CN203758946U - 一种可同时测定卷烟燃烧热和燃烧速率的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可同时测定卷烟燃烧热和燃烧速率的装置，其包括：电子分析天平、罩在所述电子分析天平的秤盘上的鱼尾罩，所述秤盘上设有卷烟夹持器；所述鱼尾罩的上端口部通过烟气管路与氧气分析仪连通，并在所述鱼尾罩至氧气分析仪的烟气管路上依次设有烟气过滤器和真空泵；所述电子分析天平内置RS232C接口并连接计算机，所述氧气分析仪同样与计算机通过数据线连接。本实用新型装置结构合理，操作简便，可以同时测试出卷烟燃烧时的质量变化以及烟气中氧气浓度的变化，并依据所测数据和氧消耗原理准确计算出卷烟燃烧时的热释放特性和质量损失速率，丰富和完善了卷烟燃烧特性的评价体系。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种可同时测定卷烟燃烧热和燃烧速率的装置，属于卷烟燃烧特性测量技术领域。
背景技术：
卷烟燃烧热和卷烟燃烧速率是卷烟燃烧特性的两个重要参数，两者间相互影响相互依赖，都与卷烟感官质量、烟气中香味成分形成和有害物质释放以及卷烟引燃特性等密不可分，因此，其测量技术的开发是烟草科研工作者致力的方向。当前，专利CN103487462A和CN103487549A公开了一种基于氧消耗原理的卷烟阴燃倾向的测试装置和方法。通过对卷烟燃烧期间烟气的捕集以及氧气含量的分析，计算出卷烟燃烧消耗的氧气的质量（Δm氧 气），再依据物质燃烧时每消耗单位质量的氧所产生的热量都接近于13.1kJ/g这一平均值（偏差为5%），从而得到卷烟燃烧热（13.1×Δm氧气），用于评价卷烟的引燃倾向。另一方面，有关卷烟燃烧速率的测试装置及方法也已经有几种报道，比较准确的是CN103424331A所公开的利用电子天平测量卷烟燃烧时的质量损失速率。但是，以上装置和方法是分别测量卷烟燃烧热和燃烧速率，无法同时测量这两个参数，在实际操作时显得费时费力，而且在准确建立卷烟燃烧热和燃烧速率之间的关系上存在一定的困难。
发明内容：
为克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种可同时测定卷烟燃烧热和燃烧速率的装置，该装置可跟踪卷烟燃烧时质量的变化，同时可对烟气进行捕集分析，并依据所测得相关数据计算出卷烟燃烧热和卷烟燃烧质量损失速率。
本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：
一种可同时测定卷烟燃烧热和燃烧速率的装置，其包括：
电子分析天平、罩在所述电子分析天平的秤盘上的鱼尾罩，所述秤盘上设有卷烟夹持器；
所述鱼尾罩的上端口部通过烟气管路与氧气分析仪连通，并在所述鱼尾罩至氧气分析仪的烟气管路上依次设有烟气过滤器和真空泵；
所述电子分析天平内置RS232C接口并连接计算机，所述氧气分析仪同样与计算机通过数据线连接。
所述电子分析天平的精度至少为0.001g，电子分析天平的秤盘由卷烟夹持器、烟灰槽和防尘罩组成。
所述鱼尾罩的下端口部完全罩住夹有卷烟的秤盘，而且鱼尾罩下口部和电子分析天平之间的间距不影响空气的供给。
所述烟气过滤器用以除去烟气中的粒相物及水分。
所述氧气分析仪为顺磁性，测试范围在0～25%。
所述真空泵抽气的体积流量在0.5～2l·min-1之间。
所述电子分析天平的秤盘经过改进后可以夹持卷烟和承载烟灰；所述鱼尾罩参考CORESTA标准制造，具有捕集卷烟烟气的作用，试验时，直接将燃烧烟支罩于其内，特别的，为保证烟气被完全收集，鱼尾罩和电子天平的上平台之间应尽量接近，但不能影响空气的充分供给；所述烟气过滤器与鱼尾罩的出气端相连，具有过滤和干燥的功能，用以除去烟气中的粒相物以及水分，避免对氧气分析仪的不良影响；所述氧气分析仪为顺磁性，测试范围至少在0～25%，其直接连接于烟气过滤器之后，用于分析烟气中氧气的浓度和温度；所述真空泵用于以一定的体积流量抽取烟气流经氧气分析仪，优选的，体积流量在0.5～2l·min-1之间；所述计算机分别与氧气分析仪和电子分析天平的数据输出端相连，用于记录处理测试数据。
根据氧消耗原理，计算卷烟燃烧热（Q）：
Δm氧气为卷烟静燃消耗的氧气的质量，单位为克（g）；
P0为环境气压，单位为帕（Pa）；
Tt为测试过程中，氧气分析仪实时记录的烟气的温度，单位为开尔文（K）；
M氧为氧气的分子量；
R为理想气体常数；
tn为从测试开始到结束的总时间，单位为秒（s）；
Vt为流经氧气分析仪的侧流烟气的总流量；
为氧气分析仪记录的初始氧气体积浓度；
为测试过程中，氧气分析仪实时记录的侧流烟气中氧气的体积浓度；
根据卷烟质量随时间的变化曲线，计算卷烟燃烧速率为（v）：
为测试过程中，分析天平实时记录的卷烟的质量。
与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：
本实用新型装置结构合理，操作简便，可以同时测试出卷烟燃烧时的质量变化以及烟气中氧气浓度的变化，并依据所测数据和氧消耗原理准确计算出卷烟燃烧时的热释放特性和质量损失速率，丰富和完善了卷烟燃烧特性的评价体系。
附图说明：
图1为本实用新型测量装置结构示意图。
图2A-2C为本实用新型测量装置的秤盘的三视图。
图1中序号：1为电子分析天平，2为鱼尾罩，3为烟气过滤器，4为真空泵，5为氧气分析仪，6为计算机，11为秤盘，110为卷烟夹持器，111为烟灰槽，112为防尘罩。
以下通过具体实施方式，并结合附图对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式：
实施例：本实施例的可同时测定卷烟燃烧热和燃烧速率的装置，其包括：
电子分析天平1、罩在所述电子分析天平的秤盘11上的鱼尾罩2，所述秤盘上设有卷烟夹持器110；
所述鱼尾罩的上端口部通过烟气管路与氧气分析仪5连通，并在所述鱼尾罩至氧气分析仪的烟气管路上依次设有烟气过滤器3和真空泵4；
所述电子分析天平内置RS232C接口并连接计算机6，所述氧气分析仪同样与计算机6通过数据线连接。，所述电子分析天平的精度至少为0.001g，电子分析天平的秤盘由卷烟夹持器110、烟灰槽111和防尘罩112组成。所述鱼尾罩的下端口部完全罩住夹有卷烟的秤盘，而且鱼尾罩下口部和电子分析天平之间的间距不影响空气的供给。所述烟气过滤器3用以除去烟气中的粒相物及水分。所述氧气分析仪5为顺磁性，测试范围在0～25%。所述真空泵4抽气的体积流量在0.5～2l·min-1之间。
测试时，具体操作步骤如下：
按照GB/T16447-2004《烟草及烟草制品调节和测试的大气环境》对烟草样品预处理，然后根据重量及吸阻选出合适的烟支，并记录所选每一支烟的质量与吸阻，选择质量和吸阻相差较小的烟支进行试验；
设置仪器参数，按照标准方法点燃卷烟，并将其快速固定在卷烟夹持器上，同时迅速罩上鱼尾罩；
对卷烟烟气进行捕集分析，对卷烟燃烧过程中质量进行测量，并将数据输送到计算机；在卷烟燃烧过程中，真空泵一直处于开启状态，卷烟燃烧完毕后，仍持续开启一段时间，以保证烟气被充分捕集；
根据测试的数据，计算卷烟燃烧热释放Q和燃烧速率v：
重复若干支卷烟，并对测试结果取平均值，以确保结果的准确性。
Claims (6)
1.一种可同时测定卷烟燃烧热和燃烧速率的装置，其特征在于包括：
电子分析天平（1）、罩在所述电子分析天平的秤盘（11）上的鱼尾罩（2），所述秤盘上设有卷烟夹持器（110）；
所述鱼尾罩的上端口部通过烟气管路与氧气分析仪（5）连通，并在所述鱼尾罩至氧气分析仪的烟气管路上依次设有烟气过滤器（3）和真空泵（4）；
所述电子分析天平内置RS232C接口并连接计算机（6），所述氧气分析仪同样与计算机（6）通过数据线连接。
2.根据权利要求1所述的一种可同时测定卷烟燃烧热和燃烧速率的装置，其特征在于，所述电子分析天平的精度至少为0.001g，电子分析天平的秤盘由卷烟夹持器（110）、烟灰槽（111）和防尘罩（112）组成。
3.如权利要求1所述的一种可同时测定卷烟燃烧热和燃烧速率的装置，其特征在于：所述鱼尾罩的下端口部完全罩住夹有卷烟的秤盘，而且鱼尾罩下口部和电子分析天平之间的间距不影响空气的供给。
4.如权利要求1所述的一种可同时测定卷烟燃烧热和燃烧速率的装置，其特征在于：所述烟气过滤器（3）用以除去烟气中的粒相物及水分。
5.如权利要求1所述的一种可同时测定卷烟燃烧热和燃烧速率的装置，其特征在于：所述氧气分析仪（5）为顺磁性，测试范围在0～25%。
6.如权利要求1所述的一种可同时测定卷烟燃烧热和燃烧速率的装置，其特征在于：所述真空泵（4）抽气的体积流量在0.5～2l·min-1之间。
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