乘用車車內空氣及家具有害物質釋放量檢測平臺的製作方法
2023-10-27 07:23:17 2
本實用新型涉及一種有害物質釋放量檢測裝置，特別是一種用於檢測乘用車車內空氣及家具有害物質釋放量的檢測設備。
背景技術：
隨著汽車普及率的提高，車內有害物質VOC等對人體造成的危害越來越被人們所重視，國家也在制定相關的檢測標準和檢測設備。針對於車內voc的檢測，標準上使用整車檢測環境艙，但是由於該檢測設備佔地面積大，能耗高，設備使用用途較為單一，造成設備閒置率較高。家具類檢測目前國內也積極推行整體檢測，也需要體積較大的環境艙，相關的檢測標準的技術參數，檢測方法非常接近於車內voc檢測，因此，如何將家具檢測和車內空氣品質檢測設備有效結合，以減少設備重複投資，提高設備利用率成為本發明的研究課題。
現有技術中的整車檢測設備主要包括環境測試艙和溫溼度控制裝置，例如公開號為CN104516368A的中國專利公開了一種汽車整車/板材環境測試艙，其主要包括實驗艙體、與實驗艙體連接的至少一組新風裝置，其採用露點除溼和超聲波加溼器加溼的方式進行控溼。其通過採用多組設置的新風裝置，根據測試需要開啟相應數量的新風裝置，可滿足不同實驗條件下不同的新風量要求。
整車檢測中對環境測試艙的容積沒有要求，能將待測車輛開入測試艙即可，一般艙內容積為200m3以上。而家具測試中對環境艙的容積有要求，根據待測家具的表面積與艙內體積之比在0.3為最佳，一般家具檢測氣候艙艙容為5-16m3。因此，為提高設備利用率，可以將一個或幾個家具檢測用的測試艙嵌套入整車檢測環境艙內組成VOC檢測平臺，理論上嵌套的家具檢測用的測試艙的溫溼度調節可以利用原整車檢測環境艙的溫溼度調節裝置，但是由於嵌套後的艙體體積不恆定，大體積下調節好乾濕空氣控溼裝置的相關參數後，當小體積的測試艙使用時可能會造成相對溼度波動較大甚至無法達到相對溼度的狀況，而且使用過程中無法實現對小體積的測試艙進行單獨控溼，無法滿足使用要求。並且，目前，VOC環境測試艙內的溫度和溼度主要是通過溫溼度傳感器採集，由控制器進行相關的溫溼度調節，傳感器通常都是通過導線與控制器連接，而傳感器的線材內含有甲苯、苯等物質，會有甲苯、苯等voc釋放，其會影響測試艙內的voc釋放檢測結果，因此，為滿足voc測試的需要，現行的解決方法是將傳感器的線材通過不鏽鋼管道密封的穿線方式進行密封處理，處理非常繁瑣，且可靠性較差，並且此種方式需要提前規劃和設計，在設備安裝完成之後需要增加傳感器時，則需要對線路管道進行重新的拆裝，重新進行走線或穿線操作，非常不方便，甚至不能滿足新增加傳感器的要求。此外，由於家具中甲醛和voc的檢測所要求的新風系統必須在一定的壓力和流量的情況下運行，特別是在小流量下壓力必須控制在一定的範圍內(需<1Kpa)，防止對後續的過濾系統造成太大的壓力，損壞過濾材料，而現有的整車檢測設備在低壓情況下其流量控制精度無法滿足家具檢測的要求。其次，現有的環境檢測設備所採用的VOC的吸附過濾主要靠活性炭進行，一般都是採用煤質柱狀活性炭來淨化進氣，其存在諸多缺陷：柱狀活性炭在處理塔中堆放過多，會導致風阻過大，無法達到淨化的作用，如果堆放過少，那麼淨化效果就無法達到測試標準，並且當活性炭吸附達到最大值後，更換非常麻煩。
技術實現要素：
針對現有技術中存在的上述問題，本實用新型提供了一種既能用於汽車整車檢測也能用於家具檢測、檢測精度高、能夠提高設備利用率、提高測試效率的乘用車車內空氣及家具有害物質釋放量檢測平臺。
本實用新型是通過如下技術方案來實現的：一種乘用車車內空氣及家具有害物質釋放量檢測平臺，包括用於乘用車檢測的測試艙A，設置在所述測試艙A外部用於調節供氣溼度的至少一組溼度發生器，允許所述溼度發生器接入並對其進行控制的控制裝置，所述溼度發生器包括上部連接新風管道的用於除溼的露點水箱和通過管道與所述新風管道連通的用於加溼的超聲波加溼器，所述新風管道的出口通於設於所述測試艙A內一端的新風導流槽，所述測試艙A的頂部設有多個並排排列的送風風道，每個所述送風風道的下部均為帶有送風孔的送風孔板，對應於每個所述送風風道分別設有一臺送風風機，所述送風風道通過所述送風風機與新風導流槽連通，其特徵是：所述新風導流槽內設有加熱器A和控溫水箱，所述測試艙A內部設置有至少一個可移動的測試艙B，所述測試艙B的進風管道與位於測試艙A內的所述新風管道連接，每個所述測試艙B的進風管道上均設有與其連接的水簾加溼器；所述測試艙B內部設有無線發送器和若干個傳感器，所述傳感器與所述無線發送器之間通過無線信號通訊，在測試艙A外部設有測試艙B的控制器和可與所述無線發送器進行無線通訊的無線信號接收器，所述無線信號接收器與所述測試艙B的控制器連接；所述測試艙B的控制器與所述溼度發生器的控制裝置連接，所述測試艙A外部設有牽引裝置。
本實用新型使用時，當檢測樣品為車輛時，測試艙B置於測試艙A外部，當檢測樣品為家具或其他小型物件時，利用牽引裝置將測試艙B牽引至測試艙A內部並固定，利用快速接頭將測試艙B的進風管道與位於測試艙A內的相應的所述新風管道連接，並將水簾加溼器連接在測試艙B的進風管道上。控溫過程是：通過送風風機將空氣通過控溫水箱和加熱器進行溫度控制後，在送風風道的作用下將空氣均勻分布到測試艙A的艙內，通過熱交換使測試艙A和測試艙B溫度一致並均達到穩定狀態。溼度控制過程是：測試艙A的溼度控制是通過溼度發生器的露點水箱和超聲波加溼器進行控制，外部空氣進入露點水箱，通過露點除溼的方式使新風保持一個相對較低的露點值，通過提供的乾燥新風對艙內除溼，當艙內需要加溼時，通過超聲波加溼器對新風進行加溼，從而實現對測試艙A內的溼度控制。測試艙B的溼度控制是通過測試艙B的控制裝置採集其艙內的傳感器檢測的溼度數據，通過無線數據傳輸將數據傳送到其控制器並傳送到測試艙A的控制裝置，根據需要控制與其連接的那組溼度發生器進行加溼和除溼操作，同時，通過控制與每個測試艙B連接的水簾加溼器，實現每個測試艙B的單獨溼度控制。例如：當某個測試艙B需要加溼時，可相應控制與其連接的水簾加溼器進行加溼操作。當測試艙B工作時，此時測試艙A內的溼度不做要求，因此可降低設備能耗。本發明根據實際需要及測試艙A的容積大小，可以同時放入多個不同體積的測試艙B，可進一步提高測試效率。
進一步的，為了進一步滿足家具檢測要求，確保流量調節的穩定性和流量調節精度，本發明還包括由變頻器控制的氣泵，所述氣泵通過管路與所述溼度發生器連通，所述新風管道上依次設有用於檢測新風管道內的流量並反饋信號給變頻器的熱式流量計、電控調節閥，在所述熱式流量計和電控調節閥之間的新風管道上設有用於檢測新風管道內的壓力並反饋信號給電控調節閥的壓力傳感器。其中，變頻器用於控制氣泵的轉速，熱式流量計用於檢測新風管道內的流量並反饋信號給變頻器，根據接收到的反饋信號變頻器可進一步控制氣泵的轉速；電控調節閥可以控制閥門開度；壓力傳感器用於檢測新風管道內的壓力並反饋信號給電控調節閥，根據接收到的反饋信號電控調節閥可改變閥門開度，將新風管道內的氣體壓力維持在恆定值。在壓力調節過程中，電控調節閥的開度會影響到新風管道內的氣體流量，熱式流量計會實時監測新風管道內的流量變化，並再次反饋信號通過變頻器控制氣泵的轉速，直到壓力和流量均滿足要求。
進一步的，所述測試艙A內設有至少一個模塊化可擴展VOC過濾裝置與所述測試艙B的進風管道連接，所述模塊化可擴展VOC過濾裝置包括過濾器箱體，所述過濾器箱體的前部設有可拆卸的前蓋板，所述前蓋板設有過濾器進風口，所述過濾器箱體的上部設有過濾器出風口，所述過濾器箱體的左右內側壁上由下至上分別設有多個吸附板安裝滑槽，所述過濾器箱體內設有多個滑動安裝在所述吸附板安裝滑槽內的濾料為蜂窩狀活性炭的活性炭吸附板，所述過濾器箱體內最上部的吸附板安裝滑槽內滑動安裝有纖維過濾氈。通過設置模塊化可擴展VOC過濾裝置，利用窩狀活性炭作為濾料並通過對活性炭吸附板進行優化布置有效解決了過濾效率和風阻的矛盾，過濾效率高，風阻小，並可根據過濾能力需求進行擴展，可進行多組串聯或並聯使用，通過多組並聯的使用可實現不停機狀態下更換VOC過濾材料，有效延長了設備的維護周期和提高了設備的利用率，並且通過抽屜式設計，可方便地進行濾材的更換，能大大提高過濾耗材的更換效率。
進一步的，所述活性炭吸附板包括不鏽鋼方框，所述不鏽鋼方框內裝有若干個正方體狀的蜂窩狀活性炭塊。通過將正方體狀的蜂窩狀活性炭安裝在不鏽鋼方框內，便於濾材安裝及更換，可以大大提高安裝及更換的效率。
進一步的，為防止蜂窩狀活性炭濾料受到衝擊碎裂，所述不鏽鋼方框表面設有過濾網，所述不鏽鋼方框與所述吸附板安裝滑槽接觸的側邊上設有減震條。
本實用新型的有益效果是：本實用新型進一步提高了設備的利用率，其既可以對整車進行檢測，也可以對小體積的家具等進行檢測，可減少設備投資，利用較低的成本可同時滿足不同類型實驗的要求，同時通過多個測試艙B的設置可大大提高測試效率。本實用新型通過採用集中除溼、單獨加溼的方式解決了不同艙室之間溼度無法分別控制的問題，且採用集中除溼、單獨加溼的方式對小艙室的控溼速度快，溼度不易波動；集中式除溼的設計可有效降低設備的製造成本和使用成本，並且在VOC釋放量檢測平臺中對不同的艙室容積都可有效的控溼，解決了大功率控溼設備引起小艙室溼度波動，小功率控溼設備無法控制大艙室溼度的問題。本實用新型通過優化控制，實現了高精度檢測，能確保流量調節的穩定性和流量調節精度，能滿足各種實驗條件要求。此外，本實用新型通過採用模塊化可擴展VOC過濾裝置，有效解決了過濾效率和風阻的矛盾，提高了過濾效果，並可根據過濾能力需求進行擴展，可進行多組串聯或並聯使用。
附圖說明
圖1是實施例1中本實用新型的結構示意圖；
圖2是圖1的俯視圖(未顯示牽引裝置)；
圖3是圖1去掉送風風道後的俯視圖；
圖4是圖1中溼度發生器與測試艙B的連接結構示意圖；
圖5是圖4中的溼度發生器的結構示意圖；
圖6是實施例1中本實用新型中測試艙B的數據採集及控制示意圖；
圖7是實施例2中本實用新型的結構示意圖；
圖8是實施例2中本實用新型中的測試艙B與模塊化可擴展VOC過濾裝置連接的示意圖；
圖9是實施例2中模塊化可擴展VOC過濾裝置的立體結構示意圖；
圖10是圖9去掉前蓋板後的結構示意圖；
圖11是模塊化可擴展VOC過濾裝置中的活性炭吸附板的安裝示意圖；
圖中，1、測試艙A，2、測試艙A艙門，3、牽引裝置，4、測試艙B，5、控制裝置，6、控溫水箱，7、新風導流槽，8、加熱器A，9、測試艙B的進風管道，10、溼度發生器，11、新風管道，12、送風風機，13、送風風道，14、送風孔板,15、風速和風壓傳感器，16、氣泵，17、變頻器，18、熱式流量計，19、壓力傳感器，20、電控調節閥，21、調節閥片，22、氣體增壓閥，23、水簾加溼器，24、循環水泵，25、進氣口，26、露點水箱，27、循環水管道，28、超聲波加溼器，29、熱式流量計，30、噴淋裝置，31、露點測溫鉑電阻，32、水位計，33、蒸餾水，34、蒸發器，35、加熱器，36、輻照度傳感器，37、溫溼度傳感器，38、壓差傳感器，39、風速傳感器，40、其他傳感器，41、擴展傳感器，42、擴展傳感器，43、無線發送器，44、控制櫃，45、無線傳輸天線，46、控制器，47、無線信號接收器，48、模塊化可擴展VOC過濾裝置，49、進風管，50、出風管，51、過濾器箱體，52、前蓋板，53、過濾器進風口，54、過濾器出風口，55、活性炭吸附板，551、不鏽鋼方框，552、過濾網，553、減震條，56、吸附板安裝滑槽，57、纖維過濾氈。
具體實施方式
下面通過實施例並結合附圖對本實用新型作進一步的說明：
如圖1-圖6所示，一種乘用車車內空氣及家具有害物質釋放量檢測平臺，包括用於乘用車檢測的測試艙A1，設置在所述測試艙A1外部用於調節供氣溼度的至少一組溼度發生器10，氣泵16，允許所述溼度發生器10接入並對其進行控制的控制裝置，該控制裝置可連接多組所述的溼度發生器。所述溼度發生器10為現有技術，每組溼度發生器10包括上部連接新風管道11的用於除溼的露點水箱26和通過管道與所述新風管道11連通的用於加溼的超聲波加溼器28，其中，露點水箱26上設有進氣口25和出氣口，出氣口連接新風管道11，露點水箱26內下部設有加熱器35、蒸發器34，露點水箱26內裝有一定量的蒸餾水33，其外部設有循環水泵24，循環水泵24通過循環水管道27連接設置在露點水箱26內的噴淋裝置30，露點水箱26內還設有露點測溫鉑電阻31、水位計32。氣泵16通過管道與露點水箱26的進氣口25連接，所述氣泵26為高壓氣泵，氣泵26由變頻器17控制。所述新風管道11的出口通於設於測試艙A1內一端的新風導流槽7，新風管道11上設有用於檢測管道內的流量並反饋信號給變頻器17的熱式流量計18，新風管道11上還設有電控調節閥20，電控調節閥20可通過其調節閥片21調節其開度，在所述熱式流量計18和電控調節閥620之間的新風管道11上設有用於檢測新風管道11內的壓力並反饋信號給電控調節閥20的壓力傳感器19。所述測試艙A1的頂部設有多個並排排列的送風風道13，每個所述送風風道13的下部均為帶有送風孔的送風孔板14，對應於每個送風風道13分別設有一臺送風風機12。所述送風風道13通過送風風機12與新風導流槽7連通。在所述新風導流槽7內設有加熱器A8和控溫水箱6。所述測試艙A1內部設置有至少一個可移動的測試艙B4，測試艙B採用不鏽鋼整體焊接成型，所有焊縫均勻拋光，確保無VOC釋放和吸附，每個測試艙B4的進風管道9與位於測試艙A1內的其中一個所述新風管道11連接，每個測試艙B4的進風管道9上均設有與其連接的水簾加溼器23，所述水簾加溼器為現有技術。進風管道9上還設有氣體增壓閥22。所述測試艙B4內部設有無線發送器43和若干個用於採集測試艙內的多個參數的傳感器，所述傳感器包括輻照度傳感器36、溫溼度傳感器37、壓差傳感器38、風速傳感器39等各種類型的傳感器，用於檢測艙內的輻照度、溫溼度、壓力、風速等參數，根據實際檢測需要也可設置其他類型的傳感器。所述傳感器與所述無線發送器43之間通過無線信號通訊，所述測試艙B4外部設有控制裝置5，在測試艙A外部設有測試艙B4的控制器46和可與所述無線發送器43進行無線通訊的無線信號接收器47，所述無線信號接收器47與所述測試艙B4的控制器46連接，所述測試艙B4的控制器46與所述溼度發生器10的控制裝置連接。所述測試艙A1外部設有用於將所述測試艙B4牽引至測試艙A1內的牽引裝置3。
本實用新型使用時，當檢測樣品為車輛時，測試艙B4置於測試艙A1外部，直接利用測試艙A1進行整車檢測，當檢測樣品為家具或其他小型物件時，利用牽引裝置3將測試艙B4牽引至測試艙A1內部並固定，利用快速接頭將測試艙B4的進風管道9與位於測試艙A1內的相應的所述新風管道11連接，並將水簾加溼器23連接在測試艙B4的進風管道上9。控溫過程是：通過送風風機12將空氣通過控溫水箱6和加熱器A8進行溫度控制後，在送風風道13的作用下將空氣均勻分布到測試艙A1的艙內，通過熱交換使測試艙A1和測試艙B4的溫度一致並均達到穩定狀態。為便於測試艙B4內的溫度控制，可在測試艙B4內設置攪拌風機。溼度控制過程是：測試艙A1的溼度控制是通過溼度發生器的露點水箱和超聲波加溼器進行控制，外部空氣進入露點水箱26，通過露點除溼的方式使新風保持一個相對較低的露點值，通過提供的乾燥新風對艙內除溼，當艙內需要加溼時，通過超聲波加溼器28對新風進行加溼，從而實現對測試艙A內的溼度控制。測試艙B的溼度控制是通過測試艙B的控制裝置採集其艙內的傳感器檢測的溼度數據，通過無線數據傳輸將數據傳送到控制器46並傳送到測試艙A的控制裝置，根據需要控制與其連接的那組溼度發生器進行加溼和除溼操作，同時，通過控制與每個測試艙B連接的水簾加溼器23，實現每個測試艙B的單獨溼度控制。測試艙B的具體加溼過程是：當需要加溼時，超聲波加溼器28的氣路接通，進行加溼操作，在此過程中，氣路在氣體增壓閥22作用下，有一部分氣體流向下端壓力較小的管路進入水簾加溼器23，通過控制水簾加溼器23的噴水水泵的開關，來實現管路內氣體的二次加溼，從而實現在維持大艙溼度不變的情況下，實現小體積的測試艙B高溼的設計要求。
本實用新型中溼度發生器的工作過程是：溼度發生器10中的噴淋裝置30在循環水泵24的作用下噴淋蒸餾水，在水的循環過程中，通過水位計32控制露點水箱26內的水維持恆定液面高度，通過蒸發器34對循環水進行製冷，通過加熱器35對循環水進行加熱，使循環水水溫精確控制在露點溫度。在氣泵16的作用下，外界空氣自露點水箱26的進氣口25進入箱內，並由出氣口進入新風管道11，在此過程中與露點水箱內的噴淋水充分混合形成一定露點的飽和水蒸氣。在上述過程中，維持露點水箱內的水溫在4℃以下，形成4℃露點的幹空氣。根據不同測試艙的溼度要求，進行加溼或除溼操作。
本實用新型中，設置在測試艙B內的各傳感器分別檢測艙內的各種參數，無線發送器43通過無線信號採集各傳感器的數據，並通過ZIGBEE協議進行無線發送，無線信號接收器47接收無線發送器43發送的數據，進行校驗整理後通過控制裝置對艙內的各實驗參數進行調節。本實用新型採用無線數據傳輸，可避免綜合布線所帶來的問題，通過WIFI信號傳輸將多個溫溼度數據、壓力傳感器數據及其他傳感器數據採集到控制裝置，極大的提高了設備的設計安裝效率，並可方便的根據實際需要設置傳感器數量和安裝位置，當需要增加傳感器時，只要按照協議設置好後可一併通過無線發送器43將數據發送即可，可有效減少設備的製造成本，同時減少了布線所帶來的對環境測試艙內的本底VOC潔淨程度的影響，提高了VOC環境艙的本底VOC潔淨程度。
本實用新型在進行流量計壓力控制時，通過變頻器17用於控制氣泵16的轉速，熱式流量計18檢測新風管道11內的流量並反饋信號給變頻器17，變頻器17根據接收到的熱式流量計18的反饋信號可進一步控制氣泵17的轉速；電控調節閥20通過控制其調節閥片21的開啟角度來控制閥門開度，壓力傳感器19檢測新風管道11內的壓力並反饋信號給電控調節閥20，電控調節閥20根據接收到的壓力傳感器19的反饋信號可進一步控制閥門的開度，使新風管道11內的氣體壓力維持在恆定值。在壓力調節過程中，電控調節閥20的開度會影響到新風管道11內的氣體流量，熱式流量計18會實時監測新風管道11內的流量變化，並再次反饋信號給變頻器17，通過變頻器17控制氣泵16的轉速，直到壓力和流量均滿足要求。
本實用新型利用測試艙A的控溫裝置和艙內潔淨的本底，使測試艙B內部環境達到家具有害物質釋放量檢測標準所規定的技術條件，擴展了設備的使用範圍。根據實際需要及測試艙A的容積大小，可以同時放入多個不同體積的測試艙B，可進一步提高測試效率。
本實用新型中測試艙A內的溫度均勻性可達±1℃，艙內風速可調節範圍0.5-2M/S；測試艙B內的溼度調節範圍為20％-80％，置換率調節範圍為0-5次\小時，可全面滿足家具測試標準。
本實施例中的其他部分均為現有技術，在此不再贅述。
實施例2
如圖7-圖11所示，本實施例與實施例1基本相同，不同之處在於：本實施例中在測試艙A1內設有至少一個模塊化可擴展VOC過濾裝置48與所述測試艙B4的進風管道9連接。所述模塊化可擴展VOC過濾裝置48包括過濾器箱體51，所述過濾器箱體51的前部設有可拆卸的前蓋板52，所述前蓋板52設有過濾器進風口53，所述過濾器箱體51的上部設有過濾器出風口54，所述過濾器箱體51的左右內側壁上由下至上分別設有多個吸附板安裝滑槽56，所述過濾器箱體51內設有多個滑動安裝在所述吸附板安裝滑槽56內的濾料為蜂窩狀活性炭的活性炭吸附板55，所述過濾器箱體51內最上部的吸附板安裝滑槽56內滑動安裝有纖維過濾氈57。
本實施例中，活性炭吸附板55包括由食品級不鏽鋼焊接製成的不鏽鋼方框551，不鏽鋼方框551內裝有若干個正方體狀的蜂窩狀活性炭塊。為防止蜂窩狀活性炭濾料受到衝擊碎裂，不鏽鋼方框551表面設有過濾網552，在不鏽鋼方框551與吸附板安裝滑槽56接觸的側邊上還設有四氟材質的減震條553。裝填完成後的活性炭吸附板直接放置到過濾器箱體內的吸附板安裝滑槽56上，固定後安裝前蓋板52，並保證前蓋板52與過濾器箱體51的密封性。
使用時，完成裝填後的過濾裝置通過出風管50使過濾器出風口與測試艙B4連接，通過進風管49與進風管道9連接。根據周圍環境空氣的質量可選擇接入VOC過濾裝置的數量，通過在管道上設置風量調節閥，可對風量進行調節。該模塊化可擴展VOC過濾裝置可單獨使用，也可根據過濾需求或實驗需求將多組串聯或並聯使用，若接多組，還可以加裝分流閥門，可將進氣平均分配到多組過濾系統，延長活性炭的使用壽命。
本實施例中的其他部分均為現有技術，在此不再贅述。