步入式整车VOC和醛酮类采样环境舱的制作方法

本发明属于质量分析及检测技术领域，具体涉及一种整车的VOC和醛酮类采样环境舱。

背景技术：

随着汽车产业的高速发展，车内空气污染问题越来越受到各界的高度关注。消费者对汽车舒适性和感官的要求越来越高，为适应消费者的要求，不断提高车内设施的装饰水平及车厢密闭性，使车内空气污染物聚积而产生空气污染。

公众的环境意识和自我保护意识不断提高，对直接关系身体健康的车内空气质量日益关注。车内空气污染物中，甲醛、VOC（挥发性有机物）中的苯、甲苯等成分是世界卫生组织认定的致癌物，长期接触超标浓度的污染物会严重危害人们健康，甲醛会引起恶心、呕吐、咳嗽、胸闷、哮喘甚至肺气肿等病变，长期接触甲醛可引起慢性呼吸道疾病，严重时会导致鼻腔、口腔、鼻咽、咽喉、皮肤和消化道的癌症病变，甚至导致新生儿体质降低、染色体异常、引起儿童智力下降等问题，对污染物的释放量进行测试并加以限定，将有利于提高产品质量，保护人们健康。

技术实现要素：

本发明克服现有技术存在的不足，旨在提供一种步入式的整车VOC和醛酮类有害物质的采样环境舱，本环境舱提供了一个洁净的封闭空间，可迅速吸收和去除空气中的污染物，同时精确控制仓内的温度、湿度、风速、相对压力、换气率、背景浓度等指标，通过对车内污染物浓度的检测确定其污染物释放水平。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：步入式整车VOC和醛酮类采样环境舱，包括工作仓和设备仓，工作仓由保温库板外壳和内壁组成，内壁由惰性且内壁光滑的镜面不锈钢制成，舱体密封性能良好，密封材料精心选择不释放甲醛、VOC的密封材料（膨体聚四氟乙烯等）。工作仓保持一定的微正压，以防外界污染的进入，设备厂内装有换气系统（0~5次/小时），根据工况需要替换舱内空气。工作仓的后端设置有供车辆进入的仓门，工作仓的侧壁上还设置有控制仓内温度的温度控制系统、控制湿度的湿度控制系统、控制风向的风循环系统、背景浓度控制系统、换气系统、控制仓内压力的仓内正压保持系统和新风净化系统，工作仓内的地板上预设有轨道，打开仓门，汽车直接驶入。

其中，风循环系统包括壳体，壳体与工作仓内通过进风口与出风口相连通，进风口、壳体内部与出风口之间形成外置风道，壳体内的进风口处设置有循环风机，内部空气经由风机强制快速循环。

其中，温度控制系统设置在外置风道内，温度控制系统包括加热组件与制冷组件，加热组件设置在制冷组件的上方，通过工作仓传感器反馈的信号来控制加热、制冷的输出，实现温度快速控制。

其中，湿度控制系统包括设置在壳体内的除湿器和设置在壳体外的加湿锅炉，加湿锅炉与壳体的内部通过管道相连通，壳体内还设置有接水盘和水箱，接水盘和水箱之间通过管道相连通，接水盘设置在进风口处且其上端开口置于除湿器的下方。采用冷冻除湿、蒸汽加湿法控制湿度，直接作用于工作仓内的空气，响应快，控制精度高，能好小。工作仓内安装有湿度传感器，根据湿度传感器的信号反馈来控制加湿、除湿的启动顺序、频率等；除湿盘管位于风道内，加湿装置置于工作仓外，蒸汽通过导管输入循环风道，在风循环过程中迅速混合。

其中，风模拟系统包括轴流风机，轴流风机设置在工作仓内，轴流风机的排风端朝向工作仓的后端设置，模拟车辆的行驶状态。

其中，换气系统包括设置在工作仓内的内风道、回风道、送风道和多孔配风网板，内风道的一端与外置风道通过出风口相连通，另一端与送风道相连通，送风道的出风端与工作仓相连通，回风道的进风口与工作仓相连通，回风道与外置风道之间通过进风口相连通，多孔配风网板横向布置在工作仓内。风训话采取自然界最常见的横流方式，空气经由风机驱动，从环境舱一侧吸入，经由外置风道、内风道、送风道和回风道完成一个循环周期，内部采取多孔板对空气进行配平，保证被测车辆附近的风速符合标准要求。

其中，舱内正压保持系统包括压差传感器、控制器和变频器，压差传感器的感应头插装在工作仓内，压差传感器的输出端与变频器的输入端之间通过控制器相连通，通过压差传感器采取舱内的压差变化，并将压差信号输送给变频器，通过控制器和变频器控制舱内的压强。

其中，新风净化系统包括风机、净化器、排风管和蝶阀，风机的进风口通过引风管与大气相连通，风机的排风口与进风蝶阀之间通过净化器相连，进风蝶阀与净化器之间还连有流量计，进风蝶阀通过管道与回风道相连通，排风管与内风道相连通，排风管与内风道之间还连有排风蝶阀。新风换气由风机吸入外界空气，经由过滤器净化、流量计计量后送入环境舱内，排风管将污染空气排至室外，完成换气过程。采用抵押离心风机向舱内通入洁净空气来保持正压，进风经由过滤器净化后送入环境舱内，箱内装有微压传感器，自动感应舱内压力，通过控制器自动控制送风量，将舱内外压力维持在一个恒定值。

其中，引风管内设置有消音器和过滤网，过滤网设置在消音器的外侧，提高过滤精度，运行平稳，噪音小。

其中，还包括尾气排放系统，尾气排放系统包括尾气风机，尾气风机与工作仓内的汽车尾气管之间通过管道相连通，汽车尾气管与管道之间通过快速接头相连通，引风机设置在工作仓的外部。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明的舱体上设置有工作仓的侧壁上还设置有控制仓内温度的温度控制系统、控制湿度的湿度控制系统、控制风向的风循环系统、背景浓度控制系统、换气系统、控制仓内压力的仓内正压保持系统和新风净化系统，通过这几种系统的完美结合，模拟了一个特定的环境，用来测试汽车在规定的环境条件下车内的VOC、甲醛、等醛酮类物质的释放量，用来评估汽车内部的空气质量水平，自动控制，采样方便，测量精度高，方便实用，可操作性强，可广泛推广使用。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1为本发明的内部结构示意图。

图2为本发明的侧视图。

图3为本发明的内部俯视图。

图4为本发明的风循环系统的安装结构示意图。

图5为本发明的温度控制系统的安装结构示意图。

图6为本发明的湿度控制系统的安装结构示意图。

图7为本发明的风模拟系统的安装结构示意图。

图8为本发明的换气系统的安装结构示意图。

图9为本发明的正压保持系统的安装结构示意图。

图10为本发明的新风净化系统的安装结构示意图。

图11为本发明的尾气排放系统的安装结构示意图。

图中：1为工作仓，2为风模拟系统，3为温度控制系统，4为湿度控制系统，5风循环系统，6为换气系统，7为正压保持系统，8为新风净化系统，9为尾气排放系统，10为汽车，11为一氧化碳报警装置，21为轴流风机，31为加热组件，32为制冷组件，41为除湿器，42为加湿锅炉，43为接水盘，44为水箱，51为壳体，52为进风口，53为出风口，54为外置风道，55为循环风机，61为内风道，62为回风道，63为送风道，64为多孔配风网板，71为压差传感器，72为控制器，73为变频器，81为风机，82为净化器，83为排风管，84为进风蝶阀，85为流量计，86为排风蝶阀，87为消音器，88为过滤网，91为尾气风机。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明，附图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-3所示，步入式整车VOC和醛酮类采样环境舱，包括工作仓1，工作仓1由保温库板外壳和内壁组成，内壁由惰性且内壁光滑的镜面不锈钢制成，舱体密封性能良好，密封材料精心选择不释放甲醛、VOC的密封材料（膨体聚四氟乙烯等）。工作仓1保持一定的微正压，以防外界污染的进入，设备厂内装有换气系统6（0~5次/小时），根据工况需要替换舱内空气。工作仓1的后端设置有供车辆进入的仓门，工作仓1的侧壁上还设置有控制仓内温度的温度控制系统3、控制湿度的湿度控制系统4、控制风向的风循环系统5、背景浓度控制系统、换气系统6、控制仓内压力的仓内正压保持系统7和新风净化系统8，工作仓1内的地板上预设有轨道，打开仓门，汽车10直接驶入。

如图4所示，风循环系统5包括壳体51，壳体51与工作仓1内通过进风口52与出风口53相连通，进风口52、壳体51内部与出风口53之间形成外置风道54，壳体51内的进风口52处设置有循环风机55，内部空气经由风机强制快速循环。

如图5所示，温度控制系统3设置在外置风道54内，温度控制系统3包括加热组件31与制冷组件33，加热组件31设置在制冷组件33的上方，通过工作仓1传感器反馈的信号来控制加热、制冷的输出，实现温度快速控制。

如图6所示，湿度控制系统4包括设置在壳体51内的除湿器41和设置在壳体51外的加湿锅炉42，加湿锅炉42与壳体51的内部通过管道相连通，壳体51内还设置有接水盘43和水箱44，接水盘43和水箱44之间通过管道相连通，接水盘43设置在进风口52处且其上端开口置于除湿器41的下方。采用冷冻除湿、蒸汽加湿法控制湿度，直接作用于工作仓1内的空气，响应快，控制精度高，能好小。工作仓1内安装有湿度传感器，根据湿度传感器的信号反馈来控制加湿、除湿的启动顺序、频率等；除湿盘管位于风道内，加湿装置置于工作仓外，蒸汽通过导管输入循环风道，在风循环过程中迅速混合。

如图7所示，风模拟系统2包括轴流风机21，轴流风机21设置在工作仓1内，轴流风机21的排风端朝向工作仓1的后端设置，模拟车辆的行驶状态。

如图8所示，换气系统6包括设置在工作仓1内的内风道61、回风道62、送风道63和多孔配风网板64，内风道61的一端与外置风道54通过出风口53相连通，另一端与送风道63相连通，送风道63的出风端与工作仓1相连通，回风道62的进风口52与工作仓1相连通，回风道62与外置风道54之间通过进风口52相连通，多孔配风网板64横向布置在工作仓1内。风训话采取自然界最常见的横流方式，空气经由风机驱动，从环境舱一侧吸入，经由外置风道54、内风道61、送风道63和回风道62完成一个循环周期，内部采取多孔板对空气进行配平，保证被测车辆附近的风速符合标准要求。

换气可快速排出舱内污染物，ISO 12219-1-2012要求被测车辆处于驾驶模式时换气率保持在2次/小时的水平。

其中，环境舱要长久保持舱内空气的清洁，必须具备清洁的舱体、洁净的密封材料、舱内正压保持、新风换气等功能和措施，同时还得具备高效的空气净化系统，用来迅速去除被测车辆释放出的污染物，保证背景浓度符合测试要求。工作仓1内的风通过含有吸附材料的风道，以每小时200次以上的循环量可长期保证舱内背景浓度极低，吸附材料的填装量约为500公斤，可保证设备连续使用2年以上背景浓度不超标。

工作仓1去不采用SUS304镜面不锈钢制成，表面光洁，采用酒精反复擦拭清洁，无有机物释放和吸附。

密封材料全部采用食品级硅胶、聚四氟乙烯等清洁材料，使用前进行无害化处理，保证无有机物释放和吸附。

如图9所示，舱内正压保持系统7包括压差传感器71、控制器72和变频器73，压差传感器71的感应头插装在工作仓1内，压差传感器71的输出端与变频器73的输入端之间通过控制器72相连通，通过压差传感器71采取舱内的压差变化，并将压差信号输送给变频器73，通过控制器72和变频器73控制舱内的压强。

如图10，新风净化系统8包括风机81、净化器82、排风管83和蝶阀，风机81的进风口52通过引风管与大气相连通，风机81的排风口与进风蝶阀84之间通过净化器82相连，进风蝶阀84与净化器82之间还连有流量计85，进风蝶阀84通过管道与回风道62相连通，排风管83与内风道61相连通，排风管83与内风道61之间还连有排风蝶阀86。新风换气由风机81吸入外界空气，经由过滤器净化、流量计85计量后送入环境舱内，排风管83将污染空气排至室外，完成换气过程。采用抵押离心风机向舱内通入洁净空气来保持正压，进风经由过滤器净化后送入环境舱内，箱内装有微压传感器，自动感应舱内压力，通过控制器72自动控制送风量，将舱内外压力维持在一个恒定值。

其中，引风管内设置有消音器87和过滤网88，过滤网88设置在消音器87的外侧，提高过滤精度，运行平稳，噪音小。

如图11所示，还包括尾气排放系统9，尾气排放系统9包括尾气风机91，尾气风机91与工作仓1内的汽车10尾气管之间通过管道相连通，汽车10尾气管与管道之间通过快速接头相连通，引风机设置在工作仓1的外部。

另外，舱内还设置有光照加热系统，采用84个红外加热射灯，模拟阳光对汽车10内进行照射加热，产品采用PID电脑温控，可以快速实现试验升温要求。

其中，舱体上还设有一氧化碳报警装置11，用于测定舱内的一氧化碳的浓度。

具体操作时，将车辆驶入环境仓中，去除车辆内部构件上的覆盖物，将所有的车船、门全部打开，静置放置不少于6小时，左后四小时的环境必须与测试阶段要求相同，然后不知采样装置，所有的车窗、门关闭密封，车辆封闭16小时，测试舱环境与测试阶段一致，封闭结束后采样，并进入测试阶段，进行VOC采样，进行醛酮类采样，进行舱外同步采样，采样体积不大于车容5％，温度控制在25±1℃，湿度控制在50±10％RH，风速小于0.3m/s。将样品保存分析，测试结束后，车辆驶出环境舱。

主要性能指标为;

工作室容积：148m³

工作温度范围：15~50℃

温度波动度：≤±0.5℃

温度均匀度：≤±2.0℃

温度控制：加热、制冷对抗平衡法（加热、制冷组件外置）

工作湿度范围：30~80％RH

湿度波动：≤±3%RH

湿度均匀度：≤±2%RH

湿度分辨率：0.1%RH

湿度控制：冷冻除湿、蒸汽加湿

背景浓度：甲苯本底值：≤0.02mg/m³，甲苯本底值：≤0.02mg/m³，TVOC本底值≤0.05 mg/m³

空气交换率可调范围：0.1~10次/小时

中心风速可调范围：0.1~1.0m/s

运行时，工作仓相对外界正压保持：10±5pa。

主要硬件配置

外壳材质：库板预成型，保温层厚度120mm，内表面SUS304镜面不锈钢1.2mm，外表面彩钢0.8mm，表面静电喷涂、白色、涂镀层应平整光滑，色泽均匀，库板边与边之间缝隙均匀细小，无明显变形。

地板材质：SUS304镜面不锈钢3.0mm，防滑处理，称重：2T/㎡。

密封材质：进口聚四氟乙烯、氟橡胶等。

工作仓材质：Q235A钢板，表面高温喷塑处理。

舱内空气净化组件：组合式高效活性炭组件，活性炭填充量：500kg。

新风净化：组合式高效活性炭净化器，活性炭填充量：200kg。

易爆气体报警装置，防止汽油挥发导致的潜在的爆炸危险。

加湿供水：RO逆渗透膜处理机自动供水。

本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。因此，无论从那一点来看，本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制发明，权利要求书指出了本发明的范围，而上述的说明并未指出本发明的范围，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何变化，都应认为是包括在权利要求书的范围内。