Visuele perceptie en testmethode voor de deeltjesgrootte van elektronische sigarettenrook

Visuele perceptie en testmethode voor de deeltjesgrootte van elektronische sigarettenrook
Dit artikel bespreekt de visuele perceptie en testmethoden voor de deeltjesgrootte van elektronische sigarettenrook. Visueel beïnvloeden de kleur en klontering van elektronische sigarettenrook de visuele ervaring van de gebruiker, en de onderliggende fysieke principes zijn respectievelijk Rayleigh-verstrooiing en Mie-verstrooiing. De visuele perceptie van rook houdt verband met de deeltjesgrootte van aërosolen, waarbij kleinere deeltjes blauw lijken en grotere deeltjes wit lijken. De belangrijkste methoden voor het meten van de deeltjesgrootte zijn onder meer een laserdeeltjesgrootte-analysator en een scanning-elektronenmobiliteitsdeeltjesgroottespectrometer, elk met zijn eigen voor- en nadelen. Onderzoekers kunnen de juiste testmethode kiezen op basis van hun behoeften. Het grootste probleem waarmee elektronische rookaerosoltests momenteel worden geconfronteerd, is de vervorming van de deeltjesgrootte, die verband houdt met de moeilijkheid bij het opvangen van aërosolcomponenten en de instabiliteit van experimentele omgevingsomstandigheden.
Wanneer gebruikers e-sigaretten gebruiken, maken ze zich grote zorgen over de hoeveelheid "rook", om zowel visuele tevredenheid als daadwerkelijke rooktevredenheid te bereiken. Dus wat is het verschil tussen visuele en daadwerkelijke ‘rook’, en wat zijn de bijbehorende onderzoeksmethoden?
Als het gaat om het daadwerkelijke ‘rookvolume’, is het noodzakelijk om een ​​sleutelindicator te noemen: Total Particle Matter (TPM). De algemene detectiemethode voor TPM is de "gewichtsverliesmethode", waarbij het kwaliteitsverschil van de apparatuur voor en na het afzuigen wordt getest als de TPM-waarde van de apparatuur. TPM wordt beïnvloed door de vernevelingsefficiëntie van het apparaat, en het specifieke impactmechanisme is te vinden in Exploring the Working Principle of Vapor type Electronic Cigarettes. Tegelijkertijd heeft TPM een enorme impact op de smaak tijdens het zuigen. Het impactmechanisme is te vinden in het Aerosol-gedeelte van Exploring the Taste of Electronic Cigarettes (III): Aerosol Movement, Sedimentation Characteristics, and Sensory Experience.
In dit nummer worden voornamelijk de visuele perceptie en testmethoden voor de deeltjesgrootte van elektronische sigarettenrook besproken.
Visuele ervaring en testmethode voor de deeltjesgrootte van elektronische sigarettenrook
(1) Visuele perceptie van aërosol
Ten eerste zullen we twee visuele representaties van elektronische sigarettenrook opsommen. Ten eerste zal de kleur van de rook, wanneer we aan de onderkant van de elektronische sigaret blazen of zachtjes zuigen, relatief licht zijn, zelfs blauw, wat resulteert in een slechte visuele ervaring, zoals weergegeven in figuur 1; 2 is de rook die naar buiten komt nadat we deze volledig hebben opgezogen, met betere klontering en een witte basiskleur, wat een goede visuele ervaring oplevert, zoals weergegeven in figuur 2. Dus wat zijn de redenen waarom verschillende soorten rook er blauw of wit uitzien?
De oorzaken van blauwe rook
Rayleigh-verstrooiing: De verstrooiingsintensiteit is omgekeerd evenredig met de vierde macht van de golflengte van het licht, en hoe korter de golflengte, hoe sterker de verstrooiing. In termen van de leek is de diameter van deeltjes veel kleiner dan de golflengte van de invallende golf, met een bovengrens van ongeveer 1/10 (1-300 nm) van de golflengte. In korte golven heeft blauw licht de hoogste energie, dus visueel zal rook blauw lijken. Hoe kleiner de deeltjesgrootte, hoe duidelijker de blauwe kleur zal zijn.
2. De oorzaken van witte rook
Mie-verstrooiing: verstrooiing die optreedt wanneer de diameter van deeltjes in de atmosfeer gelijk is aan de golflengte van straling, en de verstrooiingsintensiteit evenredig is met het kwadraat van de frequentie; Wanneer de deeltjesgrootte groter is dan de golflengte van zichtbaar licht ({{0}}.38~0.78) μm) Wanneer de verstrooiingsintensiteit onafhankelijk is van de golflengte, ziet de rook er visueel wit uit en hoe groter de deeltjesgrootte , hoe duidelijker de witte kleur.
(2) Testmethode voor de deeltjesgrootte van elektronische rookaerosol
De twee meest gebruikte methoden voor het meten van aerosolen zijn verzameling en analyse, en sensoren voor directe uitlezing. Er is geen strikt verschil tussen de twee methoden. De eerste kan een volledige volledige concentratiemeting, kwalitatieve en kwantitatieve meting van aërosolen voltooien, maar het duurt langer; Deze laatste kunnen vrijwel realtime informatie over de deeltjesgrootteverdeling verschaffen, maar zijn duurder.
Momenteel gebruikt de elektronische sigarettenindustrie twee testmethoden voor de deeltjesgrootte
1. Laserdeeltjesgrootte-analysator: gebruikt het principe van lichtverstrooiing om de deeltjesgrootte en -verdeling te meten. De deeltjesgroottetest heeft een groot bereik, maar door de onderlinge beïnvloeding tussen deeltjes is de nauwkeurigheid enigszins slecht.
2-spectrometer voor deeltjesgrootte met scanelektronenmobiliteit: Gebaseerd op het principe dat deeltjes van verschillende grootte verschillende migratiemogelijkheden hebben in een elektrisch veld, wordt het testen van de deeltjesgrootte uitgevoerd met een hoge meetnauwkeurigheid, maar er kan er slechts 1 worden getest μ Ultrafijne deeltjes hieronder M.
Beide meetmethoden hebben hun eigen voor- en nadelen, en onderzoekers kunnen kiezen op basis van hun eigen behoeften. Op dit moment is het grootste probleem bij het testen van elektronische rookaerosolen nog steeds de vervorming van de deeltjesgrootte. Aan de ene kant zijn sommige belangrijke componenten in aërosolen moeilijk op te vangen en te verzamelen, en aan de andere kant kunnen de omgevingsomstandigheden van het experiment de stabiliteit van aerosolen niet garanderen, zoals koude condensatie veroorzaakt door temperatuurveranderingen tijdens transport, botsingspolymerisatie tussen verschillende deeltjes, enz.