CN114098173A - 一种电子烟雾化芯的热学性能分析装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子烟雾化芯的热学性能分析装置及方法，其包括气流通道和雾化芯，所述气流通道包括具有中空结构的第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分都竖直设置，所述第一部分上设置气流出口和注油口，所述第二部分的底部设置气流入口，且所述第一部分的下端与所述第二部分的上端可拆卸密封连接，所述第一部分与所述第二部分的连接处相隔一定距离设置两个安装孔，两个安装孔内分别可拆卸密封安装固定管；所述雾化芯的第一电极连接端和第二电极连接端分别插入固定在一所述固定管内，且所述雾化芯竖直设置在所述气流通道内，使所述雾化芯的进油槽朝向所述注油口设置，所述雾化芯的加热面朝向所述第二部分底部的气流入口。

Description

一种电子烟雾化芯的热学性能分析装置及方法

技术领域

本发明涉及电子烟产品测试装置，特别是一种电子烟雾化芯的热学性能分析装置及方法。

背景技术

雾化芯是电子烟的核心部件，雾化芯的理化性质很大程度上决定了用户抽吸口感的好坏。在针对雾化芯的研究过程中，研究工作条件下雾化芯的壁面温度，尤其是研究在抽吸气流中雾化芯温度变化规律，是分析及优化雾化芯的重要环节。目前，针对静态加热条件下的雾化芯热学性能分析，主要采用红外拍摄及热电偶采集的方法，而针对抽吸气流条件下的雾化芯热力学性能分析，并未有简便快捷的测试设备及方式。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不能对抽吸气流条件下的雾化芯进行热力学性能分析的不足，提供一种便于测量有抽吸气流条件下雾化芯热学性能的电子烟雾化芯的热学性能分析装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电子烟雾化芯的热学性能分析装置，包括气流通道和雾化芯，其中：

所述气流通道采用透明材料制成；

所述气流通道包括具有中空结构的第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分都竖直设置，所述第一部分上设置气流出口和注油口，所述第二部分的底部设置气流入口，且所述第一部分的下端与所述第二部分的上端可拆卸密封连接，所述第一部分与所述第二部分的连接处相隔一定距离设置两个安装孔，两个安装孔内分别可拆卸密封安装固定管；

所述雾化芯的第一电极连接端和第二电极连接端分别插入固定在两个固定管内，且所述雾化芯竖直设置在所述气流通道内，使所述雾化芯的进油槽朝向所述注油口设置，所述雾化芯的加热面朝向所述第二部分底部的气流入口。

本发明考虑到气流的稳定、雾化芯供电及设备安装的便利性，建立了一个气流通道，以便于测量有抽吸气流条件下雾化芯的热学性能。气流通道分为第一部分和第二部分，第一部分和第二部分的结合位置设置两个方便雾化芯安装的安装孔，且两个安装孔方便雾化芯的第一电极连接端和第二电极连接端引出，还方便了对雾化芯的供电。另外，本发明将雾化芯竖直向下的第一电极连接端和第二电极连接端调整至两侧实现侧翼供电有助于暴露出雾化芯的底部加热面以便红外拍摄，同时雾化芯竖直设置，其两侧面的气流通道同样朝外设置，气流通道采用透明材料制成，从而便于红外拍摄雾化芯两侧面的受热情况。

一具体实施例中，所述电子烟雾化芯的热学性能分析装置还包括结合块，所述结合块为中空结构，且所述结合块的内径与所述第一部分、第二部分的外径相等，所述第一部分的下端贴合固定在所述结合块的上部，所述第二部分的上端贴合固定在所述结合块的下部。

一具体实施例中，所述电子烟雾化芯的热学性能分析装置还包括结合块，所述结合块套设在所述第一部分和第二部分的连接处，且所述结合块上相对两个安装孔分别设置用于卡设固定所述固定管的卡槽，所述结合块上相对所述雾化芯的两侧面分别设置方便对雾化芯侧面进行红外拍摄的采样窗。

所述固定管分别包括一非嵌合端和一嵌合端，所述嵌合端的大小形状与所述卡槽的大小形状匹配，以通过所述卡槽将所述固定管固定。

所述第一部分为L状管体，所述注油口设置在所述第一部分的竖直段上。

所述第一部分的底部设置两个第一半孔，所述第二部分的顶部对应所述两个第一半孔设置第二半孔，第一半孔与第二半孔组合构成所述安装孔。这样，可将两个固定管直接卡入第二部分的第二半孔中，直接拼合第一部分就可实现所述固定管的固定。

优选地，所述第一安装孔和所述第二安装孔对称设置，使经过雾化芯两侧面的气流均匀稳定，获得的实验数据更为准确及可靠。

所述气流通道采用锗、硒化锌、熔融石英、高硼硅玻璃或其他耐热高透明材料制成，以方便对雾化芯的受热情况进行红外拍摄。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种利用所述电子烟雾化芯的热学性能分析装置进行雾化芯热学性能分析的方法，其包括下列步骤：

1）、将雾化芯竖直向下的第一电极连接端和第二电极连接端调整至两侧，并分别插入两个固定管的非嵌合端；

2）、将两个固定管的非嵌合端分别嵌入第二部分顶部的两个第二半孔内，同时将第二部分的上端套入结合块的下部，两个固定管的嵌合端分别嵌合在结合块的卡槽内固定；

3）、外部供电导线从两个固定管的嵌合端引入并与雾化芯的第一电极连接端和第二电极连接端相连接；

4）、将气流通道的第一部分下端插入结合块的上部，并使第一部分的下端与第二部分的上端相互拼合对齐，第一部分底部的第一半孔与第二部分顶部的第二半孔对齐而进一步将所述固定管固定；

5）、控制第一部分的气流出口端为负压区，用于实验中模拟为雾化器的抽吸端；第二部分底部的气流入口端为自由边界，用于实验中模拟为雾化器的气流入口；从第一部分的注油口处加入烟油，烟油流入雾化芯的进油槽并渗入进雾化芯中，此时给雾化芯的第一电极连接端和第二电极连接端的外部供电导线通电加热，注入的烟油受热雾化成烟雾，烟雾扩散于气流通道内，同时从第二部分的气流入口处通入气体，气体携带烟雾从第一部分的气流出口处流出，模拟人抽吸电子烟过程中雾化芯加热雾化烟油的工作过程；在此过程中，将一个红外热成像摄像机镜头从第二部分的气流入口处正对测试中的雾化芯加热面进行红外拍摄，结合块的两个采样窗中分别设置红外热成像摄像机镜头，并分别正对着测试中的雾化芯一侧面进行拍摄，从而实现对雾化芯工作过程中加热面及两侧面温度分布情况的实时观测和记录。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明电子烟雾化芯热学性能分析装置结构简单，操作便易，可以帮助实验人员实现对有抽吸气流条件下的雾化芯的热学性能分析，为雾化芯的研究及改进提供支持。

2、本发明将雾化芯竖直向下的第一电极连接端和第二电极连接端调整至两侧，使雾化芯的加热面朝向气流入口，且结合块两侧均设置采样窗，因而可通过气流入口及两个采样窗分别对雾化芯的加热面及两侧面进行红外热成像摄影，有效获取雾化芯各表面的温度数据，为研究人员的热成像摄影提供便利。

3、本发明雾化芯通过对称设计的两个安装孔安装在气流通道的中部，可使得气流均匀经过雾化芯的两侧，因而获得的实验数据更为准确可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明电子烟雾化芯的热学性能分析装置的立体结构图。

图2为图1的零部件分解图。

图3为气流通道的立体结构图。

图4为结合块的立体结构图。

图5为两对称设置的固定管的立体结构图。

图6为雾化芯的立体结构图。

图中：

1、气流通道；2、结合块；3、雾化芯；4、固定管；5、第一部分；6、第二部分；7、安装孔；8、卡槽；9、采样窗；31、进油槽；32、加热面；33、第一电极连接端或第二电极连接端；41、非嵌合端；42、嵌合端；51、气流出口；52、注油口；53、第一半孔；61、气流入口；62、第二半孔。

具体实施方式

以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

为了便于描述，各部件的相对位置关系，如：上、下、左、右等的描述均是根据说明书附图的布图方向来进行描述的，并不对本专利的结构起限定作用。

如图1－图6所示，本发明电子烟雾化芯的热学性能分析装置一实施例包括气流通道1和雾化芯3，其中：

所述气流通道1采用锗、硒化锌、熔融石英、高硼硅玻璃或其他耐热高透明材料制成；

所述气流通道1包括具有中空结构的第一部分5和第二部分6，所述第一部分5和所述第二部分6都竖直设置，且所述第一部分5是一个L型的直角型管道，其上端设置为气流出口51，下端与第二部分6的上端连接，第一部分5的竖直管道上开有注油口52，通过注油口52可为雾化芯3添加烟油；所述第二部分6是直管道，其上端与第一部分5的下端连接，下端设置气流入口61；所述第一部分5的下端与所述第二部分6的上端在连接处的形状相互匹配，且所述第一部分5的下端与所述第二部分6的上端贴合密封连接；所述第一部分5的底部对称设置两个第一半孔53，所述第二部分6的顶部对应所述两个第一半孔53设置第二半孔62，第一部分5的下端与第二部分6的上端贴合密封后，两个第一半孔53与两个第二半孔62组合构成两个安装孔7，两个安装孔7内分别固定安装固定管4；

所述雾化芯3的第一电极连接端和第二电极连接端分别插入固定在一固定管4内，且所述雾化芯3竖直设置在所述气流通道1内，使所述雾化芯3的进油槽31朝向所述注油口52设置，所述雾化芯3的加热面32朝向所述第二部分6底部的气流入口61。

所述第一部分5的下端与所述第二部分6的上端的连接处外侧套设结合块2。所述结合块2为中空结构，且所述结合块2的内围尺寸与所述第一部分5、第二部分6的外围尺寸相匹配，所述第一部分5的下端贴合固定在所述结合块2的上部，所述第二部分6的上端贴合固定在所述结合块2的下部。所述结合块2上相对两个安装孔7分别设置用于卡设固定所述固定管的卡槽8，所述结合块2上相对所述雾化芯3的两侧面分别设置方便对雾化芯侧面进行红外拍摄的采样窗9，且所述卡槽8与所述采样窗9错开设置。

所述固定管4包括一非嵌合端41和一嵌合端42，所述嵌合端42的大小形状与所述卡槽8的大小形状匹配，以通过所述卡槽8将所述固定管4嵌合固定。本实施例中，所述固定管4为圆柱体，所述嵌合端42通过削去圆柱体的一部分而形成，且固定管4的非嵌合端41用于插入雾化芯3的第一电极连接端或第二电极连接端，固定管4的嵌合端42用于置入为雾化芯3提供能量的外部供电导线。

本实施例中，气流通道1的内部尺寸不应该视为本专利的限制条件，气流通道1的内部尺寸由待测试的雾化芯3的形状和尺寸大小决定，比如，可以是图示的边缘为直角的方形，也可以是边缘有倒角的方形，也可以是圆柱形风道等。结合块2的采样窗9和卡槽8的形状结构不应视为本专利的限制条件，可以是图示的矩形窗口形状，也可以是其他形状。结合块2的材料可以是塑料，也可以是橡胶。固定管4的材料可以是玻璃，也可以是金属材料。

本发明用于电子烟雾化芯的热学性能分析时包括下列步骤：

1）、将雾化芯3竖直向下的第一电极连接端和第二电极连接端调整至两侧，并将第一、二电极连接端分别插入一固定管4的非嵌合端41；

2）、将两固定管4的非嵌合端41分别嵌入第二部分6顶部的两个第二半孔62内，同时将第二部分6的上端套入结合块2的下部，两个固定管4的嵌合端42分别嵌合在结合块2的卡槽8内实现固定；

3）、外部供电导线从两个固定管4的嵌合端42引入并与雾化芯3的第一电极连接端和第二电极连接端相连接；

4）、将气流通道1的第一部分5的下端插入结合块2的上部，并使第一部分5与第二部分6相互拼合对齐密封，第一部分5底部的第一半孔53与第二部分6顶部的第二半孔62对齐以将两个固定管4进一步固定；

5）、控制第一部分5的气流出口端为负压区，用于实验中模拟为雾化器的抽吸端；第二部分6底部的气流入口端为自由边界，用于实验中模拟为雾化器的气流入口；从第一部分5的注油口52处加入烟油，烟油流入雾化芯3的进油槽31并渗入进雾化芯3中，此时给雾化芯3的第一电极连接端和第二电极连接端的外部供电导线通电加热，注入的烟油就会受热雾化成烟雾，烟雾扩散于气流通道1内，同时从第二部分6的气流入口处通入气体，气体携带烟雾从第一部分5的气流出口处流出，模拟人抽吸电子烟过程中雾化芯加热雾化烟油的工作过程；在此过程中，将一个红外热成像摄像机镜头从第二部分6的气流入口处正对测试中的雾化芯3的加热面32进行红外拍摄，结合块2的两个采样窗9中分别设置红外热成像摄像机镜头，并分别正对着测试中的雾化芯3一侧面进行拍摄，从而实现对雾化芯3工作过程中加热面32及两侧面温度分布情况的实时观测和记录，就可通过这些实时观测的数据对雾化芯3在抽吸气流状态下的热学性能进行分析。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (9)

1.一种电子烟雾化芯的热学性能分析装置，包括气流通道（1）和雾化芯（3），其特征在于；

所述气流通道采用透明材料制成；

所述气流通道包括具有中空结构的第一部分（5）和第二部分（6），所述第一部分和所述第二部分都竖直设置，所述第一部分上设置气流出口（51）和注油口（52），所述第二部分的底部设置气流入口（61），且所述第一部分的下端与所述第二部分的上端可拆卸密封连接，所述第一部分与所述第二部分的连接处相隔一定距离设置两个安装孔（7），两个安装孔内分别可拆卸密封安装固定管（4）；

所述雾化芯的第一电极连接端和第二电极连接端分别插入固定在一所述固定管内，且所述雾化芯竖直设置在所述气流通道内，使所述雾化芯的进油槽（31）朝向所述注油口设置，所述雾化芯的加热面（32）朝向所述第二部分底部的气流入口。

2.根据权利要求1所述的一种电子烟雾化芯的热学性能分析装置，其特征在于还包括结合块，所述结合块为中空结构，且所述结合块的内径与所述第一部分、第二部分的外径相等，所述第一部分的下端贴合固定在所述结合块的上部，所述第二部分的上端贴合固定在所述结合块的下部。

3.根据权利要求1所述的一种电子烟雾化芯的热学性能分析装置，其特征在于还包括结合块，所述结合块套设在所述第一部分和第二部分的连接处，且所述结合块上相对所述安装孔设置用于卡设固定所述固定管的卡槽（8），所述结合块上相对所述雾化芯的两侧面分别设置采样窗（10）。

4.根据权利要求3所述的一种电子烟雾化芯的热学性能分析装置，其特征在于，所述固定管包括一非嵌合端（41）和一嵌合端（42），所述嵌合端的大小形状与所述卡槽的大小形状匹配。

5.根据权利要求1所述的一种电子烟雾化芯的热学性能分析装置，其特征在于，所述第一部分为L状管体，所述注油口设置在所述第一部分的竖直段上。

6.根据权利要求1所述的一种电子烟雾化芯的热学性能分析装置，其特征在于，所述第一部分的底部设置两个第一半孔，所述第二部分的顶部对应所述两个第一半孔设置第二半孔，第一半孔与第二半孔组合构成所述安装孔。

7.根据权利要求1所述的一种电子烟雾化芯的热学性能分析装置，其特征在于，两个所述安装孔对称设置。

8.根据权利要求1所述的一种电子烟雾化芯的热学性能分析装置，其特征在于，所述气流通道采用锗、硒化锌、熔融石英或高硼硅玻璃制成。

9.一种利用权利要求1－8中任一项所述电子烟雾化芯的热学性能分析装置进行雾化芯热学性能分析的方法，其特征在于包括下列步骤：

1）、将雾化芯竖直向下的第一电极连接端和第二电极连接端调整至两侧，并分别插入两个固定管的非嵌合端；

2）、将两个固定管的非嵌合端分别嵌入第二部分顶部的两个第二半孔内，同时将第二部分的上端套入结合块的下部，两个固定管的嵌合端分别嵌合在结合块的卡槽内固定；

3）、外部供电导线从两个固定管的嵌合端引入并与雾化芯的第一电极连接端和第二电极连接端相连接；

4）、将气流通道的第一部分下端插入结合块的上部，并使第一部分的下端与第二部分的上端相互拼合对齐，第一部分底部的第一半孔与第二部分顶部的第二半孔对齐而进一步将所述固定管固定；

5）、控制第一部分的气流出口端为负压区，用于实验中模拟为雾化器的抽吸端；第二部分底部的气流入口端为自由边界，用于实验中模拟为雾化器的气流入口；从第一部分的注油口处加入烟油，烟油流入雾化芯的进油槽并渗入进雾化芯中，此时给雾化芯的第一电极连接端和第二电极连接端的外部供电导线通电加热，注入的烟油受热雾化成烟雾，烟雾扩散于气流通道内，同时从第二部分的气流入口处通入气体，气体携带烟雾从第一部分的气流出口处流出，模拟人抽吸电子烟过程中雾化芯加热雾化烟油的工作过程；在此过程中，将一个红外热成像摄像机镜头从第二部分的气流入口处正对测试中的雾化芯加热面进行红外拍摄，结合块的两个采样窗中分别设置红外热成像摄像机镜头，并分别正对着测试中的雾化芯一侧面进行拍摄，从而实现对雾化芯工作过程中加热面及两侧面温度分布情况的实时观测和记录。

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