一种便携式抽吸容量检测装置及方法

技术领域

本发明属于烟草检测计算领域，具体涉及一种便携式抽吸容量检测装置及方法。

背景技术

抽吸容量是指消费者在进行卷烟抽吸时每口抽吸的烟气体积，抽吸容量及抽吸持续时间反映了消费者的抽吸习惯和实际的烟气暴露量，抽吸容量是进行产品开发、消费者抽吸行为、吸烟与健康等研究的重要参数。目前的抽吸容量及抽吸持续时间主要是通过专业实验仪器进行检测，实验仪器的体积较大，操作不便，并且不能反映消费者自然抽吸情况下的烟气体积。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种便携式抽吸容量检测装置及方法，能实时测量消费者在抽吸过程中烟气通过所述定流孔前后的压差，并计算每口抽吸容量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种便携式抽吸容量检测装置，包括烟支夹紧器，所述烟支夹紧器上设有用于烟支穿过且夹紧烟支的烟支通道，所述烟支夹紧器右侧连有壳体，所述壳体上设有与所述烟支通道连通的烟气通道，所述壳体在所述烟气通道右端设有吸嘴，所述烟气通道内设有定流孔，所述壳体内设有用于实时测量所述定流孔左右两侧烟气压差的压差传感器，所述壳体内还设有控制处理系统，所述压差传感器与所述控制处理系统的信号输入端连接。

进一步地，所述烟支夹紧器包括夹紧器本体，所述夹紧器本体右端中部凸设有夹紧器连接部，所述夹紧器本体中部设有沿左右方向水平布置的烟支一通道，所述夹紧器连接部中部设有轴线与所述烟支一通道轴线重合的烟支二通道，所述烟支一通道与烟支二通道组成烟支通道，所述夹紧器连接部与所述壳体左端密封固定连接。

进一步地，所述烟气通道贯穿设置在所述壳体中部且沿左右方向水平布置，所述烟气通道与所述烟支通道的轴线重合。

进一步地，所述壳体在所述烟气通道左侧处设有插孔，所述夹紧器连接部插入所述插孔内且通过密封圈与所述壳体密封。

进一步地，所述壳体在所述烟气通道左侧处设有螺纹孔，所述夹紧器连接部用于旋入所述螺纹孔内。

进一步地，所述壳体内还设有电池，所述壳体外表面上设有电源开关和USB接口。

一种抽吸容量检测方法，采用上述便携式抽吸容量检测装置进行检测，包括以下步骤：

S1、将烟支插入所述烟支通道中，并启动所述便携式抽吸容量检测装置；

S2、点燃烟支，消费者通过所述吸嘴进行抽吸，烟支燃烧产生的烟气进入所述烟气通道，并通过所述定流孔进入消费者口中；

S3、所述压差传感器实时测量烟气通过所述定流孔前后的压差△P，并将压差数据实时传递给所述控制处理系统；

S4、抽吸完成后，所述控制处理系统对接收到的所述压差数据进行处理，并计算每口抽吸容量。

进一步地，步骤S4中，所述控制处理系统对接收到的所述压差数据进行处理并计算每口抽吸容量，具体包括：

S4-1、设每口抽吸的起始时间点和结束时间点分别为T

S4-2、设每口抽吸的瞬时流量为v，根据烟气压差与瞬时流量的关系，计算每口抽吸的瞬时流量v＝f(△P)；

S4-3、所述压差传感器测量每个压差△P所用的测量时间为t，则每口抽吸的瞬时抽吸体积V＝vt＝f(△P)t；

S4-4、根据所述每口抽吸的瞬时抽吸体积V、每口抽吸的起始时间点和结束时间点，计算每口抽吸容量

进一步地，步骤S4-2中：根据烟气压差与瞬时流量的关系计算每口抽吸的瞬时流量，具体为：消费者在每口抽吸的过程中，通过在恒定气流模式下，从0mL/s开始，逐步增大通过所述定流孔(6)的烟气流量，获得每口抽吸的瞬时流量与烟气通过所述定流孔(6)前后压差的关系为v＝f(△P)＝C

进一步地，步骤S4之后还包括以下步骤：根据每口抽吸容量V(T)和每口抽吸的持续时间T，计算每口抽吸的平均流量

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明中的便携式抽吸容量检测装置，包括烟支夹紧器，烟支夹紧器上设有用于烟支穿过且夹紧烟支的烟支通道，烟支夹紧器右侧连有壳体，壳体上设有与烟支通道连通的烟气通道，壳体在烟气通道右端设有吸嘴，烟气通道内设有定流孔，壳体内设有用于实时测量定流孔左右两侧烟气压差的压差传感器，壳体内还设有控制处理系统，压差传感器与控制处理系统的信号输入端连接；这样将烟支插入烟支通道中，并启动便携式抽吸容量检测装置，点燃烟支，消费者通过吸嘴进行抽吸，烟支燃烧产生的烟气进入烟气通道，并通过定流孔进入消费者口中，压差传感器实时测量烟气通过定流孔前后的压差△P，并将压差数据实时传递给控制处理系统，抽吸完成后，控制处理系统对接收到的压差数据进行处理，并计算每口抽吸容量；因此本发明能实时测量消费者在抽吸过程中烟气通过定流孔前后的压差，并通过压差数据计算得到每口抽吸容量，从而能为卷烟产品开发、消费者抽吸行为及烟气暴露研究提供技术支持。

本发明中，控制处理系统对接收到的压差数据进行处理并计算每口抽吸容量，具体包括：设每口抽吸的起始时间点和结束时间点分别为T

本发明中的便携式抽吸容量检测装置体积小巧、便于携带且操作简单，可直接手握使用，不需要另外连接设备，抽吸行为不受其它仪器设备的干扰。

本发明的便携式抽吸容量检测装置可记录消费者在自然状态下抽吸卷烟的真实数据，所采集的数据反映了卷烟产品的物理参数特征。

附图说明

图1为本发明中便携式抽吸容量检测装置的结构示意图；

图2为消费者在某次烟支抽吸过程中的单口抽吸流量图。

图中附图标记说明：1、烟支夹紧器，101、夹紧器本体，102、夹紧器连接部，2、烟支，3、壳体，4、烟气通道，5、吸嘴，6、定流孔，7、压差传感器，8、控制处理系统，9、电池，10、电源开关，11、USB接口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，一种便携式抽吸容量检测装置，包括烟支夹紧器1，烟支夹紧器1上设有用于烟支2穿过且夹紧烟支2的烟支通道，烟支夹紧器1右侧连有壳体3，壳体3上设有与烟支通道连通的烟气通道4，壳体3在烟气通道4右端设有吸嘴5，烟气通道4内设有定流孔6，壳体3内设有用于实时测量定流孔6左右两侧烟气压差的压差传感器7，壳体3内还设有控制处理系统8，压差传感器7与控制处理系统8的信号输入端连接，壳体3内还设有电池9，壳体3外表面上设有电源开关10和USB接口11。本发明能通过压差传感器7实时测量消费者在抽吸过程中烟气通过定流孔6前后的压差，从而计算每口抽吸容量。

其中，烟支夹紧器1包括夹紧器本体101，夹紧器本体101右端中部凸设有夹紧器连接部102，夹紧器本体101中部设有沿左右方向水平布置的烟支一通道，夹紧器连接部102中部设有轴线与烟支一通道轴线重合的烟支二通道，烟支一通道与烟支二通道组成烟支通道，夹紧器连接部102与壳体3左端密封固定连接，烟气通道4贯穿设置在壳体3中部且沿左右方向水平布置，烟气通道4与烟支通道的轴线重合；壳体3在烟气通道4左侧处设有插孔，夹紧器连接部102插入插孔内且通过密封圈与壳体3密封，或者壳体3在烟气通道4左侧处设有螺纹孔，夹紧器连接部102用于旋入螺纹孔内。这样夹紧器连接部102能完全插设于壳体3的插孔内，或者夹紧器连接部102能完全旋入壳体3的螺纹孔内，因此烟支夹紧器1与壳体3的连接更紧凑，进而使得本便携式抽吸容量检测装置的体积更小巧。

本发明中，压差传感器7为高精度传感器，量程为500Pa。

一种抽吸容量检测方法，采用上述便携式抽吸容量检测装置进行检测，包括以下步骤：

S1、将烟支2插入烟支通道中，并启动便携式抽吸容量检测装置；

S2、点燃烟支2，消费者通过吸嘴5进行抽吸，烟支2燃烧产生的烟气进入烟气通道4，并通过定流孔6进入消费者口中；

S3、压差传感器7实时测量烟气通过定流孔6前后的压差△P，并将压差数据实时传递给控制处理系统8；

S4、抽吸完成后，控制处理系统8对接收到的压差数据进行处理，并计算每口抽吸容量，具体包括：

S4-1、设每口抽吸的起始时间点和结束时间点分别为T

S4-2、设每口抽吸的瞬时流量为v，根据烟气压差与瞬时流量的关系，计算每口抽吸的瞬时流量v＝f(△P)；

S4-3、压差传感器7测量每个压差△P所用的测量时间为t，则每口抽吸的瞬时抽吸体积V＝vt＝f(△P)t；

S4-4、根据每口抽吸的瞬时抽吸体积V、每口抽吸的起始时间点和结束时间点，计算每口抽吸容量

S5、根据每口抽吸容量V(T)和每口抽吸的持续时间T，计算每口抽吸的平均流量

其中，步骤S4-2中：根据烟气压差与瞬时流量的关系计算每口抽吸的瞬时流量，具体为：消费者在每口抽吸的过程中，通过在恒定气流模式下，从0mL/s开始，逐步增大通过定流孔6的烟气流量，获得每口抽吸的瞬时流量与烟气通过定流孔6前后压差的关系为v＝f(△P)＝C

如图2所示为消费者使用上述便携式抽吸容量检测装置进行抽吸的单口抽吸流量图，由图2可知，平均流量为21.5mL/s，抽吸持续时间为1.8s，抽吸容量为38.7mL。

综上，本发明能够实时测量消费者在抽吸过程中每口抽吸的瞬时流量和每口抽吸的持续时间，最终计算得到每口抽吸容量，为卷烟产品开发、消费者抽吸行为以及烟气暴露研究提供技术支持。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。