[发明专利]一种同时表征卷烟燃烧锥气溶胶场和温度场的方法

权利要求书

1.一种同时表征卷烟燃烧锥气溶胶场和温度场的方法，其特征在于，是通过定位固定系统和探针/热电偶固定支架，将气溶胶/温度复合探针和温度触发热电偶插入至卷烟燃烧锥不同位置，采用设定温度触发吸烟机抽吸，在抽吸过程中对卷烟燃烧锥原位抽取气溶胶，并由气溶胶测试单元和温度采集模块测试气溶胶特征数据和温度数据，经数据处理后，获得卷烟燃烧锥的气溶胶粒数浓度场、气溶胶粒数中值粒径场和温度场。

2.根据权利要求1所述的同时表征卷烟燃烧锥气溶胶场和温度场的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1）测试装置构建, 包括气溶胶测试单元、温度采集模块、气溶胶/温度复合探针、触发用热电偶、探针/热电偶固定架、定位固定系统和吸烟机，所述定位固定系统包括三维滑台和卷烟固定块，气溶胶/温度复合探针、触发用热电偶呈固定间距设置在探针/热电偶固定架上预先开设的固定孔中，探针/热电偶固定架安装在三维滑台上，复合探针、触发用热电偶平行水平设置，并与卷烟固定块中的卷烟轴线方向垂直相交；

2）准备阶段，包括：对卷烟沿轴线方向预打孔，将卷烟安放于卷烟固定块中，并与吸烟机的捕集器连接，通过三维滑台的移动，将气溶胶/温度复合探针、触发用热电偶同时相应插入卷烟预打孔中，对孔隙处进行胶封，并吹干；

3）测试阶段，包括：点燃卷烟，采用预设温度触发吸烟机抽吸卷烟，气溶胶/温度复合探针对卷烟燃烧锥进行气溶胶取样和温度测试，气溶胶由气溶胶测试单元完成实时测试，温度数据由温度采集模块采集；更换卷烟，固定温度触发热电偶的插入位置，更改气溶胶/温度复合探针的位置，重复测试，实现卷烟燃烧锥不同位置多次测试；

4）数据处理阶段，包括：基于测得卷烟燃烧锥的气溶胶粒数浓度和粒数中值粒径、温度数据，采用插值法进行不同位置的数据插值补充，构建卷烟燃烧锥的气溶胶粒数浓度场分布、气溶胶粒数中值粒径场分布和温度场。

3.根据权利要求1或2所述的同时表征卷烟燃烧锥气溶胶场和温度场的方法，其特征在于，所述气溶胶/温度复合探针是将超细热电偶耦合至金属毛细管外侧，可同时实现气溶胶的取样和温度测试。

4.根据权利要求1或2所述的同时表征卷烟燃烧锥气溶胶场和温度场的方法，其特征在于，所述探针/热电偶固定架上设置有等间距的多个固定孔，分别对气溶胶/温度复合探针和触发用热电偶进行固定，气溶胶/温度复合探针和触发用热电偶之间的间距可调。

5.根据权利要求1或2所述的同时表征卷烟燃烧锥气溶胶场和温度场的方法，其特征在于，所述气溶胶/温度复合探针通过硅胶管与气溶胶测试单元连接，在硅胶管上设置有电磁阀，用于硅胶管的夹止和开启。

6.根据权利要求1或2所述的同时表征卷烟燃烧锥气溶胶场和温度场的方法，其特征在于，在测试阶段，采用预设温度触发吸烟机抽吸卷烟，点燃卷烟，使卷烟保持阴燃状态，待触发用热电偶所测温度达到设定温度时，触发吸烟机对卷烟进行单口抽吸，吸烟机延时信号触发电磁阀开启，气溶胶/温度复合探针在卷烟抽吸过程中对气溶胶进行取样和温度测试。

7.根据权利要求2所述的同时表征卷烟燃烧锥气溶胶场和温度场的方法，其特征在于，所述三维滑台具备X-Y-Z三维方向的距离调节功能，距离调节精度为0.01 mm。

8.根据权利要求2所述的同时表征卷烟燃烧锥气溶胶场和温度场的方法，其特征在于，在准备阶段，所述对卷烟沿轴线方向预打孔，是通过打孔装置的钻头对卷烟进行精确位置预打孔，打孔孔径0.5mm，最小深度为0.05mm，最大深度为1/2的卷烟直径，深度精度0.01mm。

9.根据权利要求2所述的同时表征卷烟燃烧锥气溶胶场和温度场的方法，其特征在于，所述卷烟固定块包括平行设置的半圆形卷烟放置槽和抽气孔，抽气孔用于连接真空气泵，卷烟放置槽与抽气孔之间开有多个通孔，可在通孔处形成负压以吸附固定卷烟。

10.根据权利要求2所述的同时表征卷烟燃烧锥气溶胶场和温度场的方法，其特征在于，该方法的操作过程如下：将打孔后卷烟安放于卷烟固定块中并与捕集器连接，通过三维滑台将气溶胶/温度复合探针和触发热电偶同时插入至卷烟打孔位置，采用胶水对孔隙处进行密封；然后，点燃卷烟，采用预设温度触发吸烟机抽吸卷烟，气溶胶/温度复合探针对卷烟燃烧锥的气溶胶进行取样，气溶胶由气溶胶测试单元完成实时测试；气溶胶/温度复合探针的温度数据由温度采集模块采集；固定温度触发热电偶的插入位置，更改气溶胶/温度复合探针的位置，重复卷烟测试，实现卷烟燃烧锥不同位置多次测试；最后，基于卷烟燃烧锥不同位置气溶胶和温度测试结果，经数据插值处理，获得卷烟单口燃烧锥气溶胶粒数浓度场、气溶胶粒数中值粒径场和温度场。