一种碳质热源燃烧热测试装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种碳质热源燃烧热测试装置，属于新型烟草制品领域。 二、
【背景技术】
[0002] 碳加热型低温卷烟是新型烟草制品的重要品类之一，一般通过将烟草与碳质热 源在物理上分离来实现。这种碳质热源与烟草在空间上的分离，实现了热源燃烧释放热 量和烟草受热释放烟气可在空间上分别独立同时进行，从而使烟草可在较低的温度下 (300-500°C)被加热，有效避免了烟草燃烧时大量有害化合物生成。从碳加热型低温卷烟 的实现方式来看，碳质热源无疑其设计的核心。由于烟草释放烟气必须通过碳质热源燃烧 释放热量的加热才能完成，因此，其燃烧热释放特性是必须考察的重要性能之一。目前，专 利CN1100453A提出了利用扫描差热分析法（DSC)来测定碳质热源燃烧热释放量，但该方法 仅评价材料燃烧热，无法度量在卷烟抽吸状态下碳质热源燃烧热释放。
[0003] 在传统卷烟燃烧热评价领域，基于氧消耗原理的燃烧热测试手段已发展颇为成 熟，如专利 CN103487549A、CN3087462A、CN103884739A、CN104062317A、CN103575760A 等均 采用氧消耗原理来对其进行测量。宄其原因，一方面是该方法可以准确测量卷烟燃烧热，另 一方面是其装置结构简单，操作方面，成本低廉。但是，目前尚没有利用氧消耗原理来评价 碳质热源燃烧热的相关报道。 三、
【发明内容】
[0004] 本实用新型是针对上述技术现状而提出了一种碳质热源燃烧热测试装置，该装置 基于氧消耗原理，可以快速准确测试卷烟抽吸时碳质热源燃烧热释放特性。
[0005] 本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：
[0006] 本实用新型公开了一种碳质热源燃烧热测试装置，其特征在于包括：
[0007] 设置一氧气分析仪3,所述氧气分析仪3的进气端通过管路与用于夹持卷烟1的人 工吸嘴2相连，所述氧气分析仪3的出气端通过管路与抽吸单元5的抽吸口相连，在所述氧 气分析仪3与所述抽吸单元5相连接的管路上设置一阀门4 ;所述抽吸单元5的抽吸口端 设置有一与外界相通的通孔6,并在所述通孔6上设置一阀门7。
[0008] 所述卷烟1包括置于隔热陶瓷套管11之内依次相连的碳质热源段12、烟气降温段 13和醋酸纤维素滤嘴14。所述烟气降温段13由不消耗氧气但可降低烟气温度的无机矿物 组成。所述氧气分析仪3的响应时间不低于0. 1秒，检测浓度上限不低于25%，可以对氧气 浓度进行在线快速准确分析。
[0009] 根据氧消耗原理，计算碳质热源在吸燃期间热释放（Q):
[0010]
[0011] Am…为卷烟吸燃消耗的氧气的质量，单位为g ;
[0012] 0(|为标准状态下氧气密度，单位为8/〇113;
[0013] Ttl= 273. 15K，T为实验测量的烟气温度；
[0014] V为流经氧气分析仪3烟气的总流量，单位为mL/s ;
[0015] ^和12分别为测试开始时间和测试结束时间，单位为s ;
[0016] \和'分别为^和12时刻烟气中氧气体积浓度；
[0017] 与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：
[0018] 本实用新型装置结构合理，操作简便，既有经典的氧消耗原理作为理论支撑，又可 在线准确测量碳加热低温卷烟抽吸时碳质热源燃烧热释放速率和热释放量，丰富和完善了 碳质热源燃烧特性的评价体系。 四、
【附图说明】
[0019] 图1为本实用新型测量装置示意图。
[0020] 图2为本实用新型烟支结构示意图。
[0021] 图中标号：1卷烟，2人工吸嘴，3氧气分析仪，4阀门，5抽吸单元，6通孔，7阀门， 11隔热陶瓷套管，12碳质热源段，13烟气降温段，14醋酸纤维素滤嘴。 五、
【具体实施方式】
[0022] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及图对本 实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0023] 如图1和图2所示，本实用新型碳质热源燃烧热测试装置主要包括：卷烟1、人工 吸嘴2、氧气分析仪3以及抽吸单元5。
[0024] 所述氧气分析仪3的进气端通过管路与用于夹持卷烟1的人工吸嘴2相连，所述 氧气分析仪3的出气端通过管路与抽吸单元5的抽吸口相连，在所述氧气分析仪3与所述 抽吸单元5相连接的管路上设置一阀门4 ;所述抽吸单元5的抽吸口端设置有一与外界相 通的通孔6,并在所述通孔6上设置一阀门7。所述氧气分析仪3的响应时间不低于0. 1秒， 检测浓度上限不低于25%，可以对氧气浓度进行在线快速准确分析。
[0025] 本实用新型所使用的卷烟1并非常规意义上的卷烟，而是为测量碳质热源燃烧热 而专门设计的卷烟，其包括置于隔热陶瓷套管11之内依次相连的碳质热源段12、烟气降温 段13和醋酸纤维素滤嘴14。所述烟气降温段13由不消耗氧气但可以降低烟气温度的无机 矿物组成，如氢氧化铝、氢氧化镁或碳酸钙等。这样，就保证了碳质热源段12和烟气将温度 13不含任何消耗氧气的可燃成分。
[0026] 测试时，具体操作步骤如下：
[0027] 步骤A :将6g碳粉、Ig瓜尔胶、0. 5g柠檬酸钾、2g碳酸钙、0. 5g氧化铁和6g水 混匀，再利用磨具制成直径为7mm、长为20mm、且内部有一正五角星型纵向通道（边长为 1.8mm)的碳质热源棒，并置入卷烟1内，制成含有碳质热源的卷烟1 ;
[0028] 步骤B :设置仪器抽吸频率为1次/分，抽吸持续时间为2秒，抽吸容量为35毫升， 静燃时间为58秒，将卷烟1夹持在人工吸嘴2上，用打火机点燃卷烟中的碳质热源；
[0029] 步骤C :对卷烟1进行抽吸，并实时检测烟气中氧气浓度；
[0030] 步骤D :根据氧消耗原理和所测试的数据，计算卷烟抽吸的热释放量：
[0031] 步骤E :重复上述过程5次，并对测试结果取平均值，以确保结果的准确性。
【主权项】
1. 一种碳质热源燃烧热测试装置，其特征在于包括： 设置一氧气分析仪（3)，所述氧气分析仪（3)的进气端通过管路与用于夹持卷烟（1)的 人工吸嘴（2)相连，所述氧气分析仪（3)的出气端通过管路与抽吸单元（5)的抽吸口相连， 在所述氧气分析仪（3)与所述抽吸单元（5)相连接的管路上设置一阀门（4);所述抽吸单 元（5)的抽吸口端设置有一与外界相通的通孔（6)，并在所述通孔（6)上设置一阀门（7); 所述卷烟（1)包括置于隔热陶瓷套管（11)之内依次相连的碳质热源段（12)、烟气降温 段（13)和醋酸纤维素滤嘴（14)。2. 根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于： 所述烟气降温段（13)由不消耗氧气但可降低烟气温度的无机矿物组成。3. 根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于： 所述无机矿物为氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙中的一种或几种。4. 根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于： 所述氧气分析仪（3)的响应时间不低于0. 1秒，检测浓度上限不低于25%，可以对氧气 浓度进行在线快速准确分析。
【专利摘要】本实用新型公开了一种碳质热源燃烧热测试装置，该装置基于经典的氧消耗原理，可在线准确测量碳加热低温卷烟抽吸时碳质热源燃烧热释放速率和热释放量，丰富和完善了碳质热源燃烧特性的评价体系。
【IPC分类】G01N25/22
【公开号】CN204649661
【申请号】CN201520415732
【发明人】王孝峰, 周顺, 宁敏, 徐迎波, 何庆, 张亚平
【申请人】安徽中烟工业有限责任公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月16日