专利名称：红外加热voc气体采样箱的制作方法
技术领域：
本发明涉及VOC气体采样箱，特别是一种适用于在室外、场馆等现场采集VOC气体的采样装置。
背景技术：
随着环境污染的加剧和人们对生活品质要求的提高，有害物质成分、含量的检测已成为现代化商品生产环境中不可或缺的一环。特别是有机、有害气体已成为商品质量检验中必不可少的检测项目。在气体成分分析、气味测试等检测项目中，需要有一种设备能够进行气体采样。例如，VOC(挥发性有机物)测试中，通常是将待测物剪为合适的大小，装入特殊材质的袋子中，放入烘箱，用合适的温度烘烤一段时间，使待测物中的VOC挥发到袋子中，然后抽取袋子中的气体，制成试样上机测试。这种方法属于有损检测，需要将待测物破坏，用于一般的批量生产的产品是合适的，但是对于大型的、不可破坏的待测物就显得难以满足要求了。例如，对室内体育场馆、塑胶场地等进行VOC检测，需要能够在不破坏场地的前提下，在现场中对场地表面的挥发性有机物进行现场采集。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种可以在各种体育场馆、塑胶跑道等场地现场采样的红外加热VOC气体采样箱。本发明为解决上述技术问题所采取的设计方案是一种红外加热VOC气体采样箱，由箱体单元、温度传感器、温控单元、加热单元组成，其特征在于其箱体为一个一面开口的规则容器；所述红外加热VOC气体采样箱的温控单元由单片机及外设电路组成；所述的箱体单元内壁和外壁之间填充有保温隔热材料。加热单元采用的是波长为中波波段的红外加热灯管。箱体单元由箱体和储气袋组成。温度传感器采用的是AD590或NTC(负温度系数热敏电阻)或热电偶。红外加热灯管顶部内壁面镀有反射涂层。加热单元具有2-8支红外加热灯管，在箱体内侧顶部等间距排列。红外加热VOC气体采样箱温控调节的具体过程为电源开关打开工作，单片机上电复位并程序初始化，操作人员设定基准温度参数后，温度传感器将VOC气体采集箱内检测得到的温度电流信号经精密电阻转换成与热力学正比的电压信号，再经一个减法电路， 将此热力学温度转换成为摄氏温度，然后紧接一个0P07组成射随电路形成电压跟随的形式，从而提高信号的输入阻抗并与下级隔离。然后将该摄氏温度信号经过A/D转换，变成数字信号后送入单片机；单片机对采集到的温度信息(Tx)与基准温度设定值(TO)进行差值比较，若Tx > T0，则输出控制信号，
3使得所有加热灯管停止工作；若Κ < = T0，并根据Tx减去TO的差值进行计算，算出要维持Τ = TO (箱体内外有部分气体热交换)所需的加热功率，然后控制调节红外加热灯管的加热功率，从而达到保持箱体内温度稳定的目的。本发明所提供的红外加热VOC气体采样箱，可以对大型的、不可破坏的待测物进行VOC的现场、无损采样，避免了传统VOC采样过程对待测物的破坏。由操作人员携带VOC 采样箱至待采样的场馆中，将采样箱罩在待测物的表面上，形成密封空间，等待测物的VOC 慢慢进入储气空间，抽出测试即可。
图1为红外加热VOC气体采集箱的示意图；图2为红外加热VOC气体采集箱温控系统的结构框图；图中标记1-箱体，2-气体阀门，3-气体导管，4-密封圈，5-储气空间，6-储气袋， 7-加热装置。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明图1所示的是本发明——一种红外加热VOC气体采样箱，由箱体单元、温度传感器、温控单元和加热单元组成。本实施例中，其箱体单元是一个底面开口的规则容器，包括箱体1和储气袋6 ；所述箱体内壁和外壁之间填充有保温隔热材料。箱体1内有一个开口的储气袋6，储气袋6的开口处连接在箱体1的开口处，储气袋6的开口处衔接有密封圈4。使用时，先将密封圈4 装入箱体1开口处的密封圈槽内，然后将箱体1罩在待测物表面上，密封圈4与待测物表面结合，形成为一个密封的储气空间5。为了保证储气空间5中的气体不受外界干扰，储气袋 6应选用无挥发的，化学稳定性高的材料(如，聚四氟乙烯)制成，以确保除待测物VOC之外的其它气体挥发物不会进入储气空间5，以及其它气体不会与储气空间5的内壁发生化学反应。本实施例中，箱体1上设计有两个气体阀门2，气体阀门2与气体导管3连接，连通储气空间5与外界。在进行VOC采样之前，有可能需要对储气空间5进行清洗，清洗的方法通常是使用氮气吹洗将氮气瓶的气体出口连接到VOC采样箱的一个气体阀门2上，打开两个气体阀门及氮气瓶的开关，使氮气从一个气体阀门进入，通过储气空间并从另一个气体阀门流出，达到清洗储气空间5的目的。也可以只使用一个气体阀门2，通过充入氮气-抽真空-充入氮气反复循环的方式清洗储气空间5。本实施例中，加热管7选用的是安装在箱体1内的M2 8)支红外加热管，其等间距安装排列于箱体1内侧顶部，且镀膜的一侧置于顶部，从而使得被加热面的受热均勻。 储气袋6应使用对红外线透过率大于80%的透光材料制成。红外加热管发出的红外线透过储气袋6，照射到待测物的表面上，光能转化为热能，使待测物的温度升高。本实施例中，红外加热VOC气体采样箱的温度传感器所述的温度传感器采用的是 AD590或NTC(负温度系数热敏电阻)温度传感器。本实施例中，红外加热VOC气体采样箱具有温控单元，所述温控单元由单片机和外设电路组成。温控单元的作用是使采样箱内空间维持在初始设定的温度。开始加热之前，操作人员通过控制面板设定所需要的温度；外设电路对温度传感器采集到的温度信号进行相关的处理再送给单片机；单片机用于将箱体内温度参数与操作人员预设的温度数据进行比较，根据比较结果来控制、调节红外加热灯管的功率，达到恒温温度控制的目的。本实施例中，红外加热VOC气体采样箱温控调节的具体过程为电源开关打开，单片机上电复位程序初始化，操作人员设定基准温度参数；温度传感器将VOC气体采集箱内检测得到的温度电流信号经精密电阻转换成与热力学正比的电压信号；再经减法电路，将此热力学温度转换成为摄氏温度，然后紧接一个0P07组成射随电路形成电压跟随的形式， 从而提高信号的输入阻抗并与下级隔离；然后将该摄氏温度信号经过A/D转换，变成数字信号后送入单片机；单片机对采集到的温度信息(Tx)与基准温度设定值(TO)进行差值比较，若Tx > TO，则输出控制信号，使得所有红外加热灯管停止工作；若Tx < = T0，并根据Tx 减去TO的差值进行计算，算出要维持T = TO (箱体内外有部分气体热交换)所需的加热功率，然后控制调节红外加热灯管的加热功率，从而保持箱体内温度的稳定。以上所述，是用以说明本发明的具体实施案例，并非用以限定本发明的可实施范围，举凡本领域熟练技术人员在未脱离本发明所指示的精神与原理下所完成的一切等效改变或修饰，仍应由本发明权利要求的范围所覆盖。
权利要求
1.一种红外加热VOC气体采样箱，由箱体单元、温度传感器、温控单元、加热单元组成， 其特征在于其箱体为一个一面开口的规则容器；所述红外加热VOC气体采样箱的温控单元由单片机及外设电路组成；所述的箱体单元内壁和外壁之间填充有保温隔热材料。
2.根据权利要求1所述的红外加热VOC气体采样箱，其特征在于所述的加热单元采用的是波长为中波波段的红外加热灯管。
3.根据权利要求1所述的红外加热VOC气体采样箱，其特征在于所述的箱体单元由箱体和储气袋组成，。
4.根据权利要求1所述的红外加热VOC气体采样箱，其特征在于所述的温度传感器采用的是AD590或NTC (负温度系数热敏电阻)或热电偶。
5.根据权利要求1所述的红外加热VOC气体采样箱，其特征在于所述红外加热灯管顶部内壁面镀有反射涂层。
6.根据权利要求1所述的红外加热VOC气体采样箱，其特征在于所述的加热单元具有2-8支红外加热灯管，在箱体内侧顶部等间距排列。
全文摘要
本发明公布了一种红外加热VOC气体采样箱，解决了如体育场馆、塑胶跑道等场地有机挥发性气体(VOC)现场采样的技术难题。所述的红外加热VOC气体采样箱由箱体单元、温度传感器、温控单元和加热单元组成；所述的箱体单元是由箱体1和储气袋6组成；所述的温度传感器采用的是线性度好的AD590或NTC(负温度系数热敏电阻)或热电偶或其它电阻式温度传感器；所述的温控单元由单片机和外设电路组成；所述的加热单元由波长为中波段的红外加热灯管。红外加热VOC采样箱可固定于待测物的表面上。本发明公布的红外加热VOC气体采样箱可以由操作人员携带至待采样的场馆中，对待测物的表面进行现场采样，克服了传统挥发性气体采样装置破坏待测物的缺点。
文档编号G01N1/22GK102323113SQ20111027407
公开日2012年1月18日 申请日期2011年9月15日 优先权日2011年9月15日
发明者刘文秋, 戴煦, 朱平, 杨果, 郭冰 申请人:深圳市华测检测技术股份有限公司