一种光触媒空气消杀功能比对验证系统的制作方法

本发明属于光触媒消杀功能验证技术领域，具体涉及一种光触媒空气消杀功能验证比对系统。

背景技术：

随着经济的发展和人们对室内美化要求的提高，室内装饰、装修成为每个家庭生活中必不可少的环节，现在各种装修材料的质量良莠不齐，尤其是很多品质低劣的装饰、装修材料对人的身体健康造成了极大的威胁；即使是使用品质较好的装饰、装修材料，在一定的时间范围内也会释放一定量的污染有害物，如甲醛、氮氧化合物、氨气、细菌病毒等，这些污染有害物大都具有致癌、致畸、致突变毒性，其中有十几种还被列入美国国家环境保护局（epa）和我国国家环境保护总局确定的优先监测物质名录。另外，空气恶化还给各种有害细菌、病毒的生存和繁衍提供了有利空间，同时也为它们的变异与快速繁殖创造了有利条件，己严重危害到人的身心健康。

光触媒技术是近10年来蓬勃发展的一项室内污染处理技术，它能利用光能将室内空气中的污染有害物（如甲醛）直接降解为无害的二氧化碳和水。目前，市场上各种光触媒空气净化产品（如喷雾、涂料、饰品等）品种繁多，但消杀能力良莠不齐，其主要原因是缺乏统一有效的气体降解检测手段和方法，导致无法制定相应的国家或行业标准来规范市场。传统采用泵吸式气体检测仪进行气体降解检测的方法是由电源带动气泵对待测区域的气体进行抽气采样，然后将样气送入仪表进行检测。该方法不仅操作不便、系统误差较大，也无法对气体的降解过程进行连续检测，也就无法对光触媒的消杀性能做出准确判断。因此，研发一种专用于光触媒空气消杀功能比对验证系统，对光触媒技术的研发、推广是十分必要的。

技术实现要素：

为解决上述的技术问题，本发明的目的在于提供光触媒空气消杀功能比对验证的技术方案，通过对被检气体消杀、定量采样及定性显示的具体结构进行优化组合设计，可以准确、直观、定性或定量的比对验证光触媒的消杀功能，并且对光触媒的研发、推广起到了极大的促进作用。

本发明采用的技术方案是：一种光触媒空气消杀功能比对验证系统，系统包括消杀模型箱、定量采样装置和定性显示装置以及配套的被检标本输送过程的控制电路，所述定量采样装置中包括一个受控往复式计量泵，该受控往复式计量泵设置在消杀模型箱或检测试剂存储装置与定性显示装置的反应试管之间，控制电路发出的采样指令和执行输送指令定时直接送至配套可控执行机构的触发端、使验证结果最终分时直接显示在参加验证反应的反应试管中。

进一步地，所述受控往复式计量泵包括泵筒体，套装在泵筒体内并由活塞和活塞杆构成的抽、送气结构，设置在活塞杆上部并与泵筒体底部相配合的计量调节螺母以及与活塞杆下部配合的可调驱动机构；在泵筒体的上部设有抽气口和排气口。

进一步地，所述可调驱动机构包括套装在活塞杆中部的永久磁铁柱，与永久磁铁形成可调驱动配合而产生不同驱动方向和驱动力的激磁线圈组；所述激磁线圈的数量设置为2-5个。

进一步地，在消杀模型箱内部配套设置有可见光照射灯、空气扰动装置、定量甲醛蒸发皿、和设置有光触媒的量化实验板，所述实验板借助插接结构安装在消杀模型箱内。

进一步地，在消杀模型箱上还设有密封箱门、可视透明窗、进气端口和出气端口，所述进气端口与标准样气存储装置连通，所述出气端口借助可控单向阀a与受控往复式计量泵的抽气口连通。

进一步地，所述定性显示装置包括盛有定量酚试剂的反应试管组，借助密封橡胶塞上设置的导管向反应试管内输送定量受检气样、检验试剂和排空多余气体，向反应试管内输送定量受检气样的气路设置有可控单向阀b和可控换向阀a，排空气路设置有可控单向阀c。

进一步地，所述反应试管组中反应试管的数量为3-6个。

进一步地，在反应试管组中每个反应试管底部设置有超声波震荡座，所述超声波震荡座借助波导管与超声波放生器连接，所述超声波震荡座中设有超声波震荡头。

进一步地，所述检测试剂存储装置为显色试剂储存容器和蒸馏水储存容器，借助可控换向阀c分别与显色试剂储存容器和蒸馏水储存容器连通的输送泵，在输送泵和反应试管组之间设置有输送分配管路，所述输送分配管路包括与输送泵连通的可控换向阀b、设置在可控换向阀b与反应试管组之间的毛细分配支路，在毛细分配支路的出口段设有流量控制阀和排液支路，在排液支路上设置有可控换向阀d。

进一步地，所述消杀模型箱和定性显示装置的数量分别设置2个，配合各自配套的定量采样装置和检测试剂存储装置形成光触媒空气消杀功能的比对结构。

采用本发明产生的有益效果：（1）本发明过对被检气体消杀、定量采样及定性显示的具体结构进行优化组合设计，可以准确、直观、定性或定量的比对验证光触媒的消杀功能；（2）本发明中的受控往复式计量泵，通过对通电线圈组和限位螺栓进行调整设置，可出满足不同体积的采样需求以及不同采样和送样的速率需求；（3）本发明中定性显示装置中反应试管，可以直观的反应光触媒的消杀结果；（4）此装置的应用对技术研发、营销人员进行光触媒的研发、推广起到了极大的促进作用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中消杀模型箱的侧视图；

图3是消杀模型箱的剖视图；

图4是定量采样装置和定性显示装置的结构示意图；

附图中：1代表消杀模型箱，1a代表进气端口，1b代表出气端口，11代表可见光照射灯，12代表空气扰动装置，13代表量化实验板，14代表插接结构，15代表密封箱门，21代表泵筒体，22代表活塞，23代表活塞杆，24代表计量调节螺母，25代表驱动机构，3代表定性显示装置，31代表反应试管，31a代表密封橡胶塞，32代表显色试剂储存容器，33代表输送泵，34代表蒸馏水储存容器，35代表超声波震荡座，36代表超声波发生器，37代表波导管，41代表可控单向阀a，42代表可控单向阀b，43代表可控换向阀a，44代表可控单向阀c，45代表可控换向阀b，46代表流量控制阀，47代表可控换向阀c，48代表可控单向阀d，5代表控制电路，6代表操控面板。

具体实施方式

参看附图1-4为一种光触媒空气消杀功能比对验证系统的具体实施例，系统包括消杀模型箱1、定量采样装置和定性显示装置3以及配套有检控程序的控制电路5；其中所述消杀模型箱1和定性显示装置3的数量分别设置2个，配合各自配套的定量采样装置和检测试剂存储装置形成光触媒空气消杀功能的比对结构，上述消杀模型箱1对称设置在系统机架下部，上述定性显示装置3对称设置在系统机架上，在消杀模型箱1的上端面设置有与控制电路5连接的操控面板6。

参看附图1、4，上述定量采样装置中包括一个受控往复式计量泵，该受控往复式计量泵设置在消杀模型箱1或检测试剂存储装置与定性显示装置3的反应试管31之间，控制电路5发出的采样指令和执行输送指令定时直接送至配套可控执行机构的触发端、使验证结果最终分时直接显示在参加验证反应的反应试管31中；上述受控往复式计量泵包括泵筒体21，套装在泵筒体21内具有往复位移自由度并由活塞22和活塞杆23构成的抽、送气结构，设置在活塞杆23上部并与泵筒体21底部相配合的计量调节螺母24以及与活塞杆23下部配合的可调驱动机构25，在泵筒体21的上部设有抽气口2a和排气口2b，在泵筒体21的底部设有进出气孔；所述可调驱动机构25包括套装在活塞杆23中部的永久磁铁柱，与永久磁铁形成可调驱动配合而产生不同驱动方向和驱动力的激磁线圈组；所述激磁线圈的数量设置2-5个，激磁线圈组在具体使用时，通过控制电路5发出相关指令，使不同磁场强度的通电线圈的受控端通过如k5-k8和k9-k12这两组指令来控制启闭和电流通入方向，使活塞杆23实现不同速率的往复运动。

参看附图1-3，在消杀模型箱1内部配套设置有可见光照射灯11、空气扰动装置12、定量甲醛蒸发皿、和设置有光触媒的量化实验板13，所述实验板13借助插接结构14安装在消杀模型箱1内，另外在消杀模型箱1上还设有密封箱门15、可视透明窗、进气端口1a和出气端口1b，所述进气端口1a与标准样气存储装置连通，所述出气端口1b借助可控单向阀a41、配套管路与受控往复式计量泵的抽气口2a连通。其中上述标准样气为含有甲醛的空气，上述空气扰动装置12为风扇，上述可见光照射灯11为led灯、紫外线灯、白炽灯或卤素灯，可依据实验要求选取，上述实验板13的形状呈具有网眼的薄板状、在其上涂覆有光触媒材料。

参看附图4，定性显示装置3包括盛有定量酚试剂的反应试管31组，借助密封橡胶塞31a上设置的导管向反应试管31内输送定量受检气样、检验试剂和排空多余气体，向反应试管31内输送定量受检气样的气路设置有可控单向阀b42和可控换向阀a43，排空气路设置有可控单向阀c44，上述定性显示装置3还包括配套的比色卡、设置在反应试管31底部的超声波震荡座35，所述超声波震荡座35借助波导管37与超声波发生器36连接，所述超声波震荡座35中设有超声波震荡头，其中超声波震荡座35在受检气样溶解和发生显色反应时产生震荡，有利于加快受检气样的溶解和发生显色反应；上述反应试管31组与受控往复式计量泵的排气口2b之间输送定量受检气样的气路包括主气路、设置在主气路上的可控单向阀b42和可控换向阀a43、以及通向反应试管31组内每个反应试管31内的支气路，所述排空气路由可控单向阀c44和排空毛细管路形成。上述反应试管31组中反应试管31的数量为3-6个。

参看附图4，检测试剂存储装置为显色试剂储存容器32和蒸馏水储存容器34，借助可控换向阀c47分别与显色试剂储存容器32和蒸馏水储存容器34连通的输送泵33，在输送泵33和反应试管31组之间设置有输送分配管路，所述输送分配管路包括与输送泵33连通的可控换向阀b45、设置在可控换向阀b45与反应试管31组之间的毛细分配支路，在毛细分配支路的出口段设有流量控制阀46和排液支路，在排液支路上设置有可控换向阀d48。

其中酚试剂配置具体步骤：称取0.1g酚试剂即c8h9n3s·hcl·h2o，加100ml水溶解；显色试剂配置具体步骤：称取1g硫酸铁铵，用0.1m/l盐酸溶解，定容至100ml；向反应试管31内添加的酚试剂和显色试剂的体积比例为12.5:1。

综上所述，在具体控制时，控制电路5发出相关指令，可控单向阀a41、可控单向阀b42、可控换向阀a43的受控端通过如k1-k3等指令来控制；在采样时，可控单向阀a41开启，受控往复式计量泵2抽取消杀模型箱1内的受检气样；在送样时，可控单向阀a41关闭、可控单向阀b42开启、可控换向阀a43切换到通向指定反应试管31的支气路，受控往复式计量泵2将受检气样输送至指定反应试管31中，另外在向指定反应试管31中输送受检气样的过程中，超声波发生器36开启、借助波导管37使指定反应试管31下部的超声波震荡座35放生震荡，从而加快受检气样在指定反应试管31内的溶解速度。控制电路5发出相关指令，输送泵33、可控换向阀b45、流量控制阀47的受控端通过如k13、k14、k15等指令来控制；在冲洗时，可控换向阀c47切换到通向蒸馏水储存容器34的管路、可控换向阀b45切换到通向指定反应试管31的支路、该通路上的流量控制阀46关闭和可控单向阀d48开启，这时输送泵33开启、对通路进行清洗；在输送显色试剂时，可控换向阀c47切换到通向显色试剂储存容器32的管路，该通路上的流量控制阀46开启和可控单向阀d48关闭，输送泵33开启、向指定反应试管31进行酚试剂的定量输送，另外在向指定反应试管31中输送显色试剂的过程中，超声波发生器36开启、借助波导管37使指定反应试管31下部的超声波震荡座35放生震荡，从而加快显色试剂在指定反应试管31内的显色反应速度。

本发明在具体实施时至少有两种使用方法，具体如下：

第一种使用方法：打开消杀模型箱1的箱门15，将涂覆有光触媒材料的量化实验板13插入其中一个插接结构14中，关闭消杀模型箱1的箱门15；消杀模型箱1内通过进气端口1a注入定量的标准样气，然后通过操控面板6打开消杀模型箱1内的可见光照射灯11、空气扰动装置12；在本方法中受控往复式计量泵的采样间隔可以通过操控面板6设置成每间隔1小时定量抽取受检气样，再通过受控往复式计量泵将受检气样送入指定反应试管31内，然后将显色试剂定量通入指定反应试管31内，使采样的验证结果最终分时直接显示在参加验证反应的反应试管31中，待反应试管31组内反应试管31全部完成显色反应后，使用比色卡与反应试管31组内溶液颜色对比，即可得出反应试管31组中受检气样含有甲醛的浓度数据，再通过相应计算公式即可得出该光触媒的消杀性能。

第二种使用方法：打开两个消杀模型箱1的箱门15，将涂覆有不同光触媒材料的两个量化实验板13分别插入两个消杀模型箱1的插接结构14中，关闭两个消杀模型箱1的箱门15，两个消杀模型箱1内通过进气端口1a注入定量的标准样气，然后通过操控面板6打开两个消杀模型箱1内的可见光照射灯11、空气扰动装置12；本方法中受控往复式计量泵的采样间隔时间可以通过操控面板6设置成每间隔1小时定量抽取受检气样，再通过两个受控往复式计量泵分别将受检气样分别送入各自的指定反应试管31内，然后再将显色试剂分别定量通入各自指定反应试管31内，使采样的验证结果最终分时直接显示在参加验证反应的反应试管31中，待两组反应试管31组全部完成显色反应后，使用比色卡与这两组反应试管31内溶液颜色对比，即可得出这两组反应试管31中受检气样含有甲醛的浓度数据，再通过相应计算公式即可得出这两个不同光触媒的消杀性能。

在上述两种具体使用方法中，受控往复式计量泵的采样间隔时间并不局限为上述的采样间隔时间，可以根据实际的实验要求，通过操控面板6自由设置。