[實用新型]一種適用于煙草熱物性測量的恒溫試驗裝置

有效

• 申請號: 201820039965.5
• 申請日: 2018-01-10
• 公開（公告）號: CN207924550U
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 魯端峰;孫淼;張明建;王樂;張柯;鄧楠;馬亞萍;申玉軍;金躍平;李斌;劉勇;張龍;李志剛;吳浩
• 申請（專利權）人: 中國煙草總公司鄭州煙草研究院;中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02;G05D23/19;G05D7/06
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司 41110
• 代理人: 姜振東

一種適用于煙草熱物性測量的恒溫試驗裝置，其特征在于：包括樣品倉、為樣品倉外部提供恒溫的油浴系統、為樣品倉倉內提供加熱氮氣的氣路系統、以及數據采集系統、控制系統和計算機。該裝置中的油浴系統可保證樣品倉恒溫，氣路系統將氮氣通入樣品倉中，使煙草樣品隔絕氧氣，同時加速樣品內部溫度平衡。本實用新型可選用常溫～300℃的循環油浴和氮氣，以實現對樣品溫度和熱解狀態的控制。并可對循環油浴溫度及氮氣流量和溫度等參數進行分別調節，有效控制樣品倉內的溫度和氣氛。該裝置適應多種試驗參數，保證較高溫度條件下煙草熱物性測量環境溫度與氣氛恒定，為煙草（熱解段）熱物性測量提供穩定可靠的試驗平臺。

技術領域

本實用新型涉及煙草熱物性測量領域，尤其是溫度大于100℃的煙草熱物性測量，具體涉及一種適用于煙草熱物性測量的恒溫試驗裝置及方法。

背景技術

加熱非燃燒煙草制品是一種新型戰略性煙草制品，與傳統卷煙相比，通常能夠將危害性降低80%。加熱非燃燒煙草制品熱質傳遞問題是產品設計開發的核心問題，而煙草的熱物性（導熱系數、熱擴散系數和體積熱容等）與傳導傳熱過程密切相關。加熱非燃燒煙草原料體系熱物性研究對傳熱現象分析、煙氣產生機制以及產品結構設計非常重要。

加熱非燃燒煙草原料體系熱物性測量中溫度和氣氛是兩個重要的因素，溫度和氣氛是否可控直接影響煙草加熱非燃燒狀態下熱物性測量的有效性和可靠性。煙草是一種熱敏性生物質材料，溫度較高時會發生物理或化學變化，甚至燃燒，這勢必會影響煙草體系的熱物性?？販鼐_、氣氛可控和測量方便是加熱非燃燒煙草原料體系熱物性研究的必要條件。

綜上所述，煙草熱物性參數是進行傳熱現象分析、煙氣產生機制以及產品結構設計的重要基礎數據，而溫度和氣氛是較高溫度條件下煙草熱物性測量的兩個重要參數。前人對煙草熱物性的研究主要集中在常溫下煙草熱物性，很少涉及到100℃以上煙草熱物性的研究。

發明內容

針對煙草熱物性研究的現狀和現有技術的上述不足，本實用新型的目的是提供一種適用于煙草熱物性測量的恒溫試驗裝置，以適應較高加熱溫度條件下煙草熱物性測量的需要。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的：一種適用于煙草熱物性測量的恒溫試驗裝置，包括樣品倉、為樣品倉外部提供恒溫的油浴系統、為樣品倉倉內提供加熱氮氣的氣路系統、以及數據采集系統、控制系統和計算機，所述油浴系統包括恒溫循環油泵、油浴箱及相應循環管路，恒溫循環油泵使達到設定溫度的導熱油進入油浴箱，樣品倉設置在油浴箱中；所述氣路系統包括與樣品倉連通的的氮氣進氣管路、出氣管路以及設置在氮氣進氣管路上的氣體加熱器；所述數據采集系統包括設置在樣品倉進、出氣口上的溫度傳感器，油浴箱上的溫度傳感器，以及數據采集卡構成；所述控制系統包括設置在氮氣進氣管路上的質量流量控制器、設置在氣體加熱器上的PID溫控儀、加熱器出口氣流溫度傳感器和繼電器；所述數據采集系統和控制系統均與計算機相連接。

所述恒溫循環油泵具備加熱與控溫功能。

樣品倉的數量為兩個，均設置在油浴箱中，樣品倉內均與氣路系統連通，在兩樣品倉的出氣口上均設置有溫度傳感器。

在油浴系統和氣路系統的相應管路上均包覆有保溫隔熱材料

在本實用新型中，控制系統的控制方式采用閉環回路控制。恒溫倉采用PID自整定的恒溫控制方法，通過將溫度傳感器測量反饋的溫度值與設定值比較，控制繼電器的通斷進而控制加熱器是否工作。

利用上述裝置進行煙草熱物性測量的恒溫試驗方法是：通過分別對油浴溫度、氮氣流量與溫度等參數進行有效控制，使得樣品倉四周溫度和進入樣品倉的氮氣溫度保持恒定值，從而保證樣品倉內煙草樣品溫度和惰性氣氛的穩定，提高較高溫度條件下煙草熱物性測量的有效性和可靠性。

采用上述結構的適用于煙草熱物性測量的恒溫試驗裝置，其特點為：