紅外加熱voc氣體採樣箱的製作方法
2023-09-11 07:31:25
專利名稱：紅外加熱voc氣體採樣箱的製作方法
技術領域：
本發明涉及VOC氣體採樣箱，特別是一種適用於在室外、場館等現場採集VOC氣體的採樣裝置。
背景技術：
隨著環境汙染的加劇和人們對生活品質要求的提高，有害物質成分、含量的檢測已成為現代化商品生產環境中不可或缺的一環。特別是有機、有害氣體已成為商品質量檢驗中必不可少的檢測項目。在氣體成分分析、氣味測試等檢測項目中，需要有一種設備能夠進行氣體採樣。例如，VOC(揮發性有機物)測試中，通常是將待測物剪為合適的大小，裝入特殊材質的袋子中，放入烘箱，用合適的溫度烘烤一段時間，使待測物中的VOC揮發到袋子中，然後抽取袋子中的氣體，製成試樣上機測試。這種方法屬於有損檢測，需要將待測物破壞，用於一般的批量生產的產品是合適的，但是對於大型的、不可破壞的待測物就顯得難以滿足要求了。例如，對室內體育場館、塑膠場地等進行VOC檢測，需要能夠在不破壞場地的前提下，在現場中對場地表面的揮發性有機物進行現場採集。
發明內容
針對上述問題，本發明提供了一種可以在各種體育場館、塑膠跑道等場地現場採樣的紅外加熱VOC氣體採樣箱。本發明為解決上述技術問題所採取的設計方案是一種紅外加熱VOC氣體採樣箱，由箱體單元、溫度傳感器、溫控單元、加熱單元組成，其特徵在於其箱體為一個一面開口的規則容器；所述紅外加熱VOC氣體採樣箱的溫控單元由單片機及外設電路組成；所述的箱體單元內壁和外壁之間填充有保溫隔熱材料。加熱單元採用的是波長為中波波段的紅外加熱燈管。箱體單元由箱體和儲氣袋組成。溫度傳感器採用的是AD590或NTC(負溫度係數熱敏電阻)或熱電偶。紅外加熱燈管頂部內壁面鍍有反射塗層。加熱單元具有2-8支紅外加熱燈管，在箱體內側頂部等間距排列。紅外加熱VOC氣體採樣箱溫控調節的具體過程為電源開關打開工作，單片機上電復位並程序初始化，操作人員設定基準溫度參數後，溫度傳感器將VOC氣體採集箱內檢測得到的溫度電流信號經精密電阻轉換成與熱力學正比的電壓信號，再經一個減法電路， 將此熱力學溫度轉換成為攝氏溫度，然後緊接一個0P07組成射隨電路形成電壓跟隨的形式，從而提高信號的輸入阻抗並與下級隔離。然後將該攝氏溫度信號經過A/D轉換，變成數位訊號後送入單片機；單片機對採集到的溫度信息(Tx)與基準溫度設定值(TO)進行差值比較，若Tx > T0，則輸出控制信號，
3使得所有加熱燈管停止工作；若Κ < = T0，並根據Tx減去TO的差值進行計算，算出要維持Τ = TO (箱體內外有部分氣體熱交換)所需的加熱功率，然後控制調節紅外加熱燈管的加熱功率，從而達到保持箱體內溫度穩定的目的。本發明所提供的紅外加熱VOC氣體採樣箱，可以對大型的、不可破壞的待測物進行VOC的現場、無損採樣，避免了傳統VOC採樣過程對待測物的破壞。由操作人員攜帶VOC 採樣箱至待採樣的場館中，將採樣箱罩在待測物的表面上，形成密封空間，等待測物的VOC 慢慢進入儲氣空間，抽出測試即可。
圖1為紅外加熱VOC氣體採集箱的示意圖；圖2為紅外加熱VOC氣體採集箱溫控系統的結構框圖；圖中標記1-箱體，2-氣體閥門，3-氣體導管，4-密封圈，5-儲氣空間，6-儲氣袋， 7-加熱裝置。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明做進一步的說明圖1所示的是本發明——一種紅外加熱VOC氣體採樣箱，由箱體單元、溫度傳感器、溫控單元和加熱單元組成。本實施例中，其箱體單元是一個底面開口的規則容器，包括箱體1和儲氣袋6 ；所述箱體內壁和外壁之間填充有保溫隔熱材料。箱體1內有一個開口的儲氣袋6，儲氣袋6的開口處連接在箱體1的開口處，儲氣袋6的開口處銜接有密封圈4。使用時，先將密封圈4 裝入箱體1開口處的密封圈槽內，然後將箱體1罩在待測物表面上，密封圈4與待測物表面結合，形成為一個密封的儲氣空間5。為了保證儲氣空間5中的氣體不受外界幹擾，儲氣袋 6應選用無揮發的，化學穩定性高的材料(如，聚四氟乙烯)製成，以確保除待測物VOC之外的其它氣體揮發物不會進入儲氣空間5，以及其它氣體不會與儲氣空間5的內壁發生化學反應。本實施例中，箱體1上設計有兩個氣體閥門2，氣體閥門2與氣體導管3連接，連通儲氣空間5與外界。在進行VOC採樣之前，有可能需要對儲氣空間5進行清洗，清洗的方法通常是使用氮氣吹洗將氮氣瓶的氣體出口連接到VOC採樣箱的一個氣體閥門2上，打開兩個氣體閥門及氮氣瓶的開關，使氮氣從一個氣體閥門進入，通過儲氣空間並從另一個氣體閥門流出，達到清洗儲氣空間5的目的。也可以只使用一個氣體閥門2，通過充入氮氣-抽真空-充入氮氣反覆循環的方式清洗儲氣空間5。本實施例中，加熱管7選用的是安裝在箱體1內的M2 8)支紅外加熱管，其等間距安裝排列於箱體1內側頂部，且鍍膜的一側置於頂部，從而使得被加熱面的受熱均勻。 儲氣袋6應使用對紅外線透過率大於80%的透光材料製成。紅外加熱管發出的紅外線透過儲氣袋6，照射到待測物的表面上，光能轉化為熱能，使待測物的溫度升高。本實施例中，紅外加熱VOC氣體採樣箱的溫度傳感器所述的溫度傳感器採用的是 AD590或NTC(負溫度係數熱敏電阻)溫度傳感器。本實施例中，紅外加熱VOC氣體採樣箱具有溫控單元，所述溫控單元由單片機和外設電路組成。溫控單元的作用是使採樣箱內空間維持在初始設定的溫度。開始加熱之前，操作人員通過控制面板設定所需要的溫度；外設電路對溫度傳感器採集到的溫度信號進行相關的處理再送給單片機；單片機用於將箱體內溫度參數與操作人員預設的溫度數據進行比較，根據比較結果來控制、調節紅外加熱燈管的功率，達到恆溫溫度控制的目的。本實施例中，紅外加熱VOC氣體採樣箱溫控調節的具體過程為電源開關打開，單片機上電復位程序初始化，操作人員設定基準溫度參數；溫度傳感器將VOC氣體採集箱內檢測得到的溫度電流信號經精密電阻轉換成與熱力學正比的電壓信號；再經減法電路，將此熱力學溫度轉換成為攝氏溫度，然後緊接一個0P07組成射隨電路形成電壓跟隨的形式， 從而提高信號的輸入阻抗並與下級隔離；然後將該攝氏溫度信號經過A/D轉換，變成數位訊號後送入單片機；單片機對採集到的溫度信息(Tx)與基準溫度設定值(TO)進行差值比較，若Tx > TO，則輸出控制信號，使得所有紅外加熱燈管停止工作；若Tx < = T0，並根據Tx 減去TO的差值進行計算，算出要維持T = TO (箱體內外有部分氣體熱交換)所需的加熱功率，然後控制調節紅外加熱燈管的加熱功率，從而保持箱體內溫度的穩定。以上所述，是用以說明本發明的具體實施案例，並非用以限定本發明的可實施範圍，舉凡本領域熟練技術人員在未脫離本發明所指示的精神與原理下所完成的一切等效改變或修飾，仍應由本發明權利要求的範圍所覆蓋。
權利要求
1.一種紅外加熱VOC氣體採樣箱，由箱體單元、溫度傳感器、溫控單元、加熱單元組成， 其特徵在於其箱體為一個一面開口的規則容器；所述紅外加熱VOC氣體採樣箱的溫控單元由單片機及外設電路組成；所述的箱體單元內壁和外壁之間填充有保溫隔熱材料。
2.根據權利要求1所述的紅外加熱VOC氣體採樣箱，其特徵在於所述的加熱單元採用的是波長為中波波段的紅外加熱燈管。
3.根據權利要求1所述的紅外加熱VOC氣體採樣箱，其特徵在於所述的箱體單元由箱體和儲氣袋組成，。
4.根據權利要求1所述的紅外加熱VOC氣體採樣箱，其特徵在於所述的溫度傳感器採用的是AD590或NTC (負溫度係數熱敏電阻)或熱電偶。
5.根據權利要求1所述的紅外加熱VOC氣體採樣箱，其特徵在於所述紅外加熱燈管頂部內壁面鍍有反射塗層。
6.根據權利要求1所述的紅外加熱VOC氣體採樣箱，其特徵在於所述的加熱單元具有2-8支紅外加熱燈管，在箱體內側頂部等間距排列。
全文摘要
本發明公布了一種紅外加熱VOC氣體採樣箱，解決了如體育場館、塑膠跑道等場地有機揮發性氣體(VOC)現場採樣的技術難題。所述的紅外加熱VOC氣體採樣箱由箱體單元、溫度傳感器、溫控單元和加熱單元組成；所述的箱體單元是由箱體1和儲氣袋6組成；所述的溫度傳感器採用的是線性度好的AD590或NTC(負溫度係數熱敏電阻)或熱電偶或其它電阻式溫度傳感器；所述的溫控單元由單片機和外設電路組成；所述的加熱單元由波長為中波段的紅外加熱燈管。紅外加熱VOC採樣箱可固定於待測物的表面上。本發明公布的紅外加熱VOC氣體採樣箱可以由操作人員攜帶至待採樣的場館中，對待測物的表面進行現場採樣，克服了傳統揮發性氣體採樣裝置破壞待測物的缺點。
文檔編號G01N1/22GK102323113SQ20111027407
公開日2012年1月18日 申請日期2011年9月15日 優先權日2011年9月15日
發明者劉文秋, 戴煦, 朱平, 楊果, 郭冰 申請人:深圳市華測檢測技術股份有限公司