CN103439150A

CN103439150A - 一种鞋类voc挥发采样装置和方法

Info

Publication number: CN103439150A
Application number: CN2013102406725A
Authority: CN
Inventors: 童玉贵
Original assignee: Comprehensive Technology Service Center Of Putian Entry-Exit Inspection And Quarantine Bureau
Current assignee: Comprehensive Technology Service Center Of Putian Entry-Exit Inspection And Quarantine Bureau
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2033-06-17
Also published as: CN103439150B

Abstract

本发明公开了一种鞋类VOC挥发采样装置和方法，其特征在于它包括一容置室，其体积可容纳一双整鞋，具有导热的外壁，包括一个可开启的密封门和一排气阀，该容置室还包括可加热其内部气体的一加热器；所述排气阀与所述容置室构成完整的气体通路。本装置实现了整鞋方式的VOC快速检测，具有精度高、速度快、操作方便的特点，建立了新颖的鞋类VOC检测模式。

Description

一种鞋类VOC挥发采样装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于采集鞋类制品中挥发性有机化合物（VOC）的装置及其相关的采样方法。

背景技术

随着人们对健康的要求越来越高，对鞋类等穿着产品中的挥发性有机化合物（VOC）残留量也越来越关注。传统的鞋类VOC检测，是把鞋类成品按材料分类剪成碎片，然后置入小样品瓶，密封，用顶空气相色谱方法检测各材料的VOC成分含量，这种方法虽然可以较快测出材料的VOC成分含量，但仍存在以下问题：首先，所测VOC结果只是材料的结果，一些制鞋工艺过程中所引入或衍生出的额外VOC成分，在材料的检测结果上无法体现；其次，材料的VOC成分在加工过程会发生变化，材料VOC结果与成鞋的VOC结果会存在较大程度的差异，材料结果无法代表整鞋产品的VOC含量，无法评判残留的VOC对身体健康可能造成的影响程度，无法评价整鞋产品的好坏；另外，需要检测多种鞋类原材料，导致加工成本高、检测效率低，不能随时随地进行制成品的抽查，还会不可避免地破坏检测样品。

发明内容

针对现有鞋类制品VOC检测模式方法的现状，本发明提出了一种鞋类VOC挥发采样装置和相关的采样方法，旨在克服原有VOC成分受影响而检测结果存在偏差的问题。其技术方案如下：

一种鞋类VOC挥发采样装置，它包括：

容置室，具有导热的外壁，包括一个可开启的密封门，该容置室还包括可加热其内部气体的一加热器；所述排气阀与所述容置室构成完整的气体通路。加热器可以置于容置室内，或者位于容置室外部。

该采样装置的改进方案有：

较佳实施例中，在该容置室内部具有生成内循环气流的一对流机构。

较佳实施例中，所述对流机构包括一鼓风机，该鼓风机包括产生内循环气流的一风叶，该风叶表面具有防VOC气体吸附的涂层。

较佳实施例中，所述容置室形态为一筒状，其内部具有放置台，所述密封门置于该容置室筒状的一端；该容置室内壁具有防VOC气体吸附的涂层，且其外壁具有保温材料。

较佳实施例中，所述加热器包括一电热管，该电热管缠绕于所述容置室外部对其外表面进行均匀加热。

较佳实施例中，所述容置室还具有一压力表和压力安全阀。

较佳实施例中，所述容置室具有至少一个检测抽气口，该检测抽气口包括一带有密封垫的螺纹旋盖。

较佳实施例中，所述容置室还包括一进气阀，所述进气阀、容置室和所述排气阀构成完整的气体通路；另有一负压生成器，通过一抽气管连通所述排气阀。

本发明还提供一种鞋类VOC采样方法：

使用一个采样装置，该采样装置包括：

容置室，其体积可容纳一双整鞋，具有导热的外壁，包括一个可开启的密封门、一进气阀、一排气阀以及在该容置室内部生成内循环气流的对流机构；该容置室还包括可加热其内部气体的一加热器；

负压生成器，通过一抽气管连通所述排气阀；

其中，进气阀、排气阀均与所述容置室构成完整的气体通路。

该采样方法顺次包括：

预置步骤，将需检测整鞋置入所述容置室，然后保持所述密封门关闭；开启所述排气阀和进气阀，从进气阀向该容置室填充氦气；

挥发步骤，关闭所述密封门、进气阀和排气阀，启动所述加热器和对流机构，设定好加热温度，保持所述对流机构、加热器工作，持续一保温时间；

采样步骤，从所述检测抽气口抽取气体样本用于气体分析，抽样时停止所述对流机构工作。

该采样方法的改进有：

较佳实施方法中，所述预置步骤之前还包括一初始化步骤，该初始化步骤保持所述容置室内空，所述进气阀、密封门均关闭；启动所述加热器和对流机构，同时该负压生成器通过所述排气阀抽气使该容置室成为负压状态；经过一初始化时间，使该容置室内残留VOC全部挥发。

较佳实施方法中，所述采样装置还包括一控制器；所述容置室还具有一正负压计和一温控探头；该控制器电气连通所述正负压计、负压生成器、加热器、温控探头和对流机构，根据所述正负压计和温度探头的数据对该负压生成器、加热器和对流机构进行控制。

较佳实施方法中，所述控制器包括一设定模块，该设定模块设定所述预置步骤和挥发步骤中的气压、温度、时间参数。

本方案带来的有益效果有：

1.本装置实现了整鞋VOC的快速挥发和收集，对整鞋没有任何额外加工和处理，保留了整鞋上原始的VOC组分，采样的组分精确，可信度高；实现了整鞋方式的VOC快速检测，具有精度高、速度快、操作方便的特点，建立了新颖的鞋类VOC无损检测模式。

2.对整鞋进行高温和对流处理，极大地加速了整鞋内VOC物质的挥发速度，从而大大缩短了检测时间，同时不需要破坏整鞋。另外还可以得用此装置及方法探索负压条件下降低挥发温度的负压挥发方式。

3.本方案可以便利地加装控制器，从而实现了从初始化到采样的自控控制，具有十分便利的操作性能和采样一致性，还具备便携的能力。

4.容置室内残留VOC气体，得到快速去除，检测效率高，准确度高，可靠性高；

5.对流装置使物品表面气体流动顺畅，VOC挥发完全，检测确度比较高。

附图说明

以下结合附图实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例一的其预置步骤的示意图；

图2是本发明实施例一其挥发步骤的示意图；

图3是本发明实施例二其初始化步骤的示意图；

图4是本发明实施例二其预置步骤的示意图；

图5是本发明实施例二其挥发步骤的示意图。

具体实施方式

实施例一：

如图1和图2所示，本发明的实施例一其示意图。图1和图2都展示了该VOC采样装置的结构和原理，不同的是，图1是预置步骤的状态，图2展示的是挥发步骤的状态。

此鞋类VOC挥发采样装置，包括一个容置室10，它具有一个可容纳至少一双整鞋的腔体（容积约为12-18升），具有导热的外壁，本实施例外壁采用不锈钢材料制作；容置室10包括一个可开启的密封门11，实现方便地装入、取出整鞋，密封门11在关闭时与容置室10保持密封状态而不透气。与容置室10连通的，有一个进气阀13和一排气阀12，三者构成完整的气体通路。

在容置室10的内部具有一个对流机构14，该对流机构14产生具有明显指向性的气流，以至于容置室10内部的气体具有内循环效果。该内循环的气流可以加速容置室10内所有固体表面与空气之间的对流速度，可以加速表面的气体挥发。容置室10内还有加热器15，该加热器15用于加热容置室10内的气体。

负压生成器20置于容置室10的外部，通过一抽气管21连通排气阀12；因此，负压生成器20通过排气阀12使容置室10内的气压降低，达到接近真空的状态。

以上概述了本实施例一的基本结构。下面结合此结构，对本实施例的工作流程进行描述：

该挥发采样装置主要顺次包括两个步骤，第一是预置步骤，如图1所示。该预置步骤中，整鞋70从密封门11置入了容置室10，然后密封门11关闭。开启进气阀13和排气阀12，从进气阀13向该容置室10填充氦气，此时，进气阀13流入氦气的作用，空气等其他气体将从排气阀12排出。可见，该预置步骤使容置室10内建立了稳定、单纯的空气环境，和整鞋70内VOC挥发的优良条件。

完成上述步骤后，在图1的基础上，进入图2所展示的挥发步骤，此步骤关闭了密封门11、进气阀13和排气阀12，启动对流机构14、加热器15，保持工作并持续一保温时间；该状态下，容置室10内开始积累高纯度的VOC气体。若负压生成器20已经生成容置室10内的负压状态，则整鞋70上VOC的沸点可以降低，从而进一步加速此挥发过程。

当上述的保温时间完毕后，即进入采样步骤，从检测抽气口18抽取气体样本，或者抽取气体通过吸附管吸附浓缩，然后在气相色谱质谱联用仪（或配上热脱附设备）等检测设备上进行气体样本分析，得出当前整鞋70内含的VOC情况。

本装置实现了整鞋70VOC的快速挥发和收集，一方面对整鞋70没有任何额外加工和处理，保留了整鞋70上原始的VOC组分，故采样的组分精确，可信度高；另一方面，对整鞋70进行高温、对流、或加以负压处理，极大地加速了整鞋70内VOC物质的挥发速度，从而大大缩短了检测时间，同时不需要破坏整鞋70。可见，本装置实现了整鞋70方式的VOC快速检测，具有精度高、速度快、操作方便的特点，建立了新颖的鞋类VOC无损检测模式。

实施例二：

如图3、图4和图5所示，本发明实的实施例二示意图。其中，图3展示了本实施例初始化步骤的状态，图4和图5分别是预置步骤和挥发步骤的状态。

本实施例基本的检测思路与实施例一类似，然而本实施例二具有其他的特点：

首先，较实施例一而言，本实施例预置步骤之前还包括一初始化步骤，如图3，该初始化步骤保持容置室10内空，同时进气阀13、密封门11均关闭。启动加热器15和对流机构14，同时负压生成器20通过排气阀12使该容置室10成为负压状态；图3所示的初始化步骤会经过设定好的一初始化时间。

该步骤是在实际对整鞋进行VOC采样之前，对容置室10先进行了初始的处理，加热器15位于容置室10外部，采用缠绕的方式使容置室10得到均匀地加热，从而使整个容置室10内的气体在同样加热功率下得到较快的温升；本实施例容置室10采用不锈钢材料，且内壁喷涂了聚四氟乙烯，同时在整个容置室10的外部还包裹保温材料，其保温效果好。对流机构14包括一鼓风机，该鼓风机包括产生内循环气流的一风叶，该风叶表面喷涂聚四氟乙烯，所以对VOC成分无不良影响，易建立稳定的空气环境。初始步骤可以将每一次采样前容置室10内的杂质气体、先前采样残留等去除，使后续的采样得到纯度更高的VOC样本。本实施例具有一个温度探头17和正负压计18，两者均电气受控于控制器30，控制器30实际上还连通了对流机构14、负压生成器20和加热器15。根据正负压计18和温度探头17的数据对该负压生成器20、加热器15和对流机构14进行控制。达到一定程度的自动化处理。

完成上述初始化步骤后，进入图4所示的预置步骤，该步骤与实施例一类似，整鞋70从密封门11置入了容置室10，然后密封门11关闭。开启进气阀13和排气阀12，从进气阀13向该容置室10填充氦气，此时，进气阀13流入氦气的作用，空气等其他气体将从排气阀12排出。

完成上述预置步骤后，进入挥发步骤，如图5所示，同样地，启动对流机构14、加热器15，保持工作并持续一保温时间；该状态下，容置室10内开始积累高纯度的VOC气体。若负压生成器20已经生成容置室10内的负压状态，则整鞋70上VOC的沸点可以降低，从而进一步加速此挥发过程。该过程可以通过控制器30配合温度探头17、正负压计18实现自动化处理。特别地，可以在控制器30中设置一设定模块，该设定模块设定上述预置步骤和挥发步骤中的气压、温度、时间参数，以快速地切换适应不同类型的鞋和不同要求的采样标准，具有更好的适应性。

当上述的保温时间完毕后，即进入采样步骤，从检测抽气口18抽取气体样本，或者抽取气体通过吸附管吸附浓缩，然后在气相色谱质谱联用仪（或配上热脱附设备）等检测设备上进行气体样本分析，得出当前整鞋70内含的VOC情况。本实施例的容置室10具有两个检测抽气口18，该检测抽气口18包括一带有密封垫的螺纹旋盖，可以用针或管穿过密封垫到达容置室10方便地抽取样本。可见，本实施例实现了从初始化到采样的自控控制，具有十分便利的操作性能和采样一致性。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims

1.一种鞋类VOC挥发采样装置，其特征在于：它包括：

容置室，具有导热的外壁，包括一个可开启的密封门，该容置室还包括可加热其内部气体的一加热器；所述排气阀与所述容置室构成完整的气体通路。

2.根据权利要求1所述一种鞋类VOC挥发采样装置，其特征在于：在该容置室内部具有生成内循环气流的一对流机构。

3.根据权利要求2所述一种鞋类VOC挥发采样装置，其特征在于：所述对流机构包括一鼓风机，该鼓风机包括产生内循环气流的一风叶，该风叶表面具有防VOC气体吸附的涂层。

4.根据权利要求1所述一种鞋类VOC挥发采样装置，其特征在于：所述容置室形态为一筒状，其内部具有放置台，所述密封门置于该容置室筒状的一端；该容置室内壁具有防VOC气体吸附的涂层，且其外壁具有保温材料。

5.根据权利要求1所述一种鞋类VOC挥发采样装置，其特征在于：所述加热器包括一电热管，该电热管缠绕于所述容置室外部对其外表面进行均匀加热。

6.根据权利要求1所述一种鞋类VOC挥发采样装置，其特征在于：所述容置室还具有一压力表和压力安全阀。

7.根据权利要求1所述一种鞋类VOC挥发采样装置，其特征在于：所述容置室具有至少一个检测抽气口，该检测抽气口包括一带有密封垫的螺纹旋盖。

8.根据权利要求1至7中任一项所述一种鞋类VOC挥发采样装置，其特征在于：所述容置室还包括一进气阀，所述进气阀、容置室和所述排气阀构成完整的气体通路；另有一负压生成器，通过一抽气管连通所述排气阀。

9.一种鞋类VOC挥发采样方法，其特征在于：使用一个采样装置，该采样装置包括：

负压生成器，通过一抽气管连通所述排气阀；

该采样方法顺次包括：

10.根据权利要求9所述一种鞋类VOC挥发采样方法，其特征在于：所述预置步骤之前还包括一初始化步骤，该初始化步骤保持所述容置室内空，所述进气阀、密封门均关闭；启动所述加热器和对流机构，同时该负压生成器通过所述排气阀抽气使该容置室成为负压状态；经过一初始化时间，使该容置室内残留VOC全部挥发。

11.根据权利要求9或10所述一种鞋类挥发VOC采样方法，其特征在于：所述采样装置还包括一控制器；所述容置室还具有一正负压计和一温控探头；该控制器电气连通所述正负压计、负压生成器、加热器、温控探头和对流机构，根据所述正负压计和温度探头的数据对该负压生成器、加热器和对流机构进行控制。

12.根据权利要求11所述一种鞋类VOC挥发采样方法，其特征在于：所述控制器包括一设定模块，该设定模块设定所述预置步骤和挥发步骤中的气压、温度、时间参数。