专利名称：一种通用型卷烟侧流烟气气溶胶检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于卷烟烟气检测技术领域，具体涉及一种通用型卷烟侧流烟气气溶 胶检测装置，可用于检测多种类型的卷烟侧流烟气。
背景技术：
卷烟燃烧时释放出大量侧流烟气，侧流烟气中含有很多危害人们身体健康的物 质，如烟碱、醛类物质等，而不同化学组分在不同粒径气溶胶颗粒上的含量会有不同，部分 组分的差异更是十分巨大。由于不同粒度气溶胶颗粒上化学组分含量和沉积律有差异，因 此可通过卷烟材料应用或产品设计技术，调控烟气气溶胶粒度分布情况，从而实现卷烟的 降焦减害。但这首先要实现烟气气溶胶粒度分布检测方法与不同粒径气溶胶颗粒捕集方法 的开发。因此，对侧流烟气气溶胶的检测，在研究降低烟气有害成分方面有着重要的意义。当采用现有的气溶胶检测器测定卷烟侧流烟气时，由于气溶胶检测器在检测过程 中对样品气流量有限制，而无法达到卷烟烟气检测标准对侧流烟气流量的要求，使测得的 侧流烟气情况与检测标准规定条件下的情况有差异。同时，虽然侧流烟气中的气溶胶浓度远低于主流烟气气溶胶的浓度，但仍数倍地 高于空气中的情况，造成检测器严重过载。另一方面，由于不同焦油含量的卷烟样品，其生 成的侧流烟气气溶胶颗粒浓度也会有很大差异。因此，对于不同焦油含量的卷烟，其在进入 检测器前的稀释要求也会有差异对于高焦油含量的卷烟样品，必须采用更高的稀释倍数， 否则将出现气溶胶检测器内分级流路管道在检测过程中逐渐被气溶胶颗粒黏附、堵塞，使 各个卷烟多次检测结果前后不一致，甚至出现一支卷烟在整个检测、多口抽吸的过程中粒 度分布情况前后不一的情况，严重影响检测结果准确性。而对于低焦油含量的卷烟样品，则 仅能经过少量稀释，否则浓度过低将影响气溶胶粒度分布检测结果的准确性，更严重的是 将影响气溶胶分级筛选捕集的有效量，从而不能为进行一步的化学成分含量检测提供足够 的样品量。所以，应针对低焦油卷烟(焦油含量低于5mg/支，许多更是达到0. 5mg/支)、普 通卷烟(焦油含量5 13mg/支)、雪茄烟和雪茄型卷烟(焦油通常为20mg/支以上)等不 同卷烟的特点，提供相应的检测方案。但是目前对于不同类型卷烟，只能通过采用不同的检测系统进行稀释进而检测， 由此造成了设备繁多，维护成本高，占地面积大等缺点。并且，已公开的设备是适用于主流 烟气的检测设备，但侧流烟气的检测与主流烟气的检测存在显著不同的技术要求，所需的 设备也迥异。目前尚缺乏一种通用于不同类型卷烟侧流烟气的检测设备。

实用新型内容本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种通用型卷烟侧流烟气气溶胶 的检测系统，可用于检测不同焦油含量的卷烟的侧流烟气中气溶胶含量。本实用新型目的通过以下技术方案实现提供一种通用型卷烟侧流烟气气溶胶检测系统，包括烟气捕集装置、烟气稀释装置、流量调整装置和气溶胶检测装置，所述捕集装置为鱼尾罩，安装于烟气发生装置的上 方，通过气体管道分别与烟气稀释装置和流量调整装置相连接，烟气稀释装置通过气体管 道与气溶胶检测装置相连接；烟气稀释装置为气体混合稀释器，气体混合稀释器设有进气 口和排气口，进气口连接设有调压阀的洁净压缩空气源，排气口连接设有流速调整装置的 辅助吸力源2。所述气体混合稀释器包括气体混合腔，气溶胶试样进气口、出气口，稀释用洁净空 气入口，排废气出口，以及与排废气出口相连接的辅助吸力源和流量调整装置。上述辅助吸 力源2最大工作效能为50mL/min。所述鱼尾罩采用吸附小、内壁光滑的玻璃制成，长度纩15cm宽度1. 5^3cm,优选 长 X 宽=IOcmX2cm。优选地，所述鱼尾罩安装于烟气发生装置中烟灰接放平板上方的0. 5^1. Ocm处， 可较好的收集烟气发生装置周围环境的烟气。烟气经鱼尾罩捕集由鱼尾罩尾部出口进入气体管道形成样品流1，样品流1分流 为样品流3和样品流2，样品流2和样品流3分流比为1 1 24 1。样品流3经过气 体混合稀释器稀释后形成样品流4进入气溶胶检测器进行检测。本实用新型通过辅助吸力源1分流抽吸的方式，实现第一级的分流，实现样品流2 的气流量为“鱼尾罩的罩子截面积X20cm/s 200mL/s” “鱼尾罩的罩子截面积X20cm/ s 5mL/s”的范围内，优选的范围为“鱼尾罩的罩子截面积X20cm/s 100mL/S” “鱼 尾罩的罩子截面积X20cm/s 15mL/s”。确定辅助吸力源1后，样品流2的流量确定(20L/min)；样品流1的 流量受检测标准规定环境气流速要求(200士30mm/s)所限，其值为“鱼尾 罩的罩子截面积)c20cm/sl]24L/min”，是确定的；样品流3的流量等于样品流1与样品
流2的流量之差(约为4L/min)，随样品流1与样品流2的确定而确定。因此，在选定所采 用的辅助吸力源1后，分流比是一个相对稳定的值。样品流2的流量为20L/min、样品流1 的流量为200士30mm/s时，分流比约为5 1。按照卷烟检测标准的规定，样品抽吸环境气流速要求为200士30mm/s，因此可确定 样品流1的气流量约为24L/min。由于样品流1的流量=样品流2流量+样品流3流量，因 此，根据样品流2的流量，通过调节样品流3的流量，则可以调整样品流1的流量，使之符合 卷烟样品检测的要求。在辅助吸力源增设流速调整装置的情况下，样品流2流量可调，样品流1的流量受 卷烟样品环境气流速为200士30mm/s规定及鱼尾罩截面积所限确定一定范围内，故样品流 3的流量(=样品流1流量-样品流2流量)随样品流2流量调整而变化，分流比在1 1 24 1范围内可调。在气体混合稀释器部分，采用辅助气稀释、辅助吸力源2分流的方式，进行第二级 气体混合稀释，同时也进行样品流3的气流量调节，并调节样品流4气流量使之达到气溶胶 检测器的工作要求(10 40L/min)。第二级气体混合稀释的稀释比例依靠稀释气气流量的调节予以控制。根据样品流 3的流量，调节稀释气的气流量，将改变稀释比例——稀释比例=(稀释气气流量+样品流 3气流量)/样品流3气流量；要求稀释气气流量+样品流3气流量<辅助吸力源2最大工
4作效能+气溶胶检测器工作要求。因此，稀释比例的可调节范围，受辅助吸力源2和气溶胶 检测器抽吸工作效能总和的限制。而气溶胶检测器抽吸工作效能不可调，故辅助吸力源2 的工作效能越大，可调节的稀释比例范围越大。在气溶胶检测器工作要求为lOL/min，辅助 吸力源2最大工作效能为50mL/min的情况下，若辅助吸力源1没有连接流速调整装置，则 第二级稀释比例范围为3 2 14 1;若辅助吸力源1连接了流速调整装置，则第二级 稀释比例范围为1 1 111 1。样品流3的流量是通过排废气的流量调节予以控制、调节。由于样品流4的流量受 气溶胶检测器的工作要求(10 40L/min)所限，在确定适合仪器检测合适稀释比例后(即 确定稀释气与样品流3的气流量比例)，调整排废气气流量将改变样品流3的气流量——样 品流3流量=(样品流4流量+排废气流量)/稀释比例。与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果1.本实用新型通过对烟气稀释管路进行分流与稀释的有机整合，大大增加了稀释 倍数与环境气流量的可伸缩范围，使得所提供的系统可以采用已有的气溶胶检测器，通用 于目前现有的各种卷烟类型侧流烟气的检测大大节省了财力物力。2.本实用新型的管路设置讲究，空间布局合理，有效地利用了空间，同时有利于避 免管道死角及气体传输受阻的情况发生。

图1本发明检测气路连接示意图1 ；图2本发明检测气路连接示意图2 ；图3本发明检测气路连接示意图3 ；
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。实施例1对焦油浓度为2mg/支(低浓度)的卷烟样品在烟气发生装置进行抽吸期间所产 生侧流烟气样品，用截面积为“长χ宽=IOcmX2cm = 20cm2”的鱼尾罩进行汇集，形成样品 气流1。样品流1经过二分管道，一分支连接辅助吸力源1形成样品流2，流量为20L/min ； 一分支连接气体混合稀释器形成样品流3，稀释器的稀释气进气口连接装有调压阀的洁净 压缩空气，排废气出口连接装有流速调整装置的辅助吸力源2，辅助吸力源2的最大工作效 能为50L/min，调节稀释比例为3 2，经过混合稀释器的气体形成样品流4，此时样品流4 流量为lOL/min，进入气溶胶检测器，同时环境气流速为197mm/s，符合标准要求。如附图1 所示。作为更优的方案，可以在与辅助吸力源2相连接的流速调整装置前设置净化器以 保护辅助吸力源2。实施例2对焦油浓度为22mg/支(高浓度)的卷烟样品在烟气发生装置进行抽吸期间所产 生侧流烟气样品，用截面积为“长X宽=IOcmX2cm = 20cm2”的鱼尾罩进行汇集，形成样品 气流1。样品流1经过二分管道，一分支连接辅助吸力源1形成样品流2，流量为22L/min ；一分支连接气体混合稀释器形成样品流3，稀释器的稀释气进气口连接装有调压阀的洁净 压缩空气，排废气出口连接装有流速调整装置的辅助吸力源2，辅助吸力源2的最大工作效 能为200L/min，调节稀释比例为110 1，经过混合稀释器的气体形成样品流4，此时样品流 4流量为lOL/min，进入气溶胶检测器，同时环境气流速为179mm/s，符合标准要求。实施例3对焦油浓度为13mg/支(中浓度)的卷烟样品在烟气发生装置进行抽吸期间所产 生侧流烟气样品，用截面积为“长X宽=IOcmX 2cm = 20cm2”的鱼尾罩进行汇集，形成样 品气流1。样品流1经过二分管道，一分支连接装有流速调整装置的辅助吸力源1形成样品 流2，样品2流量可调节范围为10 30L/min，现调节流量为22L/min ；—分支连接气体混合 稀释器形成样品流3，样品3流量为2L/min(=样品流1_样品流2)。稀释器的稀释气进气 口连接装有调压阀的洁净压缩空气，排废气出口连接装有流速调整装置的辅助吸力源2，辅 助吸力源2的最大工作效能为lOOL/min，调节稀释比例为50 1，经过混合稀释器的气体 形成样品流4，此时样品流4流量为lOL/min，进入气溶胶检测器，同时环境气流速为204mm/ s，符合标准要求。
权利要求一种通用型卷烟侧流烟气气溶胶检测系统，包括烟气捕集装置、烟气稀释装置、流量调整装置和气溶胶检测装置，其特征在于所述捕集装置为鱼尾罩，安装于烟气发生装置的上方，通过气体管道分别与烟气稀释装置和流量调整装置相连接，烟气稀释装置通过气体管道与气溶胶检测装置相连接；烟气稀释装置为气体混合稀释器，气体混合稀释器设有稀释气进气口和废气排气口，稀释气进气口连接设有调压阀的洁净压缩空气源，废气排气口连接设有流速调整装置的辅助吸力源2。
2.如权利要求1所述的通用型卷烟侧流烟气气溶胶检测系统，其特征在于所述的辅助 吸力源2连接有流速调整装置。
3.如权利要求1所述的通用型卷烟侧流烟气气溶胶检测系统，其特征在于所述的气体 混合稀释器包括气体混合腔，气溶胶试样进气口、出气口，稀释用洁净空气入口，排废气出 口，以及与排废气出口相连接的辅助吸力源和流量调整装置。
4.如权利要求1所述的通用型卷烟侧流烟气气溶胶检测系统，其特征在于所述鱼尾罩 长度8 15cm宽度1. 5 3cm。
5.如权利要求1所述的通用型卷烟侧流烟气气溶胶检测系统，其特征在于所述鱼尾罩 长 IOcm,宽 2cm0
6.如权利要求1所述的通用型卷烟侧流烟气气溶胶检测系统，其特征在于与流量调整 装置和烟气稀释装置分别连接的气体管道内样品气流的分流比为1 1 24 1。
7.如权利要求1所述的通用型卷烟侧流烟气气溶胶检测系统，其特征在于所述辅助吸 力源2最大工作效能为200L/min。
专利摘要本实用新型公开了一种通用型卷烟侧流烟气气溶胶检测系统，所述系统可应用于检测不同类型卷烟侧流烟气气溶胶，在烟气发生装置的上方设有鱼尾罩，鱼尾罩连接气体二分管道，其中一分支连接辅助吸力源(1)，另一分支连接气体混合稀释器进而连接气溶胶检测器；气体混合稀释器设有稀释气进气口和废气排气口，稀释气进气口连接设有调压阀的洁净压缩空气源，废气排气口连接设有流速调整装置的辅助吸力源(2)。本装置可适用于低焦油卷烟、普通卷烟、雪茄烟和雪茄型卷烟等焦油含量高低不一的卷烟类型。
文档编号G01N1/38GK201653860SQ20092026354
公开日2010年11月24日 申请日期2009年11月27日 优先权日2009年11月27日
发明者吴君章, 孔浩辉, 马青 申请人:广东中烟工业有限责任公司