深圳市瑞泰尔科技有限公司
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***吸阻测试机是对烟雾质量浓度并探究其影响因素，基于气溶胶光学特性建立了利用透光率定量表征烟雾质量浓度的方法，采用开发的烟雾质量浓度测试系统考察了不同抽吸参数、烟液溶剂、工作电压和电阻对烟雾质量浓度的影响。结果表明：①当抽吸容量一定时，在较短抽吸间隔条件下，***烟雾质量浓度较大。②使用甘油和1，2-丙二醇混合溶剂时，***烟雾质量浓度大于使用单一溶剂。③在相同的抽吸条件下，***输出功率与烟雾质量浓度正相关。该表征方法和测试系统合理、有效，适用于***烟雾质量浓度的实时、定量分析。
***烟雾质量浓度测试系统工作原理 ***烟雾质量浓度测试系统主要包括激光源、准直透镜、烟雾测试腔、接收透镜、光电接收器、信号处理电路、测试分析软件等。对于一定体积的气溶胶, 其烟雾质量浓度W与颗粒尺度谱分布n(r)的关系见公式(1) 式中:W—烟雾质量浓度, mg/cm3; n(r)—颗粒尺度谱分布, 个/(cm3·μm); ρm—气溶胶颗粒密度, mg/cm3; r —粒径, μm。ρm=ρ0·ρr, 其中, ρ0—假定颗粒标准密度, 可取1.0×103 mg/cm3 ρr—相对密度。 根据光在气溶胶中传输的一般方程和透光率定义, 可得公式(2)。 式中:T—透光率, %; I—透过光强, cd; I0—入射光强, cd; Gext—消光系数, 1/m; L—光程, cm。由Mie理论可知, 颗粒尺度谱分布n(r)与消光系数Gext满足关系式(3)。 式中:λ—入射光波长, μm; C—与波长相关的经验常数。 将公式(2)两边取自然对数并联立公式(1)和(3)可得公式(4)。 式中:k—常数, k=2λ/3πCL。 公式(4)反映了***烟雾质量浓度W与透光率T的关系。 ***烟雾质量浓度测试系统由下位机烟雾质量浓度测试仪和PC端上位机测试分析软件组成, 两者通过串口或以太网方式实现数据传输, 系统相关参数:λ=5.3 μm, C=0.58, L=20 cm。测试系统通过步进电机带动丝杠, 拉伸注射器活塞杆使测量腔内形成负压, 触发***产生烟雾。激光光束经准直后照射烟雾测量腔, 入射光源经气溶胶消光后到达接收透镜, 再由光电接收器采集信号发送至信号处理电路, 处理后的数据在PC端实时显示。 测试开始前, 对测试仪进行原点复位; 将测试样品牢固安装于夹持器端口; 打开测试仪并设置抽吸参数; 点击“开始"启动测试。 在电池杆满电状态下, 分别向2#雾化器内添加烟液A、B、C, 设置抽吸容量为35和55 mL, 测定并比较8、30 s两种抽吸间隔下每口气溶胶的烟雾质量浓度, 以电池杆电量耗尽作为测试终点。雾化器注液后静置0.5 h以使导油棉充分浸润, 后续研究均采用相同的静置处理方法。为了减小误差, 均平行测定3次, 取平均值。 使用直流稳压电源供电, 向2#雾化器内分别添加1, 2-丙二醇(ρr=1.036)、甘油(ρr=1.263)和混合溶剂(1, 2-丙二醇与甘油质量比2:1, ρr=1.105)。设置工作电压为3.7和5.2 V, 采用CORESTA No.81抽吸参数(抽吸容量55 mL, 抽吸持续时间3 s, 抽吸间隔30 s)进行抽吸， 测定并比较每口气溶胶的烟雾质量浓度。 影响***工作状态的电学参数包括电阻值与工作电压。选用烟液C, 测定并记录每口的烟雾质量浓度。设置抽吸参数:抽吸容量55 mL, 抽吸持续时间3 s, 抽吸间隔30 s。使用1#、2#、3#雾化器和满电电池杆考察电阻对烟雾质量浓度的影响。使用2#雾化器和直流稳压电源考察工作电压对烟雾质量浓度的影响, 工作电压分别设置为3.7、4.2、4.7和5.2 V。 在35和55 mL抽吸容量条件下, 8和30 s两种抽吸间隔下的烟雾质量浓度测试结果。可知, 对于不同烟碱含量的烟液, 抽吸容量和抽吸持续时间一定时, 抽吸间隔越短, 烟雾质量浓度越大。原因是:电池仅在持续抽吸时放电, 抽吸间隔短, 雾化器内发热丝的冷却时间相应缩短, 累积热量使发热丝温度更高, 烟液雾化更加充分。抽吸容量为55 mL时的测试结果与35 mL抽吸容量下的测试结果类似。不同抽吸参数下各烟碱含量烟液稳态过程的烟雾质量浓度显示, 烟雾质量浓度大小同时受抽吸容量和抽吸间隔的影响, 与烟碱含量高低无相关性。
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