CN110824116A - 一种材料VOCs释放率快速检测装置及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种材料VOCs释放率快速检测装置及应用。本发明的检测装置包括主体舱、进气系统、配气校准系统、吸气系统和电子组件，主体舱内设有样品固定底座、温度传感器、湿度传感器、污染物传感器等，电子组件包括信息处理模块、显示屏和控制键，由信息处理模块控制进气系统、配气校准系统和吸气系统，将原本分离的材料平衡、空气采样、样品分析过程整合为一个释放率检测过程，大大节约了检测时间，降低了因为使用不规范带来误差的可能性，提升了检测的准确度，降低了检测的成本。

Description

一种材料VOCs释放率快速检测装置及应用

技术领域

本发明涉及用于材料挥发性有机物(VOCs)释放率检测的装置，具体涉及一种基于传感器和环境舱，可以在生产后和使用前对建筑装修材料的VOCs释放速率进行检测的装置，属于环境检测仪器技术领域。

背景技术

各类VOCs(Volatile Organic Compounds，挥发性有机物)对人体带来的健康影响近年来越来越受到人们的关注。例如，甲醛的慢性暴露被证明与神经功能损伤、哮喘、过敏、肝损伤、肺水肿、各类器官癌症和白血病密切相关；苯的慢性暴露有可能带来淋巴细胞水平的剧烈变化，乃至后续的各类淋巴细胞白血病；甲苯慢性暴露的健康效应包括色觉受损、听力受损、神经行为分析能力下降、运动及感觉神经传导速度改变、流产等。装修材料质量的不达标和不当使用是VOCs污染的重要源头。

目前主要有两种技术手段进行装修材料VOCs污染程度的评估。第一种方法是含量评估，一般指将建筑材料中的目标游离VOCs或VOCs的其它结合状态，通过加热、蒸馏等方法提取出来分析VOCs的最大释放量；第二种方法是释放率评估，一般指将建筑材料放置于恒定的环境状态，通过检测某一段时间或者某一时刻建筑材料周围的目标VOCs浓度，分析VOCs的释放量或者释放速率。相比于第一种方法，释放率法虽然更加复杂，但是测量结果更加符合建筑材料的真实使用状态，可以用于VOCs的暴露评估，核算VOCs真实带来的健康影响，从而确定材料的释放率的准确限值。

环境舱法是材料VOCs释放率分析方法中最为准确的一种技术手段，能够在舱内模拟材料使用时的真实温度、湿度、通风条件并保持稳定，将已平衡好的材料放入舱中，采集不同时间下材料附近的VOCs，离线分析每个时间点的VOCs浓度，计算材料VOCs释放速率。但是，由于材料释放平衡时间长，材料释放稳定浓度难以确定，VOCs释放、采样、校准、分析等各步骤繁琐复杂、专业化要求高，在材料生产后和进场使用前都很难留出足够的时间分析保证建筑材料VOCs释放率满足对应产品标准(例如JGJ/T 436-2018)的限值要求。以环境舱法为代表的释放率法的低效率和低普及率，限制了整个装修材料VOCs污染控制体系的发展速度。

下面对已有的几项用于材料VOCs释放率检测的环境舱类代表性技术进行描述。

中国实用新型CN209432786U提供了一种小型环境舱设计方案，简化了环境舱的制作工艺，意图解决商品化大型环境舱的昂贵、占地面积大及周转率低等问题。中国实用新型CN208350744U提供了一种VOC测试用环境舱，对于环境舱的温度控制进行了充分考虑，意图解决环境舱温度控制低精度的问题。中国实用新型CN205361366U提供了一种针对汽车配件的VOC检测环境舱，通过加测舱外湿度提高了舱内湿度控制的准确性。中国发明专利申请公开文本CN108918575A提供了一种多温度下建材甲醛散发特性测量方法，可以避免温度对于甲醛释放率测量的精度的影响。然而，这些方法均是解决环境舱法的测量精度或者高成本问题，对于提升VOCs释放率的测量效率并无直接的帮助。

中国实用新型CN205210050U和中国发明专利申请公开文本CN106526087A使用多舱位的方法批量进行建筑材料VOCs的释放率检测。这些设计提升了一段时间采样的数量，但并没有缩短单次采样的时间，没有降低采样前预处理平衡的时间，没有降低VOCs分析的操作难度和时间，而且进一步加剧了环境舱法昂贵、占地面积大及周转率低等劣势，并不适用于材料生产或者进场使用时快速检测的要求。

中国实用新型CN209117444U、CN209198165U和CN208505711U提供了几种释放率检测用预处理方法，意图通过优化材料平衡稳定的过程提升材料VOCs释放率的整体检测过程。然而，这些设计没有缩短采样的时间，同样没有降低VOCs分析的操作难度和时间，并进一步加剧了环境舱法昂贵、占地面积大及周转率低等劣势，也不适用于材料生产或者进场使用时快速检测的要求。

如何整合原本分离的平衡、采集、分析过程，从而缩短检测步骤和时间，降低检测难度和成本，适应材料生产后和使用前场景，是当前材料VOCs释放率检测领域需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以通过整合平衡、采集、分析过程，在生产后和使用前对建筑装修等材料的VOCs释放率进行一键化、准确、低成本的连续检测的装置，实现材料VOCs释放率的自平衡自校准自检测。

本发明的技术方案如下：

一种材料VOCs释放率检测装置，可以快速完成VOCs平衡和检测过程，其特征在于，包括主体舱、进气系统、配气校准系统、吸气系统和电子组件，其中：所述主体舱开有主体舱门和出气孔，舱内设有样品固定底座、温度传感器、湿度传感器、污染物传感器和风扇；所述进气系统由进气系统泵、活性炭罐、硅胶罐、过滤膜依次连接，然后分为干管和湿管两路，由第一质量流量控制器分配流量，再汇合后连接进气管路，由进气管路进入主体舱中；所述配气校准系统控制目标VOCs标准气体进入主体舱，包括依次连接的目标VOCs标气罐、第二质量流量控制器和配气校准管路，配气校准管路连接主体舱；所述吸气系统由吸气泵和吸气管路组成，吸气管路连接主体舱；所述电子组件包括设置在主体舱上的显示屏和控制键，以及信息处理模块，所述控制键、温度传感器、湿度传感器、污染物传感器、进气系统泵、吸气泵、第一质量流量控制器、第二质量流量控制器分别通过信号传输线连接信息处理模块，由信息处理模块控制。

上述材料VOCs释放率检测装置中，优选的，主体舱门内侧附有密封橡胶圈，保证主体舱的密闭效果。所述样品固定底座优选设置在主体舱内的中心位置，所述温度传感器、湿度传感器、污染物传感器设置在接近样品的位置，在不影响样品放置操作的情况下，尽可能反映样品周边的真实状态。具体实施本发明装置时，所述主体舱内部体积优选为60L，内置样品固定底座可将样品保持在舱内中心位置，保证VOCs扩散的均匀度，加快污染物分析速度；内置风扇保证校准时和正常检测时VOCs在舱内的均匀度，加快污染物分析速度；舱门边附密封橡胶圈，避免舱外VOCs和内部VOCs逸出对结果测定的影响；出气孔优选为4mm内径圆孔；更优选的，所述温度传感器和湿度传感器位于主体舱内样品固定底座处，污染物传感器与样品放置位置等高，目的均是在不影响样品放置操作的情况下，尽可能反映样品周边的真实温湿度和污染物释放状态。

在上述材料VOCs释放率检测装置的进气系统中，优选的，所述进气管路分多支进入主体舱中，且远离吸气管路连接主体舱的位置。在本发明的一个实施例中，进气管路和吸气管路分别位于主体舱相对的两侧。所述进气系统泵在正常工作状态下应保证舱内换气率为1次/h。所述活性碳罐中的活性炭优选为10mm椰壳活性炭，不影响流速，VOCs去除效率和容量高；活性炭罐优选为2个串联，提升VOCs去除效率。所述硅胶罐应透明，方便观察及时更换硅胶，硅胶罐也优选为2个串联；过滤膜可选用石英或者其它市场常用材质的滤膜，可选用0.2μm或其它不影响气体流速的孔径，避免硅胶或者活性炭碎片进入舱内影响测量结果；经过过滤膜的清洁干燥空气由第一质量流量控制器分配进入干管和湿管，同时在干管和湿管上设有单向阀，第一质量流量控制器和单向阀保证了气体分配的准确性；湿管连接加热罐，加热罐中水的温度优选为70摄氏度，如果舱内需要更高湿度，则可适当提高温度，反之，则可以降低湿度。

优选的，所述材料VOCs释放率检测装置还包括加热套和/或冷气机，加热套、冷气机分别通过信号传输线连接信息处理模块。所述主体舱壁由内壁和外壁构成，所述加热套附在主体舱外壁外，冷气机的冷气管连接至内外壁之间的间隙中。所述加热套和冷气机应根据实际需要进行配置，如果舱外温度持续高于需要控制的温度，只需要配置冷气机；如果舱外温度持续低于需要控制的温度，只需要配置加热套；如果控制温度在20-30℃之间(目前标准的主要控制区间)，则可将冷气机改配为冷暖空调，且不需要加热套。

上述材料VOCs释放率检测装置中，所述配气校准系统应根据实际需要选择标气类型和浓度，第二质量流量控制器应满足校准时目标VOCs的进气量精度和范围。例如，按照JGJ/T436标准，F1-F4级材料对应甲醛的释放率为0.01-0.12mg/m²·h，根据下式1，为模拟材料面积承载率为1、换气率为1的实际释放场景进行校准，舱内甲醛浓度应覆盖0.01-0.12mg/m³的范围。所以在关闭进气系统泵，舱内体积为60L的条件下，可选择2.2mg/m³的甲醛标气，配气校准系统的第二质量流量控制器应控制标气以2L/h的流速在3h内阶段性进气，根据式2，舱内将形成0-0.2mg/m³的浓度跨度。

C＝(S/Q)×E (式1)

式1中，C指舱内平衡浓度，S指材料面积承载率，Q指舱内换气率，E指材料释放率。

M＝N×V₁/(V₁+V₂) (式2)

式2中，M指舱内浓度，N指标气目标VOCs浓度，V₁指标气进舱体积，V₂指舱内体积。

上述材料VOCs释放率检测装置中，所述污染物传感器应根据实际需要选择VOCs传感器，例如光电甲醛传感器、PID苯或者其它VOC传感器。污染物传感器测量下限一般应达到0.01mg/m³[按照JGJ/T 436标准，根据式1，该下限可以保证F1级(0.01mg/m²·h)的装修材料释放率的测量]，但可以根据实际需求进行调整。

上述材料VOCs释放率检测装置中，所述主体舱优选为立方形，并优选为内侧进行镀钢处理或选择聚四氟乙烯或其它便于成型的低吸附材料制成舱体，以降低残余VOCs对于后续测量的影响，提升检测效率。

上述材料VOCs释放率检测装置中，所述进气系统、配气校准系统中的管路和容器优先选择聚四氟乙烯或其它低VOCs吸附材料，以降低残余VOCs对于后续测量的影响，提升检测效率。

完成高VOCs释放率样品测试后或需要对不满意结果进行重复测试的场景下，需要使用清扫模式对舱内进行快速清洗，以避免残余VOCs对于后续测量的影响，提升检测效率。为满足快速清洗的要求，上述进气系统分3支路从主体舱右侧底部进入舱内，吸气泵由左侧顶部进入舱体，尽可能扩大被直接清洗的范围；具体实施本发明装置时，进气系统的泵的流量可以由正常工作状态的60L/h变成600L/h,吸气泵的流量可以由正常工作状态的0L/h变成600L/h，提升清洗的效率。

上述进气系统、配气校准系统、吸气系统集中放置，优选放置在主体舱下方，固定在一个辅助舱中以节约空间，并且，辅助舱下可安装可固定滑轮，便于在现场进行舱体整体移动和固定，节约空间。所述辅助舱设置有门，保证标气罐、活性炭罐、硅胶罐、过滤膜等更换方便。

本发明的材料VOCs释放率检测装置中，污染物传感器和温、湿度传感器测量主体舱内目标VOCs的浓度和温度、湿度，由信息处理模块对每个传感器测得的信号进行记录和评估计算，显示在显示屏上；信息处理模块根据舱内温、湿度信息，控制第一质量流量控制器流量的分配、加热套和冷气机的温度，从而控制舱内温度和湿度；信息处理模块控制进气系统泵和吸气泵的开关和档位，选择常规换气或者吹扫模式；信息处理模块控制配气校准系统中的第二质量流量控制器、污染物传感器和进气系统泵完成校准。

利用上述材料VOCs释放率检测装置进行检测的过程可以包括以下步骤：

1)控制主体舱内的温度和湿度，在材料检测前记录空舱内目标VOCs的浓度；

2)若空舱内目标VOCs的浓度满足要求，将待测材料放置于主体舱内的样品固定底座上，

在一定的温度和湿度下连续监测并记录舱内目标VOCs的浓度，直至目标VOCs浓度达到浓度平衡条件，或连续3次低于浓度限值，然后基于上述式1计算材料释放率；

3)单次检测后，通过信息处理模块控制吸气泵和进气系统泵提升流量，持续一定时间对舱内进行清扫，使舱内污染物浓度低于一定数值；

4)根据下述方法对检测装置进行校准：打开配气校准系统中的目标VOCs标气罐，控制第二质量流量控制器的流量，并关闭进气系统泵，在一段时间内由污染物传感器检测并记录对应的信号值，根据上述式2绘制校准曲线，并据此校准检测数据。

上述材料VOCs释放率检测装置中，设有对所述信息处理模块进行控制的控制键，可包括开关键、校准键、检测键、吹扫键、设定键、回车键、加减键，其中，开关键控制显示屏、温湿度传感器、热水罐、风扇、进气系统泵的开闭；校准键控制配气校准系统的第二质量流量控制器和污染物传感器的开闭；检测键控制污染物传感器的开闭；吹扫键控制进气系统泵和吸气泵的流量变化；设定键、加减键、回车键控制加热套、冷气机温度，第一质量流量控制器，并用于回顾过去检测数据。可实现功能描述如下：

a.设定温湿度。如果应用温湿度固定，则可出厂前设定好固定温湿度(建筑材料释放率检测一般要求23℃，50％RH)；如果应用温湿度条件需要不断调整，需要在开机后通过设定键、加减键、回车键设定所需温湿度。信息处理模块根据温湿度传感器测量数据和设定值调整加热套、冷气机温度，湿管质量流量控制器流量，从而保持主体舱内部温湿度稳定在设定值。

b.设定浓度平衡条件和浓度限值。由式1可知，舱内浓度平衡是保证材料释放率计算准确的关键指标，可通过设定键、加减键、回车键设定浓度平衡条件，如“传感器连续测量3次，浓度差不超过10％”。同理，可以设定舱内浓度限值从而设定释放率限值。由于本舱可以短时间连续检测舱内VOCs浓度，所以信息处理模块可以快速评估是否达到浓度平衡或者限值，从而快速判断材料释放率是否达到限值。

c.自动校准。打开标气罐，开机0.5h后，点击校准键。进气系统泵关闭，配气校准系统恒流速配标气进入主体舱，根据式2可计算各个时间的舱内浓度，信息处理模块根据舱内浓度和污染物传感器信号值计算校准系数，用于检测结果的校准。

d.一键检测。将建筑材料放入舱内，开机0.5小时后，点击检测键。信息处理模块控制污染物传感器每隔一段时间检测一次舱内浓度，达到平衡条件时，根据式1计算平衡时的材料VOCs释放率。如果设定浓度限值且中间检测到已低于限值，可提前判断材料满足限值条件，进一步提升材料现场检测的工作效率。

e.0点自检。舱内VOCs背景浓度处于较低水平是保证材料释放率计算准确的重要条件，例如JGJ/T 436标准要求甲醛背景浓度不超过0.006mg/m³。放入材料之前，可以点击检测键检测空舱VOCs浓度是否满足要求。

f.吹扫自净。舱内VOCs快速降低是保证检测效率的关键因素。点击吹扫键，信息处理模块控制进气系统泵和吸气泵提高流速进行舱内吹扫。

进一步的，上述校准、检测、吹扫、浓度平衡的判断均为一键化控制，降低了本舱使用难度，提升了检测的准确度。

本发明的材料VOCs释放率检测装置及使用方法目标为解决原有释放率检测过程中的多个问题：将原本分离的材料平衡、空气采样、样品分析过程整合为一个释放率检测过程，大大节约了检测时间，降低了因为使用不规范带来误差的可能性，提升了检测的准确度，降低了检测的成本；使用传感器连续分析的方法取代了离线分析的方法，避免因为无法判断平衡状态而延长样品平衡的时间，缩短了得到主体舱中VOCs平衡浓度的时间，缩短了判断VOCs释放是否满足标准限值的时间；所有检测、校准、吹扫过程均只需要一步操作，降低了装置的使用难度；模拟整个材料实际释放和检测流程使用标气和舱体自身对检测结果进行校准，而非只在使用色谱分析样品时校准，提升了校准的准确度；由于能够快速判断舱内浓度，所以可以很快判断是否需要更换活性炭等耗材，节约了成本。

附图说明

图1是本发明实施例用于材料VOCs释放率检测装置的外观图；

图2是图1所示材料VOCs释放率检测装置的俯视图；

图3是所示材料VOCs释放率检测装置A-A方向的剖面视图；

图4是所示材料VOCs释放率检测装置B-B方向的剖面视图；

图1至图4中：1-7-控制键(包括开关键、校准键、检测键、吹扫键、设定键、回车键、加减键)，8-显示屏和信息处理模块，9-主体舱，10-出气孔，11-吸气管路，12-冷气机，13-主体舱门，14-第一辅助门，15-进气管路，16-湿管，17-干管，18-单向阀，19-滑轮，20-加热套，21-主体舱外壁，22-主体舱内壁，23-密封橡胶圈，24-风扇，25-污染物传感器，26-样品固定底座，27-温度传感器，28-湿度传感器，29-配气校准管路，30-第一质量流量控制器，31-热水罐，32-标气罐，33-第二质量流量控制器，34-过滤膜，35-硅胶罐，36-活性炭罐，37-进气系统泵，38-吸气泵，39-第二辅助门。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例进一步详细描述本发明，但不以任何方式限制本发明的范围。

如图1至图4所示，本实施例用于材料VOCs释放率检测的装置主要由主体舱9、加热套20、冷气机12、进气系统、配气校准系统、吸气系统和电子组件组成，其中：

电子组件包括位于主体舱9顶部的显示屏和信息处理模块8、控制键1-7和相应的信号传输线，控制键1-7包括开关键、校准键、检测键、吹扫键、设定键、回车键和加减键。

主体舱9正面开主体舱门13，附密封橡胶圈23；主体舱9内侧底部附有样品固定底座26、温度传感器27、湿度传感器28、配气校准管路29；主体舱9内侧右侧附有污染物传感器25、出气孔10、吸气管路11，吸气管路11连接至吸气泵38；主体舱壁由外壁21和内壁22构成，外附加热套20，冷气机12连接至内外壁间隙；主体舱内壁22内侧面固定有风扇24。

吸气系统包括吸气管路11和与之连接的吸气泵38。

进气系统由进气系统泵37、两个椰壳活性炭罐36、两个硅胶罐35、过滤膜34依次连接，再分成两路分别连接干管17和湿管16，湿管16连接至热水罐31，湿管16前后端连接有质量流量控制器30和单向阀18，干管17后端也设有单向阀18，干管17和湿管16再汇合，由主体舱9左侧底部经过进气管路15进入主体舱9内。

配气校准系统由标气罐32和第二质量流量控制器33组成，由主体舱9底部经过配气校准管路29进入主体舱9内。

电子组件包括显示屏和信息处理模块8、控制键1-7和相应的信号传输线。显示屏和信息处理模块8以及控制键1-7固定于主体舱9顶部。控制键1-7、温度传感器27、湿度传感器28、污染物传感器25、进气系统泵37、吸气泵38、第一质量流量控制器30、第二质量流量控制器33、加热套20、冷气机12分别通过信号传输线连接信息处理模块8。主体舱9内部进行低吸附镀钢处理，进气系统、配气校准系统中的管路和容器均为低吸附聚四氟乙烯材料。进气管路15分三支路进入主体舱9中，且与吸气管路11尽量远离，从图2和图3可以看出，进气管路15和吸气管路11分别位于主体舱9的两侧。进气系统泵37和吸气泵38可以将流量提升为600L/h,这些设计均为避免残余VOCs对于后续检测的影响，提升检测效率。

样品固定底座26可将样品保持在主体舱9内中心位置，配合风扇24保证VOCs在舱内的均匀度，加快污染物分析速度；主体舱门13附密封橡胶圈23，保证主体舱9密闭效果；温度传感器27、湿度传感器28、污染物传感器25接近样品位置，在不影响样品放置操作的情况下，尽可能反映样品周边的真实状态。活性炭罐36中为10mm椰壳活性炭，2个活性炭罐36串联，在不影响进气速率的情况下提升VOCs去除效率和容量；硅胶罐35透明，方便观察及时更换硅胶；过滤膜为0.2μm孔径的石英材质过滤膜，避免硅胶或者活性炭碎片进入舱内影响测量结果；第一质量流量控制器30以及湿管16和干管17上的单向阀18保证了湿管16和干管17气体分配和调湿的准确性。

本实施例需要控制主体舱9内温度在23℃和60℃两档切换，故需要同时配有加热套20和冷气机12。本实施例目标VOCs为甲醛和苯，标气罐32中选用甲醛和苯混标，污染物传感器25选择光电甲醛传感器和PID苯传感器组合，检测下限均达到0.01mg/m³。

所有进气系统、配气校准系统、吸气系统主要部件集中放置在主体舱9下方，固定在一个辅助舱中，该辅助舱在前后两侧各开有一个辅助门：第一辅助门14和第二辅助门39，并安有可固定滑轮19，便于在现场进行舱体整体移动和固定，节约空间，集中放置处设置有第一辅助门14和第二辅助门39，保证标气罐32、活性炭罐36、硅胶罐35、过滤膜34更换方便。

本实施例中，主体舱9容积为60L，进气系统正常工作状态进气流量为60L/h，出气孔10内径为4mm，热水罐31内水温为70℃，标气罐32中甲醛和苯的浓度均为2.2mg/m³。

通过下述方法，本发明的用于材料VOCs释放率检测的自平衡自校自检舱实现了过程一体化的控制，将原本分离的平衡、采样、分析过程进行整合，通过连续监测进一步降低了检测时间和检测难度，降低了因为使用不规范带来误差的可能性。方法步骤为：

(1)长按开关键，信息处理模块8控制热水罐31升温到70℃、进气系统泵37开始以60L/h进气、温度传感器27和湿度传感器28开始工作，显示屏持续显示主体舱9内温湿度。

(2)短按控制设定键、回车键、加减键，设定温度设定值为23℃，湿度设定值为50％RH，记录在信息处理模块8。信息处理模块8控制冷风机12降温，和加热套20配合控制恒温；控制第一质量流量控制器30改变流速，控制恒湿。

(3)短按控制设定键、回车键、加减键，选择舱内VOCs浓度平衡条件为“连续3次甲醛和苯舱内浓度相对偏差不超过15％”，甲醛和苯浓度限值均为0.06mg/m³[释放率限值为0.06mg/m³·h]，记录在信息处理模块8。

(4)材料检测前，关闭主体舱门13，短按检测键，信息处理模块8控制污染物传感器25每30min分析一次舱内甲醛和苯浓度。当空舱内甲醛和苯浓度低于0.01mg/m³时，信息处理模块8控制停止污染物传感器25检测，记录对应空舱内污染物浓度。打开主体舱门13，放入面积承载率为1的材料。长按检测键,信息处理模块8控制污染物传感器25每30min分析一次舱内甲醛和苯浓度，当污染物浓度均达到浓度平衡条件，或连续3次低于浓度限值，信息处理模块8控制停止污染物传感器25检测，记录对应舱内污染物浓度，基于式1计算材料释放率。

C＝(S/Q)×E(式1)

式1中，C指舱内平衡浓度，S指材料面积承载率，Q指舱内换气率，E指材料释放率。

(5)单次检测之后，短按吹扫键，信息处理模块8控制吸气泵38和进气系统泵37将流量提升为600L/h，持续10min；然后，信息处理模块8控制污染物传感器25分析一次舱内甲醛和苯浓度。若浓度低于0.01mg/m³，继续下面的操作，否则，重新短按吹扫键直至舱内污染物浓度低于0.01mg/m³。

(6)每进行3个月检测进行一次校准。本实施例中，甲醛和苯背景浓度要求不超过0.01mg/m³，甲醛和苯释放率设定限值为0.06mg/m³·h，根据式1，主体舱9内需产生0.01-0.2mg/m³的甲醛和苯用于校准传感器信号。具体流程为：打开甲醛和苯浓度均为0.22mg/m³的混合标气罐32；长按校准键，信息处理模块8控制关闭进气系统泵37，第二质量流量控制器33流量变为0.2L/h。信息处理模块8控制污染物传感器25在第二质量流量控制器33打开后10、50、100、180min时分析主体舱9内甲醛和苯的浓度，记录对应的信号值。此时，根据式2，可计算出0.012、0.059、0.116、0.2mg/m³舱内浓度对应的传感器信号值，绘制校准曲线，并据此校准检测数据。

M＝N×V₁/(V₁+V₂)(式2)

式2中，M指舱内浓度，N指标气目标VOCs浓度，V₁指标气进舱体积，V₂指舱内体积。

(7)在舱内背景浓度持续偏高的情况下，应打开第一辅助门14更换活性炭罐36中的椰壳活性炭；硅胶变质时或发现湿度调节不下去，应打开第一辅助门14更换硅胶罐35中的硅胶；当发现舱内出现固体碎片，应打开第一辅助门14更换过滤膜34；在配气校准系统气压不稳定的情况下，应考虑打开第二辅助门39更换标气罐32。

(8)当湿度调节太慢或者不能达到高湿度要求，考虑调高热水罐31温度。

(9)短按控制设定键、回车键、加减键，回顾历次检测或者校准数据。

Claims (10)

1.一种材料VOCs释放率检测装置，其特征在于，包括主体舱、进气系统、配气校准系统、吸气系统和电子组件，其中：所述主体舱开有主体舱门和出气孔，舱内设有样品固定底座、温度传感器、湿度传感器、污染物传感器和风扇；所述进气系统由进气系统泵、活性炭罐、硅胶罐、过滤膜依次连接，然后分为干管和湿管两路，由第一质量流量控制器分配流量，再汇合后连接进气管路，由进气管路进入主体舱中；所述配气校准系统控制目标VOCs标准气体进入主体舱，包括依次连接的目标VOCs标气罐、第二质量流量控制器和配气校准管路，配气校准管路连接主体舱；所述吸气系统由吸气泵和吸气管路组成，吸气管路连接主体舱；所述电子组件包括设置在主体舱上的显示屏和控制键，以及信息处理模块，所述控制键、温度传感器、湿度传感器、污染物传感器、进气系统泵、吸气泵、第一质量流量控制器、第二质量流量控制器分别通过信号传输线连接信息处理模块，由信息处理模块控制。

2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述主体舱门内侧附有密封橡胶圈；所述样品固定底座设置在主体舱内的中心位置，所述温度传感器、湿度传感器、污染物传感器设置在接近样品的位置。

3.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述进气管路分多支进入主体舱中，且远离吸气管路连接主体舱的位置。

4.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述活性碳罐为2个串联的椰壳活性炭罐，所述硅胶罐为2个串联的透明硅胶罐，所述过滤膜为0.2μm孔径的滤膜。

5.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述干管和湿管上均设有单向阀，所述湿管连接加热罐。

6.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，该检测装置还包括加热套和/或冷气机，所述主体舱壁由内壁和外壁构成，所述加热套附在主体舱外壁外，所述冷气机的冷气管连接至内外壁之间的间隙中，加热套、冷气机分别通过信号传输线连接信息处理模块。

7.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所有进气系统、配气校准系统、吸气系统的主要部件集中放置在主体舱下方，固定在一个辅助舱中，辅助舱开有辅助门，其下安装可固定滑轮。

8.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述主体舱为内侧进行镀钢处理或采用低VOCs吸附材料；所述进气系统、配气校准系统中的管路和容器为低VOCs吸附材料。

9.一种材料VOCs释放率的检测方法，利用权利要求1～8任一所述的材料VOCs释放率检测装置对材料的VOCs释放率进行检测，待测材料放置于主体舱内的样品固定底座上；由污染物传感器、温度传感器、湿度传感器分别测量主体舱内目标VOCs的浓度和舱内温度、湿度，由信息处理模块对每个传感器测得的信号进行记录和评估计算；信息处理模块根据舱内温度和湿度信息，控制进气系统中的第一质量流量控制器流量的分配，以及加热套和/或冷气机的温度，从而控制舱内温度和湿度；信息处理模块通过控制进气系统泵和吸气泵实现舱内换气和清扫；信息处理模块通过控制配气校准系统中的第二质量流量控制器、污染物传感器和进气系统泵完成校准。

10.如权利要求9所述的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)控制主体舱内的温度和湿度，在材料检测前记录空舱内目标VOCs的浓度；

2)若空舱内目标VOCs的浓度满足要求，将待测材料放置于主体舱内的样品固定底座上，在一定的温度和湿度下连续监测并记录舱内目标VOCs的浓度，直至目标VOCs浓度达到浓度平衡条件，或连续3次低于浓度限值；然后基于式1计算材料释放率：

C＝(S/Q)×E (式1)

式1中，C指舱内平衡浓度，S指材料面积承载率，Q指舱内换气率，E指材料释放率；

3)单次检测后，通过信息处理模块控制吸气泵和进气系统泵提升流量，持续一定时间对舱内进行清扫，使舱内污染物浓度低于一定数值；

4)根据下述方法对检测装置进行校准：打开配气校准系统中的目标VOCs标气罐，控制第二质量流量控制器的流量，并关闭进气系统泵，在一段时间内由污染物传感器检测并记录对应的信号值，根据式2绘制校准曲线，并据此校准检测数据；

M＝N×V₁/(V₁+V₂) (式2)

式2中，M指舱内浓度，N指标气目标VOCs浓度，V₁指标气进舱体积，V₂指舱内体积。

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