電子タバコの煙の視覚と粒子径の試験方法

電子タバコの煙の視覚と粒子径の試験方法
この記事では、電子タバコの煙の視覚認識と粒子サイズのテスト方法について説明します。 視覚的には、電子タバコの煙の色と塊はユーザーの視覚体験に影響を与え、基礎となる物理原理はそれぞれレイリー散乱とミー散乱です。 煙の視覚認識はエアロゾルの粒子サイズに関連しており、小さな粒子は青く見え、大きな粒子は白く見えます。 粒子径を測定する主な方法にはレーザー粒子径分析装置と走査型電子移動度粒子径分析装置があり、それぞれに利点と欠点があります。 研究者はニーズに応じて適切な検査方法を選択できます。 電子煙エアロゾル試験が現在直面している主な問題は粒子サイズの歪みであり、これはエアロゾル成分の捕捉の難しさと実験環境条件の不安定性に関連しています。
ユーザーは電子タバコを使用する際、見た目の満足感と実際の喫煙満足感を両立するために「煙」の量を非常に気にします。 では、視覚的な「煙」と実際の「煙」の違いは何でしょうか?また、それに対応する調査方法は何でしょうか?
実際の「煙の量」に関しては、重要な指標である総粒子状物質 (TPM) について言及する必要があります。 TPMの一般的な検出方法は、吸引前後の機器の品質差を機器のTPM値として検査する「重量損失法」です。 TPM はデバイスの霧化効率の影響を受けます。具体的な衝撃メカニズムについては、「蒸気型電子タバコの動作原理の探索」を参照してください。 同時にTPMは吸引時の味に大きな影響を与えます。 衝撃メカニズムは、「電子タバコの味の探求 (III): エアロゾルの動き、沈降特性、および感覚体験」のエアロゾルのセクションに記載されています。
この号では主に、電子タバコの煙の視覚認識と粒子サイズのテスト方法について説明します。
電子タバコの煙の視覚体験と粒子径試験方法
(1) エアロゾルの視覚認識
まず、電子タバコの煙の視覚的表現を 2 つ挙げます。 まず、図 1 に示すように、電子タバコの底から息を吹き込んだり、そっと吸ったりすると、煙の色は比較的明るく、青さえもなり、視覚的に劣悪な結果になります。 2 は、完全に吸引した後に出てくる煙で、図 2 に示すように、より固まり、基本的な白色を呈し、優れた視覚体験を提供します。では、さまざまな種類の煙が青または白に見える理由は何でしょうか。
青い煙の原因
レイリー散乱: 散乱強度は光の波長の 4 乗に反比例し、波長が短いほど散乱は強くなります。 平たく言えば、粒子の直径は入射波の波長よりもはるかに小さく、上限は波長の約 1/10 (1-300 nm) です。 短波では青色光のエネルギーが最も高いため、視覚的には煙が青く見えます。 粒子サイズが小さいほど、青色がより顕著になります。
2. 白煙の原因
ミー散乱: 大気中の粒子の直径が放射線の波長と等しく、散乱強度が周波数の 2 乗に比例する場合に発生する散乱。 粒子径が可視光の波長（{{0}}.38～0.78μm）より大きい場合散乱強度が波長に依存しない場合、煙は視覚的に白く見え、粒子径が大きいほど、白い色がよりはっきりと見えます。
(2) 電子煙エアロゾルの粒子径の試験方法
一般的に使用される 2 つのエアロゾル測定方法は、収集と分析、および直接読み取りセンサーです。 2 つの方法に厳密な違いはありません。 前者はエアロゾルの完全濃度測定、定性・定量測定を完了できるが、時間がかかる。 後者は、ほぼリアルタイムの粒度分布情報を提供できますが、より高価です。
現在、電子タバコ業界では 2 つの粒子サイズ検査方法が採用されています。
1. レーザー粒度分析装置: 光散乱の原理を使用して粒度および分布を測定します。 粒度検査の範囲は広いですが、粒子間の相互影響により若干精度が劣ります。
2-走査型電子移動度粒子径分析計: 異なるサイズの粒子は電界中で異なる移動能力を有するという原理に基づいて、高い測定精度で粒子径検査を実現しますが、検査できるのは 1 個のμ以下の超微粒子のみですメートル。
どちらの測定方法にもそれぞれ長所と短所があり、研究者は自分のニーズに応じて選択できます。 現時点で、電子煙エアロゾル試験の主な問題は依然として粒子サイズの歪みです。 一方で、エアロゾル中のいくつかの重要な成分は捕捉および収集が困難であり、他方では、輸送中の温度変化によって引き起こされる冷結露、エアロゾル間の衝突重合など、実験の環境条件はエアロゾルの安定性を保証することができません。さまざまな粒子など。