CN112857846A - 便携式空气净化器净化效率的测定方法及其设备 - Google Patents

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覃芳敏
丘海伦
张玮亮
叶智坚
魏洪昭
汪何伟
韩帅帅
张文欢
杨彦嘉
杨玉叶
钟瑜
杨冠东
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    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

本发明公开了用于便携式空气净化器净化效率的测定方法的设备，包括净化效率测试系统、循环系统、气溶胶发生器和试验舱，所述净化效率测试系统和气溶胶发生器均与试验舱连接，所述循环系统安装于试验舱的内部。本发明的该设备结构简单，操作容易，适合便携式空气净化器测试使用。

Description

便携式空气净化器净化效率的测定方法及其设备
技术领域
本发明涉及分析测试领域，尤其涉及便携式空气净化器净化效率的测定方法及其设备。
背景技术
细颗粒物又称PM2.5、细粒、细颗粒。指环境空气中空气动力学当量直径小于或等于2.5微米的悬浮颗粒物。细颗粒物的化学成分主要包括微量金属元素、生物物质(细菌、病菌、霉菌等)、有机碳、元素碳、硝酸盐、硫酸盐、铵盐、钠盐等。PM2.5指数已经成为检测空气污染程度的重要指数，与大气颗粒物相比，细颗粒物粒径小，含有大量有毒物质并在空气中停留时间长，输送距离远，对人体健康和大气环境质量影响较大，每立方米大气中这种颗粒的含量越高，代表空气污染越严重。PM2.5来源分为3类：自然源、人为源和二次颗粒物。
为减少人们日常生活中与PM2.5的接触，维护身体健康，具有方便使用等特点,便携式空气净化器就此问世。
便携式空气净化器净化PM2.5的原理是通过高速地放出大量的电子(e-)，而电子(e-)会被空气中的氧分子捕捉，形成氧离子。氧离子和空气中的水蒸气结合形成负氧离子，产生负氧离子。而负离子吸附空气中的微小颗粒物和带正电的颗粒物,通过正负离子的吸引，使得空气中颗粒物凝聚在一起，然后聚集的颗粒物质量增大而受重力作用沉降，从而达到净化空气中PM2.5的目的。
目前便携式空气净化器的形式主要有挂脖式、头戴式和手环式等几种。虽然便携式空气净化器在市场上已具有相当规模，但相应的测定方法还未完善，而现有普通家用空气净化器等非便携式空气净化器一般由风机及滤网组成，工作原理与便携式空气净化器不同，其标准的测定方法并不适用于便携式空气净化器的测定，因此，探索一种新的方法用于测定便携式空气净化器的净化效率具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了便携式空气净化器净化效率的测定方法及其设备。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：便携式空气净化器净化效率的测定方法,包括以下步骤：
S1、开启净化效率测试系统，待试验舱颗粒浓度达到试验颗粒浓度后，所述净化效率测试系统记录初始试验舱颗粒浓度；
S2、试验者佩戴便携式空气净化器进入所述试验舱，所述试验者站立不动并开启所述便携式空气净化器，所述净化效率测试系统记录第一试验舱颗粒浓度和第一净化器颗粒物浓度；
S3、所述试验者关闭便携式空气净化器，开启循环系统，使试验舱内的颗粒浓度重新分布均匀；
S4、待试验舱内的颗粒浓度重新分布均匀后，所述试验者再次开启所述便携式空气净化器，所述试验者在试验舱内步行，所述净化效率测试系统记录第二试验舱的颗粒浓度和第二净化器颗粒物浓度；
S5、待试验结束后，通过计算得到所述便携式空气净化器的净化效率。
更优的选择，所述步骤S1中的试验颗粒浓度为1.5±0.5mg/m3。
更优的选择，所述步骤S4中的试验者的步行速度为3-7km/h。
更优的选择，所述步骤S1中的试验舱内腔的相对湿度为60±10％。
更优的选择，所述步骤S1中的试验舱内腔的温度为25±5℃。
更优的选择，所述步骤S1中的试验舱内腔的颗粒浓度变化低于10％。
用于便携式空气净化器净化效率的测定方法的设备，包括净化效率测试系统、循环系统、气溶胶发生器和试验舱，所述净化效率测试系统和气溶胶发生器均与试验舱连接，所述循环系统安装于试验舱的内部。
更优的选择，所述净化效率测试系统包括颗粒物检测器、粉尘仪和采样管，所述颗粒物检测器安装于试验舱，所述颗粒物检测器通过采样管与粉尘仪连接。
更优的选择，所述颗粒物检测器的数量为3-6个。
更优的选择，所述试验舱的试验颗粒浓度为1.5±0.5mg/m3。
本发明相对现有技术具有以下优点及有益效果：
本发明的便携式空气净化器净化效率的测定方法，操作简单方便，精密度较高，适用于实验室操作。
本发明通过净化效率测试系统、循环系统、气溶胶发生器和试验舱，该设备结构简单，操作容易，适合便携式空气净化器测试使用。
附图说明
图1是本发明便携式空气净化器净化效率的测定方法及其设备的设备连接示意图；
图2是本发明便携式空气净化器净化效率的测定方法及其设备的空白试验与样品1静止阶段的时间-PM2.5关系图；
图3是本发明便携式空气净化器净化效率的测定方法及其设备的空白试验与样品2静止阶段的时间-PM2.5关系图；
图4是本发明便携式空气净化器净化效率的测定方法及其设备的空白试验与样品1运动阶段的时间-PM2.5关系图；
图5是本发明便携式空气净化器净化效率的测定方法及其设备的空白试验与样品2运动阶段的时间-PM2.5关系图；
图6是本发明便携式空气净化器净化效率的测定方法及其设备的静止阶段时间-净化效率关系图；
图7是本发明便携式空气净化器净化效率的测定方法及其设备的运动阶段时间-净化效率关系图；
附图中各部件的标记：1、激光粉尘仪；2、采样管；3、颗粒物检测器；4、循环风机；5、气溶胶发生器；6、试验舱；7、便携式空气净化器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述,实施例不能在此一一赘述,但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。
实施例一
如图1所示，用于便携式空气净化器净化效率的测定方法的设备，包括净化效率测试系统、循环系统、气溶胶发生器5和试验舱6，净化效率测试系统和气溶胶发生器5均与试验舱6连接，循环系统安装于试验舱6的内部顶部。净化效率测试系统包括5个颗粒物检测器3、5个粉尘仪和5个采样管2，颗粒物检测器3安装于试验舱6，颗粒物检测器3通过采样管2与粉尘仪连接，4个颗粒物检测器3与携式空气净化器处于同一水平面并距离相同，其距离为0.8-1.2m。1个颗粒物检测器3位于试验者的口鼻位置附近。气溶胶发生器5为PM2.5气溶胶发生器5，干燥的压缩空气通过空气导管进入气溶胶发生器5，气溶胶发生器5发生出一定粒径的气溶胶，均匀发散到试验舱6内；粉尘仪为激光粉尘仪1，用于检测PM2.5浓度检测，通过颗粒物检测器3采集试验舱6内部空气以及口罩内部空气(即是便携式净化器的附近)，并测定其颗粒浓度；试验舱6为20m3密闭试验舱6，密闭试验舱6作为PM2.5气溶胶的发生场所；循环系统为循环风机4。
便携式空气净化器净化效率的测定方法,包括以下步骤：
S1、开启净化效率测试系统，待试验舱6的内腔颗粒浓度达到试验颗粒浓度，该试验颗粒浓度达到1.5±0.5mg/m3(颗粒浓度变化为低于10％)、试验舱6的内腔相对湿度为60±10％和内腔温度为25±5℃后，净化效率测试系统记录初始试验舱的颗粒浓度；
S2、试验者佩戴便携式空气净化器7进入试验舱6后，试验者站立不动并开启便携式空气净化器7，净化效率测试系统通过5个颗粒物检测器3记录第一试验舱颗粒浓度和第一净化器颗粒物浓度，记录频率为30秒/次；
S3、试验者关闭便携式空气净化器7，静止2分钟，试验舱外面的另一个试验者开启循环系统(即是循环风机)，使试验舱6内腔的颗粒浓度重新分布均匀；
S4、待试验舱6内的颗粒浓度重新分布均匀后，试验者再次开启便携式空气净化器7，试验者以速度为3km/h在试验舱6内腔步行，同时净化效率测试系统记录第二试验舱颗粒浓度和第二净化器颗粒物浓度，持续记录3分钟，记录频率为30秒/次；
S5、待试验结束后，通过公式计算得到便携式空气净化器7的净化效率。
Figure BDA0002889873100000051
Figure BDA0002889873100000052
其中：E为便携式空气净化器7的净化效率；Ca1、Ca2、Ca3和Ca4为4个颗粒物检测器3采集的颗粒浓度；a为试验舱6的平均颗粒浓度(包括第一试验舱颗粒浓度或第二试验舱颗粒浓度)；Cb为人体佩戴便携式空气净化器7口鼻位置的颗粒物浓度(包括第一净化器颗粒物浓度或第二净化器颗粒物浓度)。
1、空白对比组的数据：
Figure BDA0002889873100000061
2、便携式空气净化器7样本的测试数据如下：
2.1、样品1的数据
Figure BDA0002889873100000062
Figure BDA0002889873100000071
2.2、样品2的数据
Figure BDA0002889873100000072
Figure BDA0002889873100000081
实施例二
本实施例中的除以下技术特征外，其他技术特征与实施例一相同：
本实施例中的颗粒物检测器3的数量采用6个代替5个。
本实施例中的试验者的行走速度由7km/h代替3km/h。
实施例三
本实施例中的除以下技术特征外，其他技术特征与实施例一相同：
本实施例中的颗粒物检测器3的数量采用3个代替5个。
上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.便携式空气净化器净化效率的测定方法,其特征在于，包括以下步骤：
S1、开启净化效率测试系统，待试验舱颗粒浓度达到试验颗粒浓度后，所述净化效率测试系统记录初始试验舱颗粒浓度；
S2、试验者佩戴便携式空气净化器进入所述试验舱，所述试验者站立不动并开启所述便携式空气净化器，所述净化效率测试系统记录第一试验舱颗粒浓度和第一净化器颗粒物浓度；
S3、所述试验者关闭便携式空气净化器，开启循环系统，使试验舱内的颗粒浓度重新分布均匀；
S4、待试验舱内的颗粒浓度重新分布均匀后，所述试验者再次开启所述便携式空气净化器，所述试验者在试验舱内步行，所述净化效率测试系统记录第二试验舱的颗粒浓度和第二净化器颗粒物浓度；
S5、待试验结束后，通过计算得到所述便携式空气净化器的净化效率。
2.根据权利要求1所述便携式空气净化器净化效率的测定方法,其特征在于，所述步骤S1中的试验颗粒浓度为1.5±0.5mg/m3。
3.根据权利要求1所述便携式空气净化器净化效率的测定方法,其特征在于，所述步骤S4中的试验者的步行速度为3-7km/h。
4.根据权利要求1所述便携式空气净化器净化效率的测定方法,其特征在于，所述步骤S1中的试验舱内腔的相对湿度为60±10％。
5.根据权利要求1所述便携式空气净化器净化效率的测定方法,其特征在于，所述步骤S1中的试验舱内腔的温度为25±5℃。
6.根据权利要求1所述便携式空气净化器净化效率的测定方法,其特征在于，所述步骤S1中的试验舱内腔的颗粒浓度变化低于10％。
7.用于权利要求1～6任意一种所述的便携式空气净化器净化效率的测定方法的设备，其特征在于，包括净化效率测试系统、循环系统、气溶胶发生器和试验舱，所述净化效率测试系统和气溶胶发生器均与试验舱连接，所述循环系统安装于试验舱的内部。
8.根据权利要求7所述的应用便携式空气净化器净化效率的测定方法的设备，其特征在于，所述净化效率测试系统包括颗粒物检测器、粉尘仪和采样管，所述颗粒物检测器安装于试验舱，所述颗粒物检测器通过采样管与粉尘仪连接。
9.根据权利要求8所述的应用便携式空气净化器净化效率的测定方法的设备，其特征在于，所述颗粒物检测器的数量为3-6个。
10.根据权利要求7所述的应用便携式空气净化器净化效率的测定方法的设备，其特征在于，所述试验舱的试验颗粒浓度为1.5±0.5mg/m3。
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