CN221281000U - 室内空气污染现场溯源系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及室内污染物治理技术领域，提供一种室内空气污染现场溯源系统，所述的室内空气污染现场溯源系统，包括：污染物采集舱、污染物检测装置、异味检测装置和气相色谱仪，污染物采集舱能够与待检测建材之间限定出密闭容腔，密闭容腔用于收集待检测建材释放的污染物；污染物检测装置与污染物采集舱通过第一导气管连接，异味检测装置与污染物检测装置通过第二导气管连接，气相色谱仪分别与异味检测装置、污染物采集舱通过第三导气管及第四导气管连接。本实用新型能够检测待检测建材释放的污染物中总挥发性有机化合物和甲醛的浓度，异味浓度和异味强度，污染物的具体成分和各成分对应的浓度，为实现室内空气污染的源头控制提供支持。
Description
技术领域
本实用新型涉及室内污染物治理技术领域，尤其涉及一种室内空气污染现场溯源系统。
背景技术
室内空气污染与人体健康密切相关，如何对其进行有效净化已成为科研和公众关注的热点。室内的空气污染，如甲醛、挥发性有机化合物(VOCs)和异味等，主要由装饰装修建材的释放造成。目前的治理方法无论是使用活性炭和催化材料进行被动处理，抑或通过空气净化器进行主动去除，均是对室内的整体空气进行治理，而非对污染释放源进行源头“靶向”治理，导致净化效率低下。因此，有必要对室内空气污染的种类和浓度进行溯源，为实现室内空气污染的源头控制提供支持。
测定不同建材的污染物释放速率和释放量、厘清建材对室内污染物的贡献是实现室内空气污染源头控制的前提。在传统方法中，主要采用实验室中的环境舱来检测建材24h、72h或十数天内(建材释放达到稳定状态所用时间)的甲醛和VOCs的释放量和释放速率，不仅操作复杂、检测时间长，而且难以对建材所释放污染物的异味浓度和异味强度进行快速评价；同时由于缺乏合适的溯源方法，导致难以精准厘定室内建材对空气中不同污染物的准确贡献，难以进行室内空气污染的源头控制。
实用新型内容
本实用新型提供一种室内空气污染现场溯源系统，用以解决现有技术中难以快速检测室内建材污染物成分及其浓度的缺陷，便于用户有针对性地快速对污染源进行治理，以提高室内空气质量。
本实用新型提供的一种室内空气污染现场溯源系统，包括：
污染物采集舱，所述污染物采集舱能够与待检测建材之间限定出密闭容腔，所述密闭容腔用于收集待检测建材释放的污染物；
污染物检测装置，所述污染物检测装置与所述污染物采集舱通过第一导气管连接，所述污染物检测装置用于检测待检测建材所释放的污染物中总挥发性有机化合物和甲醛的浓度；
异味检测装置，所述异味检测装置与所述污染物检测装置通过第二导气管连接，所述异味检测装置用于检测待检测建材所释放污染物的异味浓度和异味强度；
气相色谱仪，所述气相色谱仪分别与所述异味检测装置、所述污染物采集舱通过第三导气管及第四导气管连接，所述气相色谱仪用于检测待检测建材所释放总挥发性有机化合物的具体成分和对应浓度。
根据本实用新型提供的室内空气污染现场溯源系统，还包括数据处理设备，所述数据处理设备的处理器分别与所述污染物检测装置、异味检测装置、气相色谱仪电连接，所述数据处理设备用于采集所述污染物检测装置、所述异味检测装置和所述气相色谱仪的检测数据，并对检测数据进行处理和分析。
根据本实用新型提供的室内空气污染现场溯源系统，所述污染物采集舱内设置有加热部件，所述加热部件与所述数据处理设备的控制器电连接，所述加热部件用于加热所述待检测建材，所述污染物采集舱设有进气口和出气口，所述进气口与所述第四导气管连接，所述出气口与所述第一导气管连接。
根据本实用新型提供的室内空气污染现场溯源系统，所述污染物检测装置包括：主壳体，所述主壳体内设置TVOC传感器和甲醛传感器，所述主壳体上设置有进样口和出样口，所述进样口与所述出气口通过所述第一导气管连接。
根据本实用新型提供的室内空气污染现场溯源系统，所述异味检测装置包括：气室和设置在气室中的传感器阵列，所述气室的进气口与所述出样口通过所述第二导气管连接，所述气室内的气流与所述传感器阵列中的传感器有效作用面接触，所述传感器阵列中的每个传感器与数据处理设备电连接。
根据本实用新型提供的室内空气污染现场溯源系统，所述气相色谱仪包括：进气管路、电磁阀、色谱柱和检测器，所述进气管路的进气端与所述气室的出气口通过所述第三导气管连接，所述进气管路的出气端与所述进气口通过所述第四导气管连接；所述进气管路连接至所述色谱柱，所述电磁阀设置在所述进气管路上，所述电磁阀与所述数据处理设备的控制器电连接；所述色谱柱能够将所述待测混合气体进行分离，得到多种组分的气体并依次导入检测器，以得到各组分的检测信号，所述检测器与所述数据处理设备电连接。
根据本实用新型提供的室内空气污染现场溯源系统，所述检测器为光离子化检测器、火焰离子化检测器或质谱检测器的一种。
根据本实用新型提供的室内空气污染现场溯源系统，所述第一导气管、所述第二导气管、所述第三导气管及所述第四导气管材质均为聚四氟乙烯。
根据本实用新型提供的室内空气污染现场溯源系统，所述第四导气管设置有循环泵，所述循环泵与所述数据处理设备的控制器电连接。
本实用新型提供的室内空气污染现场溯源系统，通过污染物采集舱采集待检测建材释放的污染物，通过污染物检测装置检测待检测建材释放的污染物中总挥发性有机化合物和甲醛的浓度，通过异味检测装置检测待检测建材所释放污染物的异味浓度和异味强度，通过气相色谱仪进一步检测待检测建材释放总挥发性有机化合物的具体成分和各成分对应的浓度，并根据检测的各成分污染物的浓度计算出待检测建材的某种污染物的释放速率。本实用新型能够实现对房间内空气污染的种类和浓度进行溯源，通过对房间内的所有建材进行检测，计算出每种建材对同一种污染物的释放速率，结合建材的使用面积，得到不同建材对房间内空气中该污染物浓度的贡献百分比，为实现室内空气污染的源头控制提供支持。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型提供的室内空气污染现场溯源系统的结构示意图。
附图标记：
1、污染物采集舱；11、加热部件；
2、污染物检测装置；21、TVOC传感器；22、甲醛传感器；
3、异味检测装置；31、传感器阵列；
4、气相色谱仪；41、电磁阀；42、色谱柱；43、检测器；
5、数据处理设备；6、第一导气管；7、第二导气管；8、第三导气管；9、第四导气管；10、循环泵。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
下面结合图1描述本实用新型的实施例中提供的一种室内空气污染现场溯源系统。
本实施例提供的室内空气污染现场溯源系统，包括：污染物采集舱1、污染物检测装置2、异味检测装置3、气相色谱仪4和数据处理设备5。
其中，污染物采集舱1能够与待检测建材之间限定出密闭容腔，密闭容腔用于收集待检测建材释放的污染物。
污染物检测装置2与污染物采集舱1通过第一导气管6连接，污染物检测装置2用于检测待检测建材所释放的污染物中总挥发性有机化合物(Total Volatile OrganicCompounds英文简写TVOC)和甲醛的浓度。
异味检测装置3与污染物检测装置2通过第二导气管7连接，异味检测装置3用于检测待检测建材所释放污染物的异味浓度和异味强度。
气相色谱仪4分别与异味检测装置3、污染物采集舱1通过第三导气管8及第四导气管9连接，气相色谱仪4用于检测待检测建材所释放总挥发性有机化合物的具体成分和对应浓度。
在本实施例中，还包括数据处理设备5，数据处理设备5的处理器分别与污染物检测装置2、异味检测装置3、气相色谱仪4电连接，数据处理设备5用于采集污染物检测装置2、异味检测装置3和气相色谱仪4的检测数据，并对检测数据进行处理和分析，以获得房间内每种建材对空气中目标污染物浓度的贡献百分比。
上述的数据处理设备5可以是移动终端、电脑或者远程服务器，能对数据进行分析处理。
在一些实施例中，污染物采集舱1可以是具有腔体的立方体形或半球形，污染物采集舱1用于罩设在待检测建材上，可通过在污染物采集舱1与被检测建材接触的端面设置密封件(如密封垫或密封圈)，起到密封作用，防止污染物从污染物采集舱1与被检测建材接触的端面泄露，进一步提高产品使用的安全性和检测结果的可靠性。
本实施例中，为加快建材的污染物的释放，污染物采集舱1内设置有加热部件11，加热部件11可采用电加热丝、电加热管及电加热盘等，加热部件11用于加热待检测建材，加热部件11与数据处理设备5的控制器电连接，可通过数据处理设备5控制加热温度和加热时间，污染物采集舱1设有进气口和出气口，进气口与第四导气管9连接，出气口与第一导气管6连接。
本实施例中，污染物检测装置2用于检测待检测建材释放出的总挥发性有机化合物(TVOC)和甲醛的浓度。污染物检测装置2包括主壳体，主壳体内分别设置TVOC传感器21和甲醛传感器22，主壳体上设置有进样口和出样口，进样口与出气口通过第一导气管6连接，通过进样口进入主壳体内的污染物分别与TVOC传感器21和甲醛传感器22接触，甲醛传感器22和TVOC传感器21会对一段时间内通入主壳体内的污染物中含有的甲醛和TVOC的含量进行分析，并把检测数据传输给数据处理设备5。
上述的TVOC传感器21和甲醛传感器22的相邻两次检测的时间间隔为0.1s～2s。
本实施例中，异味检测装置3为相关技术中的电子鼻，用于识别气体，异味检测装置3包括：气室和设置在气室中的传感器阵列31，气室的进气口与出样口通过第二导气管7连接，进入气室内的污染物气体与传感器阵列31中的传感器有效作用面接触，传感器阵列31中的每个传感器与数据处理设备5电连接，通过传感器阵列31对污染物气体进行检测，检测结果通过数据处理设备5处理。传感器阵列31数据处理设备5。在一些实施例中，传感器阵列31采用TGS系列的金属氧化物气体传感器阵列31。
本实施例中，气相色谱仪4包括：进气管路、电磁阀41、色谱柱42和检测器43，进气管路的进气端与气室的出气口通过第三导气管8连接，进气管路的出气端与进气口通过第四导气管9连接；进气管路连接至色谱柱42，电磁阀41设置在进气管路上，电磁阀41与数据处理设备5的控制器电连接，能调节进气管路中污染物的气流量大小；色谱柱42能够将待测混合气体进行分离，得到多种组分的气体并依次导入检测器43，以得到各组分的检测信号，检测器43与数据处理设备5电连接。检测器43可以是包含FID检测器43和Ni催化转化炉，通过FID检测器43和Ni催化转化炉将色谱分离后组分浓度转换为电信号传输至数据处理设备5对数据处理，得到最终色谱分析数据。
在一些实施例中，检测器43为相关技术，可以是光离子化检测器43、火焰离子化检测器43或质谱检测器43。此外还可以是热导检定器，超声波检定器，电子捕获检定器，火焰光度检定器，电化学检定器的任一种。
本实施例中，第一导气管6、第二导气管7、第三导气管8、第四导气管9的材质为聚四氟乙烯，具有良好的耐腐蚀性。
本实施例中，第四导气管9设置有循环泵10，循环泵10与数据处理设备5的控制器电连接。循环泵10可使污染物采集舱1内的污染物持续向污染物检测装置2、异味检测装置3、气相色谱仪4输送，以提高对污染物检测的效率和准确性。
本实用新型还提供了一种室内空气污染现场溯源系统及方法，包括以下步骤：
S1：获取污染物采集舱的体积、污染物采集舱覆盖的待检测建材的面积以及房间的体积；
S2：确定房间内建材的种类以及每种建材在房间的使用面积，计算每种建材的体积承载率；
S3：检测待检测建材释放的污染物中总挥发性有机化合物的浓度以及甲醛的浓度；
S4：检测待检测建材释放的污染物的异味强度；
S5：检测总挥发性有机化合物的具体成分及各自浓度；
S6：计算房间内待检测建材的目标污染物的释放速率以及待检测建材对房间内空气中目标污染物浓度的贡献百分比。
本实施例中，步骤S6中计算房间内待检测建材目标污染物的释放速率的计算公式为：
其中，k为待检测建材的目标污染物释放速率，Vc为污染物采集舱的体积，S为污染物采集舱覆盖的目标建材面积，t0时刻污染物的浓度c0，t1时刻污染物的浓度c1。
本实施例中，步骤S6计算待检测建材对房间内空气中目标污染物浓度的贡献百分比，包括以下步骤：
计算房间内待检测建材释放的目标污染物的浓度；
计算房间内所有建材释放的同种目标污染物的浓度；
计算待检测建材对房间内空气中目标污染物浓度的贡献百分比，公式为：
其中，ηi为第i种建材对房间内空气中污染物的贡献率，ki为第i种建材的污染物释放速率，为第i种建材的体积承载率，n为房间内换气次数，在时间t确定时n为常数。
具体地，计算房间内待检测建材释放的目标污染物的浓度的推导过程为：
在对房间内污染物种类确定的情况下得出：
在已知第i种建材的体积承载率的前提下，将代入公式中，得到：
从而计算出房间内所有建材释放的同种目标污染物的浓度为：
其中，c为房间内污染物的浓度，Ki为第i种建材的污染物释放速率，Ai为第i种建材在房间的使用面积，n为房间内换气次数，在时间t确定时n为常数。
该过程主要利用污染物采集舱1、污染物检测装置2和数据处理设备5，通过污染物检测装置2检测污染物中总挥发性有机化合物(TVOC)和甲醛的浓度，在已知污染物采集舱体积的情况下，可获取房间内所有建材的污染物释放速率，利用数据处理设备5实现对房间内所有建材污染物释放速率的检测。
本实用新型通过污染物检测装置2检测甲醛和总挥发性有机化合物的浓度，通过异味检测装置3检测刺激性气味的污染物浓度，通过气相色谱仪4检测总挥发性有机化合物的具体成分及各自的浓度，然后针对某一种污染物通过上述室内空气污染溯源方法，通过数据处理设备5计算出待检测建材对房间内空气中该污染物浓度的贡献率，从而获知房间内每种建材对空气的污染程度，实现有针对性的源头处理。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种室内空气污染现场溯源系统，其特征在于，包括：
污染物采集舱(1)，所述污染物采集舱(1)能够与待检测建材之间限定出密闭容腔，所述密闭容腔用于收集待检测建材释放的污染物；
污染物检测装置(2)，所述污染物检测装置(2)与所述污染物采集舱(1)通过第一导气管(6)连接，所述污染物检测装置(2)用于检测待检测建材所释放的污染物中总挥发性有机化合物和甲醛的浓度；
异味检测装置(3)，所述异味检测装置(3)与所述污染物检测装置(2)通过第二导气管(7)连接，所述异味检测装置(3)用于检测待检测建材所释放污染物的异味浓度和异味强度；
气相色谱仪(4)，所述气相色谱仪(4)分别与所述异味检测装置(3)、所述污染物采集舱(1)通过第三导气管(8)及第四导气管(9)连接，所述气相色谱仪(4)用于检测待检测建材所释放总挥发性有机化合物的具体成分和对应浓度。
2.根据权利要求1所述的室内空气污染现场溯源系统，其特征在于，还包括数据处理设备(5)，所述数据处理设备(5)的处理器分别与所述污染物检测装置(2)、异味检测装置(3)、气相色谱仪(4)电连接，所述数据处理设备(5)用于采集所述污染物检测装置(2)、所述异味检测装置(3)和所述气相色谱仪(4)的检测数据，并对检测数据进行处理和分析。
3.根据权利要求2所述的室内空气污染现场溯源系统，其特征在于，所述污染物采集舱(1)内设置有加热部件(11)，所述加热部件(11)与所述数据处理设备(5)的控制器电连接，所述加热部件(11)用于加热所述待检测建材，所述污染物采集舱(1)设有进气口和出气口，所述进气口与所述第四导气管(9)连接，所述出气口与所述第一导气管(6)连接。
4.根据权利要求3所述的室内空气污染现场溯源系统，其特征在于，所述污染物检测装置(2)包括：主壳体，所述主壳体内设置TVOC传感器(21)和甲醛传感器(22)，所述主壳体上设置有进样口和出样口，所述进样口与所述出气口通过所述第一导气管(6)连接。
5.根据权利要求4所述的室内空气污染现场溯源系统，其特征在于，所述异味检测装置包括：
气室和设置在气室中的传感器阵列(31)，所述气室的进气口与所述出样口通过所述第二导气管(7)连接，所述气室内的气流与所述传感器阵列(31)中的传感器有效作用面接触，所述传感器阵列(31)中的每个传感器与数据处理设备(5)电连接。
6.根据权利要求5所述的室内空气污染现场溯源系统，其特征在于，所述气相色谱仪(4)包括：进气管路、电磁阀(41)、色谱柱(42)和检测器(43)，所述进气管路的进气端与所述气室的出气口通过所述第三导气管(8)连接，所述进气管路的出气端与所述进气口通过所述第四导气管(9)连接；所述进气管路连接至所述色谱柱(42)，所述电磁阀(41)设置在所述进气管路上，所述电磁阀(41)与所述数据处理设备(5)的控制器电连接；所述色谱柱(42)能够将待测混合气体进行分离，得到多种组分的气体并依次导入检测器(43)，以得到各组分的检测信号，所述检测器(43)与所述数据处理设备(5)电连接。
7.根据权利要求6所述的室内空气污染现场溯源系统，其特征在于，所述检测器(43)为光离子化检测器(43)、火焰离子化检测器(43)或质谱检测器(43)的一种。
8.根据权利要求1所述的室内空气污染现场溯源系统，其特征在于，所述第一导气管(6)、所述第二导气管(7)、所述第三导气管(8)及所述第四导气管(9)的材质均为聚四氟乙烯。
9.根据权利要求2-7任一项所述的室内空气污染现场溯源系统，其特征在于，所述第四导气管(9)设置有循环泵(10)，所述循环泵(10)与所述数据处理设备(5)的控制器电连接。
Publications (1)
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| GR01 | Patent grant |