Μέθοδος δοκιμής οπτικής αντίληψης και μεγέθους σωματιδίων καπνού ηλεκτρονικού τσιγάρου

Μέθοδος δοκιμής οπτικής αντίληψης και μεγέθους σωματιδίων καπνού ηλεκτρονικού τσιγάρου
Αυτό το άρθρο εξετάζει τις μεθόδους ελέγχου οπτικής αντίληψης και μεγέθους σωματιδίων του καπνού του ηλεκτρονικού τσιγάρου. Οπτικά, το χρώμα και η συσσώρευση του καπνού του ηλεκτρονικού τσιγάρου επηρεάζουν την οπτική εμπειρία του χρήστη και οι υποκείμενες φυσικές αρχές είναι η σκέδαση Rayleigh και η σκέδαση Mie, αντίστοιχα. Η οπτική αντίληψη του καπνού σχετίζεται με το μέγεθος των σωματιδίων των αερολυμάτων, με τα μικρότερα σωματίδια να εμφανίζονται μπλε και τα μεγαλύτερα σωματίδια να φαίνονται λευκά. Οι κύριες μέθοδοι μέτρησης του μεγέθους των σωματιδίων περιλαμβάνουν αναλυτή μεγέθους σωματιδίων λέιζερ και φασματόμετρο μεγέθους σωματιδίων κινητικότητας ηλεκτρονίων σάρωσης, το καθένα με τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Οι ερευνητές μπορούν να επιλέξουν την κατάλληλη μέθοδο δοκιμής σύμφωνα με τις ανάγκες τους. Το κύριο πρόβλημα που αντιμετωπίζει σήμερα η ηλεκτρονική δοκιμή αερολύματος καπνού είναι η παραμόρφωση μεγέθους σωματιδίων, η οποία σχετίζεται με τη δυσκολία σύλληψης συστατικών αερολύματος και την αστάθεια των πειραματικών περιβαλλοντικών συνθηκών.
Όταν οι χρήστες χρησιμοποιούν ηλεκτρονικά τσιγάρα, ανησυχούν πολύ για την ποσότητα του «καπνού», προκειμένου να επιτύχουν τόσο οπτική ικανοποίηση όσο και πραγματική ικανοποίηση από το κάπνισμα. Ποια είναι λοιπόν η διαφορά μεταξύ οπτικού και πραγματικού «καπνού» και ποιες είναι οι αντίστοιχες μέθοδοι έρευνας;
Όταν πρόκειται για τον πραγματικό "όγκο καπνού", είναι απαραίτητο να αναφέρουμε έναν βασικό δείκτη - Ολική ύλη σωματιδίων (TPM). Η γενική μέθοδος ανίχνευσης για το TPM είναι η "μέθοδος απώλειας βάρους", η οποία ελέγχει τη διαφορά ποιότητας του εξοπλισμού πριν και μετά την αναρρόφηση ως την τιμή TPM του εξοπλισμού. Το TPM επηρεάζεται από την αποτελεσματικότητα ψεκασμού της συσκευής και ο συγκεκριμένος μηχανισμός κρούσης μπορεί να βρεθεί στο Exploring the Working Principle of Vapor type Electronic Cigarettes. Ταυτόχρονα, το TPM έχει τεράστιο αντίκτυπο στη γεύση κατά την αναρρόφηση. Ο μηχανισμός κρούσης μπορεί να βρεθεί στην ενότητα Αερολύματα του Exploring the Taste of Electronic Cigarettes (III): Κίνηση αερολύματος, Χαρακτηριστικά Καθίζησης και Αισθητηριακή Εμπειρία.
Αυτό το τεύχος συζητά κυρίως τις μεθόδους ελέγχου οπτικής αντίληψης και μεγέθους σωματιδίων του καπνού του ηλεκτρονικού τσιγάρου.
Οπτική εμπειρία και μέθοδος δοκιμής μεγέθους σωματιδίων καπνού ηλεκτρονικού τσιγάρου
(1) Οπτική αντίληψη αεροζόλ
Αρχικά, θα απαριθμήσουμε δύο οπτικές αναπαραστάσεις του καπνού του ηλεκτρονικού τσιγάρου. Πρώτον, όταν φυσάμε ή ρουφάμε απαλά από το κάτω μέρος του ηλεκτρονικού τσιγάρου, το χρώμα του καπνού θα είναι σχετικά ανοιχτό, ακόμη και μπλε, με αποτέλεσμα μια κακή οπτική εμπειρία, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1. 2 είναι ο καπνός που βγαίνει αφού τον έχουμε αναρροφήσει πλήρως, με καλύτερη συσσώρευση και βασικό λευκό χρώμα, παρέχοντας μια καλή οπτική εμπειρία, όπως φαίνεται στο Σχήμα 2. Ποιοι είναι λοιπόν οι λόγοι για τους οποίους διαφορετικοί τύποι καπνού εμφανίζονται μπλε ή άσπροι;
Οι αιτίες του μπλε καπνού
Σκέδαση Rayleigh: Η ένταση της σκέδασης είναι αντιστρόφως ανάλογη με την τέταρτη δύναμη του μήκους κύματος του φωτός, και όσο μικρότερο είναι το μήκος κύματος, τόσο ισχυρότερη είναι η σκέδαση. Με απλούς όρους, η διάμετρος των σωματιδίων είναι πολύ μικρότερη από το μήκος κύματος του προσπίπτοντος κύματος, με ένα ανώτερο όριο περίπου 1/10 ({2}} nm) του μήκους κύματος. Στα σύντομα κύματα, το μπλε φως έχει την υψηλότερη ενέργεια, επομένως οπτικά, ο καπνός θα φαίνεται μπλε. Όσο μικρότερο είναι το μέγεθος των σωματιδίων, τόσο πιο εμφανές θα είναι το μπλε χρώμα.
2. Τα αίτια του λευκού καπνού
Σκέδαση Mie: Σκέδαση που συμβαίνει όταν η διάμετρος των σωματιδίων στην ατμόσφαιρα είναι ίση με το μήκος κύματος της ακτινοβολίας και η ένταση σκέδασης είναι ανάλογη με το τετράγωνο της συχνότητας. Όταν το μέγεθος των σωματιδίων είναι μεγαλύτερο από το μήκος κύματος του ορατού φωτός ({0}}.38~0,78) μ m) Όταν η ένταση σκέδασης είναι ανεξάρτητη από το μήκος κύματος, ο καπνός φαίνεται οπτικά λευκός και όσο μεγαλύτερο είναι το μέγεθος των σωματιδίων , τόσο πιο εμφανές είναι το λευκό χρώμα.
(2) Μέθοδος δοκιμής για το μέγεθος σωματιδίων του ηλεκτρονικού αερολύματος καπνού
Οι δύο κοινώς χρησιμοποιούμενες μέθοδοι μέτρησης αερολύματος είναι η συλλογή και η ανάλυση και οι αισθητήρες άμεσης ανάγνωσης. Δεν υπάρχει αυστηρή διαφορά μεταξύ των δύο μεθόδων. Το πρώτο μπορεί να ολοκληρώσει την πλήρη μέτρηση της συγκέντρωσης, την ποιοτική και ποσοτική μέτρηση των αερολυμάτων, αλλά χρειάζεται περισσότερος χρόνος. Το τελευταίο μπορεί να παρέχει σχεδόν σε πραγματικό χρόνο πληροφορίες κατανομής μεγέθους σωματιδίων, αλλά είναι πιο ακριβό.
Επί του παρόντος, η βιομηχανία ηλεκτρονικών τσιγάρων υιοθετεί δύο μεθόδους δοκιμής μεγέθους σωματιδίων
1. Αναλυτής μεγέθους σωματιδίων λέιζερ: χρησιμοποιεί την αρχή της σκέδασης φωτός για τη μέτρηση του μεγέθους και της κατανομής των σωματιδίων. Η δοκιμή μεγέθους σωματιδίων έχει μεγάλο εύρος, αλλά λόγω της αμοιβαίας επιρροής μεταξύ των σωματιδίων, η ακρίβεια είναι ελαφρώς κακή.
2-φασματόμετρο μεγέθους σωματιδίων κινητικότητας ηλεκτρονίων σάρωσης: Με βάση την αρχή ότι σωματίδια διαφορετικών μεγεθών έχουν διαφορετικές ικανότητες μετανάστευσης σε ηλεκτρικό πεδίο, η δοκιμή μεγέθους σωματιδίων επιτυγχάνεται με υψηλή ακρίβεια μέτρησης, αλλά μόνο 1 μπορεί να δοκιμαστεί μ Ultrafine σωματίδια παρακάτω Μ.
Και οι δύο μέθοδοι μέτρησης έχουν τα δικά τους πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα και οι ερευνητές μπορούν να επιλέξουν ανάλογα με τις δικές τους ανάγκες. Προς το παρόν, το κύριο πρόβλημα με τις ηλεκτρονικές δοκιμές αερολύματος καπνού εξακολουθεί να είναι η παραμόρφωση του μεγέθους των σωματιδίων. Αφενός, ορισμένα βασικά συστατικά των αερολυμάτων είναι δύσκολο να συλληφθούν και να συλλεχθούν και, αφετέρου, οι περιβαλλοντικές συνθήκες του πειράματος δεν μπορούν να εγγυηθούν τη σταθερότητα των αερολυμάτων, όπως η ψυχρή συμπύκνωση που προκαλείται από αλλαγές θερμοκρασίας κατά τη μεταφορά, ο πολυμερισμός σύγκρουσης μεταξύ διαφορετικά σωματίδια κ.λπ.