[发明专利]一种烟草制品烟雾浓度测量装置及方法

权利要求书

1.一种烟草制品烟雾浓度测量装置，其特征在于，包括：

测量腔体Ⅰ(9)和密封在其两端的发送传感器Ⅰ(11)和接收传感器Ⅰ(13)；

测量腔体Ⅱ(10)和密封在其两端的发送传感器Ⅱ(12)和接收传感器Ⅱ(14)。

2.根据权利要求1所述的烟草制品烟雾浓度测量装置，其特征在于，所述测量腔体Ⅰ(9)的内壁中间位置内嵌有温度传感器Ⅰ(15)，腔体侧壁设有进气管Ⅰ(17)和出气管Ⅰ(18)；所述所述测量腔体Ⅰ(9)呈圆柱状，其体积不大于100mL。

3.根据权利要求1所述的烟草制品烟雾浓度测量装置，其特征在于，所述测量腔体Ⅱ(10)的内壁中间位置内嵌有温度传感器Ⅱ(16)，腔体侧壁设有进气管Ⅱ(19)和出气管Ⅱ(20)；所述测量腔体Ⅱ(10)呈圆柱状，其体积不大于100mL。

4.根据权利要求1所述的烟草制品烟雾浓度测量装置，其特征在于，所述发送传感器Ⅰ(11)和发送传感器Ⅱ(12)与发送电路(3)电性连接；所述发送电路(3)与可编程控制器(2)电性连接，所述可编程控制器(2)与开关电源(7)及PC机(1)电性连接。

5.根据权利要求1所述的烟草制品烟雾浓度测量装置，其特征在于，所述接收传感器Ⅰ(13)和接收电路Ⅰ(4)电性连接，所述接收电路Ⅰ(4)与可编程控制器(2)电性连接；所述接收传感器Ⅱ(14)和接收电路Ⅱ(5)电性连接，所述接收电路Ⅱ(5)与所述可编程控制器(2)电性连接，所述可编程控制器(2)与所述开关电源(7)及所述PC机(1)电性连接。

6.根据权利要求3所述的烟草制品烟雾浓度测量装置，其特征在于，所述进气管Ⅱ(19)和抽烟夹具(8)连通连接；所述出气管Ⅱ(20)和调速气泵(6)连通连接；所述调速气泵(6)与开关电源(7)电性连接。

7.一种所述根据权利要求1所述的烟草制品烟雾浓度测量装置的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

(A)安装测量装置，可编程控制器(2)根据PC机(1)设定的抽吸时间将控制信号传送至开关电源(7)控制调速气泵(6)通断电；

(B)编程控制器(2)根据PC机(1)设定的抽吸时间将控制信号传送至开关电源(7)控制调速气泵(6)空抽；调速气泵(6)停顿工作间隔，可编程控制器(2)控制发送电路(3)产生驱动信号使得发送传感器Ⅰ(11)和发送传感器Ⅱ(12)同时产生超声波信号，接收传感器Ⅰ(13)和接收传感器Ⅱ(14)分别接收到发送传感器Ⅰ(11)和发送传感器Ⅱ(12)的超声波信号，经接收电路Ⅰ(4)和接收电路Ⅱ(5)将电压信号传送至可编程控制器(2)，经可编程控制器(2)处理分析超声波信号产生时差为Δt₀；温度传感器Ⅱ(16)检测测量腔体Ⅱ(10)空抽环境下的温度T₀传送至可编程控制器(2)；

(C)将标定烟草制品置于抽烟夹具(8)上；编程控制器(2)根据PC机(1)设定的抽吸时间将控制信号传送至开关电源(7)控制调速气泵(6)启动抽吸；调速气泵(6)停顿工作间隔，可编程控制器(2)控制发送电路(3)产生驱动信号使得发送传感器Ⅰ(11)和发送传感器Ⅱ(12)同时产生超声波信号，接收传感器Ⅰ(13)和接收传感器Ⅱ(14)分别接收到发送传感器Ⅰ(11)和发送传感器Ⅱ(12)的超声波信号，经接收电路Ⅰ(4)和接收电路Ⅱ(5)将电压信号传送至可编程控制器(2)，经可编程控制器(2)处理分析超声波信号产生时差为Δt₁；温度传感器Ⅱ(16)检测测量腔体Ⅱ(10)的温度T₁传送至可编程控制器(2)；

(D)将待测烟草制品置于抽烟夹具(8)上；调速气泵(6)控制抽烟夹具(8)上烟草制品进行抽吸时，因气压差，烟草制品产生的烟雾进入测量腔体Ⅱ(10)；调速气泵(6)停顿工作间隔，可编程控制器(2)控制发送电路(3)产生驱动信号使得发送传感器Ⅰ(11)和发送传感器Ⅱ(12)同时产生超声波信号，测量腔体Ⅰ(9)和测量腔体Ⅱ(10)的介质不同，接收传感器Ⅰ(13)和接收传感器Ⅱ(14)分别接收到发送传感器Ⅰ(11)和发送传感器Ⅱ(12)同时产生超声波信号产生时差Δt；

(E)待测烟草制品烟雾浓度的计算；根据计算出q_m即可以得到待测烟草制品烟雾浓度；其中，q_m为待测烟草制品烟雾浓度，q₁为测量腔体Ⅱ(10)中标定的烟雾浓度，Δt为测量腔体Ⅰ(9)和测量腔体Ⅱ(10)的时差，K₁为超声波在空气中的温度系数，T为测量腔体Ⅰ(9)空气环境的温度，Δt₀为测量腔体Ⅱ(10)空抽环境下与测量腔体Ⅰ(9)的时差，T₀为测量腔体Ⅱ(10)空抽环境下的温度，Δt₁为测量腔体Ⅱ(10)中标定的烟雾浓度下与测量腔体Ⅰ(9)的时差，T₁为测量腔体Ⅱ(10)中标定烟雾的温度。