CN105628869A - 一种材料净化性能测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种材料净化性能测试装置，涉及材料净化性能测试技术领域，达到的目的是一种测试精确度较高的材料净化性能测试装置。主要采用的技术方案为：该材料净化性能测试装置包括净化舱体和温湿度控制模块；所述净化舱体内设有用于放置由所述材料固化成的样品的样品架，所述样品架相对所述净化舱体的内壁倾斜设置；所述温湿度控制模块与所述净化舱体的内部连接，用于调节所述净化舱体内的所述样品需要的温湿度；其中，所述材料为可净化空气的粉体材料。
Description
技术领域
本发明涉及材料净化性能测试技术领域，尤其涉及一种材料净化性能测试装置。
背景技术
室内空气污染，是伴随着建筑和室内装饰材料而来的人类健康杀手。世界卫生组织发布信息显示，2004年全球有200万人死于室内空气污染，而2012年则迅速升至430万人，其中仅东南亚和西太平洋地区死亡人数就为169万和162万人，占比分别达到了39.30％和37.67％。日益加剧的室内空气污染，助长了室内空气净化材料和净化器的快速发展，也催生了对材料净化性能测试装置的研发。虽然国家给出了材料净化性能测试装置的制式标准以及功能性能指标，但是由于技术手段不足、实施困难等原因，现有的材料净化性能测试装置依然无法满足准确性上的要求，存在测试数据易出现偏差等问题，使得测试结果准确度低，无法为用户提供保障。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种新型结构的材料净化性能测试装置，所要解决的技术问题是提供一种测试精确度较高的材料净化性能测试装置。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：
本发明提供一种材料净化性能测试装置，该材料净化性能测试装置包括：
净化舱体和温湿度控制模块；
所述净化舱体内设有用于放置由所述材料固化成的样品的样品架，所述样品架相对所述净化舱体的内壁倾斜设置；
所述温湿度控制模块与所述净化舱体的内部连接，用于调节所述净化舱体内的所述样品需要的温湿度；
其中，所述材料为可净化空气的粉体材料。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
如前所述的材料净化性能测试装置，其中，所述温湿度控制模块包括：
温湿度感测单元，所述温湿度感测单元位于所述净化舱体的内部，用于感测所述净化舱体内部的温湿度值并生成感测信息；
温湿度控制单元，所述温湿度控制单元与所述温湿度感测单元电连接，用于接收所述温湿度感测单元生成的所述感测信息，并根据所述感测信息生成控制指令；
温湿度调节单元，所述温湿度调节单元与所述净化舱体的内部连通，且与所述温湿度控制单元电连接，用于根据所述温湿度控制单元发送的所述控制指令调节所述净化舱体内部的温湿度值。
如前所述的材料净化性能测试装置，其中，所述测试装置还包括：
供气模块，所述供气模块与所述净化舱体的内部连通，用于为所述净化舱体内的所述样品提供需要的气体。
如前所述的材料净化性能测试装置，其中，所述供气模块包括：
供气单元，所述供气单元与所述净化舱体内部连通，用于向所述净化舱体内提供气体；
气压调节单元，气压调节单元设置在所述供气单元和所述净化舱体之间，用于调节所述供气单元与所述净化舱体之间的气压差；
气流控制单元，所述气流控制单元设置在所述供气单元和所述净化舱体之间，用于控制所述供气单元向所述净化舱体内提供气体的流量。
如前所述的材料净化性能测试装置，其中，所述气体包括氢气、氧气、氮气和氦气中的一种或多种。
如前所述的材料净化性能测试装置，其中，所述测试装置还包括：
风扇，所述风扇设置在所述净化舱体的内壁上，用于混匀所述净化舱体内部的气体。
如前所述的材料净化性能测试装置，其中，所述测试装置还包括：
光照模块，所述光照模块设置在所述净化舱体的顶部，用于为所述净化舱体内的所述样品提供需要的光照。
如前所述的材料净化性能测试装置，其中，所述光照模块包括：紫外灯管、日光灯管和红外灯管；
所述紫外灯管、所述日光灯管和所述红外灯管并联。
如前所述的材料净化性能测试装置，其中，
所述光照模块位于所述净化舱体的顶部的中部；相应的，所述净化舱体的顶部设有开口，所述开口位于所述光照模块的一侧；
所述净化舱体具有盖板，所述盖板与所述开口活动连接，能够敞开或闭合所述开口。
如前所述的材料净化性能测试装置，其中，所述净化舱体具有进气口、出气口和注液孔；
所述进气口位于所述净化舱体的一侧，且与所述供气模块连接；
所述出气口位于所述净化舱体的与所述进气口所在侧相对的一侧；
所述注液孔位于所述净化舱体的顶部且与所述净化舱体内部连通，用于为待测试物注入所述净化舱体内提供通道。
如前所述的材料净化性能测试装置，其中，
所述样品架所在的平面与净化舱体内壁呈25°～35°；所述样品架距所述净化舱体底部的最小距离为300mm。
借由上述技术方案，本发明结构至少具有下列优点：
本发明提供的技术方案通过设有温湿度控制模块，温湿度控制模块与净化舱体内部连通，通过调节温湿度控制模块以调节净化舱体内部的温湿度，以满足净化舱体内由可净化空气的粉体材料固化成的样品所需的温湿度条件；通过设有供气模块，以满足净化舱体内由可净化空气的粉体材料固化成的样品所需的气氛条件；所述温湿度控制模块和供气模块为可净化空气的粉体材料固化成的样品提供尽可能真实的环境，减少了测试误差，提高了测试精确度。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明实施例提供的材料净化性能测试装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的材料净化性能测试装置的工作原理图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的技术方案的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
图1为本发明实施例提供的材料净化性能测试装置的结构示意图，图2为本发明实施例提供的材料净化性能测试装置的工作原理图。结合图1和图2所示，该材料净化性能测试装置包括：净化舱体10和温湿度控制模块20。在本实施例中，净化舱体10可由玻璃、不锈钢、塑料或木质等材料制成。净化舱体10具有进气口11、出气口12和注液孔13。进气口11和出气口12分别位于净化舱体10的相对两侧，进气口11可用于向净化舱体10内输入气体，出气口12可用于供取样装置取样。注液孔13位于净化舱体10的顶部且与净化舱体10内部连通，用于为待测试物注入净化舱体10内提供通道。其中，待测试物可以为甲醛、苯、甲苯、一氧化碳和一氧化氮等有害的物质。净化舱体10内设有用于放置由材料固化成的样品的样品架1，样品架1相对净化舱体10的内壁倾斜设置，以便于固定放置样品。其中，样板架的数量可以为一个、两个或者四个，本发明不做具体限定。温湿度控制模块20与净化舱体10的内部连接，用于调节净化舱体10内的样品需要的温湿度。
具体实施时，结合图1和图2所示，上述实施例中所述的温湿度控制模块20可以包括：温湿度感测单元21、温湿度控制单元22和温湿度调节单元23。温湿度感测单元21位于净化舱体10的内部，用于感测净化舱体10内部的温湿度值并生成感测信息。其中，温湿度感测单元21可以为温湿度传感器。温湿度控制单元22与温湿度感测单元21电连接，用于接收温湿度感测单元21生成的感测信息，并根据感测信息生成控制指令。温湿度调节单元23与净化舱体10的内部连通，且与温湿度控制单元22电连接，用于根据温湿度控制单元22发送的控制指令调节净化舱体10内部的温湿度值。由于有些样品在不同的温湿度下的净化性能不同，因此本发明实施例通过设有温湿度控制模块20能够根据各种样品的性质调节净化舱体10内的温湿度，以使净化舱体10内模拟样品实际应用中所处的真实环境，从而减少测试误差产生，提高测试精确度。
在本实施例中，所述材料为可净化空气的粉体材料。而可净化空气的粉体材料可以为纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料、二氧化钛或氧化锌。在具体实施时，可净化空气的粉体材料为纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料。由于纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料是采用先进技术将10～20纳米的二氧化钛粒子均匀负载或组装在硅藻颗粒表面的新型环保功能材料。从材料结构和性能来讲，它既保留了硅藻土的孔结构特性，又复合了锐钛型的纳米TiO2组分。这种结构和组成特性使其既具有对有机污染物的吸附捕捉功能，又具有光催化降解或分解功能，而且硅藻土是微米级颗粒，负载固定在硅藻颗粒表面的纳米TiO2粒子既不能团聚，也不能飞扬，使用方便和安全。
在本实施例中，为了便于样品架固定放置样品，上述实施例中所述的样品架所在的平面与净化舱体内壁呈25°～35°。经过大量实验得出，当样品架所在的平面与净化舱体内壁夹角小于25°时，样品易从样品架上滑落；由于甲醛扩散能力较强易于扩散到净化舱体的顶部，当样品架所在的平面与舱体夹角大于35°时，样品架上的样品吸附靠净化舱体顶部的甲醛，以影响样品的净化性能。因此，当样品架所在的平面与净化舱体内壁夹角呈30°时，样品架上的样品即不易从样品架上脱落，又能吸附到净化舱体内部各个层面的甲醛，进而提高了材料净化性能测试装置的测试精度。为了防止样品支架上的样品直接接触净化舱体底部的甲醛液体，以影响测试结果，样品架距净化舱体底部的最小距离为300mm。
本发明实施例的材料净化性能测试装置用于测试可净化空气材料的净化率。在实际应用中，若待测试物为甲醛，可净化空气的粉体材料为纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料，则材料净化性能测试装置用于测试纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料吸附甲醛的性能。具体测试过程为：将纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料固化在玻璃板上；将玻璃板放置在净化舱体内的样品支架上，再将甲醛液体通过注液孔注入净化舱体内；待甲醛完全挥发后，将第一取样装置插入出气口进行第一次取样，测量取出的样品中甲醛的含量；调节温湿度控制模块以使净化舱体内模拟纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料实际应用的环境，待预定时间后，将第二取样装置插入出气口进行第二次取样，测量取出的样品中甲醛的含量；计算两次取出的样品中甲醛的差量与第一次取出的样品中甲醛的含量的比值，即为纳米TiO2/硅藻土复合光催化材料的净化率。
进一步的，为了为可净化空气材料提供稳定的环境，上述实施例中所述的材料净化性能测试装置还可以包括：供气模块30。供气模块30与净化舱体10的内部连通，用于为净化舱体10内的样品提供需要的气体。其中，所述气体包括氢气、氧气、氮气和氦气中的一种或多种。例如，若可净化空气的材料为二氧化钛或二氧化锌，二氧化钛或二氧化锌需要在氧化的环境下进行净化性能测试，则需要通过供气模块30向净化舱体10内提供氧气以为二氧化钛或二氧化锌提供稳定的氧化环境。因此，本发明实施例提供的材料净化性能测试装置可以根据各种可净化空气材料性质为可净化空气材料提供稳定的净化测试环境，进而减少测试误差。
具体实施时，结合图1和图2所示，上述所述的供气模块30可以包括：供气单元31、气压调节单元32和气流控制单元33。供气单元31通过净化舱体10的进气口11与净化舱体10内部连通，用于向净化舱体10内提供气体。气压调节单元32设置在供气单元31和净化舱体10之间，用于调节供气单元31与净化舱体10之间的气压差，以便供气单元31箱净化舱体10内供入气体。气流控制单元33设置在供气单元31和净化舱体10之间，用于控制供气单元31向净化舱体10内提供气体的流量。
进一步的，为了防止供气模块30向净化舱体10内供气体后，净化舱体10内气体混合不均匀，上述实施例所述的材料净化性能测试装置还包括：风扇40。风扇40设置在净化舱体10的内壁上，用于混匀净化舱体10内部的气体，为后续取样奠定基础。
进一步的，结合图1和图2所示，针对有些空气净化材料需要在光照的情况下对污染物进行净化，上述实施例中所述的材料净化性能测试装置还可以包括：光照模块50。光照模块50设置在净化舱体10的顶部，用于为净化舱体10内的样品提供需要的光照。具体实施时，如图1所示，所述的光照模块50可以包括：紫外灯管51、日光灯管52和红外灯管53。紫外灯管51、日光灯管52和红外灯管53并联。其中，紫外灯管、日光灯管和红外灯管的功率、数量不做具体限定。由于有些种类的空气净化材料需要在光照的情况下对污染物进行净化，例如，纳米TiO2/硅藻土复合材料在日光的照射下能够净化甲醛，二氧化钛在紫外线的照射下能够净化甲醛。具体举例说明，由于甲醛在纳米TiO2/硅藻土复合材料表面降解分为两个过程，一是甲醛分子在复合材料表面吸附，二是吸附在甲醛在纳米TiO2/硅藻土复合材料表面的甲醛分子在光照下被光活性物质TiO2降解。当能量超过TiO2禁带宽度的光子照射在纳米TiO2/硅藻土复合材料表面时，处于TiO2价带的电子就会被激发到导带上，从而分别在价带和导带上产生高活性自由移动的光生空穴和电子。由于甲醛在纳米TiO2/硅藻土复合材料表面负载的TiO2是纳米级粒子，故光激发产生的空穴和电子可以很快从体内迁移到表面，空穴是强氧化剂，可以将吸附在TiO2表面的羟基和水氧化为·OH；而导带电子是强还原剂，被吸附在TiO2表面的溶解氧俘获而形成·O2－；部分·O2－可继续通过链式反应生成·OH。生成的·OH和·O2－具有较强的氧化性，TiO2光催化反应生成的·OH自由基具有402.8MJ/mol的反应能，高于有机化合物中各类化学键能，如：C－C(83)、C－H(99)、C－N(73)、C－O(80)、N－H(93)、H－O(111)等，故生成的·OH和·O2－可攻击甲醛的C－H键，与其活泼H原子产生新自由基，激发链式反应，最终使甲醛分解为无害物质(水和二氧化碳)。
进一步的，如图1所示，为了使得光照射均匀，上述实施例中所述的光照模块50位于净化舱体10的顶部的中部；相应的，净化舱体10的顶部设有开口14，开口14位于光照模块50的一侧。当然，开口14的相对两侧均可有开口14(如图1所示)。净化舱体10具有盖板15，盖板15与开口14活动连接，能够敞开或闭合开口14。当盖板15敞开开口14时，操作人员可将由材料固化成的样品穿过开口14放置在样品架1上。在本实施例中，将盖板15设置在光照模块50的一侧，使得在盖板15敞开或闭合开口14的过程中，防止了盖板15与光照模块50的电线路干涉，以避免盖板15对光照模块50造成损坏。
这里需要补充的是，当盖板闭合开口时，操作人员需要用胶带将盖板与净化舱体之间的缝隙密封住，以使净化舱体形成一密封结构。
综上所述，本发明实施例通过设有温湿度控制模块，温湿度控制模块与净化舱体内部连通，通过调节温湿度控制模块以调节净化舱体内部的温湿度，以满足净化舱体内由可净化空气的粉体材料固化成的样品所需的温湿度；通过设有供气模块，供气模块与净化舱体的内部连通，通过供气模块向净化舱体内提供特殊起源(如氢气、氧气、氮气或氦气)，以根据各种净化空气材料的性质提供稳定的净化测试环境；通过设有光照模块(如紫外灯管、日光灯管和红外灯管)，光照模块置于净化舱体的内部，以满足部分空气净化材料需要在特定的光照情况下能够对污染物进行净化的需求。因此，本发明提供的材料净化性能测试装置能够为可净化空气的粉体材料固化成的样品模拟实际中所处的真实环境，降低了测试误差产生，提高了测试精确度。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (11)
1.一种材料净化性能测试装置，其特征在于，包括：净化舱体和温湿度控制模块；
所述净化舱体内设有用于放置由所述材料固化成的样品的样品架，所述样品架相对所述净化舱体的内壁倾斜设置；
所述温湿度控制模块与所述净化舱体的内部连接，用于调节所述净化舱体内的所述样品需要的温湿度；
其中，所述材料为可净化空气的粉体材料。
2.根据权利要求1所述的材料净化性能测试装置，其特征在于，所述温湿度控制模块包括：
温湿度感测单元，所述温湿度感测单元位于所述净化舱体的内部，用于感测所述净化舱体内部的温湿度值并生成感测信息；
温湿度控制单元，所述温湿度控制单元与所述温湿度感测单元电连接，用于接收所述温湿度感测单元生成的所述感测信息，并根据所述感测信息生成控制指令；
温湿度调节单元，所述温湿度调节单元与所述净化舱体的内部连通，且与所述温湿度控制单元电连接，用于根据所述温湿度控制单元发送的所述控制指令调节所述净化舱体内部的温湿度值。
3.根据权利要求1所述的材料净化性能测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括：
供气模块，所述供气模块与所述净化舱体的内部连通，用于为所述净化舱体内的所述样品提供需要的气体。
4.根据权利要求3所述的材料净化性能测试装置，其特征在于，所述供气模块包括：
供气单元，所述供气单元与所述净化舱体内部连通，用于向所述净化舱体内提供气体；
气压调节单元，气压调节单元设置在所述供气单元和所述净化舱体之间，用于调节所述供气单元与所述净化舱体之间的气压差；
气流控制单元，所述气流控制单元设置在所述供气单元和所述净化舱体之间，用于控制所述供气单元向所述净化舱体内提供气体的流量。
5.根据权利要求3所述的材料净化性能测试装置，其特征在于，所述气体包括氢气、氧气、氮气和氦气中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的材料净化性能测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括：
风扇，所述风扇设置在所述净化舱体的内壁上，用于混匀所述净化舱体内部的气体。
7.根据权利要求1所述的材料净化性能测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括：
光照模块，所述光照模块设置在所述净化舱体的顶部，用于为所述净化舱体内的所述样品提供需要的光照。
8.根据权利要求7所述的材料净化性能测试装置，其特征在于，所述光照模块包括：紫外灯管、日光灯管和红外灯管；
所述紫外灯管、所述日光灯管和所述红外灯管并联。
9.根据权利要求7所述的材料净化性能测试装置，其特征在于，
所述光照模块位于所述净化舱体的顶部的中部；相应的，所述净化舱体的顶部设有开口，所述开口位于所述光照模块的一侧；
所述净化舱体具有盖板，所述盖板与所述开口活动连接，能够敞开或闭合所述开口。
10.根据权利要求3～6中任一项所述的材料净化性能测试装置，其特征在于，所述净化舱体具有进气口、出气口和注液孔；
所述进气口位于所述净化舱体的一侧，且与所述供气模块连接；
所述出气口位于所述净化舱体的与所述进气口所在侧相对的一侧；
所述注液孔位于所述净化舱体的顶部且与所述净化舱体内部连通，用于为待测试物注入所述净化舱体内提供通道。
11.根据权利要求1～9中任一项所述的材料净化性能测试装置，其特征在于，
所述样品架所在的平面与净化舱体内壁呈25°～35°；所述样品架距所述净化舱体底部的最小距离为300mm。
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