度的差异性，与实际情况更相符。舌头的圆弧结构，便于旋转气流沿着舌头进入吸烟机，降低吸烟机的工作阻力，避免口腔模拟装置的阻力过大导致吸烟机工作不稳定而引起测试误差。在第一空腔103的上部，上颚的波浪型结构可以增加烟气的换热面积，提高喉部与上颚烟气温度的差异性，改善烟气温度测试的客观性。

在本发明的一个实际操作中，使用本发明的模拟口腔测温装置与原有装置在气温为(23±2)℃的环境条件下通过设置在第一连接部件200上的热电偶测试可用于加热不燃烧系统中的10支某型号烟支滤嘴末端烟气温度(以下数据均在容积为100ml口腔模型上测得)，如图6与图7所示，对每一次抽吸的温度进行检测，可以看出在滤嘴末端测得最高烟气温度均主要集中在抽吸第2口或第3口。然后，记录每支烟最高烟气温度，并计算标准差，如图8与图9所示，采用本发明的模拟口腔测温装置测试得到的标准差小于原有测试方法测得的标准差，本发明的模拟口腔测温装置最高烟气温度数据偏差较小，测试稳定性更高。如图10所示，采用本发明的模拟口腔测温装置测试得到其他特征点温度，如喉部、上颚等部位的温度明显低于滤嘴末端温度。由此，本发明的模拟口腔测温装置与人体口腔的实际情况相符，可以有效提高烟气温度的测试精度。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种测量烟气温度的模拟口腔测温装置，其特征在于，包括：

口腔模拟部件，所述口腔模拟部件包括进气口、出气口以及腔体，所述进气口和出气口与所述腔体连通；

第一连接部件，所述第一连接部件两侧贯通，一侧用于与所述进气口连通，另一侧用于连接吸烟制品；

第二连接部件，所述第二连接部件与所述出气口连通，用于连接吸烟部件以抽吸所述吸烟制品的烟气；

第一通道，所述第一通道与所述腔体连通，用于测量腔体内的温度。

2.根据权利要求1所述的模拟口腔测温装置，其特征在于，所述腔体包括：第一空腔和第二空腔，所述第一空腔与所述第二空腔通过连接气道相互连接，所述连接气道的横截面积均小于所述第一空腔和所述第二空腔的横截面积。

3.根据权利要求1或2所述的模拟口腔测温装置，其特征在于，所述口腔模拟部件包括：

下颚模拟件，所述下颚模拟件形成有自表面向内凹陷的第一凹槽，所述下颚模拟件的两侧边缘分别设有第一侧壁；

上颚模拟件，所述上颚模拟件形成有自表面向内凹陷的第二凹槽，所述上颚模拟件的两侧边缘分别设有第二侧壁；

所述上颚模拟件置于所述下颚模拟件上，以使所述第一凹槽和所述第二凹槽组合形成所述腔体。

4.根据权利要求3所述的模拟口腔测温装置，其特征在于，所述腔体通过所述第一侧壁与所述第二侧壁在所述腔体内界定出第一空腔和第二空腔，所述第一空腔与所述第二空腔的连接气道通过所述第一侧壁和所述第二侧壁中的至少一者界定。

5.根据权利要求3所述的模拟口腔测温装置，其特征在于，所述第一侧壁为上牙列，所述第二侧壁为下牙列，所述上牙列和所述下牙列分别形成有牙槽。

6.根据权利要求3所述的模拟口腔测温装置，其特征在于，所述上颚模拟件的第二凹槽上形成有皱褶。

7.根据权利要求3所述的模拟口腔测温装置，其特征在于，所述口腔模拟部件还包括：

舌体，所述舌体设置于所述第一凹槽底部；

嘴唇，所述嘴唇形成于所述口腔模拟部件靠近所述连接部件的一侧，所述嘴唇、所述第一侧壁与所述第二侧壁共同在所述腔体内界定出第二空腔。

8.根据权利要求1所述的模拟口腔测温装置，其特征在于，所述第一通道至少设置在所述第一连接部件上。

9.根据权利要求1、2、4-8中任一项所述的模拟口腔测温装置，其特征在于，分布在所述上颚模拟件和/或所述上颚模拟件上的所述第一通道与所述腔体的第二空腔连通。

10.根据权利要求9所述的模拟口腔测温装置，其特征在于，所述口腔模拟部件根据实际口腔形态分为嘴唇、舌尖、上颚和喉道区域，所述第二连接件设置在所述喉道区域；

所述第一通道有五个，其中，三个所述第一通道均匀分布在所述上颚区域，一个所述第一通道分布在所述喉道区域，另一个所述第一通道分布在所述舌尖区域。

11.根据权利要求3所述的模拟口腔测温装置，其特征在于，所述上颚模拟件与所述下颚模拟件可拆卸地连接。

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