CN201788132U - 带操作手套和内置电子天平的恒温恒湿测定仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带操作手套和内置电子天平的恒温恒湿测定仪，属于卷烟试验技术领域。本测定仪的恒温恒湿箱的箱体是密封的，箱体前面设置有能开-闭的带有可透视窗的密封门；在密封门上设置有两个空洞，一对伸向箱体内的操作手套的未端与空洞通过密封结构连接；箱体内设置有带网孔的载物台，载物台上设置有内置电子天平。所述的操作手套设置有大中小规格和型号，手套是用橡胶或塑料类不透气材料制成的。所述的箱体内还设置有内置湿度计。所述的箱体内还设置有硫酸溶液抽屉。本实用新型的测定时无须开闭箱体，即可测定样品的水分含量，测定方法操作简便快捷，测定装备运行稳定，获得样品的水分含量数据真实可靠。

Description

带操作手套和内置电子天平的恒温恒湿测定仪

技术领域

本实用新型属于卷烟试验技术领域，具体涉及一种对卷烟保润性能进行测定的恒温恒湿测定仪。

背景技术

现有技术中，卷烟增香保润性能已成为进一步提高中式卷烟内在品质、增强中式卷烟核心竞争力的重要突破口和关键技术，已被国家烟草专卖局确立为烟草行业科技重大专项。各卷烟工业企业对卷烟保润也更加关注与重视，各种与卷烟保润相关的基础研究和应用研究已陆续展开。但是，前期研究发现，在卷烟保润的研究过程中，首先面临的问题是如何准确、便捷地进行保润性能的测试与评价。烟草保润剂的保润性能是指在低湿或高湿的环境，卷烟在防止水分散失或抑制水分吸收的调节能力。评价保润剂保润性能的优劣主要以一定时间内卷烟含水率的变化量来判断。烟草保润性能测试，贯穿整个研究过程，是卷烟保润技术研究的基础，因此建立一套合理的烟草保润性能测试方法尤显重要与迫切。目前关于保润剂在烟草上的保润性能测试方法很多，最常见的是常规烘箱烘干法，即将喷加保润剂的样品放入恒温恒湿箱中，定期取样、烘干，通过含水率变化情况评价保润效果；也有将待测样品放入硫酸干燥器中，并定期取样的；另外还有通过共沸蒸馏法测定烟丝含水率，这些方法普遍存在着测试周期较长，测试方法繁琐，结果不够准确，重现性差等问题。

1.国标：烘干法测定水分，此方法的缺点是操作复杂，破坏样品，工作量大；

2.恒温箱体方法，此方法需打开、关闭箱体进行操作，会扰动箱体的恒温小环境；

3.干燥器法，如2相同，开关箱体会扰动箱体的小环境，且硫酸溶液吸收水分后，浓度会发生改变，湿度也随之改变；

4.恒温箱体和干燥器结合方法，此方法仍需开关箱体，扰动同样存在；

5.恒温恒湿实验室法，此方法投资巨大，由于人员的进出将扰动实验室环境，且控制难度大，运行费用巨大。

以上方法均无法获得样品真实可靠的水分含量。

实用新型内容

针对现有技术的上述不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种带操作手套和内置电子天平的恒温恒湿测定仪，能获得样品真实可靠的水分含量，为进一步提高中式卷烟内在品质、增强中式卷烟核心竞争力创造了基础条件。

本实用新型的技术方案是：带操作手套和内置电子天平的恒温恒湿测定仪含有恒温恒湿箱及其控制系统，所述的恒温恒湿箱的箱体是密封的，箱体前面设置有能开-闭的带有可透视窗的密封门；在密封门上设置有两个空洞，一对伸向箱体内的操作手套的未端与空洞通过密封结构连接；箱体内设置有带网孔的载物台，载物台上设置有内置电子天平。所述的操作手套设置有大中小规格和型号，手套是用橡胶或塑料类不透气材料制成的。所述的箱体内还设置有内置湿度计。所述的箱体内还设置有硫酸溶液抽屉。

本实用新型的有益效果是，本实用新型测定时无须开闭箱体(箱体内的温湿度可保持恒定)即可测定样品的水分含量，测定方法操作简便快捷，测定装备运行稳定，获得样品的水分含量数据真实可靠。

附图说明

附图1是本实用新型的恒温恒湿测定仪结构示意图；

附图2是本实用新型测定仪空运转时的相对湿度(RH)散点图；

附图3是普通恒温恒湿箱空运转时的相对湿度(RH)散点图；

附图4是本实用新型测定仪在外界湿度75±5％时相对温度散点图；

附图5是普通恒温恒湿箱在外界湿度75±5％时相对温度散点图；

附图6是本实用新型测定仪在外界湿度35±5％时相对温度散点图；

附图7是普通恒温恒湿箱在外界湿度35±5％时相对温度散点图；

附图8是普通恒温恒湿箱测定卷烟保润性能多次重复结果图；

附图9是本实用新型测定仪测定卷烟保润性能多次重复结果图。

附图中标记分述如下：1-带有可透视窗的密封门；2-密封结构；3-操作手套；4-硫酸溶液抽屉；5-内置电子天平；6-内置湿度计；7-载物台；8-温湿度控制显示器；9-箱体；10-空洞。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式及有关技术问题作进一步详细的描述。本申请人对本测定仪的各项性能进行了测试，并和普通的恒温恒湿箱做了对比性实验，结果表明普通恒温恒湿箱空运转时湿度波动范围是-4.1％～+4.4％，本实用新型的带操作手套和内置电子天平的恒温恒湿测定仪空运转时湿度波动范围是-1.7％～+1.8％；普通恒温恒湿箱的开闭门操作加大了箱体湿度波动，并且外界湿度高于箱体设定值时，箱体湿度上偏移，外界湿度低于相抵设定值时，箱体湿度下偏移。采用F检验显示普通恒温恒湿箱和本实用新型的带操作手套和内置电子天平的恒温恒湿测定仪的测试结果存在显著性差异，普通恒温恒湿箱的变异系数是1.01％，本实用新型的带操作手套和内置电子天平的恒温恒湿测定仪的变异系数是0.39％。因此本实用新型的带操作手套和内置电子天平的恒温恒湿测定仪的测试精密度高，采用本实用新型的方法及采用带操作手套和内置电子天平的恒温恒湿测定仪进行保润性能测试更科学可靠。

下面就本设备和测试方法作进一步的说明。

1、本实用新型的带操作手套和内置电子天平的恒温恒湿测定仪空运转时相对湿度波动对比测试

将HygroPalm-AW1相对湿度仪探头置于温度22℃，相对湿度60％的普通恒温恒湿箱和本实用新型的带操作手套和内置电子天平的恒温恒湿测定仪空运转时的相对湿度波动。每12h记录一次相对湿度读数，连续记录168h。上述测试恒温恒湿箱空运转时箱体内相对湿度波动，进行了6次重复试验。

普通恒温恒湿箱空运转时每12h测量一次箱体的相对湿度，连续测量168h，结果见图2、图3。图中散点表示的是6次重复测试中的湿度值，直线表示的是设定的60％箱体相对湿度。从图3中可以看出，普通恒温恒湿箱控制的环境湿度并不是定值，而是围绕在设定值一定范围内上下波动。设定相对湿度为60％时，试验测得普通恒温恒湿箱的相对湿度波动范围是-4.1％～+4.4％，图2表明本实用新型的带操作手套和内置电子天平的恒温恒湿测定仪的相对湿度波动范围是-1.7％～+1.8％。普通恒温恒湿箱的相对湿度波动幅度约为本实用新型的带操作手套和内置电子天平的恒温恒湿测定仪的2倍。环境湿度是影响试验样品水分变化的主要因素，湿度偏离设定值越大，则获得的测试结果越偏离真值，本实用新型的带操作手套和内置电子天平的恒温恒湿测定仪的湿度波动幅度较小，测试结果较普通恒温恒湿箱准确度高。

2、外界温湿度对本实用新型的带操作手套和内置电子天平的恒温恒湿测定仪和普通式恒温恒湿箱运转时的影响

普通恒温恒湿箱在试验运转中需要开闭箱门，不同的实验室的温湿度对箱体内的温湿度的影响不同，为了研究外界环境对试验中箱体相对湿度的影响，本试验选择在两种外界环境下进行测试①外界环境温度22±1℃，湿度75±5％②外界环境温度22±1℃，湿度35±5％，本实验室的温度可由空调控制在22℃，湿度选择在特定的阴雨天和干燥天气自然条件下进行。

结果见图4、图5，表示试验运转中恒温恒湿箱的相对湿度波动。图5、7中散点表示的是普通恒温恒湿箱箱体内的相对湿度，图4、6中散点表示的是本实用新型的带操作手套和内置电子天平的恒温恒湿测定仪箱体内的相对湿度，直线表示的是设定的60％箱体内相对湿度。

对比图4-图7发现，外界环境改变，本实用新型的带操作手套和内置电子天平的恒温恒湿测定仪的相对湿度波动趋势基本不变，波动范围分别是-1.4％～+1.8％和-1.4％～+1.9％。这是因为本实用新型的带操作手套和内置电子天平的恒温恒湿测定仪在试验中不需要开闭箱门，避免了外界环境的扰动。普通恒温恒湿箱在试验中需要开闭箱门，不同的外界环境对箱体湿度的影响不同。当外界湿度高于箱体湿度时，箱体的实测湿度大部分处于设定值的上方，湿度向上偏移，当外界湿度低于箱体湿度时，箱体实测湿度大部分处于设定值下方，湿度向下偏移。试验中普通恒温恒湿箱的波动范围分别是-4.1％～+5.2％和-4.7％～+4.1％，波动幅度较空运转时增大。这是由于每开一次箱门都导致箱体内外空气交换，造成箱体内湿度的急剧升高或降低，当恒温恒湿箱的控制系统检测到湿度的变化后就会启动除湿或加湿程序，对箱体内的湿度进行调节。在经过反复的振荡调节后，箱体内的湿度才能达到平稳状态。因此，本实用新型的带操作手套和内置电子天平的恒温恒湿测定仪的试验环境更稳定，测试方法更可靠。

3、保润性能测试方法对比及显著性检验

普通恒温恒湿箱测试方法：将HygroPalm-AW1相对湿度仪探头置于恒温恒湿箱中的特定位置，设定恒温恒湿箱的温度22℃，相对湿度60％，待相对湿度读数达到稳定状态后，分别精确称取30g蒸馏水3份(平行样)于预先经烘干称重的样品盒内，将其移入普通恒温恒湿箱内的相对湿度仪附近，每隔1h取出称重一次，开箱门时间控制在30s内，连续12h，测试蒸馏水的水分随时间变化情况。开箱门测试样品前记录相对湿度仪读数，测量箱体在试验运转中的相对湿度波动，按下式计算样品的保水率。

$w(\%)=\frac{100(G_n-G_0)}{G-G_0}---(3-1)$

式中：W-保水率，％；

G-蒸馏水和样品盒的质量，g

G₀-样品盒质量，g

Gn-n小时蒸馏水和样品盒质量，g

本实用新型的带操作手套和内置电子天平的恒温恒湿测定仪测试方法：将电子天平置于温度22℃、相对湿度60％的手套式恒温恒湿箱内，按本实用新型设定的实验步骤进行试验，在称重样品时通过手套孔在箱体内完成，试验过程中不开箱门。同时测试恒温恒湿箱的相对湿度波动。

以上测试结果见图8，图9，从单次试验曲线可以看出，随着时间的延长，蒸馏水保水率逐渐减低，普通恒温恒湿箱测得的保水率曲线有明显的拐点，这一点和文献报道的烟丝失水曲线一致，说明样品水分散失出现了较大幅度的波动。本实用新型的带操作手套和内置电子天平的恒温恒湿测定仪测得的保水率曲线较为平滑，说明了蒸馏水的失水过程很平稳。由此可见，环境湿度的波动对样品失水趋势会产生影响。从6重复试验曲线可以看出，普通恒温恒湿箱的测得的各曲线点较离散，手套式恒温恒湿箱测得的各曲线点较集中，说明了后者的试验重复性好。

显著性检验：精密度是指在相同条件下n次重复测定结果彼此相符合的程度，精密度的大小反应了测试的可重复性，对终点12h时的保水率数据采用了F检验判断普通恒温恒湿箱和手套式恒温恒湿箱的测试结果的精密度。结果见表1

表1 各重复试验12h的保水率数据表

表中： $\stackrel{\‾}{W}=\frac{1}{n}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{W}_i$ $S=\sqrt{\frac{1}{n-1}\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(W_i-\stackrel{\‾}{W})}^2}$ $C.V=\frac{S}{\stackrel{\‾}{W}}\×100\%$

F检验：

①假设H₀：σ₁ ²＝σ₂ ²

②计算统计量

③给定显著性水平α＝0.05，查表F_0.95(5，5)＝5.05

④统计推断

因为F＝6.48＞5.05＝F_0.95(5，5)，所以两种方法的总体方差是不一致的，也就是说两种方法有显著性差异。从表1和以上数理统计分析可知，普通恒温恒湿箱和手套式恒温恒湿箱测试的精密度不一致，普通恒温恒湿箱的变异系数是1.01％，本实用新型测定仪的变异系数是0.39％，本实用新型测定仪的精密度明显高于前者。

Claims (4)

1.一种带操作手套和内置电子天平的恒温恒湿测定仪，含有恒温恒湿箱及其控制系统，其特征在于：所述的恒温恒湿箱的箱体(9)是密封的，箱体(9)前面设置有能开-闭的带有可透视窗的密封门(1)；在密封门(1)上设置有两个空洞(10)，一对伸向箱体内的操作手套(3)的未端与空洞(10)通过密封结构(2)连接；箱体(9)内设置有带网孔的载物台(7)，载物台(7)上设置有内置电子天平(5)。

2.根据权利要求1所述的带操作手套和内置电子天平的恒温恒湿测定仪，其特征在于：所述的操作手套(3)设置有大中小各种规格和型号，手套是用橡胶或塑料类不透气材料制成的。

3.根据权利要求1所述的带操作手套和内置电子天平的恒温恒湿测定仪，其特征在于：所述的箱体(9)内还设置有内置湿度计(6)。

4.根据权利要求1所述的带操作手套和内置电子天平的恒温恒湿测定仪，其特征在于：所述的箱体(9)内还设置有硫酸溶液抽屉(4)。

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