專利名稱：采用cfo裝置測定cmf壓降的方法及該模型的建立方法
技術領域：
本發明涉及卷煙吸阻(或壓降)的測量領域，尤其涉及采用CFO裝置測定CMF壓降的方法及該模型的建立方法。
背景技術：
目前有兩種類型的儀器用于吸阻(或壓降)的測量，兩種真空操作的儀器描述如下第一種類型稱為臨界孔板流量(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，隨著測試物壓降增大，輸人端的流速將降低。這樣，質量流速隨著測試物壓降的增大而降低。第二種類型稱為恒定質量流量(CMF)，即保持一恒定質量流速的空氣通過所有測試物的裝置。該儀器能自動補償測試物輸出端的壓力變化而保持一恒定的質量流速，結果在輸人端的體積流速保持不變。同樣的測試物通過CMF的流速總是大于通過CFO的流速， 因而CMF儀器的壓降讀數大于CFO儀器的壓降讀數。但是CMF儀器在實際測量中是無法實現的。臨界孔板流量CFO(CriticalFlowOrifice)是吸阻儀的標準元件之一。IS06565 《煙草和煙草制品一卷煙吸阻和濾降吸阻——標準條件和測量》的附錄D中說明CFO是一種在測試樣品末端保持恒定體積的流量裝置，其質量流量隨測試物吸阻的增大而降低；而 CMF是一種在測試樣品進口端保持恒定質量的流量裝置，因此同樣的樣品CMF裝置和CFO裝置測得的有吸阻差異，其中對于同一支樣品，CMF裝置比CFO裝置的吸阻測量結果大，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經驗公式，沒有理論的依據。

發明內容
本發明的一個目的是提供采用CFO裝置測定CMF壓降的方法，本發明的第二個目的是提供CFO裝置和CMF裝置測得的吸阻壓降值之間的換算模型的建立方法。本發明的測量方法中的換算模型具有比IS06565公式更接近表格轉換關系的特點。為了實現上述的第一個目的，本發明采用了以下的技術方案采用CFO裝置測定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裝置測得CFO裝置測得的壓降PCFQ;b)然后通過以下的方法計算得到CMF裝置測得的壓降Pcmf
I2P —PPcmf =Pa- Pa2 - PaPcpo a CF。；
Vt^a ~ rCFO
上述Pcmf為CMF裝置測得的壓降；P·為CFO裝置測得的壓降；Pa為大氣壓。為了實現上述的第二個目的，本發明采用了以下的技術方案CFO裝置和CMF裝置測得的吸阻壓降值之間的換算模型的建立方法，該方法包括 以下的步驟假設樣品兩端的壓強分別為Pin和P。ut，體積流量分別為Qin和Q。ut，對于實際的測 量來說Pin和大氣壓是相等的，即Pin = Pa, Pa為大氣壓由理想氣體狀態方程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為樣品的長度；對(5)變化有
_] f-ff (6)根據樣品內流動的壓強流量關系，假設吸阻與流量成正比，P = KLQ(7)式中L為樣品長度，K為系數，由 P QP— = -—(8)故有
dPj ニ-KQ(9)式中負號表示壓強隨著樣品長度増加在減小；將(9)代入(6)有 對(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)作為ー個整體是常數，如式(4)所示；對(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是恒定的質量流量通過樣品，由于樣品輸入的密度即空氣的密度，在樣品的進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體積流量是17. 5ml/s ；
將(15)式應用于這兩種方法有
P - KT Q。ut
rCMF ~ n ‘‘U0；
^din 十 ^dout
Pcfo =KL 2^f(17)對于同一個樣品KL是相等的；由兩種測量方法中的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，假設分別知道Pcfq和Pqif時，可以應用二次方程求根公式求出 Pcmf和PCF。；對于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·相互轉化的表達式；考慮實際過程，抽吸過程中壓
強小于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)。
本發明通過上述的技術方案，詳細介紹分析了 CFO測量吸阻方法和CMF測量吸阻方法的理論模型，并通過理論的模型推導的CFO和CMF方法之間的轉換的公式，并且與 IS06565中的公式和表格進行了比較，推導的公式比IS06565公式更接近表格轉換關系。
具體實施例方式
6L0064J CFO裝置和CMF裝置測得的吸阻ji降值;^丨日」怏算悮型的建！！萬法，該萬法包拈以 下的步驟假設樣品(畑支和濾棒)兩端的壓強分別為Pin和P。ut，體積流量分別為An和Q。ut， 對于實際的測量來說Pin和大氣壓是相等的，即Pin = Pa(Pa為大氣壓)。由理想氣體狀態方程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為樣品的長度。對(5)變化有f^-ff(6)根據樣品內流動的壓強流量關系，可以假設吸阻與流量成正比，
權利要求
1.采用CFO裝置測定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裝置測得CFO裝置測得的壓降P·；2)然后通過以下的方法計算得到CMF裝置測得的壓降Pcmf
2. CFO裝置和CMF裝置測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樣品兩端的壓強分別為Pin和P。ut，體積流量分別為Qin和Q。ut，對于實際的測量來說Pin和大氣壓是相等的，即Pin = Pa, Pa為大氣壓由理想氣體狀態方程 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
本發明涉及卷煙吸阻(或壓降)的測量領域，尤其涉及采用CFO裝置測定CMF壓降的方法及該模型的建立方法。本發明公開了采用CFO裝置測定CMF壓降的方法及該模型的建立方法，詳細介紹分析了CFO測量吸阻方法和CMF測量吸阻方法的理論模型，并通過理論的模型推導的CFO和CMF方法之間的轉換的公式，并且與ISO6565中的公式和表格進行了比較，推導的公式比ISO6565公式更接近表格轉換關系。
文檔編號G01N7/10GK102519832SQ20111041434
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月13日 優先權日2011年12月13日
發明者丁雪, 尹招琴, 張勍, 方婷, 朱強, 楊榮超, 蘇中地, 苗芊, 蔣志才, 趙航, 韓彬, 黃華 申請人:浙江中煙工業有限責任公司