一种检测物体可挥发性有机气体释放速率的便携式检测仪的制作方法

本实用新型涉及一种检测物体可挥发性有机气体释放速率的便携式检测仪。

背景技术：

随着生活水平的不断提高和生活方式的改变，人们在室内的时间越来越长，室内空气质量的优劣直接影响到人们的身体健康。影响室内空气质量的因素有多种，其中极其重要的一种为可挥发性有机物气体(英文缩写VOCs)，因为VOCs气体成分复杂，包括苯系物、有机氯化物、氟里昂系列、有机酮、胺、醇、醚、酯、酸和石油烃化合物等，单独对每种物质进行检测技术难度和实现成本都很高，难以实现，实际多采用金属氧化半导体气体传感器来检测总挥发性有机物(英文缩写TVOC)。TVOC的毒性、刺激性、致癌性和特殊的气味性，会影响皮肤和黏膜，对人体产生急性损害。世界卫生组织(WHO)、美国国家科学院/国家研究理事会(NAS/NRC)等机构一直强调TVOC是一类重要的空气污染物。

室内TVOC的主要来源，除了人体自身的排放，燃煤或天然气等燃料的燃烧产物和烹调的烟雾外，大部分来自室内建筑和装饰材料中的板材、胶合剂、涂料、壁纸等，这些产品无论质量好坏，几乎都会释放TVOC，区别在于合格产品的释放速度非常低，在正常的通风环境下，不会造成室内TVOC浓度超标，而不合格产品会超量释放TVOC气体，造成TVOC浓度上升超标，严重影响室内空气质量。如今市场上产品种类繁多，质量良莠不齐，一旦买到不良厂家生产的不合格产品，这些不合格品将会源源不断地超量释放TVOC,造成室内TVOC浓度超标，长期生活在这种环境中，人们的健康将会受到严重伤害。

目前市场上的气体检测仪，只能检测一定空间中的TVOC浓度，例如检测衣柜中或者房间里的TVOC浓度，而对于壁纸、窗帘、桌子这些不能形成密闭空间的产品，将无法测试其TVOC释放速率。因此，消费者无法判断所购买的产品TVOC释放速率是否真的合格，而且当发现室内TVOC超标时，也无法确定具体的污染源，这对合法维权和治理室内空气质量都是一个很大的障碍。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种新型结构的便携式气体检测仪，这种新型结构的便携式检测仪，不仅可以检测室内TVOC浓度，还可以测试指定产品表面的TVOC气体释放速率，从而帮助消费者判断产品质量是否达到环保标准或者找到室内TVOC气体污染源。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种检测物体可挥发性有机气体释放速率的便携式检测仪，包括外壳，所述外壳的一端具有向内凹陷的半隔离检测腔，所述检测腔与所述外壳固定连接或为一个整体，所述检测腔的内壁上设置有气体感测元件，所述检测腔的端面处设有保护所述气体感测元件的不锈钢网罩，所述外壳内部还设有开关、数据处理器及供电单元，所述气体感测元件与所述数据处理器电连接，所述数据处理器与所述开关和供电单元电连接，气体感测元件可实时感测腔体内可挥发性有机物气体浓度及变化，数据处理器得出可挥发性有机物气体浓度上升速率，并评估物体的安全性。

所述外壳上还设置有显示屏，所述显示屏与所述数据处理器电连接，显示屏用于显示测试结果和评估结论。

所述外壳上还设置有模式切换按钮，所述模式切换按钮与所述数据处理器电连接，通过模式切换按钮可以选择相应的测试精度。

优选的，检测腔内部采用金属材料、陶瓷或其他无VOCs气体挥发材料，检测仪其他部分也应采用低VOCs气体挥发材料，以排除检测仪本身对测试结果的影响。

优选的，检测腔的半隔离结构为碗状、喇叭状或者管状，开口的面积约为30cm²的圆形、椭圆形或方形，开口能够与待测物体表面达到较好的贴合状态以形成闭合腔体。

进一步的，所述检测腔的腔体体积与检测腔开口面积之比小于5.01cm，若需要提高灵敏度，优选采用圆锥体结构，尽量增大开口面积，并减小腔体体积，以减小该比例。

本实用新型的有益效果是：

1)通过设置半隔离结构的检测腔，检测腔内设置有气体感测元件，检测腔可直接与被测物体接触，与被测物体表面形成闭合腔体，用于测试指定产品表面的TVOC气体释放速率，能够帮助消费者判断产品是否达标或者找到室内TVOC气体污染源。

2)该仪器结构简单，体积小，可靠性高，实用性强，无需使用外接电源，便于使用者携带和操作。

附图说明

图1为本实用新型涉及的所述便携式检测仪的圆柱形态示意图；

图2为本实用新型涉及的所述便携式检测仪的圆柱形态剖面示意图；

图3为本实用新型涉及的所述便携式检测仪的立方体形态示意图；

图4为本实用新型涉及的所述便携式检测仪的立方体形态剖面示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、外壳，2、检测腔，3、不锈钢网罩，4、显示屏，5、开关，6、模式切换按钮，7、气体感测元件，8、数据处理器，9、供电单元。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1

如图1-2所示，一种检测物体可挥发性有机气体释放速率的便携式检测仪，包括圆筒状的外壳1，所述外壳1的一端具有向内凹陷的半隔离检测腔2，所述检测腔2与所述外壳1固定连接或为一个整体，所述检测腔2的内壁上设置有气体感测元件7，所述检测腔2的端面处设有保护所述气体感测元件的不锈钢网罩3，所述外壳1内部还设有开关5、数据处理器8及供电单元9，所述气体感测元件7与所述数据处理器8电连接，所述数据处理器8与所述开关5和供电单元9电连接，气体感测元件7可实时感测腔体内可挥发性有机物气体浓度及变化，数据处理器8得出可挥发性有机物气体浓度上升速率，并评估物体的安全性。

所述外壳1上还设置有显示屏4，所述显示屏4与所述数据处理器8电连接，显示屏4用于显示测试结果和评估结论。

所述外壳1上还设置有模式切换按钮6，所述模式切换按钮6与所述数据处理器8电连接，通过模式切换按钮6可以选择相应的测试精度。

实施例2

如图3-4所示，一种检测物体可挥发性有机气体释放速率的便携式检测仪，包括立方体型的外壳1，所述外壳1的一端具有向内凹陷的半隔离检测腔2，所述检测腔2与所述外壳1固定连接或为一个整体，所述检测腔2的内壁上设置有气体感测元件7，所述检测腔2的端面处设有保护所述气体感测元件的不锈钢网罩3，所述外壳1内部还设有开关5、数据处理器8及供电单元9，所述气体感测元件7与所述数据处理器8电连接，所述数据处理器8与所述开关5和供电单元9电连接，气体感测元件7可实时感测腔体内可挥发性有机物气体浓度及变化，数据处理器8得出可挥发性有机物气体浓度上升速率，并评估物体的安全性。

所述外壳1上还设置有显示屏4，所述显示屏4与所述数据处理器8电连接，显示屏4用于显示测试结果和评估结论。

所述外壳1上还设置有模式切换按钮6，所述模式切换按钮6与所述数据处理器8电连接，通过模式切换按钮6可以选择相应的测试精度。

优选的，检测腔2采用金属材料、陶瓷或其他无VOCs气体挥发材料，检测仪其他部分也应采用低VOCs气体挥发材料，以排除检测仪本身对测试结果的影响。

优选的，检测腔2的半隔离结构为碗状、喇叭状或者管状，开口的面积约为30cm²的圆形、椭圆形或方形，开口能够与待测物体表面达到较好的贴合状态以形成闭合腔体。

进一步的，所述检测腔2的腔体体积与检测腔2开口面积之比小于5.01cm，若需要提高灵敏度，优选采用圆锥体结构，尽量增大开口面积，并减小腔体体积，以减小该比例。

甲醛为TVOC中最受关注的气体，故以测试板材甲醛气体释放速率为例，对本设计作进一步说明：

即便是不合格板材，板材每秒释放甲醛的速率仍然很慢，而传感器的探测灵敏度有最低限制，因此需要结合探测器的探测极限来设计检测腔的结构，才能够分辨板材的优劣。

设检测腔开口面积为S，检测腔腔体体积为V，板材甲醛释放速率为Vg，测试所需时间为t，芯片能探测到的最低甲醛质量浓度Cm(mg/m³)，根据国内外对室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量值的限制，合格板材甲醛释放速度Vg≤60ug/m²h＝1.67×10^-5mg/m²s。

若要满足测试需求，则：

Cm·V<S·Vg·t，即

根据现有的传感器灵敏度，能够探测到的甲醛浓度Cm＝0.01mg/m³，

若需要30s内完成测试，则t＝30s,

故，作为优选，检测腔腔体体积与检测腔开口面积之比小于5.01cm,若需要足够灵敏或提高测试速度，优选采用圆锥体结构，尽量增大开口面积，并减小腔体体积。

当选用不同的灵敏度的气体感测原件时，检测腔的设计应该满足上诉关系。

对于测试数据的处理，参照下列公式：

Cm·V＝S·Vg·t，即

Cm为经过数据处理器得出的甲醛浓度，与t具有正比关系，经过一段时间等待，Vg即可达到稳定时，即可获取相应数据。

本实用新型涉及的所述便携式检测仪使用方式如下：

当需要使用检测仪时，将检测仪放到室外清洁空气处，打开开关5，根据测试需求，通过模式切换按钮6选择相应的测试精度，然后等待预热结束。若选择普通精度测试，预热需等待3mi n，若选择高精度测试，预热需等待10min。当预热结束后，再按下模式选择键6，选择常规室内空气检测模式或者材料TVOC释放速率检测模式：

1)若选择常规室内空气检测模式，则将预热结束后的检测仪拿到室内，放到需要检测的房间或者柜子里，等待10～20s，直到检测仪示数基本保持稳定，然后读出显示屏4所显示的结果；

2)若选择材料TVOC释放速率检测模式，则将检测仪检测腔2开口接触所需要检测的物体表面，尽量保证检测腔的开口边缘与物体表面完全接触，然后等待5～10s，读出测试仪显示结果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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。