1.本实用新型属于呼出烟气化学成分分析技术领域，具体涉及一种呼出烟气粒相物捕集装置，该装置由五个部分组成，可实现实验室内呼出烟气中粒相物的有效捕集，同时可记录志愿者呼出烟气的准确体积，适用于志愿者抽吸传统卷烟和新型烟草制品后呼出烟气粒相物中化学成分的准确定量分析。
背景技术：
2.近年来，全球性控烟运动在世界各国普遍展开。为了应对越来越严厉的控烟政策，世界各大烟草公司均推出新型烟草制品如电子烟和加热不燃烧卷烟等。因此，新型烟草制品对使用者及整体人群的健康影响受到国际社会的广泛关注。与传统卷烟相比，新型烟草制品对周围环境的污染可能会显著降低，但在使用电子烟和加热不燃烧卷烟的过程中，消费者呼出的烟气气溶胶依然会对环境空气质量产生一定的影响。因此，研究呼出烟气的化学成分是研究吸烟者抽吸烟草制品（包括传统卷烟及新型烟草制品）后呼出烟气对空气质量影响的基础。然而，目前无商品化的呼出烟气捕集装置，因此需要研制呼出烟气捕集装置。
3.王健等公开了一种测量卷烟主流烟气粒相物化学成分口腔残留效率的烟气捕集装置（申请号201520154948.2），其特征是设置内部为剑桥滤片夹持器，烟气输入和输出端口既可以与可插入卷烟烟支的卷烟插座相连，也可以与连有真空泵的烟气排放管道相连，在烟气排放管道上对称设置有两个吸气孔，实现对吸烟者抽吸卷烟产生的主流烟气粒相物和进入吸烟者口腔后呼出的主流烟气粒相物进行有效收集。然而，该实用新型无法测量吸烟者抽吸及呼出烟气的体积，不利于后续分析研究；同时没有设计供吸烟者呼气的吹嘴，设计不够合理；而烟气排放管道上设置的两个吸气孔实际操作难以控制。赵俊伟等公开的一种具有卷烟全烟气捕集功能的吸烟行为记录仪（申请号202010763866.3），一种带有卷烟烟气气相物捕集装置的吸烟行为记录仪（202010763863.x）,一种具有卷烟烟气粒相物捕集功能的吸烟相物记录仪（202010763860.6）特征在于包括手持式云台以及固定在该云台上的记录仪和全烟气捕集瓶，全烟气捕集瓶中盛装有捕集液；采用捕集容器以及设置在其内腔中的滤片捕集粒相物。赵俊伟等公开的专利组中采用吸烟行为记录仪记录吸烟者抽吸参数，主要用于吸烟者吸入卷烟烟气的捕集，但却无法用于吸烟者呼出烟气的捕集。
技术实现要素：
4.本实用新型正是基于上述问题专门设计的一种可记录志愿者呼出烟气体积的呼出烟气粒相物捕集装置，利用该装置可捕集呼出烟气粒相物，用于分析呼出烟气中主要化学成分。
5.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
6.一种呼出烟气粒相物捕集装置，该装置依次由吹嘴、吸烟行为记录仪、捕集器、三通阀、气体采样泵五部分构成，各部分之间采用橡胶软管连接。
7.所述吸嘴为弧形面罩式结构，为塑料材质制成，一次性使用。每次实验需更换。志愿者每抽吸一口烟草制品后将吹嘴罩在嘴上，要求脸部贴合吹嘴，并缓慢呼出烟气。
8.在本实用新型中，吸烟行为记录仪用于记录志愿者呼出烟气的参数，计算呼出烟气的体积。其中吸嘴端与吹嘴相连，插接口与捕集器相连。为了使吸烟行为记录仪能实现感应并记录数据，与吸烟行为记录仪插接口相连的橡胶软管外径需为5~8cm左右。
9.捕集器用于捕集呼出烟气粒相物，可为44mm、92mm等不同规格，其内放置相应规格的剑桥滤片。捕集器的“o”型密封圈端与吸烟行为记录仪相连。由于捕集器的烟气输出端口很短，无法将其与捕集装置的其它部分连接，因此，本实用新型中定制了一个转接头，材料为金属或塑料，其大头朝向捕集器，且与其烟气输出端口匹配；小头朝向三通阀端，二者采用橡胶软管连接。剑桥滤片放置时毛面朝向“o”型密封圈端。
10.三通阀材质为玻璃，主要作用是避免不采集呼出烟气时空气进入捕集器，当志愿者抽吸烟草制品时，三通阀控制c路和b路相通，气体采样泵由c路抽吸空气；当志愿者抽完烟后向吹嘴呼气时，三通阀控制a路和b路相通，在气体采样泵的辅助下呼出烟气被捕集在捕集器上。
11.气体采样泵用于辅助呼出烟气在捕集器上的捕集，流速可为500ml/min、1000ml/min、2000ml/min、3000ml/min、4000 ml/min、5000 ml/min等不同规格。
12.本实用新型的优点在于：
13.（1）解决了目前实验室没有商品化的呼出烟气粒相物捕集装置的问题，满足呼出烟气化学成分研究的需要。
14.（2）本实用新型中的吸烟行为记录仪可实现了志愿者呼出烟气体积的准确测量。
15.（3）本实用新型中的呼出烟气捕集装置中三通阀避免不采集呼出烟气时空气进入捕集器造成干扰。
附图说明
16.图1为本实用新型的结构示意图。
17.图中标注：1为吹嘴，2为吸烟行为记录仪（2-1为吸嘴端，2-2为插接口），3为捕集器（3-1为“o”型密封圈，3-2为烟气输出端口，3-3为转接头），4为三通阀，5为气体采样泵。
18.图2为定制转接头结构示意图。
具体实施方式
19.本实用新型以下结合附图及实施例对其结构及使用过程进一步说明：
20.如图1、2所示：一种呼出烟气粒相物捕集装置，依次由吹嘴1、吸烟行为记录仪2、捕集器3、三通阀4、气体采样泵5五部分构成，各部分之间采用橡胶软管连接。
21.所述吹嘴1为弧形面罩式结构，为塑料材料制成。
22.在捕集器3与三通阀4之间通过一转接头3-3相连，转接头大头朝向捕集器3，小头朝向三通阀4。捕集器的“o”型密封圈端3-1与吸烟行为记录仪2相连。
23.所述捕集器3包括44mm、92mm不同规格，其内放置相应规格的剑桥滤片。
24.实施例1：
25.采用外径为7.5cm的橡胶软管将吹嘴、吸烟行为记录仪、44mm捕集器（内放置44mm
剑桥滤片）、玻璃三通阀及气体采样泵依次连接起来，即为呼出烟气捕集装置。招募志愿者抽吸加热不燃烧卷烟产品。将三通阀旋钮旋到c路和b路相通，打开气体采样泵（流速设定为5000 ml/min）。志愿者开始抽吸加热不燃烧卷烟，每抽完一口，烟气在口腔中停留20s，之后将嘴巴对准吹嘴（要求脸部贴合吹嘴），同时将三通阀旋钮旋到a路和b路相通，志愿者缓慢吐出烟气，呼出烟气气粒相物分别被捕集器捕集。待管路中无明显烟气时，志愿者停止吹气，同时三通阀钮旋到c路和b路相通，放空。志愿者继续抽吸加热不燃烧卷烟，并进行呼出烟气的第二口捕集。根据实验要求捕集相应口数的呼出烟气。采样结束后，取出剑桥滤片，进行样品前处理及仪器分析，分析呼出烟气粒相物主要化学成分。
技术特征：
1.一种呼出烟气粒相物捕集装置，其特征在于：该装置依次由吹嘴、吸烟行为记录仪、捕集器、三通阀、气体采样泵五部分构成，各部分之间依次采用橡胶软管连接。2.根据权利要求1所述的呼出烟气粒相物捕集装置，其特征在于：所述吹嘴为弧形面罩式结构。3.根据权利要求1或2所述的呼出烟气粒相物捕集装置，其特征在于：所述吹嘴为塑料材质制成，一次性使用。4.根据权利要求1所述的呼出烟气粒相物捕集装置，其特征在于：所述吸烟行为记录仪的吸嘴端与吹嘴相连，插接口与捕集器相连。5.根据权利要求1或4所述的呼出烟气粒相物捕集装置，其特征在于：为使吸烟行为记录仪能实现感应并记录数据，与吸烟行为记录仪插接口相连的橡胶软管外径需为5~8cm。6.根据权利要求1所述的呼出烟气粒相物捕集装置，其特征在于：所述捕集器包括44mm、92mm不同规格，其内放置相应规格的剑桥滤片。7.根据权利要求1所述的呼出烟气粒相物捕集装置，其特征在于：在捕集器与三通阀之间通过一转接头相连，转接头大头朝向捕集器，小头朝向三通阀。8.根据权利要求1所述的呼出烟气粒相物捕集装置，其特征在于：所述气体采样泵的流速调节档位分别为以下不同规格：500ml/min、1000ml/min、2000ml/min、3000ml/min、4000 ml/min、5000 ml/min。
技术总结
一种呼出烟气粒相物捕集装置，其特征在于：该装置依次由吹嘴、吸烟行为记录仪、捕集器、三通阀、气体采样泵五部分构成，各部分之间采用橡胶软管连接，所述吸嘴为弧形面罩式结构，所述吹嘴为塑料材质制成，一次性使用。利用本实用新型可实现实验室内呼出烟气中粒相物的有效捕集，同时还可记录志愿者呼出烟气参数。本实用新型解决了目前实验室没有商品化的呼出烟气粒相物捕集装置的问题，满足呼出烟气中粒相物研究的需要，同时采用吸烟行为记录仪实现了志愿者呼出烟气体积的准确测量，采用了三通阀避免了不采集呼出烟气时空气进入捕集器和采样管所带来的干扰问题。器和采样管所带来的干扰问题。器和采样管所带来的干扰问题。
技术研发人员：余晶晶 崔华鹏 赵俊伟 华辰凤 赵晓东 王冰 王昇 蔡君兰 刘绍锋 谢复炜
受保护的技术使用者：中国烟草总公司郑州烟草研究院
技术研发日：2021.04.13
技术公布日：2022/6/23