一种木家具中VOCs现场快速检测装置的制作方法

本实用新型涉及vocs检测技术领域，具体涉及一种木家具中vocs现场快速检测装置。

背景技术：

木家具中vocs来自于采用的各类原辅材料及化学反应残留物。木家具的原辅材料包括木材、人造板、涂料、胶黏剂等材料。不同树种木材都有自身特有的挥发性物质，因此不同木材具有不同的气味。木家具常用木材中，松木中的vocs主要是萜类化合物,主要有α-蒎烯，单萜、倍半萜烯，樟木中vocs主要有醛类、烯类、醇类、酮类、酯类、萜类和酸类七类化合物，柏木中vocs包括橡胶基质（异戊二烯）、柏木脑、α-和β-寸白木烯、罗汉柏烯，柚木中vocs主要有二甲乙氧基、二联苯、角鲨烯、蒽醌。人造板中芳香烃、卤代烃、烷烃、萜烯类、醇类物质检出较多，苯系物（甲苯、乙苯、二甲苯、苯）检出频次高。涂料各组分通过化学反应形成的成膜物质（漆膜涂层），是家具表面的保护层。涂料中溶剂在成膜过程中参与化学反应，漆膜固化后绝大多数溶剂挥发，但涂层中残留的vocs释放是一个长期的过程，vocs释放时间与涂料种类、涂层干燥方法、环境温度、湿度等因素有关，这也是木家具所谓“油漆味”长期存在的原因，这也是家具中vocs的主要来源。胶黏剂固化后形成胶层，胶层中有少许残留挥发性有机物。山东省产品质量监督检验院对涂料和胶黏剂中vocs的研究结果表明：溶剂型木器涂料检出频次最高的是芳香烃类、醇类、烷烃类、酯醚类，其中芳香烃含量最高。水性漆中检出了乙酸丁酯，油漆样品中二甲苯、乙苯检出率较高，油性漆中vocs种类比水性漆中vocs种类多。胶黏剂中芳香烃类、醛酮类、酯醚类检出物较多。

目前，有关建材、家具中甲醛及挥发性有机物的检测方法，一般都是将样品送到实验室，采用气候舱（又称环境舱）法进行检测，气候舱内能较好地模拟样品实际使用环境，样品在气候舱内的甲醛和vocs释放接近于样品的正常散发速率及规律，检测结果比较符合样品的实际释放状况，因此，采用环境舱方法检测家具实际vocs释放量成为建材和家具在实验室内的主要测试方法。

但是，由于各种家具原材料的组成、制造工艺及使用条件差异巨大，产品量大、面广，气候舱法检测成本高、周期长，主要在实验室内运用，目前仅有部分权威检验机构和科研院校具备气候舱法检测能力。所以，针对家具产品挥发性有机化合物的检测在国内广泛推广尚存在难度。因此，亟待开展适用于我国家具产品挥发性有机化合物vocs的快速、便捷的检测技术、方法以及设备的研究。

技术实现要素：

本实用新型针对上述问题，提供一种木家具中vocs现场快速检测装置。

本实用新型的目的可以通过下述技术方案来实现：一种木家具中vocs现场快速检测装置，包括压合式采样装置、纯净气体供给系统、加热器、第一流量计、vocs快速分析仪、第二流量计和计算机；所述压合式采样装置具有进气口和出气口；所述纯净气体供给系统通过管路与压合式采样装置的进气口连接，所述加热器和第一流量计设置于进气口和纯净气体供给系统之间的管路上；所述vocs快速分析仪通过管路与压合式采样装置的出气口连接，所述第二流量计设置于出气口和vocs快速分析仪之间的管路上；所述计算机与vocs快速分析仪电连接。

进一步地，所述压合式采样装置包括采样罩和吸盘，所述采样罩呈底面开口的半球形，采样罩上开设有进气口和出气口，采样罩的开口周侧设有两个以上的真空吸盘，所述真空吸盘与采样罩连接。

进一步地，所述vocs快速分析仪包括gc-pid检测器。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：主要包括压合式采样装置、纯净气体供给系统、vocs快速分析仪、计算机，对木家具表面典型释放源vocs进行现场采气和快速分析，对木家具中挥发性有机物进行快速定性和半定量检测，具有进气、分析、显示、传输等多功能一体化集成，vocs检出限低，不仅满足了设计要求，实现了vocs设备的小型化、集成化，操作方便快捷、读数直观清晰，而且设备造价合理，检测成本低，兼具经济性和适用性，在家具行业有较高的应用推广前景。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中标注如下：

1采样罩

2真空吸盘

3纯净气体供给系统

4加热器

5第一流量计

6vocs快速分析仪

7第二流量计

8计算机

9木家具。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式，使本领域的技术人员更清楚地理解如何实践本实用新型。尽管结合其优选的具体实施方案描述了本实用新型，但这些实施方案只是阐述，而不是限制本实用新型的范围。

如图1所示，一种木家具中vocs现场快速检测装置，包括压合式采样装置、纯净气体供给系统3、加热器4、第一流量计5、vocs快速分析仪6、第二流量计7和计算机8。

所述压合式采样装置包括采样罩1和真空吸盘2，所述采样罩1呈底面开口的半球形，采样罩1的顶部开设有进气口，采样罩1的侧面开设有出气口，采样罩1的开口周侧设有两个以上的真空吸盘2，所述真空吸盘2通过连接件与采样罩1的顶部连接。通过旋紧真空吸盘2上的旋钮将采样罩1紧固在木家具9表面，确保采样罩1和木家具9表面形成密闭空间，有效防止了木家具9表面释放的vocs泄露，也避免了外界空气与采样罩1内的气体交换。其中，所述采样罩1可采用不吸附和不释放挥发性有机物的不锈钢材料制成，并且内壁经惰性化处理。

所述纯净气体供给系统3通过管路与采样罩1的进气口连接。为了保证检测结果的一致性和可比性，纯净气体供给系统3供给的进气气体的纯度、湿度和温度的试验条件应保持一致，应有措施控制进气气体的背景浓度、湿度、温度。为避免进气气体中含有vocs，导致试验结果不能准确反映家具表面vocs释放量，纯净气体供给系统3供给的进气气体采样高纯氮气（纯度为99.999%），不仅确保通入采样罩1内的气体不含vocs，同时也解决了进气气体湿度控制问题（高纯氮气没有湿度）。

所述加热器4和第一流量计5依次设置于采样罩1的进气口和纯净气体供给系统3之间的管路上。温度是影响木家具表面vocs释放的重要因素之一，为了保持进气气体的温度一致性，在vocs采样系统中设计了加热器4，对进入采样罩的气体先加热到规定温度，确保采样罩1内木家具表面vocs在相同温度下释放。另外，为了保证进气气体的体积，在采样罩1前端安装了第一流量计5，可以根据需要调节气流速度，控制进入采样罩1内的气体量。

所述vocs快速分析仪6通过管路与采样罩1的出气口连接，vocs快速分析仪6包括gc-pid检测器。gc-pid检测器对大多数有机化合物有很高的灵敏度，几乎对所有的有机物都有响应，而对无机物、惰性气体或火焰中不解离的物质等无响应或响应很小，对温度不敏感，响应快，适合复杂样品的分离，是气体色谱检测仪中对烃类(如苯类、丁烷，己烷)灵敏度最好的一种手段，广泛用于挥发性碳氢化合物和许多碳化合物的检测，因此非常适合家具中苯系物、酯类、醚类等的化合物检测分析。

所述第二流量计7设置于采样罩1的出气口和vocs快速分析仪6之间的管路上，第二流量计7可以根据需要调节气流速度，控制进入vocs快速分析仪6内的气体量。

所述计算机8与vocs快速分析仪6电连接，计算机8对vocs快速分析仪6分析得到的数据进行计算、分析、保存、备份。

检测前采用表面吹扫法，通过置换采样罩1内气体来去除采样罩1内本底浓度。经测试和计算，换气量达到6倍采气罩1容量后，本底空气中vocs浓度降低为初始值的5%以下，基本可认为完成了本底的清洁，采样系统里面的空气不再影响样品的挥发性有机物测试结果测试。

检测方法包括如下步骤：

（1）将压合式采样装置设置于木家具9的表面上，采样罩1通过真空吸盘2吸附于木家具9表面而开口紧密贴合在木家具9表面上，使得采样罩1内部形成密闭空间；

（2）纯净气体供给系统3供给纯净气体，纯净气体经过第一流量计5和加热器4后通入采样罩1内，其中，第一流量计5调节控制纯净气体的给定流量，加热器4将纯净气体的温度加热到36±2℃；

（3）通入采样罩1内的纯净气体与木家具9表面挥发的气体混合均匀；

（4）混合气体经过第二流量计7后通入vocs快速分析仪6内，其中，第二流量计7调节控制混合气体的给定流量，vocs快速分析仪6对混合气体进行vocs特定组分及tvocs测试分析；

（5）vocs快速分析仪6分析得到的数据传输给计算机进行数据处理。

其中，木家具表面单位面积vocs释放量的计算：测量并记录采样罩1的底面半径，计算底面面积，该面积就是木家具表面采集的vocs典型释放源面积。根据该释放源测定的vocs组分甲苯、乙酸丁酯、二甲苯、苯乙烯、乙苯、环己酮、二氯苯、三甲苯浓度和tvoc浓度，除以采样罩1的底面面积，作为木家具表面单位面积vocs各组分释放量和单位面积tvoc释放量，单位为μg/m²。

fmd=vocs快速分析仪读数/πｒ²

式中：

fmd——木家具表面单位面积vocs释放量，单位为μg/m²；

r——采样罩底面半径，单位为m。

木家具vocs释放量的计算：测量并记录木家具表面的漆膜涂层面积，该涂层面积与木家具表面单位面积的vocs释放量的乘积，即为木家具vocs各组分释放量和tvoc释放量，单位为μg。

fmz=fmd×s

式中：

fmz——家具vocs释放量，单位为μg；

s——木家具表面的漆膜涂层面积，单位为m²。

另外，为避免受到现场的气体污染，采样系统应在略高于大气压的条件下操作。纯净气体供给系统3供给的纯净气体背景浓度应足够低，不应干扰释放测定。tvoc背景浓度应不超过20μg/m³，任何单个目标挥发有机物的背景浓度应不超过2μg/m³，甲醛的背景浓度应不超过2μg/m³。

采样罩1的进气口和出气口的气体流量差应小于5%。

流经试样表面的计算或测定的气体流量与供给设定值的差异在±5%范围内。

温度（36±2）℃时，采样罩1对挥发性有机物的吸附率应小于20%。吸附率计算：在给定时间内，根据测定的采样罩1内混合气体中累计的木家具中挥发性有机物的量除以在相同时间内加入到采样罩1中的该挥发性有机物vocs的量，用1减去该值，并以百分比表示。

应当指出，对于经充分说明的本实用新型来说，还可具有多种变换及改型的实施方案，并不局限于上述实施方式的具体实施例。上述实施例仅仅作为本实用新型的说明，而不是对本实用新型的限制。总之，本实用新型的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型，且以所附权利要求为准。