一种建材挥发物现场采样装置及采样过程控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种建材挥发物现场采样装置及采样过程控制方法，该装置包括零气发生器和半封闭采样仓，零气发生器内设置依次连接的进气泵、空气过滤器、除湿器、加热装置、温湿传感器一、气体流量计和流量控制阀，除湿器两端通过切换电磁阀连接旁通支路；半封闭采样仓内设置内胆，内胆顶部开设透光孔，透光孔处设置透光片，透光片上方设置辐射加热灯，内胆底部开设采样口；内胆底部设置抽气口和吹气口，抽气口与半封闭采样仓的进气口之间通过三通接头连接循环泵的进气端，循环泵的出气端连接吹气口，内胆顶部设置取样口，内胆外侧壁上缠绕有加热带，本发明专利技术公开的采样装置及方法可以满足现场快速准确测定建材挥发物可达浓度的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种建材挥发物现场采样装置及采样过程控制方法
本专利技术涉及建材挥发物质无损检测
，特别涉及一种建材挥发物现场采样装置及采样过程控制方法。
技术介绍
近年来我国各地城市化建设推动了建材市场的快速扩张，人们在日常生活和公共场所中不免接触到各类建材。调查和研究结果表明，建材和家具中的和有机挥发物VOCs的散发是造成室内空气品质(IAQ)低劣的重要原因之一。除此之外，甲醛也一直是新建建筑中危害人们健康的主要物质之一。随着人们日益增长的健康需求，市场各方急需一种建材挥发物快速无损的现场检测方法。以往建材检测手段通常采用实验室方法，将建材取样后，送到实验室中在标准环境舱室中进行气体挥发的采样，然后对采洋气体进行成分检定。该方法有许多局限性，一方面在进行建材取样时，难以确定送检样品与现场样品的一致性；另一方面建材有机挥发物散发情况与散发时间、环境条件等诸多因素有关，现场测量结果与实验室测量结果往往有很大出入，而消费者更关注的是现场测量结果。当前普遍使用的室内测量方法，只能实现整体检测，无法确认污染源头建材；而室外建材现场测量方法目前还只能采用破坏取样的方法进行检定。少数半封闭式现场挥发物检测装置，其采样过程控制缺少严格的理论支撑，其测量结果未必准确可靠。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种建材挥发物现场采样装置及采样过程控制方法，以满足现场快速准确测定建材挥发物可达浓度的要求。为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种建材挥发物现场采样装置，包括零气发生器和半封闭采样仓，所述零气发生器和半封闭采样仓上分别设置控制线路接口，所述零气发生器的出气口和半封闭采样仓的进气口之间连接供气软管；所述零气发生器内设置依次连接的进气泵、空气过滤器、除湿器、加热装置、温湿传感器一、气体流量计和流量控制阀，所述进气泵与零气发生器的进气孔连接，所述除湿器两端通过切换电磁阀连接旁通支路；所述半封闭采样仓内设置内胆，所述内胆顶部开设透光孔，所述透光孔处设置透光片，透光片上方设置辐射加热灯，所述内胆底部开设采样口；所述内胆底部设置抽气口和吹气口，所述抽气口与半封闭采样仓的进气口之间通过三通接头连接循环泵的进气端，循环泵的出气端连接吹气口，所述内胆顶部设置取样口，所述取样口一侧设置温湿传感器二，所述内胆外侧壁上缠绕有加热带。上述方案中，所述零气发生器内设置有与零气发生器和半封闭采样仓内其余部件连接的主控板和直流电源。上述方案中，所述采样口周边设置密封条。一种建材挥发物现场采样过程控制方法，采用上述的一种建材挥发物现场采样装置，控制半封闭采样仓内的环境条件，包括采样表面空气流速、空气交换率、采样仓温度和采样仓湿度，对上述控制对象采用解耦控制方法，在采样仓内得到稳定的有机挥发物浓度，取样检定后反推有机挥发物的散发率。上述方案中，采样表面空气流速采用开环控制方法，该状态量与控制量独立于其他变量，控制执行机构为循环泵，无温湿传感器反馈。上述方案中，空气交换率采用单闭环控制方法，目标流量与气体流量计读数的差值作为流量控制阀的输入，可以稳定出气流量。上述方案中，采样仓温度采用两闭环串联控制的方法，第一个闭环系统为零气发生器的出气口温度控制，执行机构为加热装置，采用PID控制，温湿传感器一提供温度反馈信号；第二个闭环系统为采样仓温度控制，执行机构为加热带，同样采用PID控制，取样口附近的温湿传感器二提供温度反馈信号。上述方案中，采样仓湿度采用双闭环嵌套控制，外环控制取样口空气湿度，控制执行机构为零气发生器的出气口湿度，采用模糊控制，取样口附近的温湿传感器二提供湿度反馈信号；内环控制零气发生器的输出湿度，控制机构为除湿箱前端的切换电磁阀，采用切换控制，温湿传感器二提供湿度反馈信号。通过上述技术方案，本专利技术提供的建材挥发物现场采样装置及采样过程控制方法具有以下优点：1、装置重量轻便，可现场部署，环境条件控制效果堪比实验室环境仓；2、采用无损采样过程，对建材外观和性能不会造成损坏；3、有针对性设计的采样过程控制方法，能快速稳定采样仓内环境条件，控制效果优于参数整定仪表；4、辐射加热方式能充分加热建材表面和内部，对已安装使用的建材同样可以实现局部加热采样。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本专利技术实施例所公开的一种建材挥发物现场采样装置结构示意图；图2为本专利技术实施例所公开的零气发生器内部结构示意图；图3为本专利技术实施例所公开的半封闭采样仓内部结构示意图；图4为本专利技术气流路径示意图；图5为本专利技术采样表面流速控制示意图；图6为本专利技术空气交换率控制示意图；图7为本专利技术采样仓温度控制示意图；图8为本专利技术采样仓湿度控制示意图。图中，1、零气发生器；2、采样仓；3、进气孔；4、出气口；5、进气口；6、控制线路接口；7、辐射加热灯；8、取样口；9、进气泵；10、空气过滤器；11、除湿器；12、加热装置；13、气体流量计；14、主控板；15、直流电源；16、内胆；17、透光片；18、加热带；19、抽气口；20、循环泵；21、吹气口；22、温湿传感器一；23、流量调节阀；24、温湿传感器二；25、供气软管；26、采样口。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本专利技术提供了一种建材挥发物现场采样装置及采样过程控制方法，该装置相较于传统实验室气体检测仓室具有可移动、可快速部署的优点；相较于其他现场挥发物采样装置，其环境控制效果更为稳定，结果更接近实验室测试结果。如图1所示的建材挥发物现场采样装置包括恒温恒流量零气发生器1、半封闭采样仓2、连接两者的控制线路接口6、连接零气发生器的出气口4和采样仓的进气口5的供气软管25。零气发生器1通过进气孔3从外界泵入空气，处理后从零气发生器的出气口4排出，半封闭采样仓2通过采样仓的进气口5泵入纯净空气实现换气，通过取样口8连接检定装置实现采样。辐射加热灯7置于采样仓的透光片17上方用来给采样区域加热。如图2所示，零气发生器1包括气流处理部分、电控部分、供电部分和外壳。其中气流处理部分依次连接进气孔3、进气泵9、空气过滤器10、除湿器11、加热装置12、温湿传感器一22、气体流量计13和流量控制阀23。进气泵9泵入的空气进入空气过滤器10，空气过滤器10包括颗粒物滤芯和活性炭滤芯分别滤除颗粒尘埃和有机挥发物；空气过滤器10流出气体通过切换电磁阀与除湿箱11和旁通支路相连，除湿箱11采用干燥剂除湿方法，除湿箱11出口与旁通支路出口通过三通接头与加热装置12相连；加热装置12为分流管式陶瓷加热片结构；温湿传感器一22用于反馈发生气体温度、湿度的状态；气体流量控制包括气体流量计13与流量调节阀23，用于控制出气量。电控部分包括带触摸屏的主控板14以及内置的人机接口程序和控制算法，主控板不仅用于控制零气发生器1输出气体的状态，还通过控制线路控制半封闭采样仓2内的温湿度。供电部分包括交流电直供接口和直流电源15提供的直流供电接口。如图3所示，半封闭采样仓2由外壳、内胆以及设置在内胆16周边的各组件组成，包括取样口8、透光片17、加热带18、抽气口19、循环泵20、吹气口21、温湿传感器二24。内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种建材挥发物现场采样装置，其特征在于，包括零气发生器和半封闭采样仓，所述零气发生器和半封闭采样仓上分别设置控制线路接口，所述零气发生器的出气口和半封闭采样仓的进气口之间连接供气软管；所述零气发生器内设置依次连接的进气泵、空气过滤器、除湿器、加热装置、温湿传感器一、气体流量计和流量控制阀，所述进气泵与零气发生器的进气孔连接，所述除湿器两端通过切换电磁阀连接旁通支路；所述半封闭采样仓内设置内胆，所述内胆顶部开设透光孔，所述透光孔处设置透光片，透光片上方设置辐射加热灯，所述内胆底部开设采样口；所述内胆底部设置抽气口和吹气口，所述抽气口与半封闭采样仓的进气口之间通过三通接头连接循环泵的进气端，循环泵的出气端连接吹气口，所述内胆顶部设置取样口，所述取样口一侧设置温湿传感器二，所述内胆外侧壁上缠绕有加热带。

【技术特征摘要】
1.一种建材挥发物现场采样装置，其特征在于，包括零气发生器和半封闭采样仓，所述零气发生器和半封闭采样仓上分别设置控制线路接口，所述零气发生器的出气口和半封闭采样仓的进气口之间连接供气软管；所述零气发生器内设置依次连接的进气泵、空气过滤器、除湿器、加热装置、温湿传感器一、气体流量计和流量控制阀，所述进气泵与零气发生器的进气孔连接，所述除湿器两端通过切换电磁阀连接旁通支路；所述半封闭采样仓内设置内胆，所述内胆顶部开设透光孔，所述透光孔处设置透光片，透光片上方设置辐射加热灯，所述内胆底部开设采样口；所述内胆底部设置抽气口和吹气口，所述抽气口与半封闭采样仓的进气口之间通过三通接头连接循环泵的进气端，循环泵的出气端连接吹气口，所述内胆顶部设置取样口，所述取样口一侧设置温湿传感器二，所述内胆外侧壁上缠绕有加热带。2.根据权利要求1所述的一种建材挥发物现场采样装置，其特征在于，所述零气发生器内设置有与零气发生器和半封闭采样仓内其余部件连接的主控板和直流电源。3.根据权利要求1所述的一种建材挥发物现场采样装置，其特征在于，所述采样口周边设置密封条。4.一种建材挥发物现场采样过程控制方法，采用如权利要求1所述的一种建材挥发物现场采样装置，其特征在于，控制半封闭采样仓内的环境条件，包括采样表面空气流速、空气交换率、采样仓温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海林，郑轶，胡一帆，孙志强，巩小东，高骋飞，
申请(专利权)人：山东省科学院海洋仪器仪表研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37