CN104181015A - 一种新型的袋子法自动采用*** - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种新型的袋子法自动采用***，包括：采样仓，还包括：设置在所述采样仓内的加热部件；一压缩空气电磁阀；一真空泵，一真空阀，一氮气气源，至少一充排气装置、至少一采样装置和PLC控制器。本发明的袋子法自动采用***能够应对不同内饰产品VOC数据的测评和对比，保证数据的准确性和有效性，避免人工操作引起的偏差，提高袋子法自动采样的效率。

Description

一种新型的袋子法自动采用***

技术领域

本发明涉及对零件挥发性有机物的测试方法-袋子法的自动采用***。

背景技术

目前袋子法所使用的采样仓结构如图1所示，其包括一个仓体1，在采样仓1内设置有恒温恒湿机组2、进风机3、过滤器4，在仓体1的顶上开设有排风口5和出风口6，进风机3的出口与过滤器4的出口连接，过滤器4的出口与出风口6连接。使用的采样***如图2所示，采用***包括设置在采样仓内的样品袋10和空白袋20，样品袋10和空白袋20上分别设置有两个阀门11、12、21、22，样品袋10上的阀门11通过特氟龙配管13、TENAX捕集管14连接采样泵15，样品袋10上的阀门12通过特氟龙配管16、DNPH捕集管17连接采样泵18。空白袋20上的阀门21通过特氟龙配管23、TENAX捕集管24连接采样泵25，空白袋20上的阀门22通过特氟龙配管26、DNPH捕集管27连接采样泵28。

袋子法的测试流程为：

1)老化：启动循环加热烘箱至80℃，8小时(480min)后停止加热(新采样袋首次老化加热时间为72h，等温度降到40℃再重新打开箱门，用以置换箱内气体。

2)检漏：将待用采样袋放在采样仓内(图1)，样品密封于采样袋内，接上充气、排气、采样管路，用真空泵将采样袋内气体抽成真空，观察其气密性，5min内不漏气则可以使用。

3)清洗：用流量计调整氮气流速为25L/min，充入其体积30或50％(2000L袋子充600L或1000L，100L袋子充30L，按照客户标准要求)的高纯度氮气，再将气体用真空泵抽出，重复操作3次，人工耗时约3-4小时。

3)充气：向充入50％的高纯氮气(2000L袋子充1000L，100L袋子充50L，按照客户标准要求)，将采样仓温度设为65℃，设定测试时间为2h。

4)采样：采样前先抽出100mL左右气体，再将Tenax管和DNPH管接在采样口上，将计时器调好15min。同时打开采样泵开关和计时器倒计时，开始采样。15min后立即将采样泵关闭，停止采样。2根Tenax管和1根DNPH管，合计采样耗时30min(图2)。采好的样品用TD-GC-MS和HPLC分别测试苯系物和醛酮物质。

目前国内外袋子法测试全部依赖人工采样，人工氮气充气流量随环境温度和气瓶压力变化而变化，导致流量波动较大，从而影响测试精度；采样要求的流量范围较大(100mL/min～1000mL/min),且每根Tenax管和DNPH管的阻力不同，精度偏差较难稳定控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有零件挥发性有机物的测试方法-袋子法的自动采用***所存在的问题而提供一种新型的袋子法自动采用***，该袋子法自动采用***能够应对不同内饰产品VOC数据的测评和对比，保证数据的准确性和有效性，避免人工操作引起的偏差，提高袋子法自动采样的效率。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种新型的袋子法自动采用***，包括：

一采样仓，所述采样仓内设置有恒温恒湿机组、进风机、过滤器，在仓体的壁上开设有排风口和出风口，进风机的出口与过滤器的出口连接，过滤器4的出口与出风口连接；其特征在于，还包括：

设置在所述采样仓内的加热部件；

一压缩空气电磁阀；

一真空泵；

一真空阀，所述真空阀与所述真空泵串联并与所述真空泵联动；

一氮气气源；

至少一充排气装置；所述充排气装置包括一控制阀门、一进气电磁阀、一排气电磁阀，所述控制阀门的一端设置有一管接头以便于采样袋连接，该控制阀门的另一端与所述进气电磁阀的一端和排气电磁阀的一端连接；所述排气电磁阀的另一端接所述真空泵的输入端和所述压缩空气电磁阀的一端，所述压缩空气电磁阀的另一端接压缩空气；所述进气电磁阀的另一端接氮气气源；

至少一采样装置；所述采样装置包括气体体积流量计、气体流量控制流量计、若干FESTO电磁阀、一对Tenax管、一对DNPH采样管和隔膜真空泵，一对Tenax管和一对DNPH采样管并联设置，且在一对Tenax管和一对DNPH采样管的两端分别串接一FESTO电磁阀，一对Tenax管和一对DNPH采样管一端的四个FESTO电磁阀均与所述气体流量控制流量计的一端连接，所述气体流量控制流量计的另一端与所述气体体积流量计的一端连接，所述气体体积流量计的另一端设置有管接头以便于采样袋的采样口连接；一对Tenax管和一对DNPH采样管另一端的四个FESTO电磁阀均与隔膜真空泵连接；

PLC控制器，所述PLC控制器与所述恒温恒湿机组、进风机、加热部件、压缩空气电磁阀、真空泵、真空阀、进气电磁阀、排气电磁阀、气体体积流量计、气体流量控制流量计、若干FESTO电磁阀和隔膜真空泵控制连接。

在本发明的一个优选实施例中，所述控制阀门设置在所述采样仓内，其另一端通过管道接至采样仓外并与所述进气电磁阀的一端和排气电磁阀的一端连接。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有袋子法的自动采用***相比，具有如下优点：

1)本发明在采样仓内设置加热元件，并采用PLC控制器控制(自动加温，温度达到目标值后自动保温)无须人员监控操作，节约人员无效长时间的等待时间。

2)本发明实现了老化、检漏、清洗、采样四个阶段的全自动控制。

3)本发明通过在采样装置中设置气体体积流量计、气体流量控制流量计，通过测试氮气气体体积和对流量控制的方法，实现了对3个2000L的大袋子和3个100L的小袋子同时充气采样，提高了采样效率，确保了采样精度和稳定性和均匀性，避免人员操作的偏差，满足客户测试要求，为袋子法发泡VOC全自动测试采样***首创。

4)本发明中采样袋自动供气模式分别采用进气电磁阀、压缩空气电磁阀和排气阀控制开启及停止，实现了供气和放气过程中的自动控制。放气前先自动关闭进气电磁阀，后启动真空泵抽空排气，管路上配备真空表，抽到事先设定的真空值自动停止，同时关闭压缩空气供气管路电磁阀及阀门，预放气程式可确保检测气体的纯净度。

5)采样装置中采用FESTO电磁阀(VZWD-L-M22C-M-G14-20-V-1P)和隔膜真空泵(8R11101011048)用于控制采样管(100ml/min-1000ml/min)流量范围内的同步采样，降低了设备安装空间及预算成本，确保了采集数据的可靠性和可比性。

附图说明

图1为现有采样仓的结构简图。

图2为现有采样装置的结构简图。

图3为本发明袋子法自动采用***中的充排气装置结构示意图。

图4为本发明袋子法自动采用***中的采样装置结构示意图。

图5为本发明袋子法自动采用***老化流程示意图。

图6为本发明袋子法自动采用***检漏流程示意图。

图7为本发明袋子法自动采用***清洗流程示意图。

图8为本发明袋子法自动采用***检漏采样流程示意图。

具体实施方式

参见图3和图4，图中给出的新型的袋子法自动采用***，包括一采样仓100，采样仓100内设置有恒温恒湿机组、进风机、过滤器，在仓体的壁上开设有排风口和出风口，进风机的出口与过滤器的出口连接，过滤器4的出口与出风口连接(以上图中未示出，可参见图1)；在采样仓100内的加热部件(图中未示出)。加热部件通过PLC控制器控制，实现自动加温，温度达到目标值后自动保温，无须人员监控操作，节约人员无效长时间的等待时间。

新型的袋子法自动采用***该包括压缩空气电磁阀200、真空泵300、真空阀400、由多个氮气瓶510组成的氮气气源500、三组充排气装置、三组采样装置和一台PLC控制器。

每组充排气装置包括一控制阀门610、一进气电磁阀620、一排气电磁阀630，控制阀门610设置在采样仓100内，其一端设置有一管接头以便于采样袋连接，另一端通过管道接至采样仓100外并与进气电磁阀620的一端和排气电磁阀630的一端连接；排气电磁阀630的另一端接真空泵300的输入端和压缩空气电磁阀200的一端，压缩空气电磁阀200的另一端接压缩空气；进气电磁阀的另一端接氮气气源500；真空阀400与真空泵300的输出端串联并与真空泵300联动。

参见图2，每组采样装置包括气体体积流量计710、气体流量控制流量计720、8个FESTO电磁阀731、732、733、734、735、736、737、738、一对Tenax管741、742、一对DNPH采样管751、752和隔膜真空泵760。

一对Tenax管741、742和一对DNPH采样管751、752并联设置，且在一对Tenax管751、752和一对DNPH采样管751、752的两端分别串接一FESTO电磁阀731、732、733、734、735、736、737、738，一对Tenax管751、752和一对DNPH采样管751、752一端的四个FESTO电磁阀731、732、733、734均与气体流量控制流量计720的一端连接，气体流量控制流量计720的另一端与气体体积流量计710的一端连接，气体体积流量计710的另一端设置有管接头以便于采样袋的采样口连接；一对Tenax管751、752和一对DNPH采样管751、752另一端的四个FESTO电磁阀735、736、737、738均与隔膜真空泵760连接；

PLC控制器与恒温恒湿机组、进风机、加热部件、压缩空气电磁阀200、真空泵300、真空阀400、进气电磁阀620、排气电磁阀630、气体体积流量计710、气体流量控制流量计720、8个FESTO电磁阀731、732、733、734、735、736、737、738和隔膜真空泵760控制连接。

参见图5，本发明袋子法自动采用***老化过程是：需要老化的采样袋放入采样仓内并将其通气口与控制阀门上的管接头通过软管连接，并打开控制阀门。然后通过PLC控制器上的操作界面选择老化模式和选择需老化的采样袋所处位置的号码，选择好以后，按下老化启动按钮，老化程序启动，PLC控制器通过采样仓内的加热元件循环加热采样仓至80℃,8小时后停止加热，等温度降到40℃时，打开仓门，各状态归位，老化过程结束。如果采样袋老化合格则进入检漏程序。

参见图6，老化合格后，通过PLC控制器上的操作界面选择检漏模式和选择需检漏的采样袋所处位置的号码，选择好以后，按下检漏启动按钮。PLC控制器检测压缩空气电磁阀、进气电磁阀是否关闭，若关闭且此时若无设备及安全报警，PLC控制器开启真空泵同时打开排气电磁阀进行抽气，抽气定时时间一到，检测真空度并判断是否达到标准，如真空度没有达到标准，则判定该采样袋不合格。若真空度达到标准，则采样袋检漏合格，各状态归位，检漏过程结束。如果采样袋检漏合格则进入清洗程序。

参加图7，采样袋清洗合格后，通过PLC控制器上的操作界面选择清洗模式和选择需清洗的采样袋所处位置的号码，选择好以后，按下清洗启动按钮。PLC控制器检测排气电磁阀和压缩空气电磁阀是否关闭，若关闭且此时若无设备及安全报警，检测采样袋压力是否大于2bar,若没有大于2bar，报警并返回，若大于2bar，PLC控制器开启进气电磁阀向采样袋内充入氮气，充气时间一到，PLC控制器关闭进气电磁阀而开启排气电磁阀进行放气，放气时间一到，PLC控制器开启进气电磁阀而关闭排气电磁阀进行再次充气，若充气次数大于3次，则清洗程序结束，各状态归位，准备进行采样。若充气次数小于3次，则进行清洗。

参见图8，采样袋清洗结束后，取出采样袋，将样品放入采样袋内并密封，然后连同空白采样袋一并放入采样仓内并将采样袋的采样口与气体体积流量计连接，通气口与控制阀门上的管接头通过软管连接并打开控制阀门。通过PLC控制器上的操作界面选择采样模式和选择需采样的采样袋所处位置的号码，选择好以后，按下采样启动按钮。PLC控制器启动采样仓内的加热元件将采样仓加热到65℃并保温2小时，同时关闭进气电磁阀、压缩空气电磁阀、排气电磁阀，此时若无设备及安全报警，PLC控制器启动隔膜真空泵并同时启动一对Tenax管两端的FESTO电磁阀，一对Tenax管进行采样，Tenax采样管采样过程中，PLC控制器控制气体流量控制流量计切换Tenax管采样流量，Tenax采样管采样结束后，PLC控制器关闭一对Tenax管两端的FESTO电磁阀并开启一对DNPH采样管两端的FESTO电磁阀，一对DNPH采样管进行采样，DNPH采样管采样过程中，PLC控制器控制气体流量控制流量计切换DNPH管采样流量，DNPH采样管采样结束后。PLC控制器启动压缩空气电磁阀、排气电磁阀，向采样袋内充入纯净压缩空气，同时PLC控制器控制气体流量控制流量计切换压缩空气流量直至采样完成。

本发明的袋子法自动采用***与泛亚袋子法采用结果相比较，证明本发明的袋子法自动采用***是完全可靠的。具体数据如下：

本发明袋子法自动采用***与泛亚袋子法第一次采集数据的可靠性和可比性比对结果汇总见表1

表1

本发明袋子法自动采用***与泛亚袋子法第二次采集数据的可靠性和可比性比对结果汇总见表2

表2

本发明袋子法自动采用***与泛亚袋子法第三次采集数据的可靠性和可比性比对结果汇总见表3

表3

Claims (2)

1.一种新型的袋子法自动采用***，包括：

一采样仓，所述采样仓内设置有恒温恒湿机组、进风机、过滤器，在仓体的壁上开设有排风口和出风口，进风机的出口与过滤器的出口连接，过滤器4的出口与出风口连接；其特征在于，还包括：

设置在所述采样仓内的加热部件；

一压缩空气电磁阀；

一真空泵；

一真空阀，所述真空阀与所述真空泵串联并与所述真空泵联动；

一氮气气源；

至少一充排气装置；所述充排气装置包括一控制阀门、一进气电磁阀、一排气电磁阀，所述控制阀门的一端设置有一管接头以便于采样袋连接，该控制阀门的另一端与所述进气电磁阀的一端和排气电磁阀的一端连接；所述排气电磁阀的另一端接所述真空泵的输入端和所述压缩空气电磁阀的一端，所述压缩空气电磁阀的另一端接压缩空气；所述进气电磁阀的另一端接氮气气源；

至少一采样装置；所述采样装置包括气体体积流量计、气体流量控制流量计、若干FESTO电磁阀、一对Tenax管、一对DNPH采样管和隔膜真空泵，一对Tenax管和一对DNPH采样管并联设置，且在一对Tenax管和一对DNPH采样管的两端分别串接一FESTO电磁阀，一对Tenax管和一对DNPH采样管一端的四个FESTO电磁阀均与所述气体流量控制流量计的一端连接，所述气体流量控制流量计的另一端与所述气体体积流量计的一端连接，所述气体体积流量计的另一端设置有管接头以便于采样袋的采样口连接；一对Tenax管和一对DNPH采样管另一端的四个FESTO电磁阀均与隔膜真空泵连接；

PLC控制器，所述PLC控制器与所述恒温恒湿机组、进风机、加热部件、压缩空气电磁阀、真空泵、真空阀、进气电磁阀、排气电磁阀、气体体积流量计、气体流量控制流量计、若干FESTO电磁阀和隔膜真空泵控制连接。

2.如权利要求1所述的新型的袋子法自动采用***，其特征在于，所述控制阀门设置在所述采样仓内，其另一端通过管道接至采样仓外并与所述进气电磁阀的一端和排气电磁阀的一端连接。