一次性电子烟雾化区域温度检测位置初探

摘要：本文介绍了不同类型电子烟的发热结构及雾化区域温度检测位置，重点探究了一次性电子烟质量检验的雾化区域温度检测项目，通过对不同类型的加热芯的发热位置进行观察实验，结合电气理论分析，明确了一次性电子烟的雾化区域温度项目检测位置。关键词：新型烟草制品；一次性电子烟；雾化区域温度；发热芯

中图分类号：TS458文献标志码：ADOI编码：10.3969/j.issn.1674-4977.2025.01.044

随着电子烟产品监管工作的不断加强，对电子烟产品安全性指标的检测要求也在持续提高。根据2022年颁布实施的GB 41700—2022《电子烟》规定，雾化区域温度是评价电子烟质量安全性的一项重要指标，是电子烟产品质量监督的重要检测项目。

式中，Q为发热量；I为通过导体的电流；R为导体电阻；t为通电时间。

当流经导体的电流恒定时，电阻越大，发热功率越大，温度越高。

式中，U为导体两端的电压。

当导体两端施加恒定电压时，通过的电流越大，或者导体的电阻越小，发热功率越大，导体的温度就会越高。使用电子烟时既需要一定的高温以达到较好的雾化效果，也要控制适度的温度，避免温度过高对消费者产生高温烫伤。因此，雾化区域温度是一项非常重要的安全技术指标。

GB 41700—2022《电子烟》附录B规定，检测雾化区域温度时要将高温热电偶粘贴在电子烟发热体温度最高的位置，最高温度点位置的确定是该项目检测的核心。与可换弹电子烟发热装置不同，大部分一次性电子烟不使用陶瓷芯，其发热装置一般由发热丝及棉芯组成。作为一种在国内市场比较小众的产品，其发热区域形态较为多变，对一次性电子烟发热区域的最高温度点目前尚无明确研究，本文探究两种常见形状发热芯的一次性电子烟雾化区域温度检测位置。

1材料与方法

1.1试验材料、仪器设备

试验样品：供试验品为3种不同品牌的一次性电子烟，每种品牌分别制作5个待测样品，按照不同的高温热电偶粘贴位置进行制样。试验材料：耐高温胶、高温热电偶、乙醇溶液。仪器设备：电子烟烟具温度测试仪、可编程直流电源、高温试验箱。

1.2试验方法

雾化区域温度的检测主要采用热电偶法，通过热电偶连接发热位置，从而在电子烟运行过程中检测其发热的最高温度点。其使用的热电偶允差应达到1级精度标准，温度的采样频率不低于10 Hz，试验应在无强制对流空气的环境中进行，环境温度在15℃～25℃之间。试验前先将一次性电子烟充满电。然后拆解样品，连接热电偶之前将电子烟内的烟液去除干净，拆解后取出发热丝，用耐高温胶水将热电偶的金属探头粘贴在可能为最高温度点的发热位置，粘贴时胶水的量应控制在既不容易脱落，也不过多以免影响检测结果的准确度。粘贴后小心放置，待24 h后粘贴牢固时再进行下一步操作。

待测一次性电子烟的发热部位是用吸油棉包裹着发热丝，首先将吸油棉中的液态雾化物挤干净，再吸干剩余的雾化物，用75%乙醇溶液浸泡10 min左右。然后将带有包裹吸油棉的塑料外壳的样品也用乙醇水溶液擦拭干净，10 min后浸泡并挤干其中的乙醇溶液。最后将吸油棉放入烘箱中烘30 min左右，直至烘干为止。

将烘干的吸油棉与粘贴牢固的发热芯重新按照一次性电子烟的原状进行组装，注意保护好热电偶的粘贴位置和热电偶连接线的引出位置。将装好热电偶的一次性电子烟样品固定在雾化区域温度测试仪上，并将热电偶连接在测试仪上。

2结果与分析

经拆解观察，一次性电子烟的发热芯结构有两种。一种是图1中（1）所示的网状发热芯，另一种是（2）所示的线圈形发热芯。发热装置一般采用发热丝填充及包裹吸收了雾化物的棉芯结构，通过发热丝产生的热量直接加热雾化棉芯中的雾化物。

网状发热芯属于一次性电子烟中较为多见的，成品电子烟中的发热芯一般弯曲成圆柱状后包裹在圆柱状棉芯内，使棉芯均匀受热。网状发热丝以六边形组成的网状结构较为常见，见图2。

经拆解观察，待测的一次性电子烟中A品牌和B品牌是2种为图1的网状发热芯结构，C品牌为图2的线圈形发热芯结构。每种的5个样品制样时分别制作为5种粘贴位置，位置图示见图1中位置1～5标志。

位置1为发热芯的顶部发热区域；位置2为发热芯的中上部发热区域，对于网状发热芯，即为其多个六边形发热丝上部两条边连接而成的折线形发热丝区域；位置3为中部发热区域；位置4为发热芯的中下部发热区域，即为其多个六边形发热丝下部两条边连接而成的折线形发热丝区域；位置5为发热芯的底部发热区域。检测结果分别见表1、表2、表3。

A品牌一次性电子烟的最高温度点位于中上部发热区域，即六边形发热丝上部两根发热丝连接而成的折线形位置，其次是中下部发热区域，然后是中间发热区域，顶部和底部发热区域温度最低。

B品牌一次性电子烟的最高温度点位于中下部发热区域，即多个六边形发热丝下部两根发热丝连接而成的折线形位置，其次是中上部发热区域，之后依次是中间发热区域，顶部和底部发热区域温度最低。

C品牌一次性电子烟的发热芯使用的是线圈形发热丝，最高温度点位于线圈形发热丝的中部位置，其次是中上部和中下部，顶部和底部温度最低。

3讨论

对于网状发热芯，发热位置并非位于整个矩形的中心，而是位于中间形成的两横排折线形发热丝，六边形以外上、下部分的金属丝未形成回路，无电流流过因而未参与发热过程。两侧的两条导体由于电阻很小，几乎不参与发热。发热芯等效电路见图3。

这种现象是由网状发热丝各个支路流经的电流大小决定的，由于发热丝材料较为均匀，上、下横排每一段发热丝的电阻rku、rkd较为接近，实际上每一段纵向发热丝rk’两端的电势差接近0，形成了平衡电桥，流经纵向发热丝的电流很小，几乎不发热。电子烟启动时电流主要经过中间的两横条折线形发热丝，其发热功率接近。因此，电流流经的两横条折线形发热丝温度最高，纵向发热丝仅起到均衡导热的作用。同样地，两侧由于散热面积更大，最高温度即为这两横排折线形发热区域的中点。

对于线圈形发热芯，是由发热丝盘旋缠绕在棉芯上形成的，同样包裹在含烟液的储油棉内。发热丝中间部分发热温度最高，这是因为单根发热丝形成单相电流回路，整条发热丝均匀发热。但两侧向周边散热效率更高，因此，发热丝中部温度最高。检测时应将热电偶粘贴在中部。

4结束语

经实验观察及对电流流向的分析可以得出，电子烟启动运行时温度最高点取决于发热丝的结构，对于网状发热芯，最高温度点在流经电流最大的支路上，其中对于常见的六边形构成的网状结构，两横排折线形发热区域的中间位置为最高温度点；对于单根发热丝，最高温度点在发热丝的中间位置。在进行一次性电子烟雾化区域温度检测时，可根据以上结论确定热电偶的粘贴位置。

参考文献

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[4]贾祥志，吕昕.电子烟的电磁感应加热雾化技术发展趋势研究[J].河南科技，2023，42（20）：124-129.

作者简介

秦菲，女，1978年出生，农艺师，硕士，研究方向为电子烟、烟叶及卷烟检验检测。

（编辑：刘一童，收稿日期：2024-05-27）