[实用新型]一种卷烟主流烟气气相成分实时分析装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种卷烟主流烟气化学成分的分析装置，更具体地说是一种用于单口卷烟烟气气相成分的逐口实时分析装置。

背景技术

卷烟烟气是一种十分复杂的气溶胶混合物，迄今为止，已经从中鉴定出了数千种化学成分。通常，为了研究方便，人们采用剑桥滤片将卷烟烟气分为粒相物质和气相物质两部分。其中，气相物质约占烟气总量的92％，不但含有多种有害成分，而且对卷烟烟气的感官品质也有着十分重要的影响；另外，气相物质性质活泼，内部的物质组成变化较快。因此，为了获得进入吸烟者口腔时的初生烟气信息，近年来，对新鲜的单口卷烟烟气气相成分进行在线和实时分析研究日益受到了人们的关注和重视。

真空紫外光电离飞行质谱技术是一种非常优秀的、普适的和快速的探测手段，它通常使用真空紫外灯、激光或同步辐射光作为电离光源，具有软电离、无碎片、灵敏度高、适合多组分同时检测等优点，已成为卷烟烟气气相成分在线和实时分析的重要技术手段。然而，目前在采用真空紫外光电离飞行质谱仪与商用吸烟机联用对卷烟烟气气相成分进行在线和实时分析时，仍然存在着如下三个方面的问题：

第一、在吸烟机对上一口烟气抽吸后，卷烟夹持器和吸烟机烟气流动管道内往往会残存着大量残余的烟气，从而对下一口烟气的定量分析结果带来了很大的干扰效应。为了消除这种干扰，一般的方法是，在每两口烟气抽吸间隙，从卷烟夹持器中拔出烟支，并让吸烟机进行几次空吸，但是由于商用吸烟机的烟气流动管道较长，吸烟机的每次抽吸体积和抽吸时间有限，利用吸烟机抽吸空气的方式清除残余烟气效率较低，无法很好的消除烟气残留所带来的干扰效应。已有采用其它方式清除残留烟气干扰效应的报道。例如，中国发明专利CN201110058558.1公开了一种卷烟烟气气相化学成分在线分析装置，该装置在每口烟气抽吸后自动更换新的卷烟夹持器，并采用真空泵抽出吸烟机管道和抽吸筒内的剩余气体，虽然清除效果较好，但是该装置主要实现的功能是在线检测卷烟抽吸刚结束时的烟气气相成分并研究其动态变化过程。近来，庞永强等人(庞永强，姜兴益，罗彦波，等.PI-TOF/MS法逐口在线分析卷烟主流烟气中7种有机物.烟草科技,2015,48(4):37-41)建立了一种采用光致电离飞行时间质谱技术逐口在线分析卷烟主流烟气中7种有机物的装置和方法，该装置采用高纯氮气反吹内径为350μm毛细采样管的方式来清除残留烟气，但是由于受毛细管内径的限制，氮气用量低，不足以有效清除毛细管前端的过渡管、尤其是卷烟夹持器内的残留烟气。

第二、在定量分析方面，为了测量标准气体的信号强度或标准工作曲线，一般是采用质谱仪的进样毛细管对静态的标准气体或气体发生器中产生的标准气体直接进行采样；而在卷烟烟气的在线和实时分析过程中，需要采用质谱仪的进样毛细管对抽吸过程中流速呈现变化的烟气进行采样。由于流动的烟气会在管道内产生压力，因此上述两种采样方式的采样压力存在差异，所以其进样量也会有差异，这样会给卷烟烟气的定量分析结果带来较大的系统误差。

第三、由于商用吸烟机和真空紫外光电离飞行质谱仪是两种不同类型的仪器，因此如何有效协调这两种仪器之间的联动，也是需要进一步解决的问题。

实用新型内容

本实用新型为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种结构简单、操作方便、定性和定量效果好，可以实现在商用单通道吸烟机的各种抽吸条件下，对单口卷烟烟气气相物中多组分同时进行实时分析的卷烟烟气分析装置，从而为烟草科技人员准确、科学地分析新鲜卷烟烟气气相化学成分提供一种好的技术手段。

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：

一种卷烟主流烟气气相成分实时分析装置，其结构特点是：设置商用单通道吸烟机、光电离飞行时间质谱仪、五端口烟气流通管、烟气传输石英毛细管、电脑和残留烟气清除器；

所述商用单通道吸烟机的抽吸筒前端的吸烟机电磁三通阀的第一个端口与所述抽吸筒相连，第二个端口与所述五端口烟气流通管的第一端口相连，第三个端口与烟气排出管相连；

所述光电离飞行时间质谱仪的外部设置有上部真空抽气口、下部真空抽气口和信号输入输出接口，内部设置有真空紫外光源和光电离区；

所述五端口烟气流通管的第二端口与卷烟夹持器相连通，且所述卷烟夹持器既可以在其中插入卷烟烟支，也可以与标准气体袋相连接；

所述五端口烟气流通管的第三端口与所述烟气传输石英毛细管相连通，第四端口与压力感应器相连，第五端口与残留烟气清除器相连；