Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6673:2008 Thuốc lá điếu - Xác định độ thông khí - Định nghĩa và nguyên tắc đo

• Số hiệu: TCVN6673:2008
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2008

1. Chỗ nối chồng lên nhau	Dòng khí toàn phần, Q = 17,5 ml/s
2. Giấy cuốn điếu	Độ thông khí của đầu lọc, VF = x 100%
3. Giấy sáp	Độ thông khí của giấy, VP = x 100%
4. Vạch đánh dấu mẩu thuốc	Độ thông khí toàn phần, V = VF + VP =  x 100%
5. Độ sâu của dụng cụ gắn (TCVN 7096 (ISO 3308)	Độ thông khí của phần thuốc lá có thể cháy, VR = x 100%
6. Điếu thuốc lá	Độ thông khí của đầu mẩu, VB = x 100%
7. Đầu lọc	Độ thông khí của giấy cuốn điếu, VC = x 100%
8. Dụng cụ chèn sâu	Độ thông khí của giấy sáp, VM = x 100%

Hình 1 – Các độ thông khí khác nhau

Chú giải

1. Áp suất thử nghiệm theo TCVN 5078 (ISO 3402)

5. Buồng thông khí

2. Thiết bị đo đo dòng thông khí

6. Phần gắn để giữ cố định

3. Độ ngập trong ống gắn theo TCVN 7096 (ISO 3308)

7. Thiết bị đo độ trở lực của điếu thuốc lá

...

...

...

8. Dòng khí gắn toàn phần

Hình 2 – Sơ đồ đo dòng thông khí

7. Lấy mẫu

Mẫu được lấy phải là mẫu đại diện theo cơ sở thống kê, đặc trưng cho sản phẩm.

Mẫu không được có các khuyết tật nhìn thấy được và không dập nát, mà có thể làm hỏng đến quá trình đo.

8. Kiểm tra thiết bị

Trước khi sử dụng, thiết bị đo phải được hiệu chuẩn theo khuyến cáo của nhà sản xuất để đảm bảo rằng thiết bị không bị rò rỉ trước khi hoạt động hoặc kiểm tra hiệu chuẩn.

9. Cách tiến hành

9.1. Bảo ôn các điếu thuốc thử nghiệm

...

...

...

9.2. Hiệu chuẩn

Sử dụng bộ mẫu chuẩn hiệu chuẩn và tiến hành hiệu chuẩn thiết bị đo theo qui định trong Phụ lục B.

CHÚ THÍCH Việc hiệu chuẩn cần mở rộng bao trùm phạm vi các giá trị dự kiến của mẫu sẽ nằm trong khoảng đã được hiệu chuẩn đó.

9.3. Tiến hành đo

Đảm bảo rằng thiết bị đo đã được điều chỉnh thiết bị đo cho phù hợp với kích thước của điếu thuốc lá cần thử nghiệm.

Đưa mẫu thuốc lá điếu cần thử vào đầu đo và sử dụng thiết bị theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Ghi lại các thông số đo độ thông khí.

10. Biểu thị kết quả

Kết quả nêu trong báo cáo đo độ thông khí là giá trị trung bình của các lần đo riêng rẽ, được biểu thị bằng phần trăm dòng khí toàn phần. Kết quả phải được tính như sau:

a) Các giá trị kết quả đo riêng rẽ phải được lấy đến ít nhất một chữ số thập phân;

...

...

...

c) Độ lệch chuẩn được làm tròn số đến một chữ số thập phân (0,05 được làm tròn thành 0,1).

11. Độ chụm

Độ chụm của phương pháp này được đánh giá bằng chọn năm loại sản phẩm thuốc lá điếu có các giá trị độ thông khí danh định bao trùm dải đo chuẩn. Các kết quả được nêu trong Phụ lục E.

12. Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải ghi rõ số lượng mẫu thuốc lá và tất cả những thông tin cần thiết để nhận biết đầy đủ về mẫu thử.

Báo cáo thử nghiệm phải chỉ ra phương pháp sử dụng, kết quả thu được và những trường hợp ngoại lệ. Báo cáo cũng phải đề cập đến tất cả các chi tiết thao tác không qui định trong tiêu chuẩn này, hoặc tùy ý lựa chọn, cùng với các chi tiết bất thường khác có thể ảnh hưởng tới kết quả.

Trong báo cáo thử nghiệm, một số các thông tin bổ sung như tên của phòng thử nghiệm đã thực hiện thử nghiệm mẫu, tên kỹ thuật viên và ngày thử nghiệm.

Phụ lục A

...

...

...

Hiệu chuẩn các chuẩn của độ thông khí

A.1. Hiệu chuẩn các chuẩn của độ thông khí

Các chuẩn thông khí được sử dụng để hiệu chuẩn thiết bị đo khi xác định các thành phần cấu thành độ thông khí toàn phần của điếu thuốc lá.

Các chuẩn thông khí có các giá trị thông khí cho phép hiệu chuẩn thiết bị đo trong khoảng giữa của dải đo.

Các chuẩn thông khí có các giá trị giảm áp xác định, các giá trị này có thể sử dụng để hiệu chuẩn thiết bị đo trong việc xác định trở lực của điếu thuốc trong dải đo của thiết bị.

A.2. Các đặc tính cơ bản của các chuẩn thông khí

A.2.1. Các chuẩn thông khí phải được chế tạo từ các vật liệu trơ, không bị ảnh hưởng trong quá trình sử dụng.

A.2.2. Các chuẩn thông khí phải có cỡ và hình dạng tương tự với điếu thuốc lá.

A.2.3. Các chuẩn thông khí phải có các giá trị xác định và lặp lại sau đây:

...

...

...

− độ giảm áp với vùng thông khí giấy sáp mở (∆P_o),

khi nguồn hút cung cấp dòng khí toàn phần là 17,5 ml/s được áp dụng tại đầu ra của chuẩn.

A.2.4. Có thể bổ sung các thông số sau đây:

− thông khí của giấy;

− độ giảm áp với vùng thông khí của giấy sáp đóng (∆P_c);

− độ giảm áp với vùng thông khí của giấy sáp và giấy cuốn đóng (∆P_e).

A.2.5. Luồng khí đi qua các chuẩn thông khí phải thành từng lớp. Các chuẩn thông khí phải có đặc tính lặp lại khi đo và phải không bị ảnh hưởng lớn do các điều kiện thay đổi về áp suất.

A.2.6. Các chuẩn thông khí phải được ghi nhãn với ID duy nhất có chứng nhận hiệu chuẩn đưa ra các giá trị kiểm soát được của thông khí giấy sáp và độ giảm áp với vùng thông khí mở. Có thể kèm theo các thông số bổ sung.

Độ không đảm bảo của việc hiệu chuẩn các chuẩn thông khí không được vượt quá 1,5 % giá trị tuyệt đối.

...

...

...

A.3. Cách tiến hành

A.3.1. Các yêu cầu đối với thiết bị

Để xác định các đặc tính của chuẩn thông khí, cần được thực hiện trong các thiết bị hiệu chuẩn, việc lắp đặt thiết bị không được làm biến đổi các đặc tính của chuẩn hoặc gây ảnh hưởng mang tính hệ thống đến việc đo. Việc đo phải được thực hiện trong môi trường thử nghiệm phù hợp với TCVN 5078:2001 (ISO 3402:1999).

Thiết bị hiệu chuẩn phải cho phép đo và hiệu chuẩn độ giảm áp của chuẩn thông khí. Xem Hình A.1.

Thiết bị hiệu chuẩn phải có bộ phận tạo ra dòng khí toàn phần không đổi (Q) = (17,5 ± 0,3) ml/s tại đầu ra của chuẩn thông khí.

CHÚ THÍCH 1 Thường sử dụng đầu ra dòng khí tới hạn (CFO) để thiết lập dòng khí toàn phần không đổi đối với các hệ thống hút.

CHÚ THÍCH 2 Cũng có thể sử dụng phương pháp hiệu chuẩn khác để thiết lập dòng khí và đo độ giảm áp khác với điểm hiệu chuẩn 17,5 ml/s, sau đó sẽ tính được bằng phép nội suy.

A.3.2. Đo dòng thể tích

Cần sử dụng thiết bị đo dòng thể tích mà không gây ảnh hưởng mang tính hệ thống đến phép đo dòng để kiểm tra dòng khí toàn phần tại đầu ra của chuẩn thông khí khi được chèn vào thiết bị hiệu chuẩn.

...

...

...

A.3.3. Phép đo độ giảm áp

Các đặc trưng độ giảm áp của chuẩn thông khí phải được đo theo TCVN 6937 (ISO 6565).

A.3.4. Sự bù khi đo dòng giảm áp

Dòng thông khí được biểu thị tương ứng áp suất tại đầu ra của chuẩn thông khí, được tạo ra từ độ giảm áp của chuẩn thông khí khi ở trong thiết bị hiệu chuẩn.

Giá trị đo được đối với dòng thông khí của đầu lọc và của giấy cuốn điếu phải thay đổi như dưới đây để có được sự so sánh đúng với dòng khí toàn phần đo được tại đầu ra của chuẩn.

Giá trị dòng thông khí của giấy cuốn, Q_P, là:

Giá trị dòng thông khí của đầu lọc, Q_F, là:

...

...

...

P_atm là áp suất khí quyển thực, tính bằng pascal; nếu áp suất khí quyển không đo được thì có thể lấy giá trị gần đúng là 101 325 Pa;

∆P_Z là độ giảm áp của chuẩn thông khí với các vùng thông khí mở, tính bằng pascal;

Q_C là dòng thông khí của giấy cuốn thuốc đo được, tính bằng mililít trên giây;

Q_M là dòng thông khí của đầu lọc đo được, tính bằng mililít trên giây;

Q_P là dòng thông khí của giấy cuốn thuốc đã hiệu chỉnh, tính bằng mililít trên giây;

Q_F là dòng thông khí của đầu lọc đã hiệu chỉnh, tính bằng mililít trên giây;

A.3.5. Tính các độ thông khí

Độ thông khí đối với vùng thông khí của giấy cuốn điếu, V_P, được tính như sau:

V_P =  × 100%

...

...

...

trong đó

V_F =  × 100%

Q là dòng khí toàn phần, tính bằng mililít trên giây;

V_P là độ thông khí của giấy, tính bằng phần trăm;

V_F là độ thông khí của đầu lọc, tính bằng phần trăm.

Chú giải

1. Môi trường phù hợp với TCVN 5078 (ISO 3402)

5. Buồng thông khí

...

...

...

6. Phần gắn kín để giữ cố định

3. Độ giảm áp (DP_Z)

7. Đầu ra của chuẩn thông khí

4. Phần gắn kín từng phần

8. Dòng khí toàn phần của khí hút ra

Hình A.1 – Thiết bị hiệu chuẩn

Phụ lục B

(qui định)

...

...

...

B.1. Hiệu chuẩn thiết bị

Việc hiệu chuẩn và thực hiện thử nghiệm của thiết bị đo độ thông khí của thuốc lá điếu phải được tiến hành phù hợp với hướng dẫn của nhà sản xuất.

B.2. Nguyên tắc

Để thu được độ chính xác cao nhất trong phép đo nội suy, thiết bị phải được hiệu chuẩn càng gần với toàn bộ thang đo càng tốt hoặc tại những vùng của thang đo của các sản phẩm được thử nghiệm.

Hệ thống đo của thiết bị phải được thử nghiệm để đảm bảo có thể thiết lập được phép đo độ thông khí tại vị trí zero. Khi đó, sẽ sử dụng tối thiểu một chuẩn thông khí có giá trị trung gian để kiểm tra hệ thống đo về sự rò rỉ và độ tuyến tính của hệ thống đo.

B.3. Phương pháp

B.3.1. Hệ thống đo của thiết bị phải được kiểm tra về sự rò rỉ phù hợp với hướng dẫn của nhà sản xuất trước khi thực hiện hiệu chuẩn.

CHÚ THÍCH Một ví dụ về kiểm tra về sự rò rỉ nêu trong Phụ lục D.

B.3.2. Chuẩn thông khí phải được cắm vào đầu đo, phù hợp với hướng dẫn của nhà sản xuất, và để yên cho cân bằng nhiệt độ của không khí đo. Khi chỉ số của thiết bị ổn định, cần kết thúc hiệu chuẩn.

...

...

...

B.3.4. Các thiết bị đo độ thông khí mà có thêm khả năng đo trở lực của điếu thuốc lá và áp dụng bù trở lực cho phép đo độ thông khí thì chúng phải có hệ thống đo độ giảm áp được hiệu chuẩn theo TCVN 6937 (ISO 6565).

CHÚ THÍCH Nếu chỉ đo độ thông khí và thiết bị này không bù ảnh hưởng của độ giảm áp, thì khi đó giá trị này có thể được hiệu chỉnh theo giá trị đã bù theo phương pháp nêu trong Phụ lục C.

B.3.5. Phương pháp thích hợp để hiệu chuẩn thiết bị đo độ thông khí và đo độ giảm áp của thuốc lá điếu là phương pháp sử dụng các chuẩn đa thông số có các giá trị định lượng đã được chứng nhận cho các thông số sau đây:

− độ thông khí giấy sáp;

− độ thông khí giấy cuốn điếu;

− độ giảm áp với các vùng thông khí của giấy sáp mở (∆P_o);

− độ giảm áp với các vùng thông khí của giấy sáp đóng (∆P_c);

− độ giảm áp với các vùng thông khí của giấy sáp và giấy cuốn điếu đóng (∆P_e).

B.3.6. Việc sử dụng chuẩn làm giảm số đơn vị yêu cầu hiệu chuẩn, giảm nguy cơ sai sót của kỹ thuật viên và giảm ảnh hưởng do thao tác gây ra, giảm thời gian thực hiện loạt hiệu chuẩn.

...

...

...

Phụ lục C

(tham khảo)

Đo dòng thông khí của thuốc lá điếu

C.1. Nghiên cứu lý thuyết

Độ thông khí được xác định bằng cách đo dòng thể tích khí đi vào các vùng xác định của điếu thuốc. Việc đo này được thực hiện trên bề mặt tiếp xúc với không khí của điếu thuốc và sau đó so sánh với dòng khí toàn phần đi ra từ điếu thuốc ở áp suất giảm; nghĩa là áp suất không khí thấp hơn giá trị “độ trở lực” của điếu thuốc lá.

Việc đo dòng thể tích, trong không khí xung quanh, phụ thuộc vào mật độ không khí tại điểm đo.

Để so sánh các dòng thể tích, thì việc đo phải được chuẩn hóa trong cùng điều kiện môi trường.

C.2. Phát sinh của các sai số đo: Sự cần thiết phải bù trở lực

...

...

...

Do dòng thể tích khí ra (Q) là không đổi ở 17,5 ml/s không liên quan đến độ trở lực của mẫu, mà các phép đo dòng thể tích tương ứng có thể được so sánh, nếu định lượng được ảnh hưởng của trở lực lên dòng thông khí.

Sử dụng định luật Boyle để xác định dòng thể tích thông khí thực đo được tại đầu vào của vùng giấy sáp, như sau:

Q₁ x P1 = Q₂ x P₂

trong đó

Q₁ là dòng thể tích đi vào vùng thông khí của giấy sáp, tính bằng mililít trên giây;

P₁ là áp suất không khí tại đầu vào của vùng đầu lọc, tính bằng pascal;

Q₂ là dòng khí toàn phần, tính bằng mililít trên giây (=17,5);

P₁ là áp suất tại đầu ra (nghĩa là, P₁ trừ đi độ trở lực), tính bằng pascal.

Nếu P₁ là áp suất không khí chuẩn (nghĩa là = 101 325 Pa), khi đó với trở lực 100 mmWG thì giá trị P₂ sẽ là:

...

...

...

và từ đó ta có:

CHÚ THÍCH Trong phương pháp này các giá trị cho trước tính bằng mmWG được chuyển đổi sang pascal (Pa) dùng hệ số chuyển đổi sau đây:

1 mmWG = 9,806 7 Pa

Điều này cho thấy dòng thông khí của một điếu thuốc lá có trở lực 981 Pa (100 mmWG) bị giảm và sẽ đo được 0,97% thấp hơn khi được so sánh với dòng ra không đổi 17,5 ml/s từ đầu hút.

Việc đo các điếu thuốc lá có trở lực hút trong vùng từ 981 Pa đến 2 452 Pa (100 mmWG đến 250 mmWG) sẽ cho kết quả sai số từ 1 % đến 2,5 % giá trị tuyệt đối nếu dòng thông khí không được bù cho giá trị trở lực của các điếu thuốc.

Phụ lục D

(tham khảo)

...

...

...

D.1. Yêu cầu chung

Nguyên tắc kiểm tra sự rò rỉ này có thể được áp dụng cho dải đo của các thiết bị đo độ thông khí được sử dụng trong công nghiệp và được đưa ra làm ví dụ.

Đối với các kỹ thuật mang tính hệ thống riêng biệt, phép thử khuyến cáo và các chế độ kiểm tra, cần tham chiếu hướng dẫn của nhà sản xuất.

D.2. Nguyên tắc

D.2.1. Thực hiện thử rò rỉ để nhận biết các khuyết tật có thể điều chỉnh được của các phần gắn kín và để kiểm tra độ nguyên vẹn của các buồng thông khí (đo). Có thể phát hiện nguồn gốc rò rỉ thông thường bằng cách sử dụng thông khí trung gian và các chuẩn hiệu chuẩn giảm áp để kiểm tra độ chính xác của chỉ số đo ở khoảng giữa thang đo sau khi đã hiệu chuẩn toàn bộ thang đo.

Thông thường, sử dụng chuẩn 100 % làm từ chất liệu không thấm để hiệu chuẩn giới hạn toàn bộ thang đo của hệ thống đo độ thông khí giấy cuốn điếu và đầu lọc. Cũng có thể thử nghiệm hệ thống đo đối với phép đo độ thông khí thông khí zero % bằng cách bắt đầu đo độ thông khí trên que thử giống hình điếu thuốc không thông khí và không cho thấm qua.

D.2.2. Cũng có thể gặp các sự rò rỉ khác mà chúng có thể không thể hiện rõ khi thử nghiệm và/hoặc khi hiệu chuẩn bằng chuẩn 100 %. Điều này do một thực tế là chuẩn đó trơ, không cho khí rò rỉ qua ngoại trừ những vùng thông khí có chủ định.

D.2.3. Các hệ thống đo độ thông khí bao gồm cả việc đo độ trở lực của điếu thuốc có vùng thông khí đầu lọc mở  (∆P_o) và đóng (∆P_c), sử dụng  các van điện để cách ly các vùng đo thông  khí từ môi trường và các thiết bị đo dòng thông  khí.

Với những hệ thống này, có thể gây ra sự rò rỉ không thể hiện rõ khi thực hiện hiệu chuẩn 100 % hoặc khi kiểm tra bằng chuẩn trung gian nhưng không có hiệu lực khi thực hiện phép đo trên điếu thuốc lá.

...

...

...

D.3. Ví dụ của phương pháp

D.3.1. Sử dụng chuẩn thông khí 100 %, theo phương thức chuẩn để hiệu chuẩn giới hạn toàn bộ thang đo của hệ đo độ thông khí giấy cuốn điếu và đầu lọc. Điều này đảm bảo rằng trong suốt thời gian hiệu chuẩn, dòng khí toàn phần (Q) đi trực tiếp từ khí quyển qua buồng thông khí đã chọn tới đầu ra của chuẩn thông khí.

D.3.2. Ngay sau khi hiệu chuẩn, kiểm tra sự rò rỉ của buồng đo thông khí có thể đã được cách ly khỏi môi trường không khí để đo độ giảm áp hoặc mọi các phép đo cần thiết khác.

D.3.3. Để tiến hành kiểm tra sự rò rỉ của buồng đo độ thông khí đã cách ly, cần có các nội dung sau:

− chuẩn giảm áp (PD), có giá trị danh định không nhỏ hơn 2 942 Pa (300 mmWG);

− ống nối giảm áp (PD);

− ống kiểm tra rò rỉ thông khí của đầu lọc;

− ống kiểm tra sự rò rỉ thông khí của giấy cuốn điếu;

D.3.4. Chuẩn giảm áp phải được lắp vào ống nối giảm áp và đặt vào đầu đo như trong hình D.1 và Hình D.2a). Phải ghi lại giá trị đo được trên chuẩn giảm áp.

...

...

...

Hai giá trị đo giảm áp phải giống nhau trong phạm vi lặp lại của hệ đo thử nghiệm.

Nếu hai giá trị đo được không giống nhau trong phạm vi dung sai cho phép (± 1 %), thì đã có sự rò rỉ.

D.3.6. Lặp lại các bước D.3.4 và D.3.5 sử dụng ống kiểm tra rò rỉ thông khí của giấy cuốn, như trong Hình D.2c), để kiểm tra sự rò rỉ thông khí của giấy cuốn điếu.

Chú giải

1. Lỗ đo rò rì

7. Đầu ra của chuẩn

2. Van cách ly các buồng thông khí

8. Giảm áp

...

...

...

9. Ống kiểm tra rò rỉ thông khí của giấy cuốn

4. Phần gắn các bộ phận

10. Thiết bị đo dòng thể tích (Q)

5. Buồng thông khí

11. Dòng khí toàn phần hút ra

6. Phần gắn kín để giữ cố định

12. Ống kiểm tra rò rỉ thông khí của đầu lọc

Hình D.1 – Thiết bị kiểm tra rò rỉ thông khí

...

...

...

1. Ống nối ngoài PD (cắm chuẩn PD vào)

2. Ống kiểm tra rò rỉ thông khí đầu lọc

3. Ống kiểm tra rò rỉ thông khí giấy cuốn

4. Các van cách ly các khoang thông khí

5. Giảm áp

6. Thiết bị đo dòng thể tích (Q)

7. Dòng khí toàn phần hút ra

Hình D.2 – Thiết bị kiểm tra

...

...

...

(tham khảo)

Các kết quả của phép thử liên phòng thử nghiệm

Các dữ liệu thu được từ 17 phòng thử nghiệm đã tham gia nghiên cứu cộng tác để xác định giới hạn độ lặp lại, r, và giới hạn độ tái lập, R, của phương pháp này.

Đối với mỗi loại sản phẩm nêu trong Bảng E.1, mỗi bộ mẫu đơn gồm 20 mẫu được thử nghiệm mỗi ngày trong thời gian 5 ngày.

Bảng E.1 – Giá trị thông khí đầu lọc danh định

Mức

Giá trị thông khí đầu lọc danh định

1

0 %

...

...

...

22 %

3

41 %

4

58 %

5

81 %

Phép phân tích ngoại lệ đã được thực hiện theo TCVN 6910-2 (ISO 5725-2)^1)1) và mọi trường hợp ngoại lệ về xác định r và R đã được loại bỏ.

Các khoảng giá trị trung bình đối với r và R được nêu trong Bảng E.2, trong đó, s và s là các độ biến thiên lặp lại và tái lập [xem 7.1.2 của TCVN 6910-2:2001 (ISO 5725-2:1994)].

...

...

...

Các thông số

ma

s

r

R

R/r

Thông khí giấy sáp

3,2 đến 11,7

...

...

...

0,50 đến 0,91

0,09 đến 0,28

0,84 đến 1,47

1,19 đến 2,28

Thông khi của giấy cuốn điếu

70,3 đến 128,1

0,44 đến 2,39

1,86 đến 4,33

2,03 đến 8,85

...

...

...

1,19 đến 2,15

Độ trở lực

^a Khi tính các điều kiện cho r và R các sản phẩm có độ thông khí dưới 1,5% không được đưa vào bởi vì thực tế việc ứng dụng giới hạn tin cậy thông thường được áp dụng cho những trường hợp này.

...

...

...