專(zhuān)利名稱(chēng)：采用cfo裝置測(cè)定cmf壓降的方法及該模型的建立方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及卷煙吸阻(或壓降)的測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及采用CFO裝置測(cè)定CMF壓降的方法及該模型的建立方法。
背景技術(shù)：
目前有兩種類(lèi)型的儀器用于吸阻(或壓降)的測(cè)量，兩種真空操作的儀器描述如下第一種類(lèi)型稱(chēng)為臨界孔板流量(CFO)，即有一恒定體積流量的裝置。該儀器始終在測(cè)試物的輸出端保持一恒定的體積流量而不考慮氣壓大小，隨著測(cè)試物壓降增大，輸人端的流速將降低。這樣，質(zhì)量流速隨著測(cè)試物壓降的增大而降低。第二種類(lèi)型稱(chēng)為恒定質(zhì)量流量(CMF)，即保持一恒定質(zhì)量流速的空氣通過(guò)所有測(cè)試物的裝置。該儀器能自動(dòng)補(bǔ)償測(cè)試物輸出端的壓力變化而保持一恒定的質(zhì)量流速，結(jié)果在輸人端的體積流速保持不變。同樣的測(cè)試物通過(guò)CMF的流速總是大于通過(guò)CFO的流速， 因而CMF儀器的壓降讀數(shù)大于CFO儀器的壓降讀數(shù)。但是CMF儀器在實(shí)際測(cè)量中是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。臨界孔板流量CFO(CriticalFlowOrifice)是吸阻儀的標(biāo)準(zhǔn)元件之一。IS06565 《煙草和煙草制品一卷煙吸阻和濾降吸阻——標(biāo)準(zhǔn)條件和測(cè)量》的附錄D中說(shuō)明CFO是一種在測(cè)試樣品末端保持恒定體積的流量裝置，其質(zhì)量流量隨測(cè)試物吸阻的增大而降低；而 CMF是一種在測(cè)試樣品進(jìn)口端保持恒定質(zhì)量的流量裝置，因此同樣的樣品CMF裝置和CFO裝置測(cè)得的有吸阻差異，其中對(duì)于同一支樣品，CMF裝置比CFO裝置的吸阻測(cè)量結(jié)果大，而且這種吸阻差異隨著樣品的吸阻增大而顯著增加，并給出了兩者之間的換算關(guān)系如下
PPcmf = PCFO p “(1)
尸a ~~ ^CFO
PPcfo =PCMF~^-%~(2)
^a + ^CMF上述的換算公式僅是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式，沒(méi)有理論的依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供采用CFO裝置測(cè)定CMF壓降的方法，本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供CFO裝置和CMF裝置測(cè)得的吸阻壓降值之間的換算模型的建立方法。本發(fā)明的測(cè)量方法中的換算模型具有比IS06565公式更接近表格轉(zhuǎn)換關(guān)系的特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述的第一個(gè)目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案采用CFO裝置測(cè)定CMF壓降的方法，其特征在于該方法包括以下的步驟a)采用CFO裝置測(cè)得CFO裝置測(cè)得的壓降PCFQ;b)然后通過(guò)以下的方法計(jì)算得到CMF裝置測(cè)得的壓降Pcmf
I2P —PPcmf =Pa- Pa2 - PaPcpo a CF。；
Vt^a ~ rCFO
上述Pcmf為CMF裝置測(cè)得的壓降；P·為CFO裝置測(cè)得的壓降；Pa為大氣壓。為了實(shí)現(xiàn)上述的第二個(gè)目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案CFO裝置和CMF裝置測(cè)得的吸阻壓降值之間的換算模型的建立方法，該方法包括 以下的步驟假設(shè)樣品兩端的壓強(qiáng)分別為Pin和P。ut，體積流量分別為Qin和Q。ut，對(duì)于實(shí)際的測(cè) 量來(lái)說(shuō)Pin和大氣壓是相等的，即Pin = Pa, Pa為大氣壓由理想氣體狀態(tài)方程PV = nRT(3)在樣品的兩端有 PaQin = PoutQout = (Pa-P) Qout (4)式中P為樣品壓差；= + = Q(5)式中ζ為樣品的長(zhǎng)度；對(duì)(5)變化有
_] f-ff (6)根據(jù)樣品內(nèi)流動(dòng)的壓強(qiáng)流量關(guān)系，假設(shè)吸阻與流量成正比，P = KLQ(7)式中L為樣品長(zhǎng)度，K為系數(shù)，由 P QP— = -—(8)故有
dPj ニ-KQ(9)式中負(fù)號(hào)表示壓強(qiáng)隨著樣品長(zhǎng)度増加在減?。粚?9)代入(6)有 對(duì)(10)式積分有(PQ)\j-dQ = K\dz(11) 式中(PQ)能在積分式的外面是由于(PQ)作為ー個(gè)整體是常數(shù)，如式(4)所示；對(duì)(11)變形有觀H)=燈(12)由PQ = PaQin = PoutQout(13)將(13)代入(12)有
P P
—(14)
'out- = 2KL
Qm β 將(4)代入(14)變換后有
P = KL
'^'Q'in^oui(1 5)
Qin + Qout
CMF是恒定的質(zhì)量流量通過(guò)樣品，由于樣品輸入的密度即空氣的密度，在樣品的進(jìn)口端保持恒定的體積流量；而CFO是在樣品的末端保持恒定的體積流量；吸阻的定義可知這個(gè)體積流量是17. 5ml/s ；
將(15)式應(yīng)用于這兩種方法有
P - KT Q。ut
rCMF ~ n ‘‘U0；
^din 十 ^dout
Pcfo =KL 2^f(17)對(duì)于同一個(gè)樣品KL是相等的；由兩種測(cè)量方法中的Q' in = Q。ut，將(16)和(17)變換后有
7P - PPcmf(2Pa -Pcmf) = PaPcpo pa_ pCF°(18)
尸a ^CFO其中Pa為已知數(shù)，假設(shè)分別知道Pcfq和Pqif時(shí)，可以應(yīng)用二次方程求根公式求出 Pcmf和PCF。；對(duì)于PCMF用PCF。表示，有
OP - P
P2 _9P P _l ρ ρ^ CFO _ A
1 CMF 二1 a1 CMF ~1 a1 CFO ρ ρ ~ ν
^a ~ ^CFO
■I'
2Ρ -P
ρ -P + 1 ρ 2 _ ρ ρα 1 CFO
1 CMF ~ 1 α —\Γ α 1 a1 CFO ρ ρ
^a ~ ^CFO 同樣，對(duì)于Pcfq用Pcmf表示，有 ρ
1CFO+ ^aKro+-^OiF
(19)
(20)
(21) (22)
pCFO±和』-蟹 r+Pa
公式00)和02)為Pqif和P·相互轉(zhuǎn)化的表達(dá)式；考慮實(shí)際過(guò)程，抽吸過(guò)程中壓
強(qiáng)小于Pa，可以從公式OO)和02)選擇合理的值，得到
2P -P
ρ = ρ _ Ipz _ ρ ρ^ CFO
-CMF ^ α ΛΓ a 』？ CFO ρ ρ
^a ~ ^CFO
ρ - ρ (Λ Pcmf、, ρ ρ2 /i Pcmf γ 丨 pi
1CFO —1 CMF、L 2ρ * α \ CMF、1 2ρ , α
(23)
(24)。
本發(fā)明通過(guò)上述的技術(shù)方案，詳細(xì)介紹分析了 CFO測(cè)量吸阻方法和CMF測(cè)量吸阻方法的理論模型，并通過(guò)理論的模型推導(dǎo)的CFO和CMF方法之間的轉(zhuǎn)換的公式，并且與 IS06565中的公式和表格進(jìn)行了比較，推導(dǎo)的公式比IS06565公式更接近表格轉(zhuǎn)換關(guān)系。
具體實(shí)施例方式
6L0064J CFO裝置和CMF裝置測(cè)得的吸阻ji降值;^丨日」怏算悮型的建?。∪f(wàn)法，該萬(wàn)法包拈以 下的步驟假設(shè)樣品(畑支和濾棒)兩端的壓強(qiáng)分別為Pin和P。ut，體積流量分別為An和Q。ut， 對(duì)于實(shí)際的測(cè)量來(lái)說(shuō)Pin和大氣壓是相等的，即Pin = Pa(Pa為大氣壓)。由理想氣體狀態(tài)方程PV = nRT(3)在樣品的兩端有PaQin = PoutQout = (Pa-P) Qout (4)式中P為樣品壓差(吸阻)。
_]，= P 箸 +(5)式中z為樣品的長(zhǎng)度。對(duì)(5)變化有f^-ff(6)根據(jù)樣品內(nèi)流動(dòng)的壓強(qiáng)流量關(guān)系，可以假設(shè)吸阻與流量成正比，
權(quán)利要求
1.采用CFO裝置測(cè)定CMF壓降的方法，其特征在于該方法包括以下的步驟1)采用CFO裝置測(cè)得CFO裝置測(cè)得的壓降P·；2)然后通過(guò)以下的方法計(jì)算得到CMF裝置測(cè)得的壓降Pcmf
2. CFO裝置和CMF裝置測(cè)得的吸阻壓降值之間的換算模型的建立方法，其特征在于該方法包括以下的步驟假設(shè)樣品兩端的壓強(qiáng)分別為Pin和P。ut，體積流量分別為Qin和Q。ut，對(duì)于實(shí)際的測(cè)量來(lái)說(shuō)Pin和大氣壓是相等的，即Pin = Pa, Pa為大氣壓由理想氣體狀態(tài)方程 PV = nRT(3)在樣品的兩端有 PaQin = PoutQout = (Pa-P)Qout (4) 式中P為樣品壓差；
全文摘要
本發(fā)明涉及卷煙吸阻(或壓降)的測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及采用CFO裝置測(cè)定CMF壓降的方法及該模型的建立方法。本發(fā)明公開(kāi)了采用CFO裝置測(cè)定CMF壓降的方法及該模型的建立方法，詳細(xì)介紹分析了CFO測(cè)量吸阻方法和CMF測(cè)量吸阻方法的理論模型，并通過(guò)理論的模型推導(dǎo)的CFO和CMF方法之間的轉(zhuǎn)換的公式，并且與ISO6565中的公式和表格進(jìn)行了比較，推導(dǎo)的公式比ISO6565公式更接近表格轉(zhuǎn)換關(guān)系。
文檔編號(hào)G01N7/10GK102519832SQ20111041434
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者丁雪, 尹招琴, 張勍, 方婷, 朱強(qiáng), 楊榮超, 蘇中地, 苗芊, 蔣志才, 趙航, 韓彬, 黃華 申請(qǐng)人:浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司