CN209992455U - 一种检测卷烟燃吸状态下燃烧锥端进气量的装置 - Google Patents

Abstract

一种检测卷烟燃吸状态下燃烧锥端进气量的装置，包括单孔道吸烟机、可调式烟支密封测试仓、流量检测部件以及计算机处理系统；测试仓包括透明筒腔，在筒腔盲端及活塞中心分别开设有烟支穿装孔，且在穿装孔上设有密封机构，活塞上设有推拉把手；流量检测部件通过软管与测试仓上的活塞式筒腔相连通，用于测量气体流量。燃烧锥端进气量通过吸烟机抽吸容量与所测通过筒腔的气体流量相减获得。本实用新型优点在于：装置结构简单操作，误差小，稳定性好。利用该装置中的密封测试仓，通过活塞调节卷烟密封位置，可以得到不同燃烧时刻从卷烟燃烧锥进入的空气流量，通过燃烧锥的进气量进一步了解卷烟的燃烧机制，对研究、改进卷烟的质量具有重要意义。

Description

一种检测卷烟燃吸状态下燃烧锥端进气量的装置

技术领域

本实用新型涉及一种检测卷烟燃吸状态下燃烧锥端进气量的装置，适用于卷烟燃吸状态下对空气流动情况的检测。

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。尤其是卷烟点燃状态下，通风的影响更为显著。在燃吸过程中由于高温燃烧锥的存在，发生了一系列剧烈的热解或者氧化反应，从而导致了烟雾气溶胶的形成，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。除此之外，通过燃烧锥空气的量还会影响燃烧锥的大小、燃烧速率等。燃烧的快慢会进一步影响卷烟的掉头情况。所以研究卷烟在燃吸过程中通过燃烧锥的空气量对于进一步了解卷烟的燃烧机制，改进卷烟的质量具有重要的意义。

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，如吸阻，卷烟在燃吸过程中的吸阻比比未燃吸时增加了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性质的影响（《卷烟纸透气度对卷烟燃吸温度分布特征的影响》谢国勇等），但通过改变卷烟纸、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中从燃烧锥进入空气量的变化情况。因此需要一个可以快速测定卷烟在燃吸过程中燃烧锥端进气量的装置与方法。

发明内容

本实用新型正是针对上述现有情况所存在的问题而设计的卷烟在燃吸状态下从燃烧锥端进入的空气量的检测装置。该装置结构简单、设计合理，其检测方法重复性好，操作简单。

本实用新型可以通过以下技术方案予以实现：

一种检测卷烟燃吸状态下燃烧锥端进气量的装置，包括单孔道吸烟机、可调式烟支密封测试仓、流量检测部件以及计算机处理系统；

所述可调式烟支密封测试仓包括一个水平设置的活塞式筒腔，该筒腔为透明材质，在筒腔盲端及活塞中心分别开设有烟支穿装孔，且在穿装孔上设有密封机构以保证烟支与穿装孔之间不会漏气，活塞上设有推拉把手；所述流量检测部件通过软管与活塞式筒腔相连通，用于测量通过筒腔的气体流量。流量检测部件与计算机处理系连接，检测数据实时显示在计算机处理系统上。

在筒腔盲端密封机构内侧设置有用于对卷烟滤嘴后段进行包裹的橡胶管，橡胶管另一端与单孔道吸烟机相连。

活塞式筒腔直径为3-5 cm。

利用上述检测装置进行测试卷烟燃烧锥端进气量的方法如下：当吸烟机启动抽吸时，流量检测部件进行检测，数据实时传送到计算机处理系统中；流量计所测得的数据为从卷烟纸和滤嘴通风孔进入的空气量V2，则从燃烧锥进入的空气量V1=吸烟机抽吸容量-V2mL,计算机处理系统实时记录数据并显示从燃烧锥进入的空气量曲线和吸烟机所选用抽吸模式的抽吸曲线。

抽吸方式可以选择ISO抽吸、HCI抽吸、FTC抽吸或者任意抽吸模式。

抽吸测试时，测试烟支样品应在在温度为22±2℃，相对湿度为60±5%的环境下平衡48小时，挑选若干支，控制平均质量差异在5mg范围内。

本实用新型更具体的说明如下：

该发明装置中的可调节式密封机构有两个，分别位于卷烟前端与卷烟滤嘴端。可以通过活塞把手手动调节卷烟前端的密封位置，获得在不同燃烧时刻抽吸式从燃烧锥进入的空气量。该可调节式空腔的材质为透明玻璃材料（或为有机玻璃材质），以便于观察烟纸的长度，燃烧线的移动等情况。密封机构可以更换为不同圆周的密封环，圆周可更换为14-28 mm，以适应市面上不同圆周的卷烟。

卷烟滤嘴端处密封机构内侧放置的橡胶管通过对卷烟滤嘴后段进行包裹，可以实现卷烟滤嘴端的延伸，防止密封机构的夹持部件堵住卷烟通风孔，进而影响检测结果。橡胶管内经大小可根据实际情况进行更换，内径可更换为14-28 mm, 以适应市面上不同圆周的卷烟。

该装置中的流量检测部件选用层流传感器或其他压差传感器。层流流量计是压差式流量计中的一种，由于流量计内部无可动部件、可靠性高、响应速度快等优点，被广泛应用于各领域不同介质流体的流量检测。与其他压差式流量计相比层流流量计有独特的优点，由于当流体在层流流动状态条件下，理论上其压力损失与其流动速度的一次方成正比，所以层流流量计比一般节流式流量计的流量测量范围更宽。

卷烟在抽吸过程中流量的大小可以实时记录在计算机系统上，数据的采集采用触控启动，当吸烟机启动抽吸时，流量检测被触发，并将数据实时传送到计算机系统中。流量计所测得的数据为从卷烟纸和滤嘴通风孔进入的空气量V2，则从燃烧锥进入的空气量V1=抽吸容量-V2 mL,计算机处理系统实时记录数据并显示从燃烧锥进入的空气量曲线和吸烟机所选用抽吸模式的抽吸曲线。

本实用新型具有如下优点：

1)仪器易操作，误差小，稳定性好。

2)通过活塞调节卷烟前端密封装置的密封位置，可以得到不同燃烧时刻从卷烟燃烧锥进入的空气流量，从而对卷烟的燃烧状态进行分析。通过燃烧锥的进气量进一步了解卷烟的燃烧机制，对研究、改进卷烟的质量具有重要意义。

附图说明

图1为本实用新型检测装置结构示意图，

图1中序号为：1、卷烟夹持器；2、橡胶管；3、滤嘴端密封机构；4、卷烟；5、燃烧端密封机构；6、筒腔；7、活塞；8、活塞把手；9、软管；10、流量检测部件；11、计算机处理系统

图2为在ISO抽吸模式下，计算机处理系统上显示的吸烟机流量曲线和测量结果曲线。

具体实施方式

本实用新型以下结合附图、实施例做进一步详细描述：

如图1所示：一种检测卷烟燃吸状态下燃烧锥端进气量的装置，包括单孔道吸烟机、可调式烟支密封测试仓、流量检测部件以及计算机处理系统11；

所述可调式烟支密封测试仓包括一个水平设置的活塞式筒腔，该筒腔6为透明材质，在筒腔盲端及活塞中心分别开设有烟支穿装孔，且在两穿装孔上相应设有密封机构3、5以保证卷烟4与穿装孔之间不会漏气，活塞7上设有推拉把手8；所述流量检测部件通过软管与活塞式筒腔相连通，用于测量通过筒腔的气体流量。流量检测部件与计算机处理系连接，检测数据实时显示在计算机处理系统上。

在筒腔盲端密封机构3（即滤嘴端）内侧设置有用于对卷烟滤嘴后段进行包裹的橡胶管2，橡胶管另一端与单孔道吸烟机相连。

测试时，将卷烟4密封在可调节式活塞筒腔6内部，为了避免密封机构3包裹到卷烟的通风孔，故将滤嘴段加上一段橡胶管2进行延伸，将密封机构3以及卷烟夹持器1都夹持在橡胶管2上面，随着卷烟燃烧线的移动，可以通过移动活塞把手8改变卷烟前端密封机构5夹持在卷烟上的位置（夹持位置距离燃烧线6 mm，预留出抽吸时燃烧线的移动距离），以此得到不同燃烧时刻下卷烟抽吸时从燃烧锥进入的空气量。卷烟右端的夹持器1连接单孔道吸烟机，进行抽吸，此时开始记录数据。抽吸时，空气一部分从燃烧锥进入记为V1，一部分从空腔6内部包裹的卷烟部分进入记为V2，抽吸容量曲线与V2曲线数据在计算机处理系统11上面实时记录（图2）, 可以获得V1=抽吸容量-V2 mL。

实施例1

某牌号细支卷烟分别在ISO与HCI抽吸模式下，燃吸过程中从燃烧锥端进入空气量的检测，如下：

1、某牌号细支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、在卷烟距离卷烟烟丝端分别28 mm和34 mm处用记号笔划线标记（由于采用第六根热电偶启动抽吸，经过多次测量，每次抽吸时的位置均在28 mm±1 mm处，故选择在燃烧线达到28 mm处时测量从燃烧锥进入的空气量），将密封装置5夹持在距离卷烟烟丝段34 mm的位置，给燃烧线留出抽吸时移动的距离。同一组样品卷烟重复6次，减小实验误差。

3、在ISO抽吸模式下，从燃烧锥端进入的空气量为35 ml-测量值，详见表1。

4、在HCI抽吸模式下，从燃烧锥端进入的空气量为55 ml -测量值，详见表1。

表1.ISO与HCI抽吸模式下的燃烧锥空气进量情况

抽吸模式\次数（mL）	1	2	3	4	5	6	平均值（mL）	标偏
									ISO	24.35	22.48	23.37	23.43	23.45	22.69	23.30	0.66
HCI	35.37	37.31	33.38	34.81	34.62	33.39	34.81	1.46

实施例2

不同卷烟纸透气度的细支卷烟分别在ISO抽吸模式下，对其燃吸过程中从燃烧锥端的进气量进行检测，如下：

1、某牌号不同卷烟纸透气度细支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、在卷烟端距离卷烟烟丝端面分别28mm和34mm处用记号笔划线标记（由于采用第六根热电偶启动抽吸，经过多次测量，每次抽吸时的位置均在28 mm±1 mm处，故选择在燃烧线达到28 mm处时测量从燃烧锥进入的空气量）将密封装置5夹持在距离卷烟烟丝段34mm的位置，给燃烧线留出抽吸时移动的距离。同一组样品卷烟重复6次，减小实验误差。

3、对测得的数据进行处理，得到从燃烧锥端进入的空气量（35 ml -测量值），详见表2。

表2.不同卷烟纸透气度的卷烟样品燃烧锥端进气量情况

卷烟纸透气度	1	2	3	4	5	6	平均值（mL）	标偏
									40 CU	26.62	25.76	26.02	27.27	24.27	25.52	25.91	1.02
80 CU	24.48	21.52	22.17	23.52	23.19	22.56	22.91	1.05
									100 CU	22.64	20.08	20.72	22.46	23.12	22.14	21.86	1.19

实施例3

某牌号不同滤嘴通风率细支卷烟分别在ISO抽吸模式下，对其燃吸过程中从燃烧锥端的进气量进行检测，如下：

1、某牌号不同滤嘴通风率细支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、在卷烟端距离卷烟烟丝端面分别28mm和34mm处用记号笔划线标记（由于采用第六根热电偶启动抽吸，经过多次测量，每次抽吸时的位置均在28 mm±1 mm处，故选择在燃烧线达到28 mm处时测量从燃烧锥进入的空气量）将密封装置5夹持在距离卷烟烟丝段34mm的位置，给燃烧线留出抽吸时移动的距离。同一组样品卷烟重复6次，减小实验误差。

3、对测得的数据进行处理，得到从燃烧锥端进入的空气量（35 ml -测量值），详见表3。

表3.不同滤嘴通风率样品卷烟（定位置）的燃烧锥端进气量情况

滤嘴通风率\次数	1	2	3	4	5	6	平均值（mL）	标偏
									35%	23.22	23.80	24.90	22.50	25.47	24.86	24.13	1.14
40%	19.80	17.37	17.26	17.92	18.13	18.47	18.16	0.93
									45%	12.36	13.13	12.84	12.11	12.91	12.69	12.67	0.38
50%	11.58	9.59	9.90	11.06	10.53	9.45	10.35	0.85

实施例4

某牌号不同圆周卷烟分别在ISO抽吸模式下，对其燃吸过程中从燃烧锥端的进气量进行检测，如下：

1、某牌号不同圆周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、在卷烟端距离卷烟烟丝端面分别28 mm和34 mm处用记号笔划线标记（由于采用第六根热电偶启动抽吸，经过多次测量，每次抽吸时的位置均在28 mm±1 mm处，故选择在燃烧线达到28 mm处时测量从燃烧锥进入的空气量）将密封装置5夹持在距离卷烟烟丝段34mm的位置，给燃烧线留出抽吸时移动的距离。测量不同圆周卷烟样品时，随着样品圆周的变化对密封装置的密封环和橡胶管的内径进行更换，分别选择17 mm、20 mm、24 mm。同一组样品卷烟重复6次，减小实验误差。

3、对测得的数据进行处理，得到从燃烧锥端进入的空气量（35 ml -测量值），详见表4。

表4.不同圆周卷烟的燃烧锥端进气量情况

卷烟圆周\次数	1	2	3	4	5	6	平均值（mL）	标偏
									17mm	24.36	23.93	24.37	22.77	22.83	23.41	23.61	0.72
20mm	28.89	27.75	27.54	28.90	27.49	26.35	27.82	0.97
									24mm	22.15	23.82	23.42	25.50	23.99	22.71	23.60	1.16

Claims (7)

1.一种检测卷烟燃吸状态下燃烧锥端进气量的装置，其特征在于：包括单孔道吸烟机、可调式烟支密封测试仓、流量检测部件以及计算机处理系统；

所述可调式烟支密封测试仓包括一个水平设置的活塞式筒腔，该筒腔为透明材质，在筒腔盲端及活塞中心分别开设有烟支穿装孔，且在穿装孔上设有密封机构以保证烟支与穿装孔之间不会漏气，活塞上设有推拉把手；所述流量检测部件通过软管与活塞式筒腔相连通，用于测量通过筒腔的气体流量，流量检测部件与计算机处理系统连接，检测数据实时显示在计算机处理系统上。

2.根据权利要求1所述的检测卷烟燃吸状态下燃烧锥端进气量的装置，其特征在于：在筒腔盲端密封机构内侧设置有用于对卷烟滤嘴后段进行包裹的橡胶管，橡胶管另一端与单孔道吸烟机相连。

3.根据权利要求1或2所述的检测卷烟燃吸状态下燃烧锥端进气量的装置，其特征在于：密封机构内的密封环可更换为不同圆周的密封环，以适应不同圆周的卷烟。

4.根据权利要求1所述的检测卷烟燃吸状态下燃烧锥端进气量的装置，其特征在于：所述流量检测部件为层流传感器或压差传感器。

5.根据权利要求3所述的检测卷烟燃吸状态下燃烧锥端进气量的装置，其特征在于：所述不同圆周的卷烟是指圆周在14-28 mm的卷烟。

6.根据权利要求1所述的检测卷烟燃吸状态下燃烧锥端进气量的装置，其特征在于：所述透明材质为玻璃或有机玻璃材质。

7.根据权利要求1所述的检测卷烟燃吸状态下燃烧锥端进气量的装置，其特征在于：活塞式筒腔直径在3-5 cm。

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