用于气味评价的负压采气箱及其使用方法与流程

1.本发明涉及材料气味评价领域，特别是指一种用于气味评价的负压采气箱及其使用方法。


背景技术：

2.逸散在空气中的气味物质对人类的危害，在七大公害中仅次于噪声而位居第二，因此气味污染已经引起广泛的关注。对于气味污染的控制需要借助科学的气味气体采样技术。目前，国内外涉及气味气体的采样方法主要有采样袋法、真空瓶法、真空罐法、注射器法等。
3.采样袋法即使用大气采样器或负压采气箱直接采集气味气体于气袋中，然后转移至实验室进行评价。使用大气采样器采集气味气体时，由于气味气体会经过采样设备，气味气体容易被吸附，导致测定结果不准确。使用传统的负压采气箱进行气味气体的采集时，气味气体虽然不经过采样设备，但存在无法准确控制采集气体流量以及采样时间的缺陷。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供一种用于气味评价的负压采气箱及其使用方法，本发明可以全自动进行气袋和管路的清洗，去除气袋及管路中的气味本底，可以极大的提高气味气体采样的效率以及采样的科学性。
5.本发明提供技术方案如下：
6.一种用于气味评价的负压采气箱，包括箱体，其中：
7.所述箱体分为气腔和控制腔，所述气腔与所述控制腔以及外界环境密封隔离；所述控制腔上开设有与外界环境连通的控制腔进气口和控制腔出气口，所述气腔与所述控制腔间隔的侧壁上开设有气腔进气口和气腔出气口；所述气腔上开设有可开合的密封盖；
8.所述控制腔进气口和气腔进气口之间连接有位于所述控制腔内的并联的第一管路、第二管路和第三管路，所述第一管路上设置有第一电磁阀和空气净化装置，所述第二管路上设置有第二电磁阀，所述第三管路上设置有第三电磁阀和盛有清洗试剂的试剂瓶，所述试剂瓶之前的第三管路位于所述清洗试剂液面之下，所述试剂瓶之后的第三管路位于所述清洗试剂液面之上；
9.所述气腔出气口和控制腔出气口之间连接有位于所述控制腔内的第四管路，所述第四管路上设置有双向电动气泵、第四电磁阀和流量计；
10.所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、双向电动气泵和流量计连接有控制终端。
11.进一步的，所述气腔内设置有加热元件和温度传感器，所述加热元件和温度传感器与所述控制终端连接。
12.进一步的，所述箱体的材质为无味硬质材料，所述箱体内填充有保温材料。
13.进一步的，所述气腔上设置有双层隔热玻璃视窗。
14.进一步的，所述气腔内设置有气压传感器，所述气压传感器与所述控制终端连接。
15.进一步的，所述密封盖通过翻盖轴与所述气腔连接，所述密封盖与所述气腔的接缝处设置有密封胶垫。
16.进一步的，所述空气净化装置包括活性炭净化管和空气除水装置，所述空气除水装置为分子筛管或硅胶净化管。
17.进一步的，所述气腔内设置有气袋支架。
18.一种上述的用于气味评价的负压采气箱的使用方法，所述方法包括：
19.s1：打开密封盖，将气袋放置于气腔内，并将气袋的出气口连接至气腔进气口，关闭密封盖，向试剂瓶中加入清洗试剂；
20.s2：打开第三电磁阀和第四电磁阀，第一电磁阀和第二电磁阀处于关闭状态，通过控制终端设置双向电动气泵为抽气模式，抽气一定时间直至气袋中采集的气体体积达到气袋最大容积的设定百分比；
21.s3：关闭第四电磁阀，开启加热元件，使气腔内温度达到设定温度，静置一定时间；
22.s4：打开第四电磁阀，关闭第三电磁阀，打开第二电磁阀，通过控制终端设置双向电动气泵为充气模式，充气一定时间直至气袋中气体全部排空，关闭第二电磁阀；
23.s5：重复步骤s2
‑
s4一定次数；
24.s6：打开第一电磁阀和第四电磁阀，第二电磁阀和第三电磁阀处于关闭状态，通过控制终端设置双向电动气泵为抽气模式，抽气一定时间直至气袋中采集的气体体积达到气袋最大容积的设定百分比；
25.s7：关闭第四电磁阀，开启加热元件，使气腔内温度达到设定温度，静置一定时间；
26.s8：打开第四电磁阀，关闭第一电磁阀，打开第二电磁阀，通过控制终端设置双向电动气泵为充气模式，充气一定时间直至气袋中气体全部排空，关闭第二电磁阀；
27.s9：重复步骤s6
‑
s8一定次数；
28.s10：待气腔内温度降低至室温，打开第二电磁阀和第四电磁阀，第一电磁阀和第三电磁阀处于关闭状态，通过控制终端设置双向电动气泵为抽气模式，抽气一定时间直至气袋中采集的气体体积达到设定的采集量；
29.s11：关闭第二电磁阀和第四电磁阀，打开密封盖，取出气袋，完成气体采集工作。
30.本发明具有以下有益效果：
31.1、通过控制终端的设置实现对气味气体样本的定时定量采集，精确控制采集气体流量以及采样时间。
32.2、实现气袋及采集气味气体的管路的全自动清洗，去除气袋及管路中残留的气味本底。
33.3、在气味气体只经过第二管路，而不与气泵、流量计接触的前提下实现了气味样本的采集，大幅度降低了采样装置对于气味气体的吸附，使得测定结果更准确。
34.4、全自动进行气味气体采集，可以大幅提高气体采集效率，降低试验人力成本，保证采气的科学性。
附图说明
35.图1为本发明的用于气味评价的负压采气箱的示意图。
具体实施方式
36.为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
37.实施例1：
38.本发明实施例提供一种用于气味评价的负压采气箱，其包括箱体1，其中：
39.箱体1分为气腔19和控制腔21，气腔19与控制腔21以及外界环境密封隔离，具有良好的密封性。
40.控制腔19上开设有与外界环境连通的控制腔进气口22和控制腔出气口23，气腔19与控制腔21间隔的侧壁24上开设有气腔进气口25和气腔出气口26。
41.气腔19上开设有可开合的密封盖27，向气腔19内放入和取出气袋15时，需要打开密封盖27。
42.气袋15用于储存采集的气体样本，气袋15由低吸附无异味的材质制成，可以耐受至少100℃的温度。
43.控制腔进气口22和气腔进气口25之间连接有位于控制腔21内的并联的第一管路2’、第二管路3’和第三管路4’。
44.第一管路2’上设置有第一电磁阀2和空气净化装置6、7，第一电磁阀2控制第一管路2’的开启和关闭，空气净化装置用于对第一管路2’内的空气进行净化，得到洁净空气。
45.第二管路3’上设置有第二电磁阀3，第二电磁阀3控制第二管路3’的开启和关闭。
46.第三管路4’上设置有第三电磁阀4和盛有清洗试剂的试剂瓶5，第三电磁阀4控制第三管路4’的开启和关闭，试剂瓶用于储存清洗气袋和第二管路的清洗试剂，清洗试剂一般优选为分析纯乙醇。
47.其中，试剂瓶5内前段第三管路4’的高度低于后段第三管路4’的高度，使得试剂瓶5盛有清洗试剂时，试剂瓶5之前的第三管路4’位于清洗试剂液面之下，试剂瓶5之后的第三管路4’位于清洗试剂液面之上。
48.气腔出气口26和控制腔出气口23之间连接有位于控制腔21内的第四管路9’，第四管路9’上设置有双向电动气泵8、第四电磁阀9和流量计10。
49.双向电动气泵8可以对气腔19进行抽气或充气，第四电磁阀9可以调节第四管路9’的抽气/充气流量，流量计10可以精确第四管路9’中的气体流量，与电磁阀9联动控制第四管路9’的气体流量。
50.第一电磁阀2、第二电磁阀3、第三电磁阀4、第四电磁阀9、双向电动气泵8和流量计10连接有控制终端20。
51.控制终端20可以控制第一电磁阀2、第二电磁阀3、第三电磁阀4的开关以及通过控制第四电磁阀9调节第四管路9’的气体流量。同时控制终端20还可以显示各个管路中的气体流量，同时具有计时功能。
52.本发明使用时，首先将气袋15的出气口连接至气腔进气口25，并向试剂瓶5中加入清洗试剂，清洗试剂一般优选分析纯乙醇；然后对气袋15和第二管路3’进行若干次溶剂清洗和若干次洁净空气清洗，降低气袋残留本底。
53.在进行溶剂清洗时，打开第三电磁阀4和第四电磁阀9，双向电动气泵8抽气，混有清洗试剂的空气进入气袋15。一段时间后关闭第三电磁阀4，打开第二电磁阀3，双向电动气
泵8充气，混有清洗试剂的空气从第二管路3’排出。实现一次溶剂清洗。
54.在进行洁净空气清洗时，打开第一电磁阀2和第四电磁阀9，双向电动气泵8抽气，经空气净化装置净化的洁净空气进入气袋15。一段时间后关闭第一电磁阀2，打开第二电磁阀3，双向电动气泵8充气，洁净空气从第二管路3’排出。实现一次洁净空气清洗。
55.进行若干次溶剂清洗和若干次洁净空气清洗后，即可按如下方法进行气味气体采集：
56.打开第二电磁阀3和第四电磁阀9，第一电磁阀2和第三电磁阀4处于关闭状态，双向电动气泵8抽气，气味气体通过第二管路3’进入气袋15中。
57.本发明具有以下有益效果：
58.1、通过控制终端的设置实现对气味气体样本的定时定量采集，精确控制采集气体流量以及采样时间。
59.2、实现气袋及采集气味气体的管路的全自动清洗，去除气袋及管路中残留的气味本底。
60.3、在气味气体只经过第二管路，而不与气泵、流量计接触的前提下实现了气味样本的采集，大幅度降低了采样装置对于气味气体的吸附，使得测定结果更准确。
61.4、全自动进行气味气体采集，可以大幅提高气体采集效率，降低试验人力成本。
62.作为本发明实施例的一种改进，气腔19内设置有加热元件18和温度传感器13，加热元件18和温度传感器13与控制终端20连接。
63.加热元件18可以加热气腔19内空气温度，温度传感器13用于测量气腔19中的温度，温度传感器13与加热元件18联动控制气腔19内的温度，气腔19内的温度在控制终端20上显示。
64.箱体1的外壁材质为无味硬质材料，箱体1内部填充有保温材料。
65.加热元件18、温度传感器13和箱体1保温材料的设置，保证了负压采气箱内的温度恒定，保证气味气体在采集、转移过程中不因环境改变而导致气味气体冷凝等问题。
66.气腔19上设置有双层隔热玻璃视窗14，双层隔热玻璃视窗14用于便于使用者观察气腔19中气袋15的充气情况，及时排查气袋15漏气或者气袋15与管路连接问题，并且双层隔热玻璃视窗14还保证了气腔19的隔热。
67.气腔19内设置有气压传感器12，气压传感器12与控制终端20连接。气压传感器12用于测定气腔19中的气压，气压过高或气压过低都会反馈给第四电磁阀9和双向电动气泵8，使其关闭，保证采样过程的安全。气腔19中的气压可以在控制终端20上显示。
68.密封盖27通过翻盖轴11与气腔19连接，密封盖27与气腔19的接缝处设置有密封胶垫16。翻盖轴11为密封盖27打开/关闭时的旋转轴，密封胶垫16可以将密封盖27与气腔19的接缝密封，保证气腔19的气密性。
69.前述的空气净化装置包括活性炭净化管6和空气除水装置7，空气除水装置7为分子筛管或硅胶净化管。活性炭净化管6用于吸附去除流经第一管路空气的污染物，分子筛或硅胶净化管用于吸附去除流经第一管路空气的水分。
70.为方便气袋的支撑，气腔19内设置有气袋支架17。
71.实施例2：
72.本发明实施例提供一种前述实施例1所述的用于气味评价的负压采气箱的使用方
法，该方法包括：
73.s1：打开密封盖27，将气袋15放置于气腔19内的气袋支架17上，并将气袋15的出气口连接至气腔进气口25，关闭密封盖27，向试剂瓶5中加入清洗试剂。
74.s2：打开第三电磁阀4和第四电磁阀9，此时第一电磁阀2和第二电磁阀3处于关闭状态，通过控制终端20设置双向电动气泵8为抽气模式，并设置气体流量和抽气时间，抽气一定时间直至气袋15中采集的气体体积达到气袋15最大容积的设定百分比，例如保证气袋15中采集的气体体积约为气袋15最大容积的80％。
75.s3：关闭第四电磁阀9，开启加热元件18，使气腔19内温度达到设定温度(例如80℃)，静置一定时间。
76.s4：打开第四电磁阀9，关闭第三电磁阀4，打开第二电磁阀3，通过控制终端20设置双向电动气泵8为充气模式，充气一定时间直至气袋15中气体全部排空，关闭第二电磁阀3。
77.s5：以上步骤s2
‑
s4为一次溶剂(例如酒精)清洗，可以重复步骤s2
‑
s4一定次数，反复多次对气袋和第二管路进行溶剂清洗。
78.s6：打开第一电磁阀2和第四电磁阀9，第二电磁阀3和第三电磁阀4处于关闭状态，通过控制终端20设置双向电动气泵8为抽气模式，并设置气体流量和抽气时间，抽气一定时间直至气袋15中采集的气体体积达到气袋15最大容积的设定百分比，例如保证气袋15中采集的气体体积约为气袋15最大容积的80％。
79.s7：关闭第四电磁阀9，开启加热元件18，使气腔19内温度达到设定温度(例如80℃)，静置一定时间。
80.s8：打开第四电磁阀9，关闭第一电磁阀2，打开第二电磁阀3，通过控制终端20设置双向电动气泵8为充气模式，充气一定时间直至气袋15中气体全部排空，关闭第二电磁阀3。
81.s9：以上步骤s6
‑
s8为一次洁净空气清洗，可以重复步骤s6
‑
s8一定次数，反复多次对气袋和第二管路进行洁净空气清洗。
82.s10：待气腔19内温度降低至室温，打开第二电磁阀3和第四电磁阀9，第一电磁阀2和第三电磁阀4处于关闭状态，通过控制终端20设置双向电动气泵8为抽气模式，设置气体流量和抽气时间，抽气一定时间直至气袋15中采集的气体体积达到设定的采集量。
83.s11：采集完气味气体后，关闭第二电磁阀3和第四电磁阀9，打开密封盖27，取出气袋15，完成气体采集工作。
84.下面以一些具体的试验示例对本发明的方法进行详细说明：
85.1、气味本底比较。
86.根据iso 16000
‑
28:2012中的要求对气味评价人员进行培训，组建气味评价小组(8人)。
87.选择两个材质规格完全一致的气袋(记为气袋1和气袋2)进行对比试验，比较采集高浓度气味气体后气袋的残留。将两个气袋按照上述s10、s11采集320mg/m3的丙酮标准气体10l，然后排空气袋后。其中气袋1不进行气袋清洗，再按照上述s10、s11采集10l环境空气，进行气味强度评价。另一个气袋(记为气袋2)按照上述气袋溶剂清洗、气袋洁净空气清洗、气味气体采集步骤(s1
‑
s11)采环境空气10l，进行气味强度评价，同时采用gc
‑
fid的方法对两个气袋中的丙酮浓度进行定量。对比结果见下表1和表2：
88.表1.气味强度值结果
[0089][0090]
表2.丙酮浓度结果
[0091][0092]
可以看出，经过发明的溶剂清洗和洁净空气清洗后，气袋本底气味强度值得到很大的改善，保证了采集气味气体的真实性。
[0093]
2、采气装置吸附效应比较。
[0094]
选择两个材质规格完全一致的气袋(记为气袋3和气袋4)进行普通大气采样器和本发明采集气体时的吸附效应对比试验。选择气袋3使用普通大气采样器采集320mg/m3的丙酮标准气体，气袋4使用本发明采集320mg/m3的丙酮标准气体。使用gc
‑
fid分别对两个气袋中的丙酮进行定量测定。结果见下表：
[0095][0096][0097]
可以看出，通过本发明采集丙酮气体，可以大幅度降低采样装置对于气味气体的吸附。
[0098]
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。