本发明属于卷烟
技术领域：
，涉及一种卷烟烟气中主要成分含量的分析方法。
背景技术：
自上世纪50年代，为了提高卷烟产品的质量，加速产品的设计速度，优化产品的体验，国内外开展了大量的相关研究。国外卷烟企业大多从第一性的物理化学规律入手，在细分领域例如卷烟纸透气规律、滤棒过滤能力、卷烟的燃烧机理等进行了相关研究，形成了对卷烟燃烧过滤机理的整体认识；国内的研究一般基于统计试验，分析一些特定的辅材、卷制参数的组合，达到一定的主流烟气的预测功能。但是由于影响卷烟烟气的因素太多，两者都没有把整个卷烟的燃烧规律组合成一个整体，也没有形成基于卷烟全参数的分析方法。具体的说，卷烟烟气组成及其含量受烟丝组分、烟支结构、卷接材料参数、燃烧条件等因素的共同影响，涉及到烟叶生产、烟丝加工、卷制设备、产品设计等多个环节。为了准确预测卷烟主流烟气，达到卷烟设计的预期目标，行业中已做了大量的研究工作。cn105628646公开了一种卷烟在线焦油预测及预警方法，该方法利用红外光采集烟丝成分，构建焦油含量的预测模型，通过因子分析计算上下限值形成预警阈值。但是该方法受环境影响较为显著，在数据过程中测量精度偏差较大。cn106108107公开了一种基于卷烟结构与物性参数的卷烟总通风率、滤嘴通风率以及吸阻的模型化设计方法以卷烟结构特征参数和卷烟物性特征参数为变量，以卷烟总通风率、滤嘴通风率，以及吸阻为目标函数，通过调整卷烟结构与物性参数获得一种满足卷烟设计要求的优化方法。但是该方法只获得卷烟通风率和吸阻，并不能更深入地研究卷烟烟气主要成分的含量。因此如何综合叶组配方、卷接辅材和卷制结构等卷烟设计中使用的指标，并形成基于第一性的物理方法对卷烟设计有重大价值，这也对降低企业成本具有现实意义。此外，采用单因素实验设计方法研究卷烟烟气组成和含量，一般不能很好地满足卷烟烟气组成和含量的设计要求，因为卷烟的叶组配方和卷烟结构参数是相互作用的，共同决定了卷烟产品。所以基于叶组配方和卷制结构这两方面，构建卷烟烟气组成和含量的分析方法是十分必要的。技术实现要素：鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种卷烟烟气中主要成分含量的分析方法，基于卷烟基础参数和相关参数的算法模型，能够有效、准确地分析卷烟烟气中主要成分的含量，以便对叶组配方和卷制结构作进一步的调整，提高了卷烟设计效率。为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种卷烟烟气中主要成分含量的分析方法，包括以下步骤：步骤s1，确定卷烟的基础参数；优选地，步骤s1中，所述卷烟的基础参数包括但不限于烟丝种类、烟丝重量、烟支段长度、烟支圆周、滤棒长度、滤棒压降、接装纸透气度、接装纸孔带总宽度、接装纸宽度、接装纸外孔带距边、成形纸透气度、卷烟纸透气度、卷烟纸助燃剂含量、卷烟纸克重、尼古丁过滤系数、焦油过滤系数。所述卷烟的基础参数均为卷烟的常规数据，可测量获得。步骤s2，采用阴燃时间递推法，根据步骤s1中卷烟的基础参数计算出卷烟的原始参数；优选地，步骤s2中，所述卷烟的原始参数包括但不限于原始阴燃时间、原始口数、每口燃烧原始长度、每口燃烧原始重量、每口燃烧原始剩余长度。优选地，步骤s2中，所述卷烟的原始参数的计算，包括以下步骤：步骤s21，确定烟丝种类后，按公式(1)计算原始阴燃时间，所述公式(1)为：t1＝73.3×l1+279×c-33.1×a-19.5×mc+6.86×ps+11.7×pe+6.49×pp+10.4×pl，其中，t1为原始阴燃时间，s；l1为烟支段长度，cm；c为烟支圆周，cm；a为卷烟纸助燃剂含量，％；mc为卷烟纸克重，g/m2；ps为梗丝比例，％；pe为膨丝比例，％；pp为薄片比例，％；pl为叶丝比例，％。上述所述梗丝比例、膨丝比例、薄片比例、叶丝比例均为卷烟的设定数值，均属于设计人员可获得的固定数据参数值。步骤s22，通过原始阴燃时间按公式(2)计算原始口数，所述公式(2)为：n＝0.0121×t1+0.487，其中，n为原始口数，口；t1为原始阴燃时间，s。步骤s23，通过原始阴燃时间和原始口数，按公式(3)、(4)、(5)计算每口燃烧原始长度，所述公式(3)为：v＝l1/t1，其中，v为阴燃速度，cm/s；l1为烟支段长度，cm；t1为原始阴燃时间，s；所述公式(4)为：t2＝58×n，其中，t2为实际阴燃时间，s；n为原始口数，口；所述公式(5)为：l2＝v×(t1-t2)/n，其中，l2为每口燃烧原始长度，cm；v为阴燃速度，cm/s；t1为原始阴燃时间，s；t2为实际阴燃时间，s；n为原始口数，口。步骤s24，通过每口燃烧原始长度，按公式(6)计算每口燃烧原始重量，所述公式(6)为：m2＝m1×l2/l1，其中，m2为每口燃烧原始重量，g；m1为烟丝重量，g；l2为每口燃烧原始长度，cm；l1为烟支段长度，cm。更优选地，所述每口燃烧原始重量按公式(a)、(b)分别计算尼古丁的原始计算重量、焦油的原始计算重量，所述公式(a)为：m3＝m2×nic，其中，m3为尼古丁的原始计算重量，g；m2为每口燃烧原始重量，g；nic为烟丝的尼古丁经验系数，设定为1.11。所述烟丝的尼古丁经验系数nic是调节不同叶组尼古丁释放量的系数；所述公式(b)为：m4＝m2×tar，其中，m4为焦油的原始计算重量，g；m2为每口燃烧原始重量，g；tar为烟丝的焦油经验系数，设定为1.22。所述焦油经验系数tar是调节不同叶组焦油释放量的系数。步骤s25，通过每口燃烧原始长度，按公式(7)、(8)计算每口燃烧原始剩余长度，所述公式(7)为：l3[1]＝l1-l2，其中，l3[1]为第1口的每口燃烧原始剩余长度，cm；l1为烟支段长度，cm；l2为每口燃烧原始长度，cm；所述公式(8)为：l3[i]＝l3[i-1]-58v-l2，其中，l3[i]为第i口的每口燃烧原始剩余长度，i＝2,…,n，cm；l3[i-1]为第i-1口的每口燃烧原始剩余长度，i＝2,…,n，cm；v为阴燃速度，cm/s；l2为每口燃烧原始长度，cm。所述公式(7)、(8)为迭代算法。优选地，步骤s2中，所述阴燃时间递推法是指，通过卷烟的原始阴燃时间(只与烟丝种类、卷制结构、卷烟纸相关)计算出卷烟燃烧的原始口数，并以此进一步计算出卷烟燃烧时每口燃烧原始长度和每口燃烧原始重量，再一步得到卷烟每口的尼古丁和焦油原始计算重量(假设卷烟烟丝均匀分布)，并计算获得卷烟每口的每口燃烧原始剩余长度。优选地，步骤s2中，所述卷烟的原始参数是在忽略接装纸打孔条件下计算的参数。所述接装纸打孔条件是指把接装纸的孔用胶布堵住的情况。步骤s3，采用压降匹配回归算法，根据步骤s1中卷烟的基础参数和步骤s2中卷烟的原始参数计算出卷烟的相对参数；优选地，步骤s3中，所述卷烟的相对参数包括但不限于相对口数、每口燃烧相对剩余长度、每口燃烧相对重量。优选地，步骤s3中，所述卷烟的相对参数是在接装纸打孔条件下计算的参数。优选地，步骤s3中，所述卷烟的相对参数的计算，包括以下步骤：步骤s31，按公式(9)计算相对口数，所述公式(9)为：rn＝l1/(l6avg+58v)，其中，rn为相对口数，口；l1为烟支段长度，cm；l6avg为平均相对燃烧长度，cm；v为阴燃速度，cm/s。更优选地，所述平均相对燃烧长度按公式(c)计算，所述公式(c)为：l6avg＝simga(l6[i])/n，其中，l6avg为平均相对燃烧长度，cm；simga为连加符号∑，是对数组l6[i]求和；l6[i]为第i口通风后的相对燃烧长度，i＝1,…,n，cm；n为原始口数，口。进一步优选地，所述第i口通风后的相对燃烧长度按公式(d)计算，所述公式(d)为：l6[i]＝qi[i]/17.5×l2，其中，l6[i]为第i口通风后的相对燃烧长度，i＝1,…,n，cm；qi[i]为在第i口的卷烟燃烧入口流速qi值，i＝1,…,n，ml/s；l2为每口燃烧原始长度，cm。更进一步优选地，所述在第i口的卷烟燃烧入口流速qi值按公式(e)计算，所述公式(e)为：qi[i]＝0.9×(17.5-q[i])，其中，qi[i]为在第i口的卷烟燃烧入口流速qi值，i＝1,…,n，ml/s；q[i]为在第i口的长度l3[i]时的滤嘴的通风流速q值，i＝1,…,n，ml/s。再进一步优选地，所述第i口的卷烟燃烧入口流速符合公式(f)中的流速恒等式，所述公式(f)为：qi[i]+qc[i]+q[i]＝17.5，其中，qi[i]为在第i口的卷烟燃烧入口流速qi值，i＝1,…,n，ml/s；qc[i]为在第i口的过卷烟纸的流速qc值，i＝1,…,n，ml/s；q[i]为在第i口的长度l3[i]时的滤嘴的通风流速q值，i＝1,…,n，ml/s。再进一步优选地，所述滤嘴的流量速度按公式(g)中的回归压降匹配方程计算，所述公式(g)为：q＝findroot[ptpw[q]＝pr[q]+pre[q]+pf[q]，q->0]，其中，q为通过滤嘴的流量速度，ml/s；findroot为通过初始值(q->0)搜索方程的数值解，ml/s；q->0是指q趋向于0；ptpw[q]为接装纸和成形纸组合在流速q下的压降函数，cmh2o；pr[q]为烟支段考虑卷烟纸透气度在流速q下的压降函数，cmh2o；pre[q]为流速为q时的交叉段卷烟压降函数，cmh2o；pf[q]为流速为q时的滤棒压降函数，cmh2o。特别优选地，所述接装纸和成形纸组合在流速q下的压降函数按公式(h)计算接装纸-成形纸压降-流量函数，所述烟支段考虑卷烟纸透气度在流速q下的压降函数按公式(i)计算含卷烟纸通风条件下的压降-流量函数，所述流速为q时的交叉段卷烟压降函数按公式(j)计算无卷烟纸通风条件下烟支的压降-流量函数，所述流速为q时的滤棒压降函数按公式(k)计算滤棒的压降-流量函数，所述公式(h)为：ptpw[q]＝(q/c)2×(2.56×108/a22+3.6×104/a32)，其中，ptpw[q]为接装纸和成形纸组合在流速q下的压降函数，cmh2o；q为通过滤嘴的流量速度，ml/s；c为烟支圆周，cm；a2是成形纸透气度，cu；a3是接装纸透气度，cu；所述公式(i)为：pr[q]＝pre0×tanh(sqrt(a1×c×l3[i]×pre0×(7×10-5+2.9×10-6×(17.5-q)))/sqrt(a1×c×l3[i]×pre0×(7×10-5+2.9×10-6×(17.5-q)))，其中，pr[q]为烟支段考虑卷烟纸透气度在流速q下的压降函数，cmh2o；pre0为烟支段忽略卷烟纸透气度的压降值，cmh2o；tanh为双曲正切函数；sqrt为根号函数；a1为卷烟纸透气度，cu；c为烟支圆周，cm；l3[i]为第i口的每口燃烧原始剩余长度，i＝2,…,n，cm；q为通过滤嘴的流量速度，ml/s；所述公式(j)为：pre[q]＝0.143×(1-e)2×l5×(17.5-q)/e3/s，其中，pre[q]为流速为q时的交叉段卷烟压降函数，cmh2o；e为烟丝孔隙率，设定为0.76；l5为接装纸与卷烟纸的交叉长度，cm；s为卷烟截面积，cm2；所述公式(k)为：pf[q]＝k×(17.5-q)×l4，其中，pf[q]为流速为q时的滤棒压降函数，cmh2o；k为滤棒压降系数，cmh2o*s/cm3；q为通过滤嘴的流量速度，ml/s；l4为接装纸打孔前段滤棒长度，cm。所述滤棒压降系数是根据滤棒压降和滤棒长度计算获得，每个滤棒单元均具有相对应的滤棒压降和滤棒长度。最优选地，所述烟支段忽略卷烟纸透气度的压降值按公式(l)计算，所述公式(l)为：pre0＝2.5×(1-e)2×l3[i]/e3/s，其中，pre0为烟支段忽略卷烟纸透气度的压降值，cmh2o；e为烟丝孔隙率，设定为0.76；l3[i]为第i口的每口燃烧原始剩余长度，i＝2,…,n，cm；s为卷烟截面积，cm2。最优选地，所述卷烟截面积按公式(m)计算，所述公式(m)为：s＝c×c/4/pi，其中，s为卷烟截面积，cm2；c为烟支圆周，cm；pi为圆周率。最优选地，所述接装纸与卷烟纸的交叉长度按公式(n)计算，所述公式(n)为：l5＝lp-lf，其中，l5为接装纸与卷烟纸的交叉长度，cm；lp为接装纸宽度，cm；lf为滤棒长度，cm。最优选地，所述接装纸打孔前段滤棒长度按公式(o)计算，所述公式(o)为：l4＝lf-lt，其中，l4为接装纸打孔前段滤棒长度，cm；lf为滤棒长度，cm；lt为接装纸外孔带距边，cm。步骤s32，按公式(10)、(11)计算每口燃烧相对剩余长度，所述公式(10)为：l7[1]＝l1-l6[1]，其中，l7[1]为第1口的每口燃烧相对剩余长度，cm；l1为烟支段长度，cm；l6[1]为第1口通风后的相对燃烧长度，cm；所述公式(11)为：l7[i]＝l7[i-1]-58v-l6[i]，其中，l7[i]为第i口的每口燃烧相对剩余长度，i＝2,…,n，cm；l7[i-1]为第i-1口的每口燃烧相对剩余长度，i＝2,…,n，cm；v为阴燃速度，cm/s；l6[i]为第i口通风后的相对燃烧长度，i＝1,…,n，cm。步骤s33，按公式(12)计算每口燃烧相对重量，所述公式(12)为：rm2[i]＝m1×l6[i]/l1，其中，rm2[i]为每口燃烧相对重量，即第i口燃烧相对重量，i＝1,…,n，g；m1为烟丝重量，g；l6[i]为第i口通风后的相对燃烧长度，i＝1,…,n，cm；l1为烟支段长度，cm。更优选地，所述每口燃烧相对重量按公式(p)、(q)分别计算尼古丁的每口燃烧相对重量、焦油的每口燃烧相对重量，所述公式(p)为：rm3[i]＝rm2[i]×nic，其中，rm3[i]为尼古丁的每口燃烧相对重量，即尼古丁的第i口燃烧相对重量，i＝1,…,n，g；rm2[i]为第i口燃烧相对重量，i＝1,…,n，g；nic为烟丝的尼古丁经验系数，设定为1.11；所述公式(q)为：rm4[i]＝rm2[i]×tar，其中，rm4[i]为焦油的每口燃烧相对重量，即焦油的第i口燃烧相对重量，i＝1,…,n，g；rm2[i]为第i口燃烧相对重量，i＝1,…,n，g；tar为烟丝的焦油经验系数，设定为1.22。优选地，步骤s3中，所述压降匹配回归算法是指，通过s2获得的卷烟每口原始燃烧长度为基础，通过公式对烟支压降与接装纸、成形纸和滤棒系统进行压降匹配，每一次匹配得到对应第i口的滤嘴通风流速和燃烧锥入口流量，燃烧锥入口流量决定了相对口数、每口燃烧相对剩余长度、每口燃烧相对重量(包括烟丝相对燃烧烟碱和焦油的重量)。步骤s4，采用烟丝逐口释放-过滤方程，根据步骤s2中卷烟的原始参数和步骤s3中卷烟的相对参数，从而计算获得卷烟烟气中主要成分含量值。优选地，步骤s4中，所述卷烟烟气中主要成分包括但不限于焦油、烟碱。优选地，步骤s4中，所述卷烟烟气中主要成分含量值(即释放量)的计算，包括以下步骤：步骤s41，按公式(13)计算整支卷烟中烟碱的绝对释放量，所述公式(13)为：f0tot＝sigma[f0[i]]，其中，f0tot为整支卷烟中烟碱的绝对释放量，mg；simga为连加符号∑，是对数组f0[i]求和；f0[i]为第i口卷烟燃烧的烟碱的绝对释放量，i＝1,…,n，mg。更优选地，所述第i口卷烟燃烧的烟碱的绝对释放量按公式(r)计算，所述公式(r)为：f0[i]＝g×qi[i]×(m3+f1[i-1,1]+f1[i-2,2]+…+f1[i,j])×e(-a4×l2)，i＝1,…,n，其中，f0[i]为第i口卷烟燃烧的烟碱的绝对释放量，mg；g为经验系数，设定值为0.297；qi[i]为在第i口的卷烟燃烧入口流速qi值，ml/s；m3为尼古丁的原始计算重量，g；a4为经验系数，设定值为0.22；e为自然对数的底数；l2为每口燃烧原始长度，cm；f1[i,j]为第i口燃烧的卷烟在第j口燃烧段被截留的绝对烟碱函数，mg。进一步优选地，所述第i口燃烧的卷烟在第j口燃烧段被截留的绝对烟碱函数按公式(s)计算，所述公式(s)为：f1[i,j]＝g×qi[i]×(m3+f1[i-1,1]+f1[i-2,2]+…+f1[1,j])×e(-a4×l3[j+i-1])×(1-e(-a4×l2))，i<j＝1,…,n；i+j-1＝1,…,n，其中，f1[i,j]为第i口燃烧的卷烟在第j口燃烧段被截留的绝对烟碱函数，mg；g为经验系数，设定值为0.297；qi[i]为在第i口的卷烟燃烧入口流速qi值，ml/s；m3为尼古丁的原始计算重量，g；a4为经验系数，设定值为0.22；l3[j+i-1]为第j+i-1口的每口燃烧原始剩余长度，cm；l2为每口燃烧原始长度，cm；e为自然对数的底数。步骤s42，按公式(14)计算整支卷烟中焦油的绝对释放量，所述公式(14)为：f02tot＝sigma[f02[i]]，其中，f02tot为整支卷烟中焦油的绝对释放量，mg；simga为连加符号∑，是对数组f02[i]求和；f02[i]是第i口卷烟燃烧的焦油的绝对释放量，i＝1,…,n，mg。更优选地，所述第i口卷烟燃烧的焦油的绝对释放量按公式(t)计算，所述公式(t)为：f02[i]＝g×qi[i]×(m4+f2[i-1,1]+f2[i-2,2]+…+f2[i,j])×e(-a4×l2)，i＝1,…,n，其中，f02[i]为第i口卷烟燃烧的焦油的绝对释放量，mg；g为经验系数，设定值为0.297；qi[i]为在第i口的卷烟燃烧入口流速qi值，ml/s；m4为焦油的原始计算重量，g；a4为经验系数，设定值为0.22；e为自然对数的底数；l2为每口燃烧原始长度，cm；f2[i,j]为第i口燃烧的卷烟在第j口燃烧段被截留的绝对焦油函数，mg。进一步优选地，所述第i口燃烧的卷烟在第j口燃烧段被截留的绝对焦油函数按公式(u)计算，所述公式(u)为：f2[i,j]＝g×qi[i]×(m4+f2[i-1,1]+f2[i-2,2]+…+f2[1,j])×e(-a4×l3[j+i-1])×(1-e(-a4×l2))，i<j＝1,…,n；i+j-1＝1,…,n，其中，f2[i,j]为第i口燃烧的卷烟在第j口燃烧段被截留的绝对焦油函数，mg；g为经验系数，设定值为0.297；qi[i]为在第i口的卷烟燃烧入口流速qi值，ml/s；m4为焦油的原始计算重量，g；a4为经验系数，设定值为0.22；l3[j+i-1]为第j+i-1口的每口燃烧原始剩余长度，cm；l2为每口燃烧原始长度，cm；e为自然对数的底数。步骤s43，按公式(15)计算整支卷烟中烟碱的相对释放量，所述公式(15)为：rf0tot＝sigma[rf0[i]]×(1-niceff)，其中，rf0tot为整支卷烟中烟碱的相对释放量，mg；simga为连加符号∑，是对数组rf0[i]求和；rf0[i]为第i口的烟碱的相对释放量，i＝1,…,n，mg；niceff为滤棒的烟碱过滤系数。更优选地，所述第i口的烟碱的相对释放量按公式(v)计算，所述公式(v)为：rf0[i]＝g×qi[i]×(rm3[i]+rf1[i-1,1]+rf1[i-2,2]+…+rf1[i,j])×e(-a4×l6[i])，i＝1,…,n，其中，rf0[i]为第i口的烟碱的相对释放量，mg；g为经验系数，设定值为0.297；qi[i]为在第i口的卷烟燃烧入口流速qi值，ml/s；rm3[i]为尼古丁的第i口燃烧相对重量，g；rf1[i,j]为第i口燃烧的卷烟在第j口燃烧段被截留的相对烟碱函数，mg；a4为经验系数，设定值为0.22；e为自然对数的底数；l6[i]为第i口通风后的相对燃烧长度，cm。进一步优选地，所述第i口燃烧的卷烟在第j口燃烧段被截留的相对烟碱函数按公式(w)计算，所述公式(w)为：rf1[i,j]＝g×qi[i]×(rm3[i]+rf1[i-1,1]+rf1[i-2,2]+…+rf1[1,j])×e(-a4×l7[j+i-1])×(1-e(-a4×l6[i+j-1]))，i<j＝1,…,n；i+j-1＝1,…,n，其中，rf1[i,j]为第i口燃烧的卷烟在第j口燃烧段被截留的相对烟碱函数，mg；g为经验系数，设定值为0.297；qi[i]为在第i口的卷烟燃烧入口流速qi值，ml/s；rm3[i]为尼古丁的第i口燃烧相对重量，i＝1,…,n，g；a4为经验系数，设定值为0.22；l7[j+i-1]为第j+i-1口的每口燃烧相对剩余长度，cm；l6[j+i-1]为第j+i-1口通风后的相对燃烧长度，cm；e为自然对数的底数。步骤s44，按公式(16)计算整支卷烟中焦油的相对释放量，所述公式(16)为：rf02tot＝sigma[rf02[i]]×(1-tareff)，其中，rf02tot为整支卷烟中焦油的相对释放量，mg；simga为连加符号∑，是对数组rf02[i]求和；rf02[i]为第i口的焦油的相对释放量，mg；tareff为滤棒的焦油过滤系数。更优选地，所述第i口的焦油的相对释放量按公式(x)计算，所述公式(x)为：rf02[i]＝g×qi[i]×(rm4[i]+rf2[i-1,1]+rf2[i-2,2]+…+rf2[i,j])×e(-a4×l6[i])，i＝1,…,n，其中，rf02[i]为第i口的焦油的相对释放量，mg；g为经验系数，设定值为0.297；qi[i]为在第i口的卷烟燃烧入口流速qi值，ml/s；rm4[i]为焦油的第i口燃烧相对重量，i＝1,…,n，g；a4为经验系数，设定值为0.22；rf2[i,j]为第i口燃烧的卷烟在第j口燃烧段被截留的相对焦油函数，mg；e为自然对数的底数；l6[i]为第i口通风后的相对燃烧长度，cm。进一步优选地，所述第i口燃烧的卷烟在第j口燃烧段被截留的相对焦油函数按公式(y)计算，所述公式(y)为：rf2[i,j]＝g×qi[i]×(rm4[i]+rf2[i-1,1]+rf2[i-2,2]+…+rf2[1,j])×e(-a4×l7[j+i-1])×(1-e(-a4×l6[i+j-1]))，i<j＝1,…,n；i+j-1＝1,…,n，其中，rf2[i,j]为第i口燃烧的卷烟在第j口燃烧段被截留的相对焦油函数，mg；g为经验系数，设定值为0.297；qi[i]为在第i口的卷烟燃烧入口流速qi值，ml/s；rm4[i]为焦油的第i口燃烧相对重量，i＝1,…,n，g；a4为经验系数，设定值为0.22；e为自然对数的底数；l7[j+i-1]为第j+i-1口的每口燃烧相对剩余长度，cm；l6[j+i-1]为第j+i-1口通风后的相对燃烧长度，cm。优选地，步骤s4中，所述烟丝逐口释放-过滤方程是指，通过步骤s2得到了原始阴燃时间、原始口数、每口燃烧原始长度、每口燃烧原始重量、每口燃烧原始剩余长度，通过步骤s3得到了相对口数、每口燃烧相对剩余长度、每口燃烧相对重量，再通过s2和s3的信息辅助烟丝逐口释放-过滤方程，逐口计算可得焦油及烟碱(原始状态)的绝对释放量、焦油及烟碱的相对释放量，即f0tot、f02tot、rf0tot、rf02tot。焦油的绝对释放量和焦油的相对释放量共同确定卷烟烟气中焦油的含量，烟碱的绝对释放量和烟碱的相对释放量共同确定卷烟烟气中烟碱的含量。本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述分析方法的步骤。本发明进一步提供了一种计算机处理设备，包括处理器及计算机可读存储介质，所述处理器执行所述计算机可读存储介质上的计算机程序，实现上述分析方法的步骤。如上所述，本发明提供的一种卷烟烟气中主要成分含量的分析方法，具有以下有益效果：(1)本发明提供的一种卷烟烟气中主要成分含量的分析方法，本方法基于第一性的物理规律，辅助半经验半理论的算法，能应用于计算机中，计算配方、辅材和卷烟结构变动对主流烟气的影响，具有一定的普适性。(2)本发明提供的一种卷烟烟气中主要成分含量的分析方法，可以较准确的预测卷烟烟气中主要成分的含量，无需进行大量重复性的前期预试验，具有方便、快捷的优势。(3)本发明提供的一种卷烟烟气中主要成分含量的分析方法，只需通过对各参数之间的相关性进行合理的调整，根据预测结果，适当、合理的调整叶组配方、辅材和卷制结构参数即可满足实际卷烟设计目标，而无需对现有卷烟生产加工设备进行改造，即可很好的达到降本增效的效果。附图说明图1显示为本发明的一种卷烟烟气中主要成分含量的分析方法的流程示意图。具体实施方式下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。须知，下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置；所有压力值和范围都是指相对压力。此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。如图1所示，本发明提供一种卷烟烟气中主要成分含量的分析方法，包括以下步骤：步骤s1，确定卷烟的基础参数；步骤s2，采用阴燃时间递推法，根据步骤s1中卷烟的基础参数计算出卷烟的原始参数；步骤s3，采用压降匹配回归算法，根据步骤s1中卷烟的基础参数和步骤s2中卷烟的原始参数计算出卷烟的相对参数；步骤s4，采用烟丝逐口释放-过滤方程，根据步骤s2中卷烟的原始参数和步骤s3中卷烟的相对参数，从而计算获得卷烟烟气中主要成分含量值。在步骤s1中，所述卷烟的基础参数包括但不限于烟丝种类、烟丝重量、烟支段长度、烟支圆周、滤棒长度、滤棒压降、接装纸透气度、接装纸孔带总宽度、接装纸宽度、接装纸外孔带距边、成形纸透气度、卷烟纸透气度、卷烟纸助燃剂含量、卷烟纸克重、尼古丁过滤系数、焦油过滤系数。在步骤s2中，所述卷烟的原始参数包括但不限于原始阴燃时间、原始口数、每口燃烧原始长度、每口燃烧原始重量、每口燃烧原始剩余长度。在步骤s3中，所述卷烟的相对参数包括但不限于相对口数、每口燃烧相对剩余长度、每口燃烧相对重量。在步骤s4中，所述卷烟烟气中主要成分包括但不限于焦油、烟碱。本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述分析方法的步骤。本发明进一步提供了一种计算机处理设备，包括处理器及计算机可读存储介质，所述处理器执行所述计算机可读存储介质上的计算机程序，实现上述分析方法的步骤。实施例1在计算机中，根据图1所示，对卷烟烟气中主要成分进行分析，步骤如下：1、选取卷烟实验样品，确定卷烟的基础参数，卷烟的基础参数的具体数据见表1。表1卷烟实验样品的基础参数卷烟基础参数数值烟丝种类100％叶丝烟丝重量0.7g烟支段长度5.1cm烟支圆周2.45cm滤棒长度3cm滤棒压降8cmh2尼古丁过滤系数0.4焦油过滤系数0.54接装纸透气度静电打孔150cu成形纸透气度10000cu接装纸外孔带距边1.45cm接装纸宽度3cm卷烟纸透气度60cu卷烟纸助燃剂含量1.8％纯钾盐卷烟纸克重27g2、采用阴燃时间递推法，根据步骤s1中卷烟的基础参数计算出卷烟的原始参数，卷烟的原始参数的具体数据见表2。表2卷烟实验样品的原始参数卷烟的原始参数数值原始阴燃时间t1570s原始口数n7.4口每口燃烧原始重量m2(g)0.023、0.023、0.023、0.023、0.023、0.023、0.023、0.009每口燃烧原始剩余长度l3[i](cm)5.2、4.6、3.9、3.3、2.6、2.0、1.3、0.8卷烟的原始参数的具体计算过程如下：步骤1，确定烟丝种类为100％叶丝后，按公式(1)计算原始阴燃时间t1，所述公式(1)为：t1＝73.3×l1+279×c-33.1×a-19.5×mc+6.86×ps+11.7×pe+6.49×pp+10.4×pl，获得t1为570s。步骤2，通过原始阴燃时间t1按公式(2)计算原始口数n，所述公式(2)为：n＝0.0121×t1+0.487，获得n为7.4口。步骤3，通过原始阴燃时间t1和原始口数n，按公式(3)、(4)、(5)计算每口燃烧原始长度l2，所述公式(3)为：v＝l1/t1，所述公式(4)为：t2＝58×n，所述公式(5)为：l2＝v×(t1-t2)/n，获得l2为0.18cm。步骤4，通过每口燃烧原始长度l2，按公式(6)计算每口燃烧原始重量m2，所述公式(6)为：m2＝m1×l2/l1，获得m2为0.023。其中，每口燃烧原始重量m2按公式(a)、(b)分别计算尼古丁的原始计算重量m3、焦油的原始计算重量m4，所述公式(a)为：m3＝m2×nic，所述公式(b)为：m4＝m2×tar，获得m3为0.026，m4为0.028。步骤5，通过每口燃烧原始长度l2，按公式(7)、(8)计算每口燃烧原始剩余长度l3[i]，所述公式(7)为：l3[1]＝l1-l2，所述公式(8)为：l3[i]＝l3[i-1]-58v-l2，获得l3[i]为5.2、4.6、3.9、3.3、2.6、2.0、1.3、0.8。3、采用压降匹配回归算法，根据步骤s1中卷烟的基础参数和步骤s2中卷烟的原始参数计算出卷烟的相对参数，卷烟的相对参数的具体数据见表3。表3卷烟实验样品的相对参数卷烟的相对参数数值相对口数rn7.7口每口燃烧相对剩余长度l7[i](mm)5.2、4.6、4.0、3.3、2.7、2.0、1.4、0.8每口燃烧相对重量rm2[i](g)0.022、0.022、0.022、0.022、0.022、0.022、0.022、0.016尼古丁的第i口燃烧相对重量rm3[i](g)0.024，0.024，0.024，0.024，0.024，0.024，0.024，0.017焦油的第i口燃烧相对重量rm4[i](g)0.027，0.027，0.027，0.027，0.027，0.027，0.027，0.019卷烟的相对参数的具体计算过程如下：步骤1，按公式(k)计算滤棒的压降-流量函数pf[q]，所述公式(k)为：pf[q]＝k×(17.5-q)×l4，获得pf[q]＝0.214(17.5-q)。步骤2，按公式(j)计算无卷烟纸通风条件下烟支的压降-流量函数pre[q]，所述公式(j)为：pre[q]＝0.143×(1-e)2×l5×(17.5-q)/e3/s，获得pre[q]＝0.016(17.5-q)。其中，卷烟截面积s按公式(m)计算，所述公式(m)为：s＝c×c/4/pi，获得s为0.478。步骤3，按公式(i)计算含卷烟纸通风条件下的压降-流量函数pr[q]，所述公式(i)为：pr[q]＝pre0×tanh(sqrt(a1×c×l3[i]×pre0×(7×10-5+2.9×10-6×(17.5-q)))/sqrt(a1×c×l3[i]×pre0×(7×10-5+2.9×10-6×(17.5-q)))，获得pr[q]＝0.07tanh[52.7×sqrt[7×10-5+2.9×10-6(17.5-q)]]/sqrt[7×10-5+2.9×10-6(17.5-q)]。其中，烟支段忽略卷烟纸透气度的压降值pre0按公式(l)计算，所述公式(l)为：pre0＝2.5×(1-e)2×l3[i]/e3/s，获得pre0为(3.64，3.17，2.74，2.28，1.83，1.38，0.93，0.56)。步骤4，按公式(h)计算接装纸-成形纸压降-流量函数值ptpw[q]，所述公式(h)为：ptpw[q]＝(q/c)2×(2.56×108/a22+3.6×104/a32)，获得ptpw[q]为0.36q2。步骤5，按公式(g)中的回归压降匹配方程计算q值，所述公式(g)为：q＝findroot[ptpw[q]＝pr[q]+pre[q]+pf[q]，q->0]，获得q为(2.15,2.09,2.02,1.94,1.85,1.76,1.67,1.58)。步骤6，按公式(e)计算卷烟燃烧入口的流速值，所述公式(e)为：qi[i]＝0.9×(17.5-q[i])，获得qi[i]为(13.8，13.87，13.94，14，14.1，14.2，14.25，14.3)。步骤7，通过卷烟燃烧入口的流速值，按公式(d)计算第i口通风后的相对燃烧长度，所述公式(d)为l6[i]＝qi[i]/17.5×l2，获得l6[i]为(0.168，0.169，0.17，0.171，0.171，0.173，0.174，0.174)。步骤8，通过第i口通风后的相对燃烧长度，按公式(c)计算平均相对燃烧长度，所述公式(c)为：l6avg＝simga(l6[i])/n，获得l6avg为0.17。步骤9，按公式(9)计算相对口数rn，所述公式(9)为：rn＝l1/(l6avg+58v)，获得rn为7.7。步骤10，按公式(10)、(11)计算每口燃烧相对剩余长度l7[i]，所述公式(10)为：l7[1]＝l1-l6[1]，所述公式(11)为：l7[i]＝l7[i-1]-58v-l6[i]，获得l7[i]为5.2、4.6、4.0、3.3、2.7、2.0、1.4、0.8。步骤s11，按公式(12)计算第i口燃烧相对重量rm2[i]，所述公式(12)为：rm2[i]＝m1×l6[i]/l1，获得rm2[i]为(0.022、0.022、0.022、0.022、0.022、0.022、0.022、0.016)。然后，所述第i口燃烧相对重量按公式(p)、(q)分别计算尼古丁的第i口燃烧相对重量、焦油的第i口燃烧相对重量，其中，所述公式(p)为：rm3[i]＝rm2[i]×nic，所述公式(q)为：rm4[i]＝rm2[i]×tar，获得rm3[i]为(0.024，0.024，0.024，0.024，0.024，0.024，0.024，0.017)，获得rm4[i]为(0.027，0.027，0.027，0.027，0.027，0.027，0.027，0.019)。4、采用烟丝逐口释放-过滤方程，根据步骤s2中卷烟的原始参数和步骤s3中卷烟的相对参数，从而计算获得卷烟烟气中主要成分含量值，具体数据见表4。表4卷烟实验样品的烟气主要成分含量卷烟烟气的主要成分数值原始烟碱的绝对释放量f0tot1.7mg原始烟碱实验值1.6mg原始烟碱的相对偏差6.25％烟碱的相对释放量rf0tot0.92mg烟碱实验值0.97mg烟碱的相对偏差5.15％原始焦油的绝对释放量f02tot23.7mg原始焦油实验值23.8mg原始焦油的相对偏差0.4％焦油的相对释放量rf02tot13mg焦油实验值12mg焦油的相对偏差8.33％卷烟烟气中主要成分含量值的具体计算过程如下：步骤1，按公式(s)计算第i口燃烧的卷烟在第j口燃烧段被截留的绝对烟碱函数，所述公式(s)为：f1[i,j]＝g×qi[i]×(m3+f1[i-1,1]+f1[i-2,2]+…+f1[1,j])×e(-a4×l3[j+i-1])×(1-e(-a4×l2))，i<j＝1,…,n；i+j-1＝1,…,n，获得f1[1,1]＝0.0041,f1[1,2]＝0.0038,…f[6,1]＝0.0018。步骤2，按公式(r)计算第i口卷烟燃烧的烟碱的绝对释放量f0[i]，所述公式(r)为：f0[i]＝g×qi[i]×(m3+f1[i-1,1]+f1[i-2,2]+…+f1[i,j])×e(-a4×l2)，i＝1,…,n，获得f0[i]＝(0.16，0.18，0.2，0.22，0.25，0.27，0.29，0.09)。步骤3，按公式(13)计算整支卷烟中(原始状态下)烟碱的绝对释放量，所述公式(13)为：f0tot＝sigma[f0[i]]，获得f0tot为1.7mg。步骤4，按公式(u)计算第i口燃烧的卷烟在第j口燃烧段被截留的绝对焦油函数，所述公式(u)为：f2[i,j]＝g×qi[i]×(m4+f2[i-1,1]+f2[i-2,2]+…+f2[1,j])×e(-a4×l3[j+i-1])×(1-e(-a4×l2))，i<j＝1,…,n；i+j-1＝1,…,n，获得f2[1,1]＝0.285,f2[1,2]＝0.027,…,f2[6,1]＝0.035。步骤5，按公式(t)计算第i口卷烟燃烧的焦油的绝对释放量，所述公式(t)为：f02[i]＝g×qi[i]×(m4+f2[i-1,1]+f2[i-2,2]+…+f2[i,j])×e(-a4×l2)，i＝1,…,n，获得f02[i]＝(1.24，1.74，2.4，3.3，4.3，5.7，4.3，0.73)。步骤6，按公式(14)计算整支卷烟中(原始状态下)焦油的绝对释放量，所述公式(14)为：f02tot＝sigma[f02[i]]，获得f02tot为23.7mg。步骤7，按公式(w)计算第i口燃烧的卷烟在第j口燃烧段被截留的相对烟碱函数，所述公式(w)为：rf1[i,j]＝g×qi[i]×(rm3[i]+rf1[i-1,1]+rf1[i-2,2]+…+rf1[1,j])×e(-a4×l7[j+i-1])×(1-e(-a4×l6[i+j-1]))，i<j＝1,…,n；i+j-1＝1,…,n，获得rf1[1,1]＝0.004,rf1[1,2]＝0.0038,…,rf1[6,1]＝0.0018。步骤8，按公式(v)计算第i口的烟碱的相对释放量，所述公式(v)为：rf0[i]＝g×qi[i]×(rm3[i]+rf1[i-1,1]+rf1[i-2,2]+…+rf1[i,j])×e(-a4×l6[i])，i＝1,…,n，获得rf0[i]＝(0.08，0.095，0.11，0.12，0.13，0.15，0.14，0.09)。步骤9，按公式(15)计算整支卷烟中烟碱的相对释放量rf0tot，所述公式(15)为：rf0tot＝sigma[rf0[i]]×(1-niceff)，获得rf0tot为0.92mg。步骤s10，按公式(y)计算第i口燃烧的卷烟在第j口燃烧段被截留的相对焦油函数，所述公式(y)为：rf2[i,j]＝g×qi[i]×(rm4[i]+rf2[i-1,1]+rf2[i-2,2]+…+rf2[1,j])×e(-a4×l7[j+i-1])×(1-e(-a4×l6[i+j-1]))，i<j＝1,…,n；i+j-1＝1,…,n，获得rf2[1,1]＝0.028,rf2[1,2]＝0.027,…,rf2[6,1]＝0.035。步骤s11，按公式(x)计算第i口的焦油的相对释放量，所述公式(x)为：rf02[i]＝g×qi[i]×(rm4[i]+rf2[i-1,1]+rf2[i-2,2]+…+rf2[i,j])×e(-a4×l6[i])，i＝1,…,n，获得rf02[i]＝(0.63，0.9，1.3，1.7，2.3，3.1，2.3，0.73)。步骤12，按公式(16)计算整支卷烟中焦油的相对释放量，所述公式(16)为：rf02tot＝sigma[rf02[i]]×(1-tareff)，获得rf02tot为13mg。上述2和4中，根据国家标准gb/t19609-2004中规定，对卷烟烟气中焦油进行检测，获得原始焦油实验值及焦油实验值；根据国家标准gb/t23355-2009中规定，对卷烟烟气中烟碱进行检测，获得原始烟碱实验值及烟碱实验值。具体检测设备采用国家标准gb/t16450-2004中规定对实验设备参数进行设定：抽吸容量为35ml，抽吸频率60s/口，抽吸时间为2s。卷烟烟气中主要成分含量的相对偏差按公式(z)进行计算，所述公式(z)为w＝abs((w1-w2)/w2)，式中，w为相对偏差，w1为烟气中某一成分的预测值，w2为烟气中对应成分的实验值。由表4可知，通过本发明提供的方法分析卷烟烟气中焦油和烟碱的含量，实验值和预测值十分接近，焦油和烟碱的含量的相对偏差分别是8.33％和5.15％，所得到的卷烟烟气中主要成分含量的预测值与相应成分的实验值相对偏差小于10％，完全满足卷烟设计要求。综上所述，本发明提供的一种卷烟烟气中主要成分含量的分析方法，能应用于计算机中，计算配方、辅材和卷烟结构变动对主流烟气的影响，可以较准确的预测卷烟烟气中主要成分的含量，无需对现有卷烟生产加工设备进行改造，无需进行大量重复性的前期预试验，具有方便、快捷的优势。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属
技术领域：
中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。当前第1页12