一種鞋類voc揮發(fā)采樣裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鞋類VOC揮發(fā)采樣裝置和方法，其特征在于它包括一容置室，其體積可容納一雙整鞋，具有導(dǎo)熱的外壁，包括一個可開啟的密封門和一排氣閥，該容置室還包括可加熱其內(nèi)部氣體的一加熱器；所述排氣閥與所述容置室構(gòu)成完整的氣體通路。本裝置實(shí)現(xiàn)了整鞋方式的VOC快速檢測，具有精度高、速度快、操作方便的特點(diǎn)，建立了新穎的鞋類VOC檢測模式。
【專利說明】一種鞋類VOC揮發(fā)采樣裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于采集鞋類制品中揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)的裝置及其相關(guān)的采樣方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們對健康的要求越來越高，對鞋類等穿著產(chǎn)品中的揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)殘留量也越來越關(guān)注。傳統(tǒng)的鞋類VOC檢測，是把鞋類成品按材料分類剪成碎片，然后置入小樣品瓶，密封，用頂空氣相色譜方法檢測各材料的VOC成分含量，這種方法雖然可以較快測出材料的VOC成分含量，但仍存在以下問題:首先，所測VOC結(jié)果只是材料的結(jié)果，一些制鞋工藝過程中所引入或衍生出的額外VOC成分，在材料的檢測結(jié)果上無法體現(xiàn)；其次，材料的VOC成分在加工過程會發(fā)生變化，材料VOC結(jié)果與成鞋的VOC結(jié)果會存在較大程度的差異，材料結(jié)果無法代表整鞋產(chǎn)品的VOC含量，無法評判殘留的VOC對身體健康可能造成的影響程度，無法評價整鞋產(chǎn)品的好壞；另外，需要檢測多種鞋類原材料，導(dǎo)致加工成本高、檢測效率低，不能隨時隨地進(jìn)行制成品的抽查，還會不可避免地破壞檢測樣品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有鞋類制品VOC檢測模式方法的現(xiàn)狀，本發(fā)明提出了一種鞋類VOC揮發(fā)采樣裝置和相關(guān)的采樣方法，旨在克服原有VOC成分受影響而檢測結(jié)果存在偏差的問題。其技術(shù)方案如下:
[0004]一種鞋類VOC揮發(fā)采樣裝置，它包括:
[0005]容置室，具有導(dǎo)熱的外壁，包括一個可開啟的密封門，該容置室還包括可加熱其內(nèi)部氣體的一加熱器；所述排氣閥與所述容置室構(gòu)成完整的氣體通路。加熱器可以置于容置室內(nèi)，或者位于容置室外部。
[0006]該采樣裝置的改進(jìn)方案有:
[0007]較佳實(shí)施例中，在該容置室內(nèi)部具有生成內(nèi)循環(huán)氣流的一對流機(jī)構(gòu)。
[0008]較佳實(shí)施例中，所述對流機(jī)構(gòu)包括一鼓風(fēng)機(jī)，該鼓風(fēng)機(jī)包括產(chǎn)生內(nèi)循環(huán)氣流的一風(fēng)葉，該風(fēng)葉表面具有防VOC氣體吸附的涂層。
[0009]較佳實(shí)施例中，所述容置室形態(tài)為一筒狀，其內(nèi)部具有放置臺，所述密封門置于該容置室筒狀的一端；該容置室內(nèi)壁具有防VOC氣體吸附的涂層，且其外壁具有保溫材料。
[0010]較佳實(shí)施例中，所述加熱器包括一電熱管，該電熱管纏繞于所述容置室外部對其外表面進(jìn)行均勻加熱。
[0011]較佳實(shí)施例中，所述容置室還具有一壓力表和壓力安全閥。
[0012]較佳實(shí)施例中，所述容置室具有至少一個檢測抽氣口，該檢測抽氣口包括一帶有密封墊的螺紋旋蓋。
[0013]較佳實(shí)施例中，所述容置室還包括一進(jìn)氣閥，所述進(jìn)氣閥、容置室和所述排氣閥構(gòu)成完整的氣體通路；另有一負(fù)壓生成器，通過一抽氣管連通所述排氣閥。[0014]本發(fā)明還提供一種鞋類VOC采樣方法:
[0015]使用一個采樣裝置，該采樣裝置包括:
[0016]容置室，其體積可容納一雙整鞋，具有導(dǎo)熱的外壁，包括一個可開啟的密封門、一進(jìn)氣閥、一排氣閥以及在該容置室內(nèi)部生成內(nèi)循環(huán)氣流的對流機(jī)構(gòu)；該容置室還包括可加熱其內(nèi)部氣體的一加熱器；
[0017]負(fù)壓生成器，通過一抽氣管連通所述排氣閥；
[0018]其中，進(jìn)氣閥、排氣閥均與所述容置室構(gòu)成完整的氣體通路。
[0019]該采樣方法順次包括:
[0020]預(yù)置步驟，將需檢測整鞋置入所述容置室，然后保持所述密封門關(guān)閉；開啟所述排氣閥和進(jìn)氣閥，從進(jìn)氣閥向該容置室填充氦氣；
[0021]揮發(fā)步驟，關(guān)閉所述密封門、進(jìn)氣閥和排氣閥，啟動所述加熱器和對流機(jī)構(gòu)，設(shè)定好加熱溫度，保持所述對流機(jī)構(gòu)、加熱器工作，持續(xù)一保溫時間；
[0022]采樣步驟，從所述檢測抽氣口抽取氣體樣本用于氣體分析，抽樣時停止所述對流機(jī)構(gòu)工作。
[0023]該采樣方法的改進(jìn)有:
[0024]較佳實(shí)施方法中，所述預(yù)置步驟之前還包括一初始化步驟，該初始化步驟保持所述容置室內(nèi)空，所述進(jìn)氣閥、密封門均關(guān)閉；啟動所述加熱器和對流機(jī)構(gòu)，同時該負(fù)壓生成器通過所述排氣閥抽氣使該容置室成為負(fù)壓狀態(tài)；經(jīng)過一初始化時間，使該容置室內(nèi)殘留VOC全部揮發(fā)。
[0025]較佳實(shí)施方法中，所述采樣裝置還包括一控制器；所述容置室還具有一正負(fù)壓計和一溫控探頭；該控制器電氣連通所述正負(fù)壓計、負(fù)壓生成器、加熱器、溫控探頭和對流機(jī)構(gòu)，根據(jù)所述正負(fù)壓計和溫度探頭的數(shù)據(jù)對該負(fù)壓生成器、加熱器和對流機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。
[0026]較佳實(shí)施方法中，所述控制器包括一設(shè)定模塊，該設(shè)定模塊設(shè)定所述預(yù)置步驟和揮發(fā)步驟中的氣壓、溫度、時間參數(shù)。
[0027]本方案帶來的有益效果有:
[0028]1.本裝置實(shí)現(xiàn)了整鞋VOC的快速揮發(fā)和收集，對整鞋沒有任何額外加工和處理，保留了整鞋上原始的VOC組分，采樣的組分精確，可信度高；實(shí)現(xiàn)了整鞋方式的VOC快速檢測，具有精度高、速度快、操作方便的特點(diǎn)，建立了新穎的鞋類VOC無損檢測模式。
[0029]2.對整鞋進(jìn)行高溫和對流處理，極大地加速了整鞋內(nèi)VOC物質(zhì)的揮發(fā)速度，從而大大縮短了檢測時間，同時不需要破壞整鞋。另外還可以得用此裝置及方法探索負(fù)壓條件下降低揮發(fā)溫度的負(fù)壓揮發(fā)方式。
[0030]3.本方案可以便利地加裝控制器，從而實(shí)現(xiàn)了從初始化到采樣的自控控制，具有十分便利的操作性能和采樣一致性，還具備便攜的能力。
[0031]4.容置室內(nèi)殘留VOC氣體，得到快速去除，檢測效率高，準(zhǔn)確度高，可靠性高；
[0032]5.對流裝置使物品表面氣體流動順暢，VOC揮發(fā)完全，檢測確度比較高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0034]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的其預(yù)置步驟的示意圖；[0035]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一其揮發(fā)步驟的示意圖；
[0036]圖3是本發(fā)明實(shí)施例二其初始化步驟的示意圖；
[0037]圖4是本發(fā)明實(shí)施例二其預(yù)置步驟的示意圖；
[0038]圖5是本發(fā)明實(shí)施例二其揮發(fā)步驟的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]實(shí)施例一:
[0040]如圖1和圖2所示，本發(fā)明的實(shí)施例一其示意圖。圖1和圖2都展示了該VOC采樣裝置的結(jié)構(gòu)和原理，不同的是，圖1是預(yù)置步驟的狀態(tài)，圖2展示的是揮發(fā)步驟的狀態(tài)。
[0041]此鞋類VOC揮發(fā)采樣裝置，包括一個容置室10，它具有一個可容納至少一雙整鞋的腔體(容積約為12-18升)，具有導(dǎo)熱的外壁，本實(shí)施例外壁采用不銹鋼材料制作；容置室10包括一個可開啟的密封門11，實(shí)現(xiàn)方便地裝入、取出整鞋，密封門11在關(guān)閉時與容置室10保持密封狀態(tài)而不透氣。與容置室10連通的，有一個進(jìn)氣閥13和一排氣閥12，三者構(gòu)成完整的氣體通路。
[0042]在容置室10的內(nèi)部具有一個對流機(jī)構(gòu)14，該對流機(jī)構(gòu)14產(chǎn)生具有明顯指向性的氣流，以至于容置室10內(nèi)部的氣體具有內(nèi)循環(huán)效果。該內(nèi)循環(huán)的氣流可以加速容置室10內(nèi)所有固體表面與空氣之間的對流速度，可以加速表面的氣體揮發(fā)。容置室10內(nèi)還有加熱器15，該加熱器15用于加熱容置室10內(nèi)的氣體。
[0043]負(fù)壓生成器20置于容置室10的外部，通過一抽氣管21連通排氣閥12 ;因此，負(fù)壓生成器20通過排氣閥12使容置室10內(nèi)的氣壓降低，達(dá)到接近真空的狀態(tài)。
[0044]以上概述了本實(shí)施例一的基本結(jié)構(gòu)。下面結(jié)合此結(jié)構(gòu)，對本實(shí)施例的工作流程進(jìn)行描述:
[0045]該揮發(fā)采樣裝置主要順次包括兩個步驟，第一是預(yù)置步驟，如圖1所示。該預(yù)置步驟中，整鞋70從密封門11置入了容置室10，然后密封門11關(guān)閉。開啟進(jìn)氣閥13和排氣閥12，從進(jìn)氣閥13向該容置室10填充氦氣，此時，進(jìn)氣閥13流入氦氣的作用，空氣等其他氣體將從排氣閥12排出。可見，該預(yù)置步驟使容置室10內(nèi)建立了穩(wěn)定、單純的空氣環(huán)境，和整鞋70內(nèi)VOC揮發(fā)的優(yōu)良條件。
[0046]完成上述步驟后，在圖1的基礎(chǔ)上，進(jìn)入圖2所展示的揮發(fā)步驟，此步驟關(guān)閉了密封門11、進(jìn)氣閥13和排氣閥12，啟動對流機(jī)構(gòu)14、加熱器15，保持工作并持續(xù)一保溫時間；該狀態(tài)下，容置室10內(nèi)開始積累高純度的VOC氣體。若負(fù)壓生成器20已經(jīng)生成容置室10內(nèi)的負(fù)壓狀態(tài)，則整鞋70上VOC的沸點(diǎn)可以降低，從而進(jìn)一步加速此揮發(fā)過程。
[0047]當(dāng)上述的保溫時間完畢后，即進(jìn)入采樣步驟，從檢測抽氣口 18抽取氣體樣本，或者抽取氣體通過吸附管吸附濃縮，然后在氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(或配上熱脫附設(shè)備)等檢測設(shè)備上進(jìn)行氣體樣本分析，得出當(dāng)前整鞋70內(nèi)含的VOC情況。
[0048]本裝置實(shí)現(xiàn)了整鞋70V0C的快速揮發(fā)和收集，一方面對整鞋70沒有任何額外加工和處理，保留了整鞋70上原始的VOC組分，故采樣的組分精確，可信度高；另一方面，對整鞋70進(jìn)行高溫、對流、或加以負(fù)壓處理，極大地加速了整鞋70內(nèi)VOC物質(zhì)的揮發(fā)速度，從而大大縮短了檢測時間，同時不需要破壞整鞋70。可見，本裝置實(shí)現(xiàn)了整鞋70方式的VOC快速檢測，具有精度高、速度快、操作方便的特點(diǎn)，建立了新穎的鞋類VOC無損檢測模式。[0049]實(shí)施例二:
[0050]如圖3、圖4和圖5所示，本發(fā)明實(shí)的實(shí)施例二示意圖。其中，圖3展示了本實(shí)施例初始化步驟的狀態(tài)，圖4和圖5分別是預(yù)置步驟和揮發(fā)步驟的狀態(tài)。
[0051]本實(shí)施例基本的檢測思路與實(shí)施例一類似，然而本實(shí)施例二具有其他的特點(diǎn):
[0052]首先，較實(shí)施例一而言，本實(shí)施例預(yù)置步驟之前還包括一初始化步驟，如圖3，該初始化步驟保持容置室10內(nèi)空，同時進(jìn)氣閥13、密封門11均關(guān)閉。啟動加熱器15和對流機(jī)構(gòu)14，同時負(fù)壓生成器20通過排氣閥12使該容置室10成為負(fù)壓狀態(tài)；圖3所示的初始化步驟會經(jīng)過設(shè)定好的一初始化時間。
[0053]該步驟是在實(shí)際對整鞋進(jìn)行VOC采樣之前，對容置室10先進(jìn)行了初始的處理，力口熱器15位于容置室10外部，采用纏繞的方式使容置室10得到均勻地加熱，從而使整個容置室10內(nèi)的氣體在同樣加熱功率下得到較快的溫升；本實(shí)施例容置室10采用不銹鋼材料，且內(nèi)壁噴涂了聚四氟乙烯，同時在整個容置室10的外部還包裹保溫材料，其保溫效果好。對流機(jī)構(gòu)14包括一鼓風(fēng)機(jī)，該鼓風(fēng)機(jī)包括產(chǎn)生內(nèi)循環(huán)氣流的一風(fēng)葉，該風(fēng)葉表面噴涂聚四氟乙烯，所以對VOC成分無不良影響，易建立穩(wěn)定的空氣環(huán)境。初始步驟可以將每一次采樣前容置室10內(nèi)的雜質(zhì)氣體、先前采樣殘留等去除，使后續(xù)的采樣得到純度更高的VOC樣本。本實(shí)施例具有一個溫度探頭17和正負(fù)壓計18，兩者均電氣受控于控制器30，控制器30實(shí)際上還連通了對流機(jī)構(gòu)14、負(fù)壓生成器20和加熱器15。根據(jù)正負(fù)壓計18和溫度探頭17的數(shù)據(jù)對該負(fù)壓生成器20、加熱器15和對流機(jī)構(gòu)14進(jìn)行控制。達(dá)到一定程度的自動化處理。
[0054]完成上述初始化步驟后，進(jìn)入圖4所示的預(yù)置步驟，該步驟與實(shí)施例一類似，整鞋70從密封門11置入了容置室10，然后密封門11關(guān)閉。開啟進(jìn)氣閥13和排氣閥12，從進(jìn)氣閥13向該容置室10填充氦氣，此時，進(jìn)氣閥13流入氦氣的作用，空氣等其他氣體將從排氣閥12排出。
[0055]完成上述預(yù)置步驟后，進(jìn)入揮發(fā)步驟，如圖5所示，同樣地，啟動對流機(jī)構(gòu)14、加熱器15，保持工作并持續(xù)一保溫時間；該狀態(tài)下，容置室10內(nèi)開始積累高純度的VOC氣體。若負(fù)壓生成器20已經(jīng)生成容置室10內(nèi)的負(fù)壓狀態(tài)，則整鞋70上VOC的沸點(diǎn)可以降低，從而進(jìn)一步加速此揮發(fā)過程。該過程可以通過控制器30配合溫度探頭17、正負(fù)壓計18實(shí)現(xiàn)自動化處理。特別地，可以在控制器30中設(shè)置一設(shè)定模塊，該設(shè)定模塊設(shè)定上述預(yù)置步驟和揮發(fā)步驟中的氣壓、溫度、時間參數(shù)，以快速地切換適應(yīng)不同類型的鞋和不同要求的采樣標(biāo)準(zhǔn)，具有更好的適應(yīng)性。
[0056]當(dāng)上述的保溫時間完畢后，即進(jìn)入采樣步驟，從檢測抽氣口 18抽取氣體樣本，或者抽取氣體通過吸附管吸附濃縮，然后在氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(或配上熱脫附設(shè)備)等檢測設(shè)備上進(jìn)行氣體樣本分析，得出當(dāng)前整鞋70內(nèi)含的VOC情況。本實(shí)施例的容置室10具有兩個檢測抽氣口 18，該檢測抽氣口 18包括一帶有密封墊的螺紋旋蓋，可以用針或管穿過密封墊到達(dá)容置室10方便地抽取樣本?？梢姡緦?shí)施例實(shí)現(xiàn)了從初始化到采樣的自控控制，具有十分便利的操作性能和采樣一致性。
[0057]以上所述，僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即依本發(fā)明專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鞋類VOC揮發(fā)采樣裝置，其特征在于:它包括: 容置室，具有導(dǎo)熱的外壁，包括一個可開啟的密封門，該容置室還包括可加熱其內(nèi)部氣體的一加熱器；所述排氣閥與所述容置室構(gòu)成完整的氣體通路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鞋類VOC揮發(fā)采樣裝置，其特征在于:在該容置室內(nèi)部具有生成內(nèi)循環(huán)氣流的一對流機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種鞋類VOC揮發(fā)采樣裝置，其特征在于:所述對流機(jī)構(gòu)包括一鼓風(fēng)機(jī)，該鼓風(fēng)機(jī)包括產(chǎn)生內(nèi)循環(huán)氣流的一風(fēng)葉，該風(fēng)葉表面具有防VOC氣體吸附的涂層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鞋類VOC揮發(fā)采樣裝置，其特征在于:所述容置室形態(tài)為一筒狀，其內(nèi)部具有放置臺，所述密封門置于該容置室筒狀的一端；該容置室內(nèi)壁具有防VOC氣體吸附的涂層，且其外壁具有保溫材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鞋類VOC揮發(fā)采樣裝置，其特征在于:所述加熱器包括一電熱管，該電熱管纏繞于所述容置室外部對其外表面進(jìn)行均勻加熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求 1所述一種鞋類VOC揮發(fā)采樣裝置，其特征在于:所述容置室還具有一壓力表和壓力安全閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種鞋類VOC揮發(fā)采樣裝置，其特征在于:所述容置室具有至少一個檢測抽氣口，該檢測抽氣口包括一帶有密封墊的螺紋旋蓋。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述一種鞋類VOC揮發(fā)采樣裝置，其特征在于:所述容置室還包括一進(jìn)氣閥，所述進(jìn)氣閥、容置室和所述排氣閥構(gòu)成完整的氣體通路；另有一負(fù)壓生成器，通過一抽氣管連通所述排氣閥。
9.一種鞋類VOC揮發(fā)采樣方法，其特征在于:使用一個采樣裝置，該采樣裝置包括: 容置室，其體積可容納一雙整鞋，具有導(dǎo)熱的外壁，包括一個可開啟的密封門、一進(jìn)氣閥、一排氣閥以及在該容置室內(nèi)部生成內(nèi)循環(huán)氣流的對流機(jī)構(gòu)；該容置室還包括可加熱其內(nèi)部氣體的一加熱器； 負(fù)壓生成器，通過一抽氣管連通所述排氣閥； 其中，進(jìn)氣閥、排氣閥均與所述容置室構(gòu)成完整的氣體通路。 該采樣方法順次包括: 預(yù)置步驟，將需檢測整鞋置入所述容置室，然后保持所述密封門關(guān)閉；開啟所述排氣閥和進(jìn)氣閥，從進(jìn)氣閥向該容置室填充氦氣； 揮發(fā)步驟，關(guān)閉所述密封門、進(jìn)氣閥和排氣閥，啟動所述加熱器和對流機(jī)構(gòu)，設(shè)定好加熱溫度，保持所述對流機(jī)構(gòu)、加熱器工作，持續(xù)一保溫時間； 采樣步驟，從所述檢測抽氣口抽取氣體樣本用于氣體分析，抽樣時停止所述對流機(jī)構(gòu)工作。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述一種鞋類VOC揮發(fā)采樣方法，其特征在于:所述預(yù)置步驟之前還包括一初始化步驟，該初始化步驟保持所述容置室內(nèi)空，所述進(jìn)氣閥、密封門均關(guān)閉；啟動所述加熱器和對流機(jī)構(gòu)，同時該負(fù)壓生成器通過所述排氣閥抽氣使該容置室成為負(fù)壓狀態(tài)；經(jīng)過一初始化時間，使該容置室內(nèi)殘留VOC全部揮發(fā)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述一種鞋類揮發(fā)VOC采樣方法，其特征在于:所述采樣裝置還包括一控制器；所述容置室還具有一正負(fù)壓計和一溫控探頭；該控制器電氣連通所述正負(fù)壓計、負(fù)壓生成器、加熱器、溫控探頭和對流機(jī)構(gòu)，根據(jù)所述正負(fù)壓計和溫度探頭的數(shù)據(jù)對該負(fù)壓生成器、加熱器和對流機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述一種鞋類VOC揮發(fā)采樣方法，其特征在于:所述控制器包括一設(shè)定模塊，該設(shè)定模塊設(shè) 定所述預(yù)置步驟和揮發(fā)步驟中的氣壓、溫度、時間參數(shù)。
【文檔編號】G01N1/22GK103439150SQ201310240672
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月17日
【發(fā)明者】童玉貴 申請人:莆田出入境檢驗(yàn)檢疫局綜合技術(shù)服務(wù)中心