一种烟支滤嘴降温功能的测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及加热卷烟测试技术领域，特别是涉及一种烟支滤嘴降温功能的测试装置。


背景技术：

2.加热卷烟在烟草工业中属于新型产品，但在国际市场上已经表现出强劲的增长，诸多消费者对加热卷烟的评价较为正面，但也有一些改进意见，其中最突出的问题就是加热卷烟进入消费者口腔的烟气温度较高，所以在烟草行业有大量研究人员投入精力解决该问题。在研究过程中发现，市场上没有针对加热卷烟滤嘴段的测试仪器出售，而加热卷烟降温效果好坏直接与滤嘴段的选择有关，故有必要开发一种针对加热卷烟滤嘴段降温功能的测试装置，进而指导更满足消费者需求的加热卷烟的开发。
3.中国专利cn206659099u、公开日2017-11-24公开了一种降温卷烟，包括：降温棒、烟丝、卷烟纸以及滤嘴；所述降温卷烟由降温棒、烟丝、卷烟纸复合结构的一端和滤嘴连接组成，所述复合结构由表层至中心层依次为：卷烟纸、烟丝和降温棒；所述降温棒为金属粉末降温棒。该实用新型提供的技术方案中，降温棒为金属粉末降温棒，金属粉末具有良好的导热性能，可以在燃吸时将燃烧锥温度迅速传导到未燃烧部分和滤嘴，起到降低燃烧锥温度的技术效果。同时，可显著降低燃烧温度，进一步地降低了有害物质的释放量；而且，经品评员测试，该实用新型制得的卷烟，香气浓郁，口感佳。但是该降温卷烟无法对卷烟降温功能进行测试，从而无法保证生产出的卷烟满足消费者对于进入口腔的烟气温度需求。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种烟支滤嘴降温功能的测试装置，能够实现对加热卷烟滤嘴段降温功能的测试，从而为开发出更满足消费者需求的加热卷烟提供指导。
5.一种烟支滤嘴降温功能的测试装置，包括装载有烟草、用以提供一定温度和湿度气流的气室，用以将所述气室提供的气流加热到预定温度的热发生部，用以接收所述热发生部中的恒温气体、并对气流进行测温的测温部，以及用以接收所述测温部传递的电信号、并对电信号进行分析的信号采集分析系统；所述测温部包括前置测温段、滤嘴夹持段以及后置测温段，所述前置测温段用以对所述热发生部传递过来的气流进行测温，所述滤嘴夹持段上固定有一烟支滤嘴，所述热发生部传递过来的加热气流经过所述测温部时、从所述滤嘴夹持段固定的烟支滤嘴中通过，所述后置测温段用以对通过烟支滤嘴的气流进行测温。
6.进一步地，所述气室包括外壳，所述外壳中装载有烟草，用以对所述外壳中的烟草进行加热、使其产生固态颗粒的加热器，以及用以对烟草加热后产生的固态颗粒进行加湿、使其成为气溶胶的加湿器，所述外壳一端与外界连通、另一端与所述热发生部连通。
7.进一步地，所述热发生部包括一端与所述外壳另一端连通的第一气流通道，设于
所述第一气流通道上、用以对第一气流通道中通过的气流进行加热的电热元件，以及包裹在所述第一气流通道外侧、用以防止第一气流通道中的气流温度流失的保温套。
8.进一步地，所述电热元件为ptc发热元件。
9.进一步地，所述热发生部还包括设于所述第一气流通道中的热交换片，所述热交换片用以将经过所述电热元件加热的热气流温度传递到未经过电热元件加热的冷气流中。
10.进一步地，所述保温套采用疏松多孔的材料制作。
11.进一步地，还包括与所述测温部远离所述热发生部的一端连通、用以为装置内的气体流动提供动力的活塞泵。
12.进一步地，所述前置测温段包括一端与所述第一气流通道连通的第二气流通道，以及设于所述第二气流通道上的第一测温元件，所述后置测温段包括一端与所述活塞泵连通的第三气流通道，以及设于所述第三气流通道上的第二测温元件，所述滤嘴夹持段设于所述第二气流通道和第三气流通道之间，所述滤嘴夹持段固定的烟支滤嘴一端插接于所述第二气流通道远离所述第一气流通道的一端、另一端插接于所述第三气流通道远离所述活塞泵的一端。
13.进一步地，所述滤嘴夹持段固定的烟支滤嘴一端插接于所述第二气流通道、另一端插接于所述第三气流通道时与第二气流通道和第三气流通道形成密闭的气流通道。
14.进一步地，所述第一测温元件为沿着所述第二气流通道周向设置的多个热电偶探测器，所述第二测温元件为沿着所述第三气流通道周向设置的多个热电偶探测器。
15.本实用新型的一种烟支滤嘴降温功能的测试装置具有以下增益效果：
16.（1）本测试装置的气室中装载有烟草，并与大气连通，空气在气室中与烟草混合，模拟烟支的烟草段，气室对烟草加热产生固态颗粒，再对产生的固态颗粒加湿，并与空气混合形成具有一定温度的气溶胶，从而模拟加热卷烟加热时产生固态颗粒和气溶胶等烟气成分的过程。热发生部与气室远离与大气连通的一端连接在一起，气室中混合有固态颗粒、气溶胶的气流传递到热发生部中，通过热发生部将气流加热到预定的温度，再由测温部与热发生部连通；
17.（2）本测试装置的测温部包括前置测温段、滤嘴夹持段以及后置测温段，滤嘴夹持段设于前置测温段和后置测温段之间，其中前置测温段与热发生部连通，对热发生部传递过来的气流进行首次测温，滤嘴夹持段上固定有一烟支滤嘴，模拟烟支的滤嘴段。热发生部传递过来的气流经过前置测温段后，从滤嘴夹持段上固定的烟支滤嘴中通过，再由后置测温段对通过烟支滤嘴的气流进行二次测温。测温部的前置测温段和后置测温段将测完的数据通过电信号传递给信号采集分析系统，信号采集分析系统通过分析首次测温和二次测温的数据，得出滤嘴夹持段所固定的烟支滤嘴的降温功能，从而实现对烟支滤嘴段降温功能的测试；
18.（3）本测试装置的气室包括外壳，外壳中装载有烟草，用以对外壳中的烟草进行加热、使其产生固态颗粒的加热器，以及用以对烟草加热后产生的固态颗粒进行加湿、使其成为气溶胶的加湿器，外壳一端与外界连通、另一端与热发生部连通。气室包括外壳和设于外壳中的加热器、加湿器，外壳的一端与外界连通、另一端与热发生部连通，通过加热器对外壳中的烟草进行加热产生固态颗粒，再通过加湿器对产生的固态颗粒进行加湿，从而使固态颗粒与大气混合成气溶胶，模拟加热卷烟加热时产生固态颗粒和气溶胶等烟气成分的过
程，从而使本测试装置的测试结构更加准确；
19.（4）本测试装置的热发生部包括一端与外壳另一端连通的第一气流通道，设于第一气流通道上、用以对第一气流通道中通过的气体进行加热的电热元件，以及包裹在第一气流通道外侧、用以防止第一气流通道中的气体温度流失的保温套。热发生部包括第一气流通道和设于第一气流通道中的电热元件，第一气流通道一端与外壳接通，用以接收气室中传递过来的气流。在第一气流通道上设置电热元件，当气流在第一气流通道中通过时，电热元件将气流加热到预定温度。热发生部还包括包裹在第一气流外侧的保温套，用来防止气流在第一气流通道中流动时，与外界空气发生热交换，造成气流温度降低，从而使气流经过烟支滤嘴时无法达到预定的温度；
20.（5）本测试装置的电热元件为ptc发热元件。将电热元件设置为ptc发热元件，是因为ptc发热元件具有恒温加热的特点，当气流以一定流量或者流速经过其周围时候，会被加热至基本一致的温度，气流被加热到达的温度基本只与ptc发热元件的选择和气体流量有关，从而为烟支滤嘴提供具有预定温度的气流，使测试更加接近实际加热卷烟的使用情况，保证测试结果的真实性。而且ptc发热元件具有温度范围从50℃至280℃不等的居里点温度，其工作功率介于5w至500w之间，符合加热卷烟加热后的使用情况。为了保证测试结果更加具有指导性，在本技术中，选取的ptc发热元件在居里点温度稳定时具有不超过
±
10℃的温度偏差；
21.（6）本测试装置的热发生部还包括设于第一气流通道中的热交换片，热交换片用以将经过电热元件加热的热气流温度传递到未经过电热元件加热的冷气流中。在热发生部的第一气流通道中还设有热交换片，用来加快电热元件对第一气流通道中气流加热的速度，从而使本测试装置的效率更高。由于电热元件只是设置在第一气流通道中的部分区域，因此电热元件只能对经过该区域的气流进行加热，其他区域的气流在与加热的气流充分混合后被加热，这会导致电热元件对第一气流通道中的气流加热效率过低，从而使测试装置的测试时间过长。通过热交换片，可以使经过电热元件加热的热气体温度传递到未经过电热元件加热的冷气流中，从而加快第一气流通道中气流温度升高的速度，使本装置的实用性更强。
附图说明
22.并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且与描述一起用于解释本实用新型的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。
23.图1为本实用新型实施例的一种烟支滤嘴降温功能的测试装置的结构示意图；
24.图2为本实用新型实施例的一种烟支滤嘴降温功能的测试装置的热发生部的结构示意图；
25.图3为本实用新型实施例的一种烟支滤嘴降温功能的测试装置的烟支滤嘴插接的爆炸图；
26.图4为本实用新型实施例的一种烟支滤嘴降温功能的测试装置的工作流程图。
27.图中：1、气室；2、热发生部；21、第一气流通道；22、电热元件；23、保温套；24、热交换片；3、测温部；31、第二气流通道；32、烟支滤嘴；33、第三气流通道；4、活塞泵。
具体实施方式
28.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.请参阅图1至图4，本实用新型实施例的一种烟支滤嘴降温功能的测试装置，包括装载有烟草、用以提供一定温度和湿度气流的气室1，用以将气室1提供的气流加热到预定温度的热发生部2，用以接收热发生部2中的恒温气流、并对气流进行测温的测温部3，以及用以接收测温部3传递的电信号、并对电信号进行分析的信号采集分析系统；测温部3包括前置测温段、滤嘴夹持段以及后置测温段，前置测温段用以对热发生部2传递过来的气流进行测温，滤嘴夹持段上固定有一烟支滤嘴32，热发生部2传递过来的加热气体经过测温部3时、从滤嘴夹持段固定的烟支滤嘴32中通过，后置测温段用以对通过烟支滤嘴32的气流进行测温。
30.在本实施例中，气室1中装载有烟草，并与大气连通，空气在气室1中与烟草混合，模拟烟支的烟草段，气室1对烟草加热产生固态颗粒，再对产生的固态颗粒加湿，并与空气混合形成具有一定温度的气溶胶，从而模拟实际加热卷烟加热时产生固态颗粒和气溶胶等烟气成分的过程。热发生部2与气室1远离与大气连通的一端连接在一起，气室1中混合有固态颗粒、气溶胶的气流传递到热发生部2中，通过热发生部2将气流加热到预定的温度，再由测温部3与热发生部2连通。
31.测温部3包括前置测温段、滤嘴夹持段以及后置测温段，滤嘴夹持段设于前置测温段和后置测温段之间，其中前置测温段与热发生部2连通，对热发生部2传递过来的气流进行首次测温，滤嘴夹持段上固定有一烟支滤嘴32，模拟烟支的滤嘴段。热发生部2传递过来的气流经过前置测温段后，从滤嘴夹持段上固定的烟支滤嘴32中通过，再由后置测温段对通过烟支滤嘴32的气流进行二次测温。测温部3的前置测温段和后置测温段将测完的数据通过电信号传递给信号采集分析系统，信号采集分析系统通过分析首次测温和二次测温的数据，得出滤嘴夹持段所固定的烟支滤嘴32的降温功能，从而实现对烟支滤嘴32段降温功能的测试。
32.气室1包括外壳，外壳中装载有烟草，用以对外壳中的烟草进行加热、使其产生固态颗粒的加热器，以及用以对烟草加热后产生的固态颗粒进行加湿、使其成为气溶胶的加湿器，外壳一端与外界连通、另一端与热发生部2连通。气室1包括外壳和设于外壳中的加热器、加湿器，外壳的一端与外界连通、另一端与热发生部2连通，通过加热器对外壳中的烟草进行加热产生固态颗粒，再通过加湿器对产生的固态颗粒进行加湿，从而使固态颗粒与大气混合成气溶胶，模拟加热卷烟加热时产生固态颗粒和气溶胶等烟气成分的过程，从而使本测试装置的测试结构更加准确。
33.在本技术中，热发生部2包括一端与外壳另一端连通的第一气流通道21，设于第一气流通道21上、用以对第一气流通道21中通过的气流进行加热的电热元件22，以及包裹在第一气流通道21外侧、用以防止第一气流通道21中的气流温度流失的保温套23。热发生部2包括第一气流通道21和设于第一气流通道21中的电热元件22，第一气流通道21一端与外壳接通，用以接收气室1中传递过来的气流。在第一气流通道21上设置电热元件22，当气流在
第一气流通道21中通过时，电热元件22将气流加热到预定温度。热发生部2还包括包裹在第一气流外侧的保温套23，用来防止气流在第一气流通道21中流动时，与外界空气发生热交换，造成气流温度降低，从而使气流经过烟支滤嘴32时无法达到预定的温度。
34.电热元件22为ptc发热元件。将电热元件22设置为ptc发热元件，是因为ptc发热元件具有恒温加热的特点，当气流以一定流量或者流速经过其周围时候，会被加热至基本一致的温度，气流被加热到达的温度基本只与ptc发热元件的选择和气体流量有关，从而为烟支滤嘴32提供具有预定温度的气流，使测试更加接近实际加热卷烟的使用情况，保证测试结果的真实性。而且ptc发热元件具有温度范围从50℃至280℃不等的居里点温度，其工作功率介于5w至500w之间，符合加热卷烟加热后的使用情况。为了保证测试结果更加具有指导性，在本技术中，选取的ptc发热元件在居里点温度稳定时具有不超过
±
10℃的温度偏差。
35.热发生部2还包括设于第一气流通道21中的热交换片24，热交换片24用以将经过电热元件22加热的热气流温度传递到未经过电热元件22加热的冷气流中。在热发生部2的第一气流通道21中还设有热交换片24，用来加快电热元件22对第一气流通道21中气流加热的速度，从而使本测试装置的效率更高。由于电热元件22只是设置在第一气流通道21中的部分区域，因此电热元件22只能对经过该区域的气流进行加热，其他区域的气流在与加热的气流充分混合后被加热，这会导致电热元件22对第一气流通道21中的气流加热效率过低，从而使测试装置的测试时间过长。通过热交换片24，可以使经过电热元件22加热的热气体温度传递到未经过电热元件22加热的冷气流中，从而加快第一气流通道21中气流温度升高的速度，使本装置的实用性更强。
36.保温套23采用疏松多孔的材料制作。保温套23包裹在第一气流通道21周围，用来防止第一气流通道21中气流温度往外流失，而要想阻止第一气流通道21中气流温度向外流失，就要阻止第一气流通道21与外界空气进行热交换。保温套23采用玻璃棉、石棉、棉花等疏松多孔材料制作，是因为这些材料表面有很多空隙，在这些空隙里面填充有大量空气，而空气的导热系数要远远小于固体材料，从而可以显著降低整个保温套23的导热系数，这样当保温套23包裹在第一气流通道21周围时，就可以减少第一气流通道21与外界空气的热交换。
37.还包括与测温部3远离热发生部2的一端连通、用以为装置内的气体流动提供动力的活塞泵4。因为空气是具有一定流动性的，在自然状态下气流也会从气室1中依次流入热发生部2、测温部3，完成对烟支滤嘴32降温功能的测试，但是自然状态下，空气的流动性较差，这会使整个测试的时间较长，从而使本测试装置的实用性较差。因此在本技术中，测温部3远离热发生部2的一端连通有活塞泵4，活塞泵4产生负压吸引外界空气经过气室1、热发生部2、测温部3，并最后将其排出。活塞泵4可以加快气流在气室1、热发生部2、测温部3之间的流动，从而缩短本装置的测试时间，增加本装置的实用性。
38.前置测温段包括一端与第一气流通道21连通的第二气流通道31，以及设于第二气流通道31上的第一测温元件，后置测温段包括一端与活塞泵4连通的第三气流通道33，以及设于第三气流通道33上的第二测温元件，滤嘴夹持段设于第二气流通道31和第三气流通道33之间，滤嘴夹持段固定的烟支滤嘴32一端插接于第二气流通道31远离第一气流通道21的一端、另一端插接于第三气流通道33远离活塞泵4的一端。第二气流通道31一端与第一气流
通道21接通，用来接收第一气流通道21中加热后的气流，在第二气流通道31上设有第一测温元件，用来对进入第二气流通道31中的气流进行首次测温，根据ptc发热元件的恒温加热特点，只要知道采用哪种型号的ptc发热元件，实际上就可以知道经过ptc发热元件加热后的气流温度，即知道进入第二气流通道31中的气流温度，不需要进行测温。但在实际应用中，气流从第二气流通道31中传递到第三气流通道33的过程中，热量难免会有损失，从而使最终到达第二气流通道31的气流温度与ptc发热元件加热后的气流温度有偏差，而且由于工艺问题，ptc发热元件的居里点温度与它实际能加热到的温度也会有不超过
±
10℃的温度偏差，因此需要在气流进入第二气流通道31时对其进行测温，以保证测试数据的准确性。
39.第三气流通道33一端与活塞泵4连通，滤嘴夹持段固定的烟支滤嘴32另一端插接于第三气流通道33远离与活塞泵4连接的一端，从而使活塞泵4提供的负压驱动气流在测温部3中依次经过第二气流通道31、烟支滤嘴32、第三气流通道33，在第三气流通道33上设有第二测温元件，当气流通过烟支滤嘴32到达第三气流通道33后，第二测温元件对气流进行二次测温，因为首次测温测量的是气流从烟支滤嘴32中经过之前的温度，二测测温测量的是气流从烟支滤嘴32中经过之后的温度，因此对比首次测温和二次测温的数据，就可以得出烟支滤嘴32的降温功能。
40.滤嘴夹持段固定的烟支滤嘴32一端插接于第二气流通道31、另一端插接于第三气流通道33时与第二气流通道31和第三气流通道33形成密闭的气流通道。在滤嘴夹持段固定的烟支滤嘴32一端插接于第二气流通道31、另一端插接于第三气流通道33时，烟支滤嘴32与第二气流通道31和第三气流通道33形成密闭的气流通道，使第二气流通道31中的全部气流只能通过烟支滤嘴32到达第三气流通道33中，一方面是为了防止烟支滤嘴32与第二气流通道31插接时，与第二气流通道31之间留有间隙，从而使第二气流通道31中的气流在通过烟支滤嘴32前与空气接触，导致气流温度降低，此时第一测温元件已经将第二气流通道31中的测温数据传递给信号采集分析系统，造成收集的首次测温数据偏高；另一方面是为了防止烟支滤嘴32与第二气流通道31插接时，与第二气流通道31之间留有间隙，从而使气流经过烟支滤嘴32到达第三气流通道33中时，气流与空气接触，导致气流温度降低，此时第二测温元件还未对第三气流通道33中的气流进行测温，从而造成收集的二次测温数据偏低。这两种结果均会导致收集的测温数据不准确，从而使对烟支滤嘴32降温功能的分析发生偏差。
41.第一测温元件为沿着第二气流通道31周向设置的多个热电偶探测器，第二测温元件为沿着第三气流通道33周向设置的多个热电偶探测器。在第二气流通道31周向设置有多个热电偶探测器，用来对第二气流通道31中的气流进行测温，并为信号采集分析系统提供首次测温数据。在第三气流通道33周向设置有多个热电偶探测器，用来对第三气流通道33中的气流进行测温，并为信号采集分析系统提供二次测温数据。之所以将第一测温元件和第二测温元件设置成这种结构，是为了使测温元件能够第二气流通道31和第三气流通道33中周向各个部分的气流进行测温，从而使测试结果更加准确。
42.上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本实用新型的保护范围之内。
43.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存
在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
…”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
44.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。