本实用新型属于VOC气味检测领域，尤其是涉及一种检测VOC气味强度等级和气味浓度等级的装置。
背景技术：
VOC是一类低沸点有机化合物的总称，其广泛存在于室内和车内空气中，严重影响着室内和车内的空气质量品质。最常见的室内和车内VOC种类包括甲醛、苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯和总挥发性有机物(TVOC)等。研究表明，室内装修装饰材料(隔热板材、地毯、壁纸、人造板材、家具、涂料以及粘合剂等)、乘用车内饰及零部件(座椅、地毯、仪表板以及其它皮革、塑料饰品等)会释放出200多种挥发性有机物(VOC)，并伴随有不愉快的气味。VOC气体不仅严重威胁着人们的身心健康，而且影响着人们的生活、工作和学习的质量，其直接或间接的危害日益引起人们的广泛关注。目前有关VOC气体气味的研究着重于VOC气味的等级评价、气味对人们造成的心理感受、材料气味溯源及整改。其中VOC气味等级评价可用于材料气味溯源、乘用车材料和室内装修装饰材料生产工艺改进、整车或家具的VOC气味整改等多个领域中，是VOC气味系统研究工作的基础，将为其它VOC气味研究工作提供直接的判断依据。所以VOC气味等级评价工作是否科学、客观及准确，直接决定着后续各项工作成果的可靠性，影响着室内、车内VOC气味整改工作的总体效率。现行的气味等级评价方法是感官评价法，即嗅辨员通过对经过特殊处理的气体样品进行嗅辨，根据评价标准对气体样品的气味进行打分评级，或用语言描述气体样品的气味信息，以此反映人对该气体样品的嗅觉感受。在感官评价法基础上发展出来的VOC气味等级表示方法有两种—气味强度表示法和气味浓度表示法。气味强度是指气体样品在未经稀释的情况下，对人体嗅觉器官的刺激程度；气味浓度是指用清洁空气稀释气体样品直至样品无味时所需的稀释倍数。由于感官评价法的评价主体是人，因此，该种评价方法及其气味强度/浓度表示法有诸多不足：统计性差：虽然在评定过程中，需要多名嗅辨员(通常为6-9名)对VOC气体进行嗅辨，然而从统计学角度来讲，嗅辨员的数量依然较少，统计性较差，不能准确反映普通人对该种VOC气体的气味等级评价；第一是主观影响大：气味评价结果受嗅辨员环保意识的强弱、年龄、生活水平、心情状况、对事业的关心程度及嗅辨员与被测试单位关系等主观因素的影响较大，导致最终的气味评价结果不能客观地反映气体样品的气味信息；第二是个体差异大：人和人的嗅觉存在较大差异。嗅觉灵敏度与年龄、性别、国别、种族等多种因素有关，因此，感官评价法的气味评价结果具有明显的个体差异；第三是效率低：人的嗅觉对气味非常敏感且有记忆效应，长时间持续接触某种难闻气味容易导致嗅觉疲劳，造成嗅辨员对气味评价失准。因此嗅辨员不能长时间内对气体样品进行嗅辨工作，这在很大程度上降低了气味评价工作的效率；第四是危害大：在对气味的嗅辨过程中，嗅辨员不可避免地吸入甲醛、乙醛、甲苯、苯等多种对人体危害程度较大的易挥发性有机气体，因此这种方法对嗅辨员身体造成较大伤害。
根据以上分析可以看出，造成感官评价法诸多不足的问题根源在于感官评价法中VOC气味评价的主体是人。正因为感官评价法的评价主体是人，故该种方法从本质上不可避免地具有统计性差、主观影响大、效率低、危害大以及气味评价结果个体差异明显等不足。因此应提高检测VOC气味强度等级和气味浓度等级的准确性、客观性以及一致性。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型旨在提出一种检测VOC气味强度等级和气味浓度等级的装置，选用动物代替嗅辨员作为VOC气味评价主体，以动物在VOC气味刺激下产生的行为信号为检测依据和评判标准，通过建立气味强度或气味浓度与动物行为信号之间的数学模型，实现检测VOC气味强度等级和气味浓度等级。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种检测VOC气味强度等级和气味浓度等级的装置，包括VOC气体调控装置、动物嗅辨装置、传感装置及信号采集处理装置；动物嗅辨装置上设有相对设置的出气口及进气口；VOC气体调控装置与进气口连接；传感装置设置在动物嗅辨装置下表面，传感装置与信号采集处理装置连接；传感装置包括：视频采集系统、压力传感器以及嗅闻传感器；VOC气体调控装置包括两路传输通道：一路传输通道由空气泵控制待测VOC气体的流量，另一路传输通道由空气泵控制纯净空气的流量；两路传输通道气体的混合比例通过气体流量计进行调节。
在本实施例中，动物嗅辨装置为矩形中空盒子,使用的嗅辨动物为实验用小白鼠。
通过VOC气体调控装置内两路传输通道混合后的VOC待测气体，进入动物嗅辨装置上的进气口，传感装置采集VOC气体调控装置内实验动物的行为响应信号，传输到信号采集处理装置内。
进一步的，一种检测VOC气味强度等级和气味浓度等级的方法：
步骤1：在动物嗅辨装置内放置动物，VOC气体调控装置选用标准嗅辨液，根据传感装置的测试数据，定性判断动物对气味的嗅辨能力，最终选定动物对气味敏感的行为响应信号；
步骤2：通过对动物在已知气味强度等级的气味样品中，对步骤1中选定的行为响应信号采集，建立气味强度与行为响应信号之间的数学模型；通过对动物在已知气味浓度等级的气味样品中，对步骤1中选定的行为响应信号采集，建立气味浓度与行为响应信号之间的数学模型；
步骤3：检测VOC气味强度等级和气味浓度等级：将实验动物放入动物嗅辨装置中，让其在动物嗅辨装置中适应一段时间；然后打开VOC气体调控装置，将VOC待测气体按设定的流量通入到动物嗅辨装置内，实验动物在待测VOC气体的刺激下，产生步骤1中选定的行为响应信号；该行为响应信号被传感装置捕捉，进一步被信号采集处理装置收集；最终将该数据结果导入到步骤3中建立的气味强度与行为响应信号之间的数学模型，得到VOC待测气体强度等级的判断；同时将该数据结果导入到步骤3中建立的气味浓度与行为响应信号之间的数学模型，得到VOC待测气味浓度等级的判断。
进一步的，VOC气体调控装置为VOC气体具有弱吸附的材质制造。
进一步的，具有弱吸附的材质包括：玻璃或不锈钢。
进一步的，在步骤1中，选定动物对气味敏感的行为响应信号包括：运动总路程、运动速度变化、呼吸变化及嗅闻次数。
为了提高检测VOC气味强度等级和气味浓度等级的一致性和客观性，本实用新型在检测过程中可采取以下几种措施：
1.尽可能消除动物自身因素(如性别、年龄、种类等)对气味评价结果的影响，使用条件相同的动物进行测试；
2.排除外界干扰因素(如光照、测试时间段、温度、湿度等)对检测VOC气味强度等级和气味浓度等级的影响，以保证动物的行为信号是仅由气味刺激引起的行为变化；
3.在对同一VOC气体进行气味强度等级和气味浓度等级检测评价时，选用大量的动物(几十只甚至上百只)作为气味评价主体，以保证检测评价结果具有统计性。
4.综合比较动物的多种行为响应信号(运动总路程、运动速度变化、呼吸变化及嗅闻次数)，选择出合适的行为响应信号作为气味强度等级和气味浓度等级检测判断指标。
相对于现有技术，本实用新型一种检测VOC气味强度等级和气味浓度等级的装置，具有以下优势：
本实用新型一种检测VOC气味强度等级和气味浓度等级的装置，选用动物代替嗅辨员作为VOC气味评价主体，以动物在VOC气味刺激下产生的行为信号为检测依据和评判标准，通过建立气味强度或气味浓度与动物行为信号之间的数学模型，实现检测VOC气味强度等级和气味浓度等级。
第一.由于本方法可以使用几十只甚至上百只动物进行VOC气味强度等级和气味浓度等级检测评价，因此检测评价结果更具有统计性，其结果比嗅辨员得出的结果更为客观，受主观因素干扰性少，个体差异性小；该方法的应用将大大降低室内装修装饰材料、汽车内饰和整车VOC气味溯源及整改工作量，节省家具、室内装修、整车VOC气味溯源及整改时间，加快室内装修装饰材料、新车投放市场的速度。
第二.通过使用动物代替嗅辨员作为车内VOC气味检测评价主体，动物价格便宜，可以大幅降低VOC气味强度等级和气味浓度等级检测评价的人力及资金投入，提高检测效率，节省检测时间，降低检测成本。
第三.通过使用动物代替嗅辨员作为VOC气味检测评价主体，可以避免有害VOC气体被嗅辨员吸收，极大地降低气味检测评过程中VOC气体对嗅辨员造成的伤害。
第四.由于动物具有体积小的优势，在整车VOC气味检测评价过程中，通过使用动物代替嗅辨员作为车内VOC气味评价主体，可以避免打开车门瞬间VOC气体的快速散发造成的评价结果不准确等问题。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
在附图中：
图1为本实用新型实施例一种检测VOC气味强度等级和气味浓度等级的装置结构示意图；
图2为本实用新型实施例一种检测VOC气味强度等级和气味浓度等级的方法步骤示意图；
图3为本实用新型实施例一种检测VOC气味强度等级和气味浓度等级的方法气味浓度检测示意图；
图4为本实用新型实施例一种检测VOC气味强度等级和气味浓度等级的方法气味强度检测示意图。
附图标记说明：
1-VOC气体调控装置；2-动物嗅辨装置；21-进气口；22-出气口；3-传感装置；4-信号采集处理装置。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
如图1-4所示，一种检测VOC气味强度等级和气味浓度等级的装置，包括VOC气体调控装置1、动物嗅辨装置2、传感装置3及信号采集处理装置4；动物嗅辨装置2上设有相对设置的出气口22及进气口21；VOC气体调控装置1与进气口21连接；传感装置3设置在动物嗅辨装置2下表面，传感装置3与信号采集处理装置4连接；传感装置3包括：视频采集系统、压力传感器以及嗅闻传感器；VOC气体调控装置1包括两路传输通道：一路传输通道由空气泵控制待测VOC气体的流量，另一路传输通道由空气泵控制纯净空气的流量；两路传输通道气体的混合比例通过气体流量计进行调节。在本实施例中，动物嗅辨装置2为矩形中空盒子。
通过VOC气体调控装置1内两路传输通道混合后的VOC待测气体，进入动物嗅辨装置2上的进气口21，传感装置3采集VOC气体调控装置1内实验动物的行为响应信号，传输到信号采集处理装置4内。
如图1-4所示，一种检测VOC气味强度等级和气味浓度等级的方法：
步骤1：在动物嗅辨装置2内放置动物，VOC气体调控装置1选用标准嗅辨液，根据传感装置3的测试数据，定性判断动物对气味的嗅辨能力，最终选定动物对气味敏感的行为响应信号；
步骤2：通过对动物在已知气味强度等级的气味样品中，对步骤1中选定的行为响应信号采集，建立气味强度与行为响应信号之间的数学模型；通过对动物在已知气味浓度等级的气味样品中，对步骤1中选定的行为响应信号采集，建立气味浓度与行为响应信号之间的数学模型；
步骤3：检测VOC气味强度等级和气味浓度等级：将实验动物放入动物嗅辨装置2中，让其在动物嗅辨装置2中适应一段时间；然后打开VOC气体调控装置1，将VOC待测气体按设定的流量通入到动物嗅辨装置2内，实验动物在待测VOC气体的刺激下，产生步骤1中选定的行为响应信号；该行为响应信号被传感装置3捕捉，进一步被信号采集处理装置4收集；最终将该数据结果导入到步骤3中建立的气味强度与行为响应信号之间的数学模型，得到VOC待测气体强度等级的判断；同时将该数据结果导入到步骤3中建立的气味浓度与行为响应信号之间的数学模型，得到VOC待测气味浓度等级的判断。
如图1-4所示，VOC气体调控装置1为VOC气体具有弱吸附的材质制造。
如图1-4所示，具有弱吸附的材质包括：玻璃或不锈钢。
如图1-4所示，在步骤1中，选定动物对气味敏感的行为响应信号包括：运动总路程、运动速度变化、呼吸变化及嗅闻次数。
为了提高检测VOC气味强度等级和气味浓度等级的一致性和客观性，本实用新型在检测过程中可采取以下几种措施：
1.尽可能消除动物自身因素(如性别、年龄、种类等)对气味评价结果的影响，使用条件相同的动物进行测试；
2.排除外界干扰因素(如光照、测试时间段、温度、湿度等)对检测VOC气味强度等级和气味浓度等级的影响，以保证动物的行为信号是仅由气味刺激引起的行为变化；
3.在对同一VOC气体进行气味强度等级和气味浓度等级检测评价时，选用大量的动物(几十只甚至上百只)作为气味评价主体，以保证检测评价结果具有统计性。
4.综合比较动物的多种行为响应信号(运动总路程、运动速度变化、呼吸变化及嗅闻次数)，选择出合适的行为响应信号作为气味强度等级和气味浓度等级检测判断指标。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。