Elektroninių cigarečių dūmų vizualinio suvokimo ir dalelių dydžio tyrimo metodas

Elektroninių cigarečių dūmų vizualinio suvokimo ir dalelių dydžio tyrimo metodas
Šiame straipsnyje aptariami elektroninių cigarečių dūmų vizualinio suvokimo ir dalelių dydžio tyrimo metodai. Vizualiai elektroninių cigarečių dūmų spalva ir sulipimas įtakoja vartotojo vizualinę patirtį, o pagrindiniai fiziniai principai yra atitinkamai Rayleigh sklaida ir Mie sklaida. Vaizdinis dūmų suvokimas yra susijęs su aerozolių dalelių dydžiu, kai mažesnės dalelės yra mėlynos, o didesnės – baltos. Pagrindiniai dalelių dydžio matavimo metodai yra lazerinis dalelių dydžio analizatorius ir skenuojantis elektronų mobilumo dalelių dydžio spektrometras, kurių kiekvienas turi savo privalumų ir trūkumų. Tyrėjai gali pasirinkti tinkamą tyrimo metodą pagal savo poreikius. Pagrindinė problema, su kuria šiuo metu susiduria elektroninių dūmų aerozolių bandymai, yra dalelių dydžio iškraipymas, susijęs su aerozolio komponentų fiksavimo sunkumais ir eksperimentinių aplinkos sąlygų nestabilumu.
Vartotojai, vartodami elektronines cigaretes, labai nerimauja dėl „dūmų“ kiekio, kad pasiektų tiek vizualinį, tiek faktinį pasitenkinimą rūkant. Taigi, kuo skiriasi vizualinis ir tikrasis „dūmai“ ir kokie yra atitinkami tyrimo metodai?
Kalbant apie tikrąjį „dūmų kiekį“, būtina paminėti pagrindinį rodiklį – bendrąją dalelių medžiagą (TPM). Bendrasis TPM aptikimo metodas yra „svorio mažinimo metodas“, kuriuo tikrinamas įrangos kokybės skirtumas prieš ir po siurbimo kaip įrangos TPM vertė. TPM turi įtakos prietaiso purškimo efektyvumas, o konkretų smūgio mechanizmą galima rasti straipsnyje „Exploring the Working Principle of Vapor type Electronic Cigares“. Tuo pačiu metu TPM daro didžiulę įtaką skoniui siurbimo metu. Smūgio mechanizmą galima rasti elektroninių cigarečių skonio tyrinėjimo (III) skyriuje Aerozolis: aerozolių judėjimas, nusėdimo charakteristikos ir jutimo patirtis.
Šiame numeryje daugiausia aptariami elektroninių cigarečių dūmų vizualinio suvokimo ir dalelių dydžio tyrimo metodai.
Elektroninių cigarečių dūmų vizualinė patirtis ir dalelių dydžio tyrimo metodas
(1) Aerozolio vizualinis suvokimas
Pirmiausia išvardysime du vaizdinius elektroninių cigarečių dūmų vaizdus. Pirma, kai pučiame arba švelniai siurbiame iš elektroninės cigaretės dugno, dūmų spalva bus palyginti šviesi, net mėlyna, todėl regėjimas bus prastas, kaip parodyta 1 paveiksle; 2 yra dūmai, kurie išeina po to, kai juos visiškai išsiurbiame, geriau sulipę ir įgavę pagrindinę baltą spalvą, suteikiančią gerą vizualinį potyrį, kaip parodyta 2 paveiksle. Taigi dėl kokių priežasčių skirtingų tipų dūmai atrodo mėlyni arba balti?
Mėlynųjų dūmų priežastys
Reilio sklaida: sklaidos intensyvumas yra atvirkščiai proporcingas ketvirtajai šviesos bangos ilgio galiai ir kuo trumpesnis bangos ilgis, tuo stipresnis sklaida. Žmonių požiūriu, dalelių skersmuo yra daug mažesnis nei krintančios bangos bangos ilgis, o viršutinė riba yra maždaug 1/10 (1-300 nm) bangos ilgio. Trumpose bangose ​​mėlyna šviesa turi didžiausią energiją, todėl vizualiai dūmai atrodys mėlyni. Kuo mažesnis dalelių dydis, tuo ryškesnė bus mėlyna spalva.
2. Baltų dūmų priežastys
Mie sklaida: sklaida, kuri atsiranda, kai dalelių skersmuo atmosferoje yra lygus spinduliuotės bangos ilgiui, o sklaidos intensyvumas yra proporcingas dažnio kvadratui; Kai dalelių dydis yra didesnis už matomos šviesos bangos ilgį ({{0}}.38~0,78) μm) Kai sklaidos intensyvumas nepriklauso nuo bangos ilgio, dūmai vizualiai atrodo balti ir tuo didesnis dalelių dydis , tuo ryškesnė balta spalva.
(2) Elektroninio dūmų aerozolio dalelių dydžio bandymo metodas
Du dažniausiai naudojami aerozolių matavimo metodai yra rinkimas ir analizė bei tiesioginio skaitymo jutikliai. Nėra griežto skirtumo tarp dviejų metodų. Pirmieji gali atlikti pilną pilną koncentracijos matavimą, kokybinį ir kiekybinį aerozolių matavimą, tačiau tai užtrunka ilgiau; Pastarasis gali pateikti beveik realiojo laiko dalelių dydžio pasiskirstymo informaciją, tačiau jis yra brangesnis.
Šiuo metu elektroninių cigarečių pramonė taiko du dalelių dydžio tyrimo metodus
1. Lazerinis dalelių dydžio analizatorius: naudoja šviesos sklaidos principą dalelių dydžiui ir pasiskirstymui matuoti. Dalelių dydžio bandymas yra platus, tačiau dėl dalelių tarpusavio įtakos tikslumas yra šiek tiek prastas.
2-nuskaitomas elektronų mobilumo dalelių dydžio spektrometras: remiantis principu, kad skirtingų dydžių dalelės turi skirtingą migracijos gebėjimą elektriniame lauke, dalelių dydžio bandymai pasiekiami dideliu matavimo tikslumu, tačiau galima patikrinti tik 1 μ ultra smulkių dalelių žemiau. m.
Abu matavimo metodai turi savų privalumų ir trūkumų, o mokslininkai gali rinktis pagal savo poreikius. Šiuo metu pagrindinė elektroninių dūmų aerozolių bandymų problema vis dar yra dalelių dydžio iškraipymas. Viena vertus, kai kuriuos pagrindinius aerozolių komponentus sunku užfiksuoti ir surinkti, kita vertus, eksperimento aplinkos sąlygos negali garantuoti aerozolių stabilumo, pvz., šalčio kondensacija, kurią sukelia temperatūros pokyčiai transportavimo metu, susidūrimo polimerizacija tarp aerozolių. įvairios dalelės ir kt.