電タバ関連つらつらと・・・

電子タバコとか、VAPEとか言われているアイツについて、適当に書いていく、そんなBlogです。

評価基準

温度の測り方

アトマの温度測りたいのです、、、、が。
いろいろ方式ありそうなので。
何使うか考えてみましょ。

まず、パッシブ的なやりくち。
間接的に測るには・・・。
放射を測ればOKです。
赤外線かなんかを見ればOKかなと。

やりくちとしては・・・
・赤外線温度計
・サーモグラフィー

あたりかなと。
赤外線温度計はまあ、こんなの。
s_ad5617mt
 だいたい3000円くらいからあります。
オイラの持ってるのは、サイズのPC用のヤツ、確か特価500円。

scktw-1000-400
コレだ!。

次にはまあ、サーモグラフィ。
数十万の高級品だった印象ですが、最近値崩れ中。
FLIR_E4E5E6E8_TOP13_on
こんなんね。
15万くらいでイケます。

でもね、どっちも欠点が。
それは応答速度。
赤外線温度計は、高性能なのでも100ms以上、サーモグラフィーもまあ30fps、33msがいいとこです。
電子タバコは結構立ち上がりが気になるので、これだとダメかもわからんね。

まあなので、アクティブ方式で。
アクティブといえば接触式。
まぁ普通の温度計。
デメリットは、「温度計を暖めないとダメ」なとこ。
普通の温度計じゃ応答速度も何もあったもんじゃないので、ここは熱電対一択かなと。

熱電対とは、複数の金属を接触させ、そこの温度を弄ると微妙に起電力が起こる現象を使います。
まあテクニカルの温度調整と一緒やね、一緒じゃないかw。

使用する素材の違いで、複数ありますが、まあメジャーなK型をチョイスしようと。

RD607855-01
こんなんね。
使用時は、2本の導線をより合わせて軽く半田付けします。

で、熱電対自体の応答性。
http://www.anbesmt.co.jp/tctest.html
ここ見る限り、数千度の範囲では100us程度、数十度の範囲でも10us程度の応答性は期待できそうです。

これ使えそう!。

ただ熱電対、いくつか課題があります。

1.接触式のためこいつ暖める時間を考える必要がある
 まあ、コットンとかの真ん中の温度測るでOKかなあ。

2.構造上導電体
 どうしてもの場合はポリイミドさん登場の方向で!。

3.単位が微弱なため、まともに測るにはアンプが必要
 どうにか手に入れるしかない。
 素人なのでキャリブレーションとか考えると自作は避けたい。

まあ熱電対使う前提で、機材選定に入りますか!。 

煙と空気の混合具合

こんにちは。

電子たばこ、必ず必要な要素に、「空気穴」があります。
今まで「煙だけを楽しむ」タイプの電子たばこには、出会ったことがありません。
あるのかな?。

まあともかく。

この空気穴からは、もちろんコイルからの煙と一緒になって楽しませるための「外気」が導入されます。
この外気の混合について、掘り下げていこうかと。

まず資料収集。
厚生労働省の奴を発見。
http://www.mhlw.go.jp/file/05-Shingikai-10601000-Daijinkanboukouseikagakuka-Kouseikagakuka/0000086464_1.pdf
してみた。
たばこ:
喫煙法 吸煙量 吸煙時間 吸煙間隔 通気孔の閉鎖
ISO 35mL 2秒 60秒 0%
HCI 55mL 2秒 30秒 100%
電子たばこ:
Smoking machine
Puff duration: 2s / Puff interval: 30s

ふむ、HCIを基準にしとけばいいのかな、とりあえず。

アトマイザーの中では、「2秒で55mlの空気と混ぜ合わせられるような吸入速度」を設定すればいい、というわけか。

筒の中にアトマイザーを裸でおいて、ファンで疑似的に吸気を再現することを考える。

コイルの大きさはまあ、3mmx4mmのフットプリントだとすると、そこの2秒で55mlの空気を当てる風圧は・・・。
流体力学とかでてきて辟易w。

適当に計算してしまえ:
12mm^2の領域に1分あたり(55x30)1.65リットルの空気を当てればOKさ。
60mm内形の筒を使うとして、2826mm^2なので、約235倍か・・・。
パソコン用のファンの最大風量は「0.99m3/min(34.80CFM)」とかで表されてる。
均等に空気が移動するとして、必要な風量は「235*1.65」リットル / 1000 でm^3になれるな。
60mmの場合、約0.39m^3/minのファンがあればいいということかな。
CFMでいうと、13.8CFMくらい。
http://www.widework.co.jp/page8#ttl-6020BLL
このへんとかすてき!、0.38m3/min(13.50CFM)だし。

んー、ちとファン買ってJIG作ってみるかなあ・・・。


電子たばこの煙って、何だろう

こんにちは。

電子たばこにおける一般的なコイルは、まあつまり
・何らかの形で保持しているリキッドを加熱し、一部成分を気化させることで、蒸気を発生させるもの

という認識です。
 
ん?。
なんでただ気化させただけなのに、「蒸気が見える」んだろ?。
気化後冷やされて液体に戻っているのか?。
そもそも気化していない成分が気化成分からエネルギーを受けて飛散してるのか?。

ちょっと掘り下げたいと思います。

まず、気化。

リキッドの主成分のうち、香料以外のキャリア成分で、代表的なものは
PG(プロピレングリコール)
VG(グリセリン)
エタノール

あたりだと思います。

それぞれの沸点は、以下の通り:
PG:188.2度
VG: 290度
エタノール: 78.37度
水:100度

温度管理系のMODだと、大体350F-450Fを狙ったりするものが多いです。
これ、摂氏に直すと 176度-232度。
まあつまり、「水、エタノール、PGは気化させるけどVGは気化させない温度で楽しむ」ものが現在の一般的な電子たばこなのかなと。

んじゃなんでVGが「煙」になるのかなってちょっと調べてみました。
ざっとGoogle先生に聞いてみると、以下記事を発見。

http://eprints.lib.hokudai.ac.jp/dspace/bitstream/2115/36204/1/17_33-46.pdf
この記事は、グリセリン液中の気泡に関する論文だけれども、どうも気になる「動粘性係数」というキーワードが。


さらにググると・・・。

http://ebw.eng-book.com/pdfs/392a45719d06cc0663fc7afcdf8c709e.pdf
グリセリンは、他の物質に比べ、温度変化時の粘性率の変化が著しい。
また、表面張力も粘性と密接な関係があるっぽい。

http://www.as-1.co.jp/academy/24/24-2.html
水はこのへん

https://www.adk.co.jp/chemical/products/commodity/download/PROPYLENE_GLYCOL_PRODUCTLIST_0912.pdf
プロピレングリコールはこのへん

粘性率 ex)
・グリセリン 320K 180000 / 380K 11200
・水 320K 0.578 / 374K 0.284
・ プロピレングリコール 320K 約20 / 370K 約1.5
 
ざっとした理解だけれども、粘性は低ければ低いほど拡散し、高ければ高いほど拡散しづらくなる。
また、表面張力が高まれば、お互いがくっつきづらくなる、のかな。
確かにグリセリンをシャボン玉液に入れると割れずらい、と言いますし。

で、電子たばこの煙ですが。
キーポイントは、このグリセリンの温度による物性変化かな、と思ってます。
水などに比べ、グリセリン(やプロピレングリコール)は、指数関数的に温度に対する粘性が減っていきます。
逆に冷やされると、指数関数的に粘性が増えます。
コイルでリキッドが暖められると、他の成分の気化(気化は体積が物凄く増えます、一般論として)の影響で暖められたグリセリンは粘度を失い拡散し、冷却に伴いグリセリンは粘度を増して表面張力が高まり、拡散状態を維持したまま煙として見えるのかなと。

まあ推論の域ですけど、どうなんでしょうね・・・。
 

電子たばこの評価基準概要

こんにちは。

まぁ。電子たばこは有害だの、リチウム電池は爆発するだの、そんな激しい話題はいろいろありますが。

今ちょっと気になっているのは、「デバイスとしての電子たばこの評価基準と、測定指針」です。

オイラは元電気屋さんなので、まあ化学的な方面のお話しはパスするとして。
ある程度の定量的な評価基準とか、あるとうれしいかなと。

・・・まあでもそんなお堅いものではなく、「こうやれば変化点を測定値として押さえることができますよ」みたいな。

さて。

デバイスとして電子たばこを見た場合、まあものすごく乱暴に言えば:
・電源
・コイル

しかないのです。 

電源部分が
・電池そのまんまなメカニカル
・可変出力を持ったテクニカル
・コイル側の抵抗値計測を元に出力を調整するTC
などなどありますが、まぁ単純にそういうことです。

また、電源やコイル単体で見てOKな部分と、組み合わせて分かる部分があるような気がしています。

ちょっとそのへんを考えつつ、のんびりまとめてみようかと。 
プロフィール

eucalyptus.

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