Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7096:2002 Máy hút thuốc lá phân tích thông dụng - Định nghĩa và các điều kiện chuẩn

• Số hiệu: TCVN7096:2002
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: Bộ Khoa học và Công nghệ
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: 31/12/2002

Đường kính điếu thuốc	A	B	C
4,5 - 5,49	1,45	2,5	4
5,5 - 6,49	1,7	3	4,5
6,5 - 7.49	1,95	3,5	5,5
7,5 - 9	2,2	4	6,5

Hình 1 - Bộ phận giữ điếu thuốc - Vòng đệm và đĩa đục lỗ (đĩa đệm) (chi tiết về kích thước)

Từ khóa

1

Vòng đệm

4

Vòng đệm (đảo)

2

...

...

...

5

Nắp vòng đệm

3

Đĩa đệm

Chú thích - Bộ đỡ đĩa đệm để sử dụng khi dùng bẫy khói sợi thủy tinh ở tâm để bẫy khói từ hai điếu trở lên.

Hình 2 - Bộ phận giữ điếu thuốc (sơ đồ)

4.9. Vị trí điếu thuốc (xem 3.19)

...

...

...

Điếu thuốc phải được đặt trong bộ đỡ điếu sao cho đầu cuối của điếu thuốc tiếp xúc với đĩa đệm khi cắm đầu điếu thuốc vào.

4.10. Vị trí khay tro (xem 3.22)

Khay tro phải được đặt theo phương thẳng đứng phía dưới trục của điếu thuốc từ 20 mm đến 60 mm.

5. Quy định kỹ thuật của máy hút thuốc phân tích thông dụng

5.1. Khái quát

Máy hút thuốc phải phù hợp với các điều kiện chuẩn (xem 4.1 đến 4.10) và các điều kiện đặc biệt được đưa ra trong 5.2 đến 5.8.

5.2. Nguyên lý hoạt động và sơ đồ hơi hút

5.2.1. Máy phải bao gồm một bộ phận có thể kéo một thể tích không khí cố định (gọi là hơi hút) qua điếu thuốc. Sơ đồ tổng thể được đưa ra trong hình 3.

5.2.2. Máy phải tạo ra được sơ đồ hơi hút dạng hình tháp chuông (xem 4.5).

...

...

...

Kích thước tính bằng milimet

Từ khóa

1 Tâm điểm chết của đỉnh piton

5 Dụng cụ ngắt hơi hút

9 Cổng hút

2 Cổng ra của pha khí

6 Chiều dài đầu mẩu

10 Bộ phận đỡ điếu

...

...

...

7 Bơm piton

11 Kênh hút

4 Bẫy khói

8 Thể tích quét

12 Thể tích hơi hút

Hình 3 - Sơ đồ máy hút

5.3. Độ tin cậy và sự bù đắp

5.3.1. Máy phải có các dụng cụ để kiểm soát thể tích hơi hút, thời gian hút và tần số hơi hút.

5.3.2. Máy phải có độ tin cậy về điện và cơ khí cần thiết để đáp ứng được các điều kiện chuẩn theo các thông số này (xem 4.2 đến 4.4) trong quá trình thử nghiệm đối với các giai đoạn bị kéo dài.

...

...

...

Khi máy được cài đặt trước để cung cấp một thể tích hơi hút là 35 ml mà không có thiết bị giảm áp, thì thể tích không được giảm quá 1,5 ml quan sát được khi máy được thử với thiết bị giảm áp 3 kPa.

5.3.4. Ống nối giữa bẫy khói và nguồn hút phải có trở lực dòng nhỏ nhất. Độ giảm áp của toàn bộ đường dẫn dòng khí giữa đầu mẩu điếu thuốc và bộ phận hút phải không được quá 300 Pa trước khi hút (xem 4.1).

5.3.5. Tổng thể tích chết (xem 3.13) phải càng nhỏ càng tốt và không được vượt quá 100 ml.

5.4. Bộ đỡ điếu thuốc và bẫy khói

5.4.1. Máy phải có các bộ phận đỡ điếu thuốc và bẫy khói.

5.4.2. Bộ đỡ điếu phải có khả năng giữ được đầu mẩu điếu thuốc trong quá trình hút. Các vòng đệm phải được dùng để gắn các điếu thuốc.

5.4.3. Phải có các dụng cụ để gắn bộ đỡ điếu với máy sao cho các bộ đỡ điếu được giữ chặt kín.

Vòng đệm xoáy hoặc vòng đệm chữ “O” được coi là phù hợp, còn ống cao su được coi là không phù hợp.

5.4.4. Các điếu thuốc cần hút phải được cắm vào cổng hút hoặc bẫy khói bằng các bộ đỡ điếu chuẩn (xem 4.8).

...

...

...

Hệ thống được thiết kế sao cho chống được sự mất mát các thành phần khói giữa phần cuối đầu mẩu điếu thuốc và bẫy khói.

5.4.6. Các bộ đỡ điếu thuốc phải được sắp xếp sao cho luồng khói phụ không làm ảnh hưởng đến các điếu thuốc được hút ở các bộ đỡ điếu liền kề (xem 4.9). Khoảng các giữa các tâm điểm vùng cháy liền kề không được nhỏ hơn 50 mm.

5.4.7. Khi máy hút được dùng để thu gom các chất hạt trong khói thì nó phải được gắn kín với bẫy khói bằng bộ lọc thủy tinh, bao gồm các yêu cầu sau đây:

a) Bộ đỡ màng lọc kín khí và các nắp ở đầu được làm bằng vật liệu trơ về hóa học, không hút ẩm và có thể chứa được đĩa lọc sợi thủy tinh có độ dày từ 1 mm đến 2 mm. Bề mặt đĩa bọc thô ráp được hướng về phía luồng khói đi vào. Hai ví dụ được đưa ra trong hình 4.

Các thiết kế khác của bẫy khói phải đáp ứng được các yêu cầu này. Đối với loại máy hút có 5 điếu thuốc được hút trên một bẫy thì đường kính màng lọc sợi thủy tinh phải là 44 mm. Đối với loại máy hút có 20 điếu thuốc được hút trên một bẫy thì đường kính của màng lọc sợi thủy tinh phải là 92 mm

b) Vật liệu lọc phải giữ được ít nhất là 99,9 % tất cả các loại hạt của sol khí diotyl phtalat có đường kính lớn hơn hoặc bằng 0,3 mm tại tốc độ tuyến tính là 140 mm/s. Độ giảm áp của bộ lọc phải không được vượt quá 900 Pa tại tốc độ khí này. Hàm lượng của chất gắn kết không được quá 5% phần khối lượng. Polyacrylat và polyvinyl alcol (PVA) được coi là phù hợp để làm chất gắn kết.

Bộ lọc phải có khả năng giữ tất cả chất hạt trong luồng khói chính do điếu thuốc sinh ra. Ngoài ra, bộ lọc phải được chọn sao cho việc tăng độ giảm áp của nó không vượt quá 250 Pa đo được sau khi hút.

5.4.8. Mỗi kênh phải được trang bị một dụng cụ ngắt hơi hút được nối với bộ cảm biến chiều dài đầu mẩu và được trang bị một bộ đếm. Khi bộ cảm biến hoạt động thì dụng cụ phải ngăn cản được bất cứ luồng khí nào đi qua điếu thuốc.

Những ví dụ về các bộ cảm biến như sau:

...

...

...

b) Một detectơ bằng hồng ngoại đặc biệt được đặt trên mặt phẳng vuông góc với điếu thuốc. Điểm giao cắt của mặt phẳng phân cách là vật nhọn để chấm dứt hơi hút.

5.4.9. Máy hút phải có khả năng hút được các điếu thuốc có chiều dài, đường kính và hình dạng mặt cắt khác nhau trong khi vẫn tuân thủ được các điều kiện tiêu chuẩn đối với độ dài đầu mẩu điếu thuốc.

5.4.10. Máy hút thuốc phải có khả năng hút được một hoặc nhiều hơi hút làm sạch sau khi việc hút đã kết thúc.

5.5. Môi trường thử nghiệm

Môi trường thử nghiệm phải được khống chế để đảm bảo rằng tất cả các điếu thuốc được hút dưới các điều kiện xác định đối với dòng không khí môi trường..

Nhiệt độ và độ ẩm tương đối của môi trường thử nghiệm phải đáp ứng được các yêu cầu trong TCVN 5078:2001 (ISO 3402).

- Nhiệt độ (22 ± 2)^oC;

- Độ ẩm tương đối (60 ± 5)%.

Việc thiết kế vỏ bọc xung quanh máy hút và hệ thống hút luồng khói phụ phải đưa ra được các điều kiện giống nhau về dòng khí xung quanh điếu thuốc đối với các thiết kế máy hút khác nhau đáp ứng được tiêu chuẩn này (xem phụ lục A).

...

...

...

Mỗi cổng hút được trang bị một máy đếm có khả năng đếm được đến 0,1 hơi hút (xem 4.7).

5.7. Đánh lửa

Bộ phận đánh lửa phải được dùng. Các máy đánh lửa phải đốt được điếu thuốc ngay từ lần đầu tiên đánh lửa mà không chạm vào điếu thuốc hoặc không hóa than trước điếu thuốc.

5.8. Buồng hút

Quá trình hút phải được thực hiện trong buồng kín (xem A.3), tốt nhất là buồng được làm bằng vật liệu trong suốt, buồng này có thể là một bộ phận của máy hút, hoặc là một buồng riêng để đặt máy vào. Buồng kín phải được gắn với thiết bị hút không khí để thuận tiện cho việc loại bỏ luồng khói phụ ra khỏi buồng hút.

Từ khóa

1 Mặt trước của bộ đỡ điếu GF

...

...

...

Đĩa lọc

3

Mặt sau của bộ đỡ điếu GF

4 Vòng gắn chữ “O”

5

Các vòng gắn chữ “O”

a)

...

...

...

Từ khóa

1 Đĩa lọc

3 Mặt trước của bộ đỡ điếu GF

2 Mặt sau của bộ đỡ điếu GF

4 Vòng gắn chữ “O”

b)

Hình 4 - Các ví dụ về các bẫy khói chứa bộ lọc sợi thủy tinh (GF) (sơ đồ)

...

...

...

Dòng không khí môi trường xung quanh điếu thuốc trong máy hút phân tích thông dụng: Kiểm soát và quan trắc

A.1. Phạm vi áp dụng

Phụ lục này quy định:

- Tốc độ dòng không khí môi trường xung quanh điếu thuốc trong máy hút phân tích thông dụng trong quá trình hút và thiết kế cơ khí của buồng kín ngay xung quanh các điếu thuốc; và

- Phương pháp đo tốc độ dòng không khí và vị trí đo tốc độ dòng không khí

Chú thích - Sự phát triển máy hút thuốc đã trải qua hơn 40 năm. Tuy nhiên, do các thiết kế cơ khí có khác nhau chút ít để đáp ứng tiêu chuẩn này, nên Trung tâm Hợp tác Nghiên cứu Khoa học về Thuốc lá (CORESTA) đã thành lập một nhóm kỹ thuật đặc biệt nhằm đưa ra những thông số kỹ thuật cho môi trường máy hút. Điều này đã tạo ra độ tái lập tốt hơn trong các so sánh liên phòng thử nghiệm Quốc tế. Nếu các thông số kỹ thuật cơ khí có thể áp dụng chung cho tất cả các loại máy hút thì cần thiết phải cung cấp các ví dụ thiết kế được sử dụng nhiều nhất.

Có hai nguyên tắc thiết kế máy hút thỏa mãn các điều kiện quy định của tiêu chuẩn này:

- Loại a) (xem hình A.1 và A.2) trong đó vị trí của điếu thuốc trong bộ đỡ điếu được cố định, nghĩa là các điều chỉnh được tiến hành bằng cách di chuyển bộ phận dập tắt hơi hút.

- Loại b) (xem các hình vẽ từ A.3 đến A.5) trong đó vị trí của bộ phận dập tắt hơi hút được cố định, nghĩa là các điều chỉnh được tiến hành bằng cách di chuyển điếu thuốc và bộ đỡ điếu.

...

...

...

A.2.1. Máy hút loại a)

Hình A.1 và A.2 đưa ra sơ đồ thiết kế buồng kín bao gồm các bộ phận có thể kết nối được với nhau.

A.2.2. Máy hút loại b)

Kiểu máy này có hai loại: 8 kênh và 20 kênh. Các bộ phận chung cho cả hai loại này được đưa ra trong hình A.3. Hình A.4 là sơ đồ thiết kế buồng kín bao gồm các bộ phận được liên kết với nhau trong loại máy hút 20 kênh. Hình A.5 là sơ đồ cho loại máy hút 8 kênh.

A.3. Vị trí đo tốc độ không khí

A.3.1. Khái quát

Phải đưa ra được các điểm chuẩn đối chứng mà tại đó tốc độ không khí được đo. Các phép cần đo phải được tiến hành sao cho tâm của đầu dò tốc độ không khí nằm trong phạm vi 2 mm trong mỗi mặt phẳng của vị trí quy định.

A.3.2. Máy hút loại a)

Tốc độ không khí phải được đo khi các bộ đỡ điếu thuốc được đặt vào vị trí của chúng, tại một điểm nằm trên trục của điếu thuốc cách đầu hút của điếu thuốc 74 mm.

...

...

...

A.3.3.1. Tốc độ không khí phải được đo khi các bộ đỡ điếu thuốc được đặt vào vị trí của chúng, tại một điểm nằm trên trục của điếu thuốc được cắm trong bộ đỡ cách 40 mm về phía đầu đốt của điếu thuốc, đo từ vị trí của bộ phận dập tắt hơi hút.

Chú thích - Một số loại đầu dò tốc độ không khí được cắm trực tiếp vào cổng hút, do đó thay thế màng lọc và bộ đỡ điếu trong quá trình đo.

A.3.3.2. Để kiểm tra độ đồng đều của dòng khí qua máy hút, các phép đo phải được tiến hành tại một cổng giữa và tại một cổng gần cuối. Các phép đo bổ sung phải được tiến hành khi lắp đặt hoặc di chuyển vị trí máy.

A.4. Quy định kỹ thuật của đồng hồ đo tốc độ không khí

Đồng hồ đo tốc độ không khí phải đạt độ chính xác không nhỏ hơn 20 mm/s tại tốc độ 200 mm/s. Thiết bị đo tốc độ không khí phải có khả năng thực hiện các phép tích phân dữ liệu tốc độ không khí qua từng giai đoạn tối thiểu là 10 s.

Giá trị đo tốc độ không khí phải bao gồm giá trị trung bình của không dưới 10 phép đo lặp lại của phép tích phân trong 10 s.

Chú thích - Việc lựa chọn đồng hồ đo phù hợp có thể nhận được từ tư vấn của nhà cung cấp máy hút.

A.5. Giá trị chuẩn của tốc độ không khí

Giá trị chuẩn của tốc độ không khí phải đạt 200 mm/s.

...

...

...

Đối với các loại máy hút loại b) thì tốc độ không khí đo được tại mỗi cổng phải nằm trong khoảng từ 150 mm/s đến 250 mm/s.

A.6. Cài đặt và kiểm tra tốc độ không khí

Nên tiến hành kiểm tra và điều chỉnh tốc độ không khí khi sử dụng máy hút.

Các điều kiện môi trường khác biệt với điều kiện môi trường thử nghiệm đều có thể ảnh hưởng đến dòng không khí trong buồng kín khí của máy hút. Trong trường hợp đó, cần phải tiến hành kiểm tra tốc độ không khí thường xuyên hơn.

Kích thước tính bằng milimet

Từ khóa

...

...

...

6 Bầu hút

11 Khay tro

2 Ống dẫn đặt bộ cảm ứng

7 Vị trí đo tốc độ dòng khí chuẩn

12 Bộ đổ điếu thuốc

3 Chụp hút

8 Tâm điếu thuốc

13 Buồng kín

4 Dòng không khí

...

...

...

5 Ống dẫn đặt bộ cảm ứng

10 Đệm hút

V_T: Tốc độ dòng không khí xung quanh điếu thuốc

V_R: Tốc độ dòng không khí trong ống dẫn

Hình A.1 - Máy có vị trí điếu thuốc cố định - Các máy hút quay

...

...

...

1 Không khí

^a Buồng kín phải được đóng kín ở nắp (đỉnh)

^b Nắp phía trước phải ở vị trí đống kín trong khi hút

Hình A.2 - Thí dụ của buồng kín máy hút quay có bầu hút

Kích thước tính bằng milimet

Từ khóa

1 Thanh hút

...

...

...

2 Tấm ngăn

7 Vị trí đo tốc độ dòng không khí chuẩn

3 Ống dẫn trong

8 Vị trí ngắt hơi hút

4 Nắp trước có bản lề

9 Khay tro

5 Mặt trước của máy hút

Chú thích - Hình này chỉ biểu thị mối quan hệ giữa vị trí ngắt hơi hút, thanh hút và khay tro.

...

...

...

Từ khóa

1 Tấm ngăn

4 Khay tro

2 Ống dẫn trong

5 Thanh đánh lửa

3 Nắp phía trước có bản lề

...

...

...

Từ khóa

1 Tấm ngăn

4 Khay tro

2 Ống dẫn trong

5 Thanh đánh lửa

3 Nắp phía trước có bản lề

...

...

...

Phụ lục B
(Tham khảo)

Mô tả cơ chế hút của loại máy hút kiểu piton

B.1. Phạm vi áp dụng

Phụ lục này mô tả việc sử dụng nguyên lý piton nhưng không hạn chế hoặc giới hạn sự phát triển của máy hút trong tương lai

B.2. Nguyên lý của cơ chế hút

Các ví dụ về cơ chế quay tay/piton được đưa ra trong hình B.1.

B.3. Xem xét đặc biệt

B.3.1. Tổng số thể tích quét

...

...

...

B.3.2. Thể tích hơi hút

Thể tích hơi hút có thể được kiểm soát bằng cách dùng van để cắt các “mép” hoặc “đuôi” của sơ đồ quét hơi hút

B.4. Xem xét thiết kế của cơ chế hút

B.4.1. Các thông số kỹ thuật của A, r, l và h (xem hình B.1) là những xem xét thiết kế quan trọng nhất. Khi 2 Ar bằng thể tích quét thì r tự động khép chặt và l và h xác định hình dạng của hơi hút. Với lý do đối xứng, l và h phải đủ lớn. Vì vậy, trong sản xuất loại máy hút kiểu pit-tông, phải chú ý đến các điều B.4.2 đến B.4.6.

B.4.2. Tốc độ quay của trục phải không thay đổi trong quá trình hút. Nó phải được điều chỉnh tốt và phải được kiểm soát chặt chẽ

B.4.3. Tốt nhất là pit-tông và xylanh hoàn toàn có thể đổi được cho nhau.

B.4.4. Khoảng cách l hoặc h phải lớn hơn 10 r.

B.4.5. Hệ thống ống dẫn giữa bẫy khói và xylanh phải tạo ra sự giảm áp thấp nhất (xem 5.3.4).

B.4.6. Để đảm bảo máy hoạt động theo đúng các thông số kỹ thuật, cần thiết phải liên kết cơ cấu để bắt đầu khởi động hoặc dừng piton tại một điểm xác định.

...

...

...

a) Tay quay thông thường có thanh nối và đầu cuối nhỏ

b) Pit tông cứng được nối với xy lanh được chốt tại điểm H

c) Chuyển động của pit-tông đối xứng

Từ khóa

H, P: Các điểm chốt

h: Khoảng cách giữa tay quay và chốt H

A: Tiết diện mặt cắt ngang

...

...

...

l: Chiều dài thanh nối  

q: Góc chuyển lệch của tay quay

Hình B.1 - Mẫu của các cơ cấu chuyển động pit-tông/tay quay

Hình B.2 - Đồ thị của hơi hút điển hình không có thuốc lá

Phụ lục C
(tham khảo)

Diễn giải bằng biểu đồ của sơ đồ hơi hút

...

...

...

Tại thời điểm t = 0, điếu thuốc có thể được hút bằng bơm piton. Tốc độ dòng F được tạo ra tại cuối đầu mẩu điếu thuốc thay đổi tạo ra sơ đồ hơi hút hình tháp chuông. Tốc độ dòng cực đại F_m đạt được tại thời điểm t_m. Sau đấy, tốc độ dòng giảm dần trong khoảng thời gian hơi hút để đạt giá trị F_d tại thời điểm t_d khi nguồn hơi hút ngừng cung cấp nhưng chênh lệch áp suất vẫn tồn tại.

Cuối cùng, tốc độ dòng giảm dần đến zero tại thời điểm t_e.

C.2. Sơ đồ hơi hút chuẩn có giá trị cực đại để cho

25 ml/s ≤ F_m ≤ 30 ml/s

tại thời điểm t_m để cho

0,8 s ≤ t_m ≤ 1,2 s

Thời gian hơi hút chuẩn t_d = 2 s và thời gian t_e được giới hạn bởi tần số hơi hút chuẩn đến t_e = 60 s.

Thể tích hơi hút V có thể được tính trên cơ sở diện tích kẻ sọc ở hình C.1 theo công thức sau:

...

...

...

V = 35 ml

Từ khóa

1 Sơ đồ quét

2 Sơ đồ hơi hút

Hình C.1 - Biểu đồ biểu diễn đồ thị hơi hút có thuốc lá

Thư mục tài liệu tham khảo

...

...

...

[2] TCVN 6680:2000 (ISO 4387:1991) Thuốc lá điếu - Xác định chất ngưng tụ khô tổng số và chất ngưng tụ khô không chứa nicotin sử dụng máy hút thuốc phân tích thông thường.

[3] TCVN 6937:2001 (ISO 6565) Thuốc lá và sản phẩm thuốc lá - Trở lực của điếu thuốc và độ giảm áp của thanh đầu lọc - Các điều kiện chuẩn và phép đo.

[4] TCVN 7104:2002 (ISO 7210) Máy hút thuốc lá phân tích thông dụng - Phương pháp thử bổ sung.