乘用车车内空气及家具有害物质释放量检测平台的制作方法

本发明涉及一种有害物质释放量检测装置，特别是一种用于检测乘用车车内空气及家具有害物质释放量的检测设备。

背景技术：

随着汽车普及率的提高，车内有害物质VOC等对人体造成的危害越来越被人们所重视，国家也在制定相关的检测标准和检测设备。针对于车内voc的检测，标准上使用整车检测环境舱，但是由于该检测设备占地面积大，能耗高，设备使用用途较为单一，造成设备闲置率较高。家具类检测目前国内也积极推行整体检测，也需要体积较大的环境舱，相关的检测标准的技术参数，检测方法非常接近于车内voc检测，因此，如何将家具检测和车内空气质量检测设备有效结合，以减少设备重复投资，提高设备利用率成为本发明的研究课题。

现有技术中的整车检测设备主要包括环境测试舱和温湿度控制装置，例如公开号为CN104516368A的中国专利公开了一种汽车整车/板材环境测试舱，其主要包括实验舱体、与实验舱体连接的至少一组新风装置，其采用露点除湿和超声波加湿器加湿的方式进行控湿。其通过采用多组设置的新风装置，根据测试需要开启相应数量的新风装置，可满足不同实验条件下不同的新风量要求。

整车检测中对环境测试舱的容积没有要求，能将待测车辆开入测试舱即可，一般舱内容积为200m³以上。而家具测试中对环境舱的容积有要求，根据待测家具的表面积与舱内体积之比在0.3为最佳，一般家具检测气候舱舱容为5-16m³。因此，为提高设备利用率，可以将一个或几个家具检测用的测试舱嵌套入整车检测环境舱内组成VOC检测平台，理论上嵌套的家具检测用的测试舱的温湿度调节可以利用原整车检测环境舱的温湿度调节装置，但是由于嵌套后的舱体体积不恒定，大体积下调节好干湿空气控湿装置的相关参数后，当小体积的测试舱使用时可能会造成相对湿度波动较大甚至无法达到相对湿度的状况，而且使用过程中无法实现对小体积的测试舱进行单独控湿，无法满足使用要求。并且，目前，VOC环境测试舱内的温度和湿度主要是通过温湿度传感器采集，由控制器进行相关的温湿度调节，传感器通常都是通过导线与控制器连接，而传感器的线材内含有甲苯、苯等物质，会有甲苯、苯等voc释放，其会影响测试舱内的voc释放检测结果，因此，为满足voc测试的需要，现行的解决方法是将传感器的线材通过不锈钢管道密封的穿线方式进行密封处理，处理非常繁琐，且可靠性较差，并且此种方式需要提前规划和设计，在设备安装完成之后需要增加传感器时，则需要对线路管道进行重新的拆装，重新进行走线或穿线操作，非常不方便，甚至不能满足新增加传感器的要求。此外，由于家具中甲醛和voc的检测所要求的新风系统必须在一定的压力和流量的情况下运行，特别是在小流量下压力必须控制在一定的范围内(需<1Kpa)，防止对后续的过滤系统造成太大的压力，损坏过滤材料，而现有的整车检测设备在低压情况下其流量控制精度无法满足家具检测的要求。其次，现有的环境检测设备所采用的VOC的吸附过滤主要靠活性炭进行，一般都是采用煤质柱状活性炭来净化进气，其存在诸多缺陷：柱状活性炭在处理塔中堆放过多，会导致风阻过大，无法达到净化的作用，如果堆放过少，那么净化效果就无法达到测试标准，并且当活性炭吸附达到最大值后，更换非常麻烦。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种既能用于汽车整车检测也能用于家具检测、检测精度高、能够提高设备利用率、提高测试效率的乘用车车内空气及家具有害物质释放量检测平台。

本发明是通过如下技术方案来实现的：一种乘用车车内空气及家具有害物质释放量检测平台，包括用于乘用车检测的测试舱A，设置在所述测试舱A外部用于调节供气湿度的至少一组湿度发生器，允许所述湿度发生器接入并对其进行控制的控制装置，所述湿度发生器包括上部连接新风管道的用于除湿的露点水箱和通过管道与所述新风管道连通的用于加湿的超声波加湿器，所述新风管道的出口通于设于所述测试舱A内一端的新风导流槽，所述测试舱A的顶部设有多个并排排列的送风风道，每个所述送风风道的下部均为带有送风孔的送风孔板，对应于每个所述送风风道分别设有一台送风风机，所述送风风道通过所述送风风机与新风导流槽连通，其特征是：所述新风导流槽内设有加热器A和控温水箱，所述测试舱A内部设置有至少一个可移动的测试舱B，所述测试舱B的进风管道与位于测试舱A内的所述新风管道连接，每个所述测试舱B的进风管道上均设有与其连接的水帘加湿器；所述测试舱B内部设有无线发送器和若干个传感器，所述传感器与所述无线发送器之间通过无线信号通讯，在测试舱A外部设有测试舱B的控制器和可与所述无线发送器进行无线通讯的无线信号接收器，所述无线信号接收器与所述测试舱B的控制器连接；所述测试舱B的控制器与所述湿度发生器的控制装置连接，所述测试舱A外部设有牵引装置。

本发明使用时，当检测样品为车辆时，测试舱B置于测试舱A外部，当检测样品为家具或其他小型物件时，利用牵引装置将测试舱B牵引至测试舱A内部并固定，利用快速接头将测试舱B的进风管道与位于测试舱A内的相应的所述新风管道连接，并将水帘加湿器连接在测试舱B的进风管道上。控温过程是：通过送风风机将空气通过控温水箱和加热器进行温度控制后，在送风风道的作用下将空气均匀分布到测试舱A的舱内，通过热交换使测试舱A和测试舱B温度一致并均达到稳定状态。湿度控制过程是：测试舱A的湿度控制是通过湿度发生器的露点水箱和超声波加湿器进行控制，外部空气进入露点水箱，通过露点除湿的方式使新风保持一个相对较低的露点值，通过提供的干燥新风对舱内除湿，当舱内需要加湿时，通过超声波加湿器对新风进行加湿，从而实现对测试舱A内的湿度控制。测试舱B的湿度控制是通过测试舱B的控制装置采集其舱内的传感器检测的湿度数据，通过无线数据传输将数据传送到其控制器并传送到测试舱A的控制装置，根据需要控制与其连接的那组湿度发生器进行加湿和除湿操作，同时，通过控制与每个测试舱B连接的水帘加湿器，实现每个测试舱B的单独湿度控制。例如：当某个测试舱B需要加湿时，可相应控制与其连接的水帘加湿器进行加湿操作。当测试舱B工作时，此时测试舱A内的湿度不做要求，因此可降低设备能耗。本发明根据实际需要及测试舱A的容积大小，可以同时放入多个不同体积的测试舱B，可进一步提高测试效率。

进一步的，为了进一步满足家具检测要求，确保流量调节的稳定性和流量调节精度，本发明还包括由变频器控制的气泵，所述气泵通过管路与所述湿度发生器连通，所述新风管道上依次设有用于检测新风管道内的流量并反馈信号给变频器的热式流量计、电控调节阀，在所述热式流量计和电控调节阀之间的新风管道上设有用于检测新风管道内的压力并反馈信号给电控调节阀的压力传感器。其中，变频器用于控制气泵的转速，热式流量计用于检测新风管道内的流量并反馈信号给变频器，根据接收到的反馈信号变频器可进一步控制气泵的转速；电控调节阀可以控制阀门开度；压力传感器用于检测新风管道内的压力并反馈信号给电控调节阀，根据接收到的反馈信号电控调节阀可改变阀门开度，将新风管道内的气体压力维持在恒定值。在压力调节过程中，电控调节阀的开度会影响到新风管道内的气体流量，热式流量计会实时监测新风管道内的流量变化，并再次反馈信号通过变频器控制气泵的转速，直到压力和流量均满足要求。

进一步的，所述测试舱A内设有至少一个模块化可扩展VOC过滤装置与所述测试舱B的进风管道连接，所述模块化可扩展VOC过滤装置包括过滤器箱体，所述过滤器箱体的前部设有可拆卸的前盖板，所述前盖板设有过滤器进风口，所述过滤器箱体的上部设有过滤器出风口，所述过滤器箱体的左右内侧壁上由下至上分别设有多个吸附板安装滑槽，所述过滤器箱体内设有多个滑动安装在所述吸附板安装滑槽内的滤料为蜂窝状活性炭的活性炭吸附板，所述过滤器箱体内最上部的吸附板安装滑槽内滑动安装有纤维过滤毡。通过设置模块化可扩展VOC过滤装置，利用窝状活性炭作为滤料并通过对活性炭吸附板进行优化布置有效解决了过滤效率和风阻的矛盾，过滤效率高，风阻小，并可根据过滤能力需求进行扩展，可进行多组串联或并联使用，通过多组并联的使用可实现不停机状态下更换VOC过滤材料，有效延长了设备的维护周期和提高了设备的利用率，并且通过抽屉式设计，可方便地进行滤材的更换，能大大提高过滤耗材的更换效率。

进一步的，所述活性炭吸附板包括不锈钢方框，所述不锈钢方框内装有若干个正方体状的蜂窝状活性炭块。通过将正方体状的蜂窝状活性炭安装在不锈钢方框内，便于滤材安装及更换，可以大大提高安装及更换的效率。

进一步的，为防止蜂窝状活性炭滤料受到冲击碎裂，所述不锈钢方框表面设有过滤网，所述不锈钢方框与所述吸附板安装滑槽接触的侧边上设有减震条。

本发明的有益效果是：本发明进一步提高了设备的利用率，其既可以对整车进行检测，也可以对小体积的家具等进行检测，可减少设备投资，利用较低的成本可同时满足不同类型实验的要求，同时通过多个测试舱B的设置可大大提高测试效率。本发明通过采用集中除湿、单独加湿的方式解决了不同舱室之间湿度无法分别控制的问题，且采用集中除湿、单独加湿的方式对小舱室的控湿速度快，湿度不易波动；集中式除湿的设计可有效降低设备的制造成本和使用成本，并且在VOC释放量检测平台中对不同的舱室容积都可有效的控湿，解决了大功率控湿设备引起小舱室湿度波动，小功率控湿设备无法控制大舱室湿度的问题。本发明通过优化控制，实现了高精度检测，能确保流量调节的稳定性和流量调节精度，能满足各种实验条件要求。此外，本发明通过采用模块化可扩展VOC过滤装置，有效解决了过滤效率和风阻的矛盾，提高了过滤效果，并可根据过滤能力需求进行扩展，可进行多组串联或并联使用。

附图说明

图1是实施例1中本发明的结构示意图；

图2是图1的俯视图(未显示牵引装置)；

图3是图1去掉送风风道后的俯视图；

图4是图1中湿度发生器与测试舱B的连接结构示意图；

图5是图4中的湿度发生器的结构示意图；

图6是实施例1中本发明中测试舱B的数据采集及控制示意图；

图7是实施例2中本发明的结构示意图；

图8是实施例2中本发明中的测试舱B与模块化可扩展VOC过滤装置连接的示意图；

图9是实施例2中模块化可扩展VOC过滤装置的立体结构示意图；

图10是图9去掉前盖板后的结构示意图；

图11是模块化可扩展VOC过滤装置中的活性炭吸附板的安装示意图；

图中，1、测试舱A，2、测试舱A舱门，3、牵引装置，4、测试舱B，5、控制装置，6、控温水箱，7、新风导流槽，8、加热器A，9、测试舱B的进风管道，10、湿度发生器，11、新风管道，12、送风风机，13、送风风道，14、送风孔板,15、风速和风压传感器，16、气泵，17、变频器，18、热式流量计，19、压力传感器，20、电控调节阀，21、调节阀片，22、气体增压阀，23、水帘加湿器，24、循环水泵，25、进气口，26、露点水箱，27、循环水管道，28、超声波加湿器，29、热式流量计，30、喷淋装置，31、露点测温铂电阻，32、水位计，33、蒸馏水，34、蒸发器，35、加热器，36、辐照度传感器，37、温湿度传感器，38、压差传感器，39、风速传感器，40、其他传感器，41、扩展传感器，42、扩展传感器，43、无线发送器，44、控制柜，45、无线传输天线，46、控制器，47、无线信号接收器，48、模块化可扩展VOC过滤装置，49、进风管，50、出风管，51、过滤器箱体，52、前盖板，53、过滤器进风口，54、过滤器出风口，55、活性炭吸附板，551、不锈钢方框，552、过滤网，553、减震条，56、吸附板安装滑槽，57、纤维过滤毡。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明作进一步的说明：

如图1-图6所示，一种乘用车车内空气及家具有害物质释放量检测平台，包括用于乘用车检测的测试舱A1，设置在所述测试舱A1外部用于调节供气湿度的至少一组湿度发生器10，气泵16，允许所述湿度发生器10接入并对其进行控制的控制装置，该控制装置可连接多组所述的湿度发生器。所述湿度发生器10为现有技术，每组湿度发生器10包括上部连接新风管道11的用于除湿的露点水箱26和通过管道与所述新风管道11连通的用于加湿的超声波加湿器28，其中，露点水箱26上设有进气口25和出气口，出气口连接新风管道11，露点水箱26内下部设有加热器35、蒸发器34，露点水箱26内装有一定量的蒸馏水33，其外部设有循环水泵24，循环水泵24通过循环水管道27连接设置在露点水箱26内的喷淋装置30，露点水箱26内还设有露点测温铂电阻31、水位计32。气泵16通过管道与露点水箱26的进气口25连接，所述气泵26为高压气泵，气泵26由变频器17控制。所述新风管道11的出口通于设于测试舱A1内一端的新风导流槽7，新风管道11上设有用于检测管道内的流量并反馈信号给变频器17的热式流量计18，新风管道11上还设有电控调节阀20，电控调节阀20可通过其调节阀片21调节其开度，在所述热式流量计18和电控调节阀620之间的新风管道11上设有用于检测新风管道11内的压力并反馈信号给电控调节阀20的压力传感器19。所述测试舱A1的顶部设有多个并排排列的送风风道13，每个所述送风风道13的下部均为带有送风孔的送风孔板14，对应于每个送风风道13分别设有一台送风风机12。所述送风风道13通过送风风机12与新风导流槽7连通。在所述新风导流槽7内设有加热器A8和控温水箱6。所述测试舱A1内部设置有至少一个可移动的测试舱B4，测试舱B采用不锈钢整体焊接成型，所有焊缝均匀抛光，确保无VOC释放和吸附，每个测试舱B4的进风管道9与位于测试舱A1内的其中一个所述新风管道11连接，每个测试舱B4的进风管道9上均设有与其连接的水帘加湿器23，所述水帘加湿器为现有技术。进风管道9上还设有气体增压阀22。所述测试舱B4内部设有无线发送器43和若干个用于采集测试舱内的多个参数的传感器，所述传感器包括辐照度传感器36、温湿度传感器37、压差传感器38、风速传感器39等各种类型的传感器，用于检测舱内的辐照度、温湿度、压力、风速等参数，根据实际检测需要也可设置其他类型的传感器。所述传感器与所述无线发送器43之间通过无线信号通讯，所述测试舱B4外部设有控制装置5，在测试舱A外部设有测试舱B4的控制器46和可与所述无线发送器43进行无线通讯的无线信号接收器47，所述无线信号接收器47与所述测试舱B4的控制器46连接，所述测试舱B4的控制器46与所述湿度发生器10的控制装置连接。所述测试舱A1外部设有用于将所述测试舱B4牵引至测试舱A1内的牵引装置3。

本发明使用时，当检测样品为车辆时，测试舱B4置于测试舱A1外部，直接利用测试舱A1进行整车检测，当检测样品为家具或其他小型物件时，利用牵引装置3将测试舱B4牵引至测试舱A1内部并固定，利用快速接头将测试舱B4的进风管道9与位于测试舱A1内的相应的所述新风管道11连接，并将水帘加湿器23连接在测试舱B4的进风管道上9。控温过程是：通过送风风机12将空气通过控温水箱6和加热器A8进行温度控制后，在送风风道13的作用下将空气均匀分布到测试舱A1的舱内，通过热交换使测试舱A1和测试舱B4的温度一致并均达到稳定状态。为便于测试舱B4内的温度控制，可在测试舱B4内设置搅拌风机。湿度控制过程是：测试舱A1的湿度控制是通过湿度发生器的露点水箱和超声波加湿器进行控制，外部空气进入露点水箱26，通过露点除湿的方式使新风保持一个相对较低的露点值，通过提供的干燥新风对舱内除湿，当舱内需要加湿时，通过超声波加湿器28对新风进行加湿，从而实现对测试舱A内的湿度控制。测试舱B的湿度控制是通过测试舱B的控制装置采集其舱内的传感器检测的湿度数据，通过无线数据传输将数据传送到控制器46并传送到测试舱A的控制装置，根据需要控制与其连接的那组湿度发生器进行加湿和除湿操作，同时，通过控制与每个测试舱B连接的水帘加湿器23，实现每个测试舱B的单独湿度控制。测试舱B的具体加湿过程是：当需要加湿时，超声波加湿器28的气路接通，进行加湿操作，在此过程中，气路在气体增压阀22作用下，有一部分气体流向下端压力较小的管路进入水帘加湿器23，通过控制水帘加湿器23的喷水水泵的开关，来实现管路内气体的二次加湿，从而实现在维持大舱湿度不变的情况下，实现小体积的测试舱B高湿的设计要求。

本发明中湿度发生器的工作过程是：湿度发生器10中的喷淋装置30在循环水泵24的作用下喷淋蒸馏水，在水的循环过程中，通过水位计32控制露点水箱26内的水维持恒定液面高度，通过蒸发器34对循环水进行制冷，通过加热器35对循环水进行加热，使循环水水温精确控制在露点温度。在气泵16的作用下，外界空气自露点水箱26的进气口25进入箱内，并由出气口进入新风管道11，在此过程中与露点水箱内的喷淋水充分混合形成一定露点的饱和水蒸气。在上述过程中，维持露点水箱内的水温在4℃以下，形成4℃露点的干空气。根据不同测试舱的湿度要求，进行加湿或除湿操作。

本发明中，设置在测试舱B内的各传感器分别检测舱内的各种参数，无线发送器43通过无线信号采集各传感器的数据，并通过ZIGBEE协议进行无线发送，无线信号接收器47接收无线发送器43发送的数据，进行校验整理后通过控制装置对舱内的各实验参数进行调节。本发明采用无线数据传输，可避免综合布线所带来的问题，通过WIFI信号传输将多个温湿度数据、压力传感器数据及其他传感器数据采集到控制装置，极大的提高了设备的设计安装效率，并可方便的根据实际需要设置传感器数量和安装位置，当需要增加传感器时，只要按照协议设置好后可一并通过无线发送器43将数据发送即可，可有效减少设备的制造成本，同时减少了布线所带来的对环境测试舱内的本底VOC洁净程度的影响，提高了VOC环境舱的本底VOC洁净程度。

本发明在进行流量计压力控制时，通过变频器17用于控制气泵16的转速，热式流量计18检测新风管道11内的流量并反馈信号给变频器17，变频器17根据接收到的热式流量计18的反馈信号可进一步控制气泵17的转速；电控调节阀20通过控制其调节阀片21的开启角度来控制阀门开度，压力传感器19检测新风管道11内的压力并反馈信号给电控调节阀20，电控调节阀20根据接收到的压力传感器19的反馈信号可进一步控制阀门的开度，使新风管道11内的气体压力维持在恒定值。在压力调节过程中，电控调节阀20的开度会影响到新风管道11内的气体流量，热式流量计18会实时监测新风管道11内的流量变化，并再次反馈信号给变频器17，通过变频器17控制气泵16的转速，直到压力和流量均满足要求。

本发明利用测试舱A的控温装置和舱内洁净的本底，使测试舱B内部环境达到家具有害物质释放量检测标准所规定的技术条件，扩展了设备的使用范围。根据实际需要及测试舱A的容积大小，可以同时放入多个不同体积的测试舱B，可进一步提高测试效率。

本发明中测试舱A内的温度均匀性可达±1℃，舱内风速可调节范围0.5-2M/S；测试舱B内的湿度调节范围为20％-80％，置换率调节范围为0-5次\小时，可全面满足家具测试标准。

本实施例中的其他部分均为现有技术，在此不再赘述。

实施例2

如图7-图11所示，本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：本实施例中在测试舱A1内设有至少一个模块化可扩展VOC过滤装置48与所述测试舱B4的进风管道9连接。所述模块化可扩展VOC过滤装置48包括过滤器箱体51，所述过滤器箱体51的前部设有可拆卸的前盖板52，所述前盖板52设有过滤器进风口53，所述过滤器箱体51的上部设有过滤器出风口54，所述过滤器箱体51的左右内侧壁上由下至上分别设有多个吸附板安装滑槽56，所述过滤器箱体51内设有多个滑动安装在所述吸附板安装滑槽56内的滤料为蜂窝状活性炭的活性炭吸附板55，所述过滤器箱体51内最上部的吸附板安装滑槽56内滑动安装有纤维过滤毡57。

本实施例中，活性炭吸附板55包括由食品级不锈钢焊接制成的不锈钢方框551，不锈钢方框551内装有若干个正方体状的蜂窝状活性炭块。为防止蜂窝状活性炭滤料受到冲击碎裂，不锈钢方框551表面设有过滤网552，在不锈钢方框551与吸附板安装滑槽56接触的侧边上还设有四氟材质的减震条553。装填完成后的活性炭吸附板直接放置到过滤器箱体内的吸附板安装滑槽56上，固定后安装前盖板52，并保证前盖板52与过滤器箱体51的密封性。

使用时，完成装填后的过滤装置通过出风管50使过滤器出风口与测试舱B4连接，通过进风管49与进风管道9连接。根据周围环境空气的质量可选择接入VOC过滤装置的数量，通过在管道上设置风量调节阀，可对风量进行调节。该模块化可扩展VOC过滤装置可单独使用，也可根据过滤需求或实验需求将多组串联或并联使用，若接多组，还可以加装分流阀门，可将进气平均分配到多组过滤系统，延长活性炭的使用寿命。

本实施例中的其他部分均为现有技术，在此不再赘述。