[发明专利]一种卷烟阴燃侧流烟气气相成分光电离效率曲线的在线测量装置

说明书

本发明公开了一种卷烟阴燃侧流烟气气相成分光电离效率曲线的在线测量装置，其特征是：卷烟烟支的非燃烧端插入可控制烟支运动方向和速度的步进烟支进样器的烟支插座中，燃烧端伸入至鱼尾罩的粗端部分内部中心处，鱼尾罩的细端部分出口经剑桥滤片夹持器并通过烟气流通管依次与流量计和膜片真空泵相连，剑桥滤片夹持器和流量计之间的烟气流通管与穿过管壁的烟气传输石英毛细管的一个端口相连通，烟气传输石英毛细管的另一个端口穿过光电离飞行时间质谱仪的腔壁进入真空紫外光电离区中。本发明结构简单，适合于在线测量卷烟阴燃侧流烟气气相成分光电离效率曲线，从而实现对其中同分异构体的在线鉴定功能。

技术领域

本发明属于卷烟烟气化学成分分析技术领域，具体涉及一种卷烟阴燃侧流烟气气相成分光电离效率曲线的在线测量装置，从而实现对卷烟阴燃侧流烟气气相成分中同分异构体进行在线鉴定的功能。

背景技术

卷烟的燃烧通常包括吸燃和阴燃两种方式，其中吸燃是指卷烟在被抽吸时进行的燃烧，阴燃则是指卷烟在抽吸间隙时进行的自然燃烧。由于卷烟吸燃和阴燃的燃烧方式不同，由此便产生了两种形式的卷烟烟气，即主流烟气和侧流烟气。抽吸时从卷烟滤嘴端吸出的烟气称为主流烟气；抽吸间隙从燃烧端释放出来和透过卷烟纸扩散直接进入环境的烟气称为侧流烟气，其中前者是卷烟侧流烟气的最主要来源。研究表明，新鲜的卷烟主流烟气和侧流烟气均是高浓度、高活性的气溶胶，特别是其中占重量比例高达90％以上的气相物质性质活泼，内部的物质组成变化较快。因此，为了获得初生的烟气信息，深入研究卷烟燃烧过程中烟气的释放特征，科学评估卷烟烟气质量、风格特征及危害性，人们采用红外光谱方法和软电离质谱方法，在新鲜的卷烟烟气气相成分的在线、实时分析方面开展了许多的研究工作。

红外光谱法是一种快速、无损的分析方法。目前，该方法已经在卷烟主流和侧流烟气气相成分的在线分析中得到了广泛的应用。但是，红外光谱法是依据化合物的特定吸收波长对组分进行定性和定量分析，因而对于复杂的烟气体系而言，由于谱峰之间存在重叠和干扰，该方法只能对烟气中的少数目标物质进行分析。

真空紫外光电离飞行时间质谱技术是一种非常优秀的、普适的和快速的探测手段，它通常使用真空紫外灯、激光或者同步辐射光作为电离光源，能够以软电离的方式对有机化合物进行电离，几乎只产生待测物的母体离子，而不产生碎片，所以该技术非常适合于对复杂混合物进行在线和实时研究。近年来，Streibel等人(Streibel T,Mitschke S,AdamT,et al.Time-resolved analysis of the emission of sidestream smoke(SSS)fromcigarettes during smoking by photo ionisation/time-of-flight massspectrometry(PI-TOFMS):towards a better description of environmental tobaccosmoke.Anal Bioanal Chem,2013,405(22):7071-7082.)首次采用以激光作光源的真空紫外光电离飞行时间质谱技术在线分析了卷烟侧流烟气化学成分。该类技术具有响应速度快、灵敏度高和适合多组分检测等优点，但是由于激光和真空紫外灯产生的光子能量通常是固定的，因此激光真空紫外光电离源和真空紫外灯电离源飞行时间质谱技术常常只能给出固定光子能量下的光电离质谱图，而仅仅根据质谱图无法区分同分异构体。同分异构体虽然分子量相同，但是其物理和化学性质是有差别的，甚至其感官特征和危害性也有明显的不同。因此，在线和实时分析过程中，对卷烟烟气中的同分异构体进行鉴定和分析具有重要意义。