الإدراك البصري وطريقة اختبار حجم الجسيمات لدخان السجائر الإلكترونية

الإدراك البصري وطريقة اختبار حجم الجسيمات لدخان السجائر الإلكترونية
تتناول هذه المقالة الإدراك البصري وطرق اختبار حجم الجسيمات لدخان السجائر الإلكترونية. بصريًا، يؤثر لون دخان السجائر الإلكترونية وتكتله على التجربة البصرية للمستخدم، والمبادئ الفيزيائية الأساسية هي تبعثر رايلي وتشتت مي، على التوالي. يرتبط الإدراك البصري للدخان بحجم جسيمات الهباء الجوي، حيث تظهر الجسيمات الأصغر باللون الأزرق وتظهر الجسيمات الأكبر حجمًا باللون الأبيض. تشمل الطرق الرئيسية لقياس حجم الجسيمات محلل حجم الجسيمات بالليزر ومطياف حجم جسيمات حركة الإلكترون، ولكل منها مزاياه وعيوبه. يمكن للباحثين اختيار طريقة الاختبار المناسبة وفقًا لاحتياجاتهم. المشكلة الرئيسية التي يواجهها حاليًا اختبار هباء الدخان الإلكتروني هي تشويه حجم الجسيمات، والذي يرتبط بصعوبة التقاط مكونات الهباء الجوي وعدم استقرار الظروف البيئية التجريبية.
عندما يستخدم المستخدمون السجائر الإلكترونية، فإنهم يشعرون بقلق بالغ بشأن كمية "الدخان"، من أجل تحقيق الرضا البصري والرضا الفعلي عن التدخين. إذن ما الفرق بين "الدخان" المرئي والفعلي، وما هي طرق البحث المقابلة؟
عندما يتعلق الأمر "بحجم الدخان" الفعلي، فمن الضروري ذكر مؤشر رئيسي - إجمالي الجسيمات (TPM). طريقة الكشف العامة عن TPM هي "طريقة فقدان الوزن"، والتي تختبر اختلاف جودة المعدات قبل الشفط وبعده كقيمة TPM للمعدات. يتأثر TPM بكفاءة الانحلال بالجهاز، ويمكن العثور على آلية التأثير المحددة في استكشاف مبدأ العمل للسجائر الإلكترونية من النوع البخاري. وفي الوقت نفسه، يؤثر TPM بشكل كبير على الطعم أثناء الشفط. يمكن العثور على آلية التأثير في قسم الهباء الجوي في استكشاف مذاق السجائر الإلكترونية (III): حركة الهباء الجوي، وخصائص الترسيب، والتجربة الحسية.
يناقش هذا العدد بشكل رئيسي الإدراك البصري وطرق اختبار حجم الجسيمات لدخان السجائر الإلكترونية.
التجربة البصرية وطريقة اختبار حجم الجسيمات لدخان السجائر الإلكترونية
(1) الإدراك البصري الهباء الجوي
أولاً، سنقوم بإدراج تمثيلين مرئيين لدخان السجائر الإلكترونية. أولاً، عندما ننفخ أو نشفط الجزء السفلي من السيجارة الإلكترونية بلطف، سيكون لون الدخان فاتحًا نسبيًا، وحتى أزرق، مما يؤدي إلى تجربة بصرية سيئة، كما هو موضح في الشكل 1؛ 2 هو الدخان الذي يخرج بعد استنشاقه بالكامل، مع تكتل أفضل ولون أبيض أساسي، مما يوفر تجربة بصرية جيدة، كما هو موضح في الشكل 2. إذن ما هي أسباب ظهور أنواع مختلفة من الدخان باللون الأزرق أو الأبيض؟
أسباب الدخان الأزرق
تشتت رايلي: تتناسب شدة التشتت عكسيا مع القوة الرابعة للطول الموجي للضوء، وكلما كان طول الموجة أقصر، كان التشتت أقوى. في المصطلحات العامة، قطر الجسيمات أصغر بكثير من الطول الموجي للموجة الساقطة، مع حد أعلى يبلغ حوالي 1/10 (1-300 نانومتر) من الطول الموجي. في الموجات القصيرة، يتمتع الضوء الأزرق بأعلى طاقة، لذلك سيظهر الدخان باللون الأزرق. كلما كان حجم الجسيمات أصغر، كلما كان اللون الأزرق أكثر وضوحًا.
2. أسباب الدخان الأبيض
تشتت مي: تشتت يحدث عندما يكون قطر الجسيمات في الغلاف الجوي مساوياً للطول الموجي للإشعاع، وتكون شدة التشتت متناسبة مع مربع التردد؛ عندما يكون حجم الجسيم أكبر من الطول الموجي للضوء المرئي ({{0}}.38~0.78) μm) عندما تكون شدة التشتت مستقلة عن الطول الموجي، يظهر الدخان بصريًا باللون الأبيض، وكلما زاد حجم الجسيم كلما كان اللون الأبيض أكثر وضوحا.
(2) طريقة اختبار حجم جسيمات رذاذ الدخان الإلكتروني
الطريقتان الشائعتان لقياس الهباء الجوي هما الجمع والتحليل وأجهزة استشعار القراءة المباشرة. لا يوجد فرق صارم بين الطريقتين. يمكن للأولى إكمال قياس التركيز الكامل والقياس النوعي والكمي للهباء الجوي، لكن الأمر يستغرق وقتًا أطول؛ يمكن أن يوفر هذا الأخير معلومات حول توزيع حجم الجسيمات في الوقت الفعلي تقريبًا، ولكنه أكثر تكلفة.
حاليًا، تعتمد صناعة السجائر الإلكترونية طريقتين لاختبار حجم الجسيمات
1. محلل حجم الجسيمات بالليزر: يستخدم مبدأ تشتت الضوء لقياس حجم الجسيمات وتوزيعها. اختبار حجم الجسيمات لديه نطاق واسع، ولكن بسبب التأثير المتبادل بين الجسيمات، فإن الدقة ضعيفة قليلاً.
2-مسح مطياف حجم الجسيمات لحركة الإلكترون: استنادًا إلى المبدأ القائل بأن الجسيمات ذات الأحجام المختلفة لها قدرات مختلفة على الانتقال في المجال الكهربائي، يتم إجراء اختبار حجم الجسيمات بدقة قياس عالية، ولكن يمكن اختبار 1 فقط μ جسيمات متناهية الصغر أدناه م.
تتمتع كلتا طريقتي القياس بمزايا وعيوب، ويمكن للباحثين الاختيار وفقًا لاحتياجاتهم الخاصة. في الوقت الحاضر، لا تزال المشكلة الرئيسية في اختبار هباء الدخان الإلكتروني هي تشويه حجم الجسيمات. من ناحية، يصعب التقاط وجمع بعض المكونات الرئيسية في الهباء الجوي، ومن ناحية أخرى، لا يمكن للظروف البيئية للتجربة أن تضمن استقرار الهباء الجوي، مثل التكثيف البارد الناجم عن تغيرات درجة الحرارة أثناء النقل، والبلمرة الاصطدامية بين جزيئات مختلفة، الخ.