CN104614206A - 一种voc整车环境采样舱及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种VOC整车环境采样舱，包括舱体本体(1)，舱体本体(1)由库房板和门组成，舱体本体(1)与外界之间设有缓冲间(2)，舱体本体(1)与缓冲间(2)内部均设有行车导轨，舱体本体(1)内置有VOC空气处理系统(10)、阳光模拟照射系统(9)以及红外线照射装置(8)，舱体本体(1)前端设有空调器(3)，缓冲间(2)前端设有计量装置(6)；与现有技术相比，本发明可以更好的控制采样舱内的测试背景空白，减缓外界自然因素对舱内环境的影响，并且为两辆或多辆车之间进行横向测试比对提供了可能，能够更准确的采集车内空气并上机分析获得苯系物和醛酮等有害物质的浓度。

Description

一种VOC整车环境采样舱及其测试方法

[技术领域]

本发明涉及汽车化学测试技术领域，具体地说是一种测试车内空气质量的VOC整车环境采样舱及其测试方法。

[背景技术]

近些年来，人民大众对家用轿车车内空气质量，尤其是VOC等有害物质含量的关注日益显著。2007年，相关部门出台了国标，即《HJ/T 400-2007车内挥发性有机物和醛酮类物质采样测定方法》，无独有偶，日本、韩国、俄罗斯等国家也先后出台了相关的测试方法，这些标准中明确规定车内空气质量的测定应在专用的VOC采样舱中进行。而现有的整车舱大多存在以下三点不足：首先是舱内空白背景的净化能力有限；其次是舱内温度湿度的调控受外界自然环境的影响较大；最后是舱体容积有限，一次只能对一辆车进行测试处理。

在上述情况下，整车VOC采样舱内空白背景的污染可能会对整车的测试结果产生干扰；外界极端自然环境的变化会导致舱内温湿度的可控性降低；有限的舱体容积无法满足同时测试两辆车的车内空气质量以进行横向对比。

[发明内容]

本发明的目的就是要解决上述问题而提供一种VOC整车环境采样舱及其测试方法，通过优化设计和实验验证，该采样舱能够更准确地对车内空气进行富集采样，而后上机分析就可以获得车内空气中VOC、醛酮等有害物质的浓度，便于评估车内空气质量的优劣，解决了现有产品中的不足。

为实现上述目的，设计一种VOC整车环境采样舱，包括舱体本体1，所述舱体本体1由库房板和门组成，所述舱体本体1与外界之间设有缓冲间2，所述舱体本体1与缓冲间2内部均设有行车导轨，所述舱体本体1内置有VOC空气处理系统10，所述舱体本体1前端设有用于控制舱体本体1内温度湿度的空调器3，所述舱体本体1内顶部设有阳光模拟照射系统9，所述舱体本体1内阳光模拟照射系统9下方设有红外线照射装置8，所述缓冲间2前端设有计量装置6。

所述VOC空气处理系统10设置在舱体本体1内底部，所述VOC空气处理系统10位于待测车辆承重面以下。

所述VOC空气处理系统10包括两个处理阶段，其中第一阶段采用新风引入换气模式，将外部净化的新风引入舱体本体1内进行换气，第二阶段采用活性炭物理过滤和化学过滤的双效过滤模式净化气体，所述VOC空气处理系统10的滤料系统均设置在舱体本体1外部。

所述空调器3采用BHTC平衡系统控制舱体本体1内温度湿度，所述舱体本体1内温度为20-80℃±1℃，所述舱体本体1内相对湿度为40-60％±1％。

所述舱体本体1采用不锈钢材料制成，所述舱体本体1表面进行VOC去除抛光工艺处理，所述舱体本体1内部加入有保温板。

所述舱体本体1中库房板之间的拼接采用细缝的形式，所述细缝采用零VOC专用硅胶进行密封。

所述缓冲间2与舱体本体1连接处设有保安装置7，所述缓冲间2的另一侧连接有操作室5和机械室4。

一种VOC整车环境采样舱的测试方法，包括以下步骤：

a.先将待测车辆运至缓冲间等待测试；

b.按照测试方法要求，通过空调器设置舱体本体内部空间的温度为25±1℃，相对湿度为50±10％；

c.将待测车辆通过外力经由行车导轨运送至舱体本体内部；

d.去除待测车辆内部构件表面覆盖物，并将其移送至舱体本体之外，将受检车辆的门窗完全打开，静止放置时间不少于6h；

e.静置时间6h之后，采集舱体本体内背景作为测试空白值；

f.完全关闭受检车辆的所有门和窗，确保受检车辆的密封性；

g.将受检车辆保持封闭状态16h，开始在制定的采样点进行样品采集；

h.采样结束后，将车辆移出舱体本体，重复b、c、d、e、f、g步骤以进行下一辆整车的采样；

i.将采集的空气样品进行气相色谱质谱联用仪和高效液相色谱仪上机分析，获得测试数据，进而评估车内空气质量的优劣。

本发明同现有技术相比，该采样舱为整车车内空气的测试提供了稳定的环境，能够更好地控制采样舱内的测试背景空白，减缓外界自然因素对舱内环境的影响，并且为两辆或多辆车之间进行横向测试比对提供了可能，便于车内空气质量测试方法的实施；此外，本发明所述的采样舱可以按照方法要求达到稳定的温湿度、风速等要求，从而稳定一定时间后可以更准确地对车内空气进行富集采样，而后上机分析就可以获得车内空气中VOC、醛酮等有害物质的浓度，便于评估车内空气质量的优劣。

[附图说明]

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明的温湿度可控范围示意图；

图4是舱体本体内行车导轨的示意图；

图5和图6是车内空气上机分析的色谱图；

图中：1、舱体本体 2、缓冲间 3、空调器 4、机械室 5、操作室 6、计量装置 7、保安装置 8、红外线照射装置 9、阳光模拟照射系统 10、VOC空气处理系统 11、行车导轨 12、导航灯 13、采样环境舱 14、缓冲舱。

[具体实施方式]

下面结合附图对本发明作以下进一步说明：

如附图1和附图2所示，舱体本体1，舱体本体1由库房板和门组成，舱体本体1与外界之间设有缓冲间2，该缓冲间2可以作为舱体本体1和外界自然环境之间的过渡间，以减缓外界的环境因素，如温度、湿度及风速影响舱体内部状态；舱体本体1与缓冲间2内部均设有连续性的行车导轨，以确保车辆可以借助外力进入舱内而避免发动车辆本身，防止车辆发动对舱体内部环境造成污染；舱体本体1内置有VOC空气处理系统10，舱体本体1前端设有用于控制舱体本体1内温度湿度的空调器3，舱体本体1内顶部设有阳光模拟照射系统9，舱体本体1内阳光模拟照射系统9下方设有红外线照射装置8，缓冲间2前端设有计量装置6。

本发明中，VOC空气处理系统10设置在舱体本体1内底部，VOC空气处理系统10位于待测车辆承重面以下，即车辆承重面以下设置底部空气循环，以更好的实现舱内VOC背景的控制；该VOC空气处理系统10包括两个处理阶段，其中第一阶段采用新风引入换气模式，将外部净化的新风引入舱体本体1内进行换气，第二阶段采用活性炭物理过滤和化学过滤的双效过滤模式净化气体，VOC空气处理系统10的滤料系统均设置在舱体本体1外部，即VOC空气处理系统10不在舱体内部设置任何过滤滤料，避免二次污染及滤料受温度湿度的影响而失效。

本发明中，空调器3采用BHTC平衡系统控制舱体本体1内温度湿度，即加热和制冷、加湿和去湿的平衡系统，可以根据舱内的实际状态进行制冷量和除湿量的智能调节，可以进行程序升温，使得舱体本体1内温度为(20-80)℃±1℃，舱体本体1内相对湿度为(40-60)％±1％。舱体本体1采用不会产生VOC挥发物的不锈钢材料制成，舱体本体1表面进行VOC去除抛光工艺以进行防污处理，舱体本体1内部加入有保温板，四周采用定制型材包裹，利于舱体搬迁；舱体本体1中库房板之间的拼接采用细缝的形式，细缝采用日本原装的零VOC专用硅胶进行密封。缓冲间2与舱体本体1连接处设有保安装置7，缓冲间2的另一侧连接有操作室5和机械室4。舱体本体1构成的内部空间可以同时容纳两辆或两辆以上M1类车，首次实现了在舱内同时测试两辆M1类车，便于比较整车测试结果时扣除舱内背景的影响。

本发明通过在舱体内部设置行车导轨和底部空气循环系统以更好的降低测试时的空白背景值；通过在舱体本身和外界之间设计缓冲间以尽可能的避免外界自然因素对舱内环境的影响；通过合理的舱体尺寸优化为横向比较两辆或多辆车的测试结果提供可能。

由于采样舱是作为相对密闭的空间为整车车内空气的测试提供背景，因而背景空白的净化能力直接关乎实验的测试结果。整车环境采样舱中的舱体本体，采用不会产生VOC挥发物的不锈钢材料制成，并进行VOC去除抛光工艺以防止污染；组成舱体本体的库房板之间的细缝采用日本原装的零VOC专用硅胶进行密封，取材和工艺方面都尽可能的避免舱体自身产生VOC污染。考虑实际测试过程，更重要的是在测试空间，即舱体内部设置行车导轨，以确保车辆可以借助外力进入而避免发动车辆本身，防止对舱内环境造成污染。在尽可能少的引入VOC污染的情况下提升舱体自身净化能力也是控制背景空白的有效手段。该采样舱内置VOC空气处理系统，包括两个处理阶段，其一是将外部净化的新风引入舱内进行换气，其二是采用活性炭物理过滤和化学过滤的双效模式净化气体。所有的滤料系统都设置在舱外，避免滤料的解析过程对环境造成污染。与现有的整车舱显著不同的是，本发明设备在舱体底部，即车辆称重面以下设置底部空气循环系统，以更好的实现舱内VOC背景的控制。

整车VOC采样舱应具备可控的温湿度，才能满足测试要求。配备的空调器采用加热和制冷、加湿和去湿的BHTC平衡系统调控温湿度，可进行程序升温，并将舱内温度和湿度分别控制在(20-80)±1℃、(40-60)±1％的范围内。为了尽可能的避免外界自然环境的影响，在测试空间外围设置缓冲间作为舱体和外界的过渡间，并对缓冲间的温湿度进行控制，有效的避免外界因素的影响，降低了舱内环境参数的不可控性。

该整车舱在设计上首次进行优化，舱体内部空间可以同时容纳两辆或两辆以上的M1类车，实现了多辆车同时进行测试。由于VOC测试对背景环境及其敏感，这样的设计为横向比较多辆车的整车测试结果带来可能。

在该优化后的采样舱中进行整车车内空气质量检测，通过在指定点采集一定体积的空气样品，而后经由气相色谱质谱联用仪(GCMS)和高效液相色谱仪(HPLC)分别测试得到苯、甲苯、乙苯、苯乙烯和甲醛、乙醛等有害物质的浓度，便于评估车内空气质量的优劣。

以下对车内挥发性有机物和醛酮类物质含量的测试方法为例，对VOC整车环境采样舱的测试方法步骤做以详细说明：

a.为尽可能的节省时间以提高设备利用率，先将待测车辆运至缓冲间等待测试；

b.按照测试方法要求，通过空调器设置舱体本体内部空间的温度为25±1℃，相对湿度为50±10％；

c.将待测车辆通过外力经由行车导轨运送至舱体本体内部；

d.去除待测车辆内部构件表面覆盖物，并将其移送至舱体本体之外，将受检车辆的门窗完全打开，静止放置时间不少于6h；

e.静置时间6h之后，采集舱体本体内背景作为测试空白值；

f.完全关闭受检车辆的所有门、窗等，确保受检车辆的密封性；

g.将受检车辆保持封闭状态16h，开始在制定的采样点进行样品采集；

h.采样结束后，将车辆移出舱体本体，重复b、c、d、e、f、g步骤以进行下一辆整车的采样；

i.将采集的空气样品进行气相色谱质谱联用仪(GCMS)和高效液相色谱仪(HPLC)上机分析，获得测试数据，进而评估车内空气质量的优劣。

本发明并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种VOC整车环境采样舱，其特征在于：包括舱体本体(1)，所述舱体本体(1)由库房板和门组成，所述舱体本体(1)与外界之间设有缓冲间(2)，所述舱体本体(1)与缓冲间(2)内部均设有行车导轨，所述舱体本体(1)内置有VOC空气处理系统(10)，所述舱体本体(1)前端设有用于控制舱体本体(1)内温度湿度的空调器(3)，所述舱体本体(1)内顶部设有阳光模拟照射系统(9)，所述舱体本体(1)内阳光模拟照射系统(9)下方设有红外线照射装置(8)，所述缓冲间(2)前端设有计量装置(6)。

2.如权利要求1所述的VOC整车环境采样舱，其特征在于：所述VOC空气处理系统(10)设置在舱体本体(1)内底部，所述VOC空气处理系统(10)位于待测车辆承重面以下。

3.如权利要求2所述的VOC整车环境采样舱，其特征在于：所述VOC空气处理系统(10)包括两个处理阶段，其中第一阶段采用新风引入换气模式，将外部净化的新风引入舱体本体(1)内进行换气，第二阶段采用活性炭物理过滤和化学过滤的双效过滤模式净化气体，所述VOC空气处理系统(10)的滤料系统均设置在舱体本体(1)外部。

4.如权利要求3所述的VOC整车环境采样舱，其特征在于：所述空调器(3)采用BHTC平衡系统控制舱体本体(1)内温度湿度，所述舱体本体(1)内温度为20-80℃±1℃，所述舱体本体(1)内相对湿度为40-60％±1％。

5.如权利要求4所述的VOC整车环境采样舱，其特征在于：所述舱体本体(1)采用不锈钢材料制成，所述舱体本体(1)表面进行VOC去除抛光工艺处理，所述舱体本体(1)内部加入有保温板。

6.如权利要求5所述的VOC整车环境采样舱，其特征在于：所述舱体本体(1)中库房板之间的拼接采用细缝的形式，所述细缝采用零VOC专用硅胶进行密封。

7.如权利要求6所述的VOC整车环境采样舱，其特征在于：所述缓冲间(2)与舱体本体(1)连接处设有保安装置(7)，所述缓冲间(2)的另一侧连接有操作室(5)和机械室(4)。

8.一种如权利要求1至7中任一项所述的VOC整车环境采样舱的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.先将待测车辆运至缓冲间等待测试；

b.按照测试方法要求，通过空调器设置舱体本体内部空间的温度为25±1℃，相对湿度为50±10％；

c.将待测车辆通过外力经由行车导轨运送至舱体本体内部；

d.去除待测车辆内部构件表面覆盖物，并将其移送至舱体本体之外，将受检车辆的门窗完全打开，静止放置时间不少于6h；

e.静置时间6h之后，采集舱体本体内背景作为测试空白值；

f.完全关闭受检车辆的所有门和窗，确保受检车辆的密封性；

g.将受检车辆保持封闭状态16h，开始在制定的采样点进行样品采集；

h.采样结束后，将车辆移出舱体本体，重复b、c、d、e、f、g步骤以进行下一辆整车的采样；

i.将采集的空气样品进行气相色谱质谱联用仪和高效液相色谱仪上机分析，获得测试数据，进而评估车内空气质量的优劣。