Visuelle Wahrnehmung und Methode zur Prüfung der Partikelgröße von elektronischem Zigarettenrauch

Visuelle Wahrnehmung und Methode zur Prüfung der Partikelgröße von elektronischem Zigarettenrauch
In diesem Artikel werden die visuelle Wahrnehmung und die Methoden zur Prüfung der Partikelgröße von elektronischem Zigarettenrauch erläutert. Visuell beeinflussen die Farbe und die Klumpenbildung des Rauchs elektronischer Zigaretten das visuelle Erlebnis des Benutzers, und die zugrunde liegenden physikalischen Prinzipien sind Rayleigh-Streuung bzw. Mie-Streuung. Die visuelle Wahrnehmung von Rauch hängt von der Partikelgröße der Aerosole ab, wobei kleinere Partikel blau und größere Partikel weiß erscheinen. Zu den wichtigsten Methoden zur Messung der Partikelgröße gehören Laser-Partikelgrößenanalysatoren und Rasterelektronenmobilitäts-Partikelgrößenspektrometer, die jeweils ihre eigenen Vor- und Nachteile haben. Forscher können je nach Bedarf die geeignete Testmethode auswählen. Das Hauptproblem, mit dem elektronische Rauchaerosoltests derzeit konfrontiert sind, ist die Verzerrung der Partikelgröße, die mit der Schwierigkeit bei der Erfassung von Aerosolkomponenten und der Instabilität der experimentellen Umgebungsbedingungen zusammenhängt.
Wenn Benutzer E-Zigaretten verwenden, achten sie sehr auf die Menge an „Rauch“, um sowohl visuelle als auch tatsächliche Rauchzufriedenheit zu erreichen. Was ist also der Unterschied zwischen visuellem und tatsächlichem „Rauch“ und welche Forschungsmethoden gibt es dazu?
Wenn es um die tatsächliche „Rauchmenge“ geht, muss ein wichtiger Indikator erwähnt werden: die Gesamtpartikelmasse (TPM). Die allgemeine Erkennungsmethode für TPM ist die „Gewichtsverlustmethode“, bei der der Qualitätsunterschied der Ausrüstung vor und nach dem Absaugen als TPM-Wert der Ausrüstung getestet wird. TPM wird durch die Zerstäubungseffizienz des Geräts beeinflusst, und der spezifische Aufprallmechanismus kann in „Erkundung des Funktionsprinzips von elektronischen Zigaretten vom Dampftyp“ nachgelesen werden. Gleichzeitig hat TPM einen großen Einfluss auf den Geschmack beim Saugen. Der Aufprallmechanismus ist im Abschnitt „Aerosol“ von „Exploring the Taste of Electronic Cigarettes“ (III) zu finden: Aerosolbewegung, Sedimentationseigenschaften und sensorische Erfahrung.
In dieser Ausgabe werden hauptsächlich die visuelle Wahrnehmung und Methoden zur Partikelgrößenprüfung von elektronischem Zigarettenrauch erörtert.
Visuelle Erfahrung und Methode zur Prüfung der Partikelgröße von elektronischem Zigarettenrauch
(1) Visuelle Wahrnehmung von Aerosolen
Zunächst werden wir zwei visuelle Darstellungen des Rauchs elektronischer Zigaretten auflisten. Erstens: Wenn wir an der Unterseite der elektronischen Zigarette blasen oder sanft daran saugen, ist die Farbe des Rauchs relativ hell, sogar blau, was zu einem schlechten visuellen Erlebnis führt, wie in Abbildung 1 dargestellt. 2 ist der Rauch, der austritt, nachdem wir ihn vollständig abgesaugt haben, mit besserer Klumpenbildung und einer grundlegenden weißen Farbe, was für ein gutes visuelles Erlebnis sorgt, wie in Abbildung 2 dargestellt. Was sind also die Gründe, warum verschiedene Arten von Rauch blau oder weiß erscheinen?
Die Ursachen für blauen Rauch
Rayleigh-Streuung: Die Streuintensität ist umgekehrt proportional zur vierten Potenz der Wellenlänge des Lichts, und je kürzer die Wellenlänge, desto stärker die Streuung. Laienhaft ausgedrückt ist der Durchmesser von Partikeln viel kleiner als die Wellenlänge der einfallenden Welle, mit einer Obergrenze von etwa 1/10 (1-300 nm) der Wellenlänge. Bei kurzen Wellen hat blaues Licht die höchste Energie, sodass Rauch optisch blau erscheint. Je kleiner die Partikelgröße, desto deutlicher wird die blaue Farbe.
2. Die Ursachen für weißen Rauch
Mie-Streuung: Streuung, die auftritt, wenn der Durchmesser der Partikel in der Atmosphäre gleich der Wellenlänge der Strahlung ist und die Streuintensität proportional zum Quadrat der Frequenz ist; Wenn die Partikelgröße größer als die Wellenlänge des sichtbaren Lichts ist ({{0}}.38~0,78) μm) Wenn die Streuintensität unabhängig von der Wellenlänge ist, erscheint der Rauch optisch weiß, und je größer die Partikelgröße ist , desto deutlicher ist die weiße Farbe.
(2) Prüfverfahren für die Partikelgröße von elektronischem Rauchaerosol
Die beiden am häufigsten verwendeten Aerosolmessmethoden sind Sammlung und Analyse sowie direkt ablesende Sensoren. Es gibt keinen strikten Unterschied zwischen den beiden Methoden. Ersteres kann eine vollständige Konzentrationsmessung sowie eine qualitative und quantitative Messung von Aerosolen durchführen, dauert jedoch länger. Letzteres kann nahezu in Echtzeit Informationen zur Partikelgrößenverteilung liefern, ist jedoch teurer.
Derzeit wendet die E-Zigaretten-Industrie zwei Methoden zur Partikelgrößenprüfung an
1. Laser-Partikelgrößenanalysator: nutzt das Prinzip der Lichtstreuung zur Messung der Partikelgröße und -verteilung. Der Partikelgrößentest hat einen großen Bereich, aufgrund der gegenseitigen Beeinflussung der Partikel ist die Genauigkeit jedoch etwas schlecht.
2-Scan-Elektronenmobilitäts-Partikelgrößenspektrometer: Basierend auf dem Prinzip, dass Partikel unterschiedlicher Größe in einem elektrischen Feld unterschiedliche Migrationsfähigkeiten aufweisen, wird die Prüfung der Partikelgröße mit hoher Messgenauigkeit erreicht, es können jedoch nur 1 μ-ultrafeine Partikel unten getestet werden M.
Beide Messmethoden haben ihre eigenen Vor- und Nachteile und Forscher können je nach Bedarf wählen. Das Hauptproblem bei der elektronischen Rauchaerosolprüfung ist derzeit noch die Verzerrung der Partikelgröße. Einerseits sind einige Schlüsselkomponenten in Aerosolen schwer einzufangen und zu sammeln, und andererseits können die Umgebungsbedingungen des Experiments die Stabilität von Aerosolen nicht garantieren, wie z. B. Kaltkondensation durch Temperaturänderungen während des Transports und Kollisionspolymerisation zwischen verschiedene Partikel usw.