烟气捕集装置和烟气捕集方法与流程

本发明涉及烟草，尤其涉及一种烟气捕集装置和烟气捕集方法。

背景技术：

1、传统的烟气成分检测方法通常将吸烟机与剑桥滤片或在线吸附管连接，通过固定的抽吸方式使烟气在短时间内通过捕集材料，将粒相物截留在剑桥滤片上，气相物则被后端的吸附管捕集。随后，这些捕集了烟气成分的滤片或吸附管需经溶剂萃取解吸，再进入色谱质谱联用仪进行定量分析。该装置虽被广泛使用，但其将所有烟气成分汇集于同一捕集介质上，无法区分烟气释放过程中不同时刻的成分变化。随着烟草科学研究对烟气动态释放规律关注度的提升，准确获取每一口烟气内部各物质随时间变化的释放曲线，对于产品品质调控和健康风险评估具有日益重要的价值。

2、近年来出现的在线烟气检测技术试图解决上述时间分辨问题，主要策略是将吸烟机直接与快速响应的多组分分析仪器联用。然而，气相物在气路传输过程中因扩散系数较大，极易导致信号峰展宽，使得原本仅持续数秒的抽吸过程被拉长至数十秒，严重扭曲真实释放形态。对于粒相物而言，现有在线方式需先将其富集于材料表面，再借助热解吸或光电离等手段将其转化为可测信号，这一流程本身耗时较长，且固体颗粒物难以完全解吸，易造成仪器污染，目前仅能实现整口烟气的平均分析，时间分辨率远不能满足精细研究的需求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的实施例提供一种烟气捕集装置和烟气捕集方法，用于至少部分解决以上技术问题。

2、本发明的实施例提供一种烟气捕集装置，包括：基座；捕集模块，设置于上述基座，上述捕集模块内部形成容纳烟气通过的烟道；第一平台，设置于上述基座；夹具，用于夹持捕集膜，使上述捕集膜位于上述烟道形成的烟气传输路径，上述捕集膜的面积被配置为大于上述烟道的截面面积，上述夹具被配置为随上述第一平台的输出端沿第一方向运动，以使上述捕集膜相对于上述烟道沿截面方向平移。

3、根据本发明的实施例，烟气捕集装置还包括：第二平台，设置于上述第一平台的输出端，以随上述第一平台的输出端沿第一方向平移；上述夹具可拆卸地设置于上述第二平台，且被配置为随上述第二平台沿第二方向平移，上述第二方向与上述第一方向相正交。

4、根据本发明的实施例，上述第一平台包括：两个第一滑轨，对称布置于上述基座的两侧，且沿第一方向延伸；两个第一滑台，分别可滑动地设置于一个上述第一滑轨；电机，设置于一个上述第一滑轨的端部；丝杠，与上述电机的输出端连接，且沿第一方向延伸，上述丝杠穿设于一个上述第一滑台内，且与上述第一滑台螺纹配合。

5、根据本发明的实施例，上述捕集模块包括：第一压块，设置于上述基座；第二压块，可拆卸地设置于上述第一压块背离上述基座的一侧，在上述第二压块连接于上述第一压块的状态下，上述第一压块和上述第二压块各自抵接于上述夹具向背的两侧表面。

6、根据本发明的实施例，上述第一压块和上述第二压块相面对的部分各自设置有沿厚度方向贯通的通孔；上述基座设置有与上述第一压块的通孔连通的第一接口，上述第二压块设置有与上述第二压块的通孔连通的第二接口，上述第一接口、上述通孔及上述第二接口共同限定上述烟道。

7、根据本发明的实施例，上述第一接口及上述第二接口中的一者用于连接负压装置，另一者用于连接烟气发生装置。

8、根据本发明的实施例，上述夹具包括依次层叠设置的第一金属片、第二金属片及第三金属片；上述第二金属片的中部形成容纳上述捕集膜的安装孔，上述第一金属片及上述第三金属片与上述安装孔相对的部分各自设置有允许烟气通过的通气孔，上述通气孔限定上述捕集膜的捕集区域。

9、本发明的另一方面还提供了一种基于上述烟气捕集装置的烟气捕集方法。包括：利用夹具夹持捕集膜，并使得捕集膜位于捕集模块的烟道形成的传输路径上；将烟道的两端分别与外部的烟气发生装置和外部的负压装置相连通；响应于负压装置开启，控制烟气发生装置产生烟气，以通过负压装置将烟气抽吸到烟道；以及控制第一平台以预定速度沿第一方向进行移动，以利用捕集膜对烟气进行捕集，使得不同时间产生的烟气分布在捕集膜的不同位置。

10、根据本公开的实施例，在负压装置开启前，还包括:控制第二平台沿第二方向移动，以调节捕集膜的用于捕集烟气的位置。

11、根据本公开的实施例，预定速度大于等于烟道的直径和预设时间分辨率的比值。

12、本发明提供的烟气捕集装置，在基座设置有捕集模块，该捕集模块与基座共同限定了供烟气通过的烟道，同时设置有用于夹持捕集膜的夹具，使捕集膜位于该烟道形成的烟气传输路径，且捕集膜的面积被配置为大于烟道的截面积，以确保捕集膜能够完全覆盖烟道出口并有效截留流经的烟气成分。通过将夹具配置为随第一平台的输出端沿第一方向运动，可使捕集膜相对于烟道沿截面方向发生平移，从而在烟气抽吸过程中，不同时刻释放的烟气成分会被持续移动的捕集膜捕获于其表面的不同空间位置。这样，烟气释放的时间信息便被直观地转化为捕集膜上的空间分布信息，后续仅需借助空间分辨的采样分析手段对捕集膜上不同位置进行检测，即可不受时间限制地回溯重建出一口烟气内部各成分随时间的真实释放曲线。这既避免了烟气在长距离传输过程中因扩散和吸附造成的成分损失与峰形展宽，又突破了在线检测方法受制于解吸速度和检测器响应时间的瓶颈，从而大幅提升了烟气释放曲线检测的时间分辨率，同时装置结构简洁，与现有检测设备兼容性好，易于在实验室检测中推广应用。

1.一种烟气捕集装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的烟气捕集装置，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的烟气捕集装置，其特征在于，所述第一平台（130）包括：

4.根据权利要求1所述的烟气捕集装置，其特征在于，所述捕集模块（120）包括：

5.根据权利要求4所述的烟气捕集装置，其特征在于，所述第一压块（121）和所述第二压块（122）相面对的部分各自设置有沿厚度方向贯通的通孔；

6.根据权利要求5所述的烟气捕集装置，其特征在于，所述第一接口（113）及所述第二接口（124）中的一者用于连接负压装置，另一者用于连接烟气发生装置。

7.根据权利要求6所述的烟气捕集装置，其特征在于，所述夹具（150）包括依次层叠设置的第一金属片（151）、第二金属片（152）及第三金属片（153）；

8.一种基于权利要求1至7任一项所述的烟气捕集装置的烟气捕集方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的烟气捕集方法，其特征在于，在所述负压装置开启前，还包括：控制第二平台（140）沿第二方向移动，以调节所述捕集膜的用于捕集所述烟气的位置。

10.根据权利要求8所述的烟气捕集方法，其特征在于，所述预定速度大于等于所述烟道的直径和预设时间分辨率的比值。