[发明专利]卷烟主流烟气气溶胶的粒径分级采集方法

说明书

技术领域

本发明属于气溶胶的采集与分析领域，具体涉及一种将主流烟气中不同颗粒大小的气溶胶粒子依照设定的粒径区间分别采集的方法，即一种卷烟主流烟气气溶胶的粒径分级采集方法。

背景技术

现有的自动吸烟机只能采集卷烟主流烟气的总颗粒物。现有的气溶胶分级采样技术的核心是颗粒惯性撞击，主要设备有安德森八级采样器和MODIS。其基本原理是：采样器由预分离器和多个采样板层叠而成。当含颗粒物气体以一定速度由喷嘴喷出后，颗粒粒径越大，惯性越大，惯性大的大颗粒与捕集板碰撞被沉积下来，而惯性较小的颗粒则随气流绕过捕集板进入下一级喷嘴。因下一级喷嘴较上一级小，气流速度提高，因而颗粒动能增加，惯性较大的颗粒与捕集板碰撞而被沉积，而惯性较小的颗粒继续向下级运动。经过后续称量和分析，可以获得气溶胶的粒径质量分布以及不同粒径颗粒的化学组成等信息。

现有的多级采样器都需要保持较大的恒定气流速度才能正常工作状态。比如：安德森八级采样器的恒定流速为28.3L/min，MOUDI^TM采样器的恒定流速为30L/min或10L/min。卷烟的模拟抽吸具有流量小且间歇操作等特点，因此气溶胶分级采样技术无法直接应用到卷烟主流烟气气溶胶的分级采集。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种卷烟主流烟气气溶胶的粒径分级采集方法，实现吸烟机和气溶胶多级采样器的联用

本发明采用以下技术方案：

一种卷烟主流烟气气溶胶的粒径分级采集方法，包括以下步骤：

(1)卷烟在烟气发生装置上产生主流烟气气溶胶；

(2)无颗粒的洁净空气以连续、主路方式被动进入气体流量平衡器，同时，主流烟气气溶胶以间隔、旁路方式主动进入气体流量平衡器；

(3)洁净空气或者洁净空气与主流烟气气溶胶的混合气体以恒定气流速度被动进入气溶胶多级采样器；

(4)气溶胶多级采样器内设气流速度控制系统，该气流速度控制系统根据采样器的工作指标设定相应的气流速度；

(5)主流烟气气溶胶在气溶胶多级采样器中按照粒径区间分级富集。

进一步地，所述烟气发生装置包括卷烟固定端口、活塞端口、烟气出口和阀，所述阀分别与卷烟固定端口、活塞端口、和烟气出口连接，所述活塞端口外连一活塞装置，所述烟气出口外连气体流量平衡器。

进一步地，所述阀为电磁三通阀。

进一步地，所述活塞装置为注射器。

进一步地，当活塞抽气时，主流烟气从卷烟固定端口通过活塞端口进入活塞装置；当活塞压缩时，主流烟气从活塞装置流出，通过烟气出口进入气流平衡器。

进一步地，所述卷烟固定端口与活塞端口之间为最短气路连接；所述活塞端口与烟气出口之间为最短气路连接。

进一步地，所述步骤(2)中的无颗粒的洁净空气通过过滤器得到。

进一步地，所述步骤(4)中的气流速度控制系统包括流量计、限流阀和真空泵，混合气体依次通过流量计、限流阀、真空泵后气流速度达到采样器的工作指标。

本发明克服了自动吸烟机和气溶胶多级采样器联用的两个技术障碍：气体流量大小差异；连续气流和间歇气流差异。可实现气溶胶多级采样器对主流烟气的分级采集。

附图说明

图1为本发明涉及的卷烟主流烟气气溶胶的粒径分级采集方法中烟气发生装置示意图。

图2本发明涉及的卷烟主流烟气气溶胶的粒径分级采集方法中改装主流烟气气路示意图

图3本发明涉及的卷烟主流烟气气溶胶的粒径分级采集方法中烟气发生装置和气溶胶多级采样器的连接模块示意图。

图4为本发明涉及的卷烟主流烟气气溶胶的粒径分级采集的气路连接示意图。

图5为某型号卷烟主流烟气经本发明涉及的方法采集后气溶胶的质量-粒径区间分布。

图6为某型号卷烟主流烟气经本发明涉及的方法采集后气溶胶中苯并[a]芘的质量-粒径区间分布。

具体实施方式

结合图4，为本发明涉及的卷烟主流烟气气溶胶的粒径分集采集的流程图。包括烟气发生装置1、气体流量平衡器3、气溶胶多级采样器4，采集方法为以下步骤：

(1)卷烟在烟气发生装置1上产生主流烟气气溶胶；

(2)无颗粒的洁净空气以连续、主路方式被动进入气体流量平衡器3，同时，主流烟气气溶胶以间隔、旁路方式主动进入气体流量平衡器3；

(3)洁净空气或者洁净空气与主流烟气气溶胶的混合气体以恒定气流速度被动进入气溶胶多级采样器4；