[0001] 本发明涉及气体检测技术领域，具体涉及一种环保材料毒性物质挥发检测设备。

[0002] VOC是指挥发性有机物，即会产生危害的那一类挥发性有机物，例如甲醛。随着人们对环保和健康的关注度不断提高，环保材料的使用越来越广泛。然而，一些环保材料在使用过程中可能会挥发毒性物质，因此每种材料投用前都需要检测材料毒性物质挥发情况。

[0003] 在现有技术中，通常将需要检测的材料和气体传感器放置在一个密闭的检测箱内，检测箱内一般还会设置有加热器，以促进材料挥发，同时测试材料在不同温度时的挥发状况，检测完成后，一类检测设备不对气体样本回收就直接打开检测箱，导致气体样本飘散到环境中造成污染，另一类是通过真空泵就检测箱内的气体样本回收到钢瓶或者净化设备中，但是回收气体样本时，检测箱内会形成接近真空的环境，当被检测材料处于这种环境时，对于某些较为脆弱的材料，负压可能导致其变形、塌陷甚至破裂，一旦材料结构被破坏，其内部的化学成分可能发生变化，原本可能被包裹在材料内部的某些物质可能被释放出来，或者原本稳定的分子结构可能被破坏，从而产生新的挥发物，这无疑会干扰对正常挥发有害气体的检测，导致该材料无法运用到下次实验中，从而造成物料浪费；

[0004] 在上述技术中，虽然气体传感器与气体样本处于同一空间，但依然存在检测结果不准确的可能，这主要是由于材料挥发过程中，挥发气体会不均匀，这是由温度分布不均以及扩散和传质限制导致的：

[0005] 挥发物从材料内部向表面扩散的过程中，可能会受到扩散阻力的影响,如果材料的内部结构阻碍了挥发物的扩散，就会导致表面不同位置的挥发物供应不均匀，从而使挥发气体分布不均匀，传质过程中的浓度梯度也会影响挥发气体的均匀性；

[0006] 另外材料挥发需要一定的时间，等待材料挥发的过程中，气体传感器与挥发气体持续接触，这个过程中传感器一直被消耗，从而会严重缩短传感器的寿命，对此应该进行改进，减少传感器与气体不必要的接触，从而延长传感器使用时间。

[0007] 在对不同材料的检测过程中，还需要注意材料挥发后冷凝的问题，如果发生冷凝会影响检测结果的准确性，现有技术中，一些检测装置的气体样本从挥发室被转移到检测室时，由于两个空间存在温度差，会导致气体样本部分冷凝，导致检测结果不准确，不同材料的挥发温度各不相同，没有一个统一的特定温度值；

[0008] 如乙醚、丙酮等，这些有机溶剂的沸点相对较低，容易挥发，在挥发后，遇到较低温度时能够较快地冷凝。

[0009] 以下是一些有害气体且沸点较低的例子：

[0010] 一、光气(碳酰氯)，沸点为8.2℃，光气是一种剧毒气体，在工业生产中曾被用于制造染料、农药、塑料等，但由于其毒性极大，使用受到严格限制；

[0011] 二、氟化氢(HF)，沸点为19.5℃，氟化氢是一种无色有刺激性气味的有毒气体，具有强烈的腐蚀性，可对人体皮肤、眼睛和呼吸道造成严重伤害，在化工、电子等行业中使用时需严格控制其泄漏风险，某些电子级氢氟酸用于半导体制造等领域，本身含有氟化氢，若使用或储存不当可能导致氟化氢泄漏；

[0012] 因此材料挥发气体毒性检测时，确保挥发物从开始挥发到被检测的整个过程保持恒温尤为重要。

[0013] 结合上述内容的现有设备不足之处以及关于材料挥发气体检测的各种关键点，提出了一种环保材料毒性物质挥发检测设备。

[0055] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

[0056] 参见图1‑图9所示，本发明提供了一种环保材料毒性物质挥发检测设备，包括：

[0057] 安装架1；

[0058] 挥发缸体2，设置在安装架1上，挥发缸体2内滑动设置有第一活塞4，安装架1上设置有电动推杆9，用于带动第一活塞4在挥发缸体2内移动，第一活塞4内设置有与挥发缸体2连通的材料仓5，用于放置需要检测的材料；

[0059] 检测缸体3，设置在安装架1上，检测缸体3内滑动设置有第二活塞12，第一活塞4与第二活塞12之间固定有加热棒11，且加热棒11分别与挥发缸体2和检测缸体3滑动密封，检测缸体3内设置有气体检测仪13；

[0060] 气体搅拌组件10，设置在挥发缸体2和检测缸体3之间，用于连通挥发缸体2和检测缸体3，气体搅拌组件10能够被挥发缸体2流动到检测缸体3的气流驱动，从而搅拌流动到检测缸体3内的气体，使其均匀；

[0061] 检测缸体3表面设置有与气体搅拌组件10连通的预热组件15，用于吸收挥发缸体2内被加热的气体，从而对检测缸体3表面加热；

[0062] 气体搅拌组件10上连通有充放气组件32，用于配合电动推杆9和第一活塞4将挥发缸体2、检测缸体3、预热组件15以及气体搅拌组件10内的材料挥发气体排放到气体净化装置中，并将外部全新空气吸收到挥发缸体2内。

[0063] 作为可选的实施方式，加热棒11贯穿挥发缸体2和检测缸体3，且挥发缸体2和检测缸体3与加热棒11表面接触的位置均设置有密封环16，密封环16与加热棒11表面滑动密封；

[0064] 加热棒11具有两项作用，其一是控制发挥缸体2和检测缸体3的内部温度，其二是使第一活塞4与第二活塞12联动，加热棒11为现有技术，对其结构列举其中一种方式，例如加热棒11表面可采用钢管，钢管内部设置有电热丝，这样加热棒11即具有发热功能，同时也容易实现与挥发缸体2和检测缸体3之间的滑动密封连接，加热棒11的供电线需要穿过第一活塞4，且其供电线贯穿第一活塞4的位置采用密封胶进行密封处理。

[0065] 气体搅拌组件10包括连接管21，连接管21两端分别与挥发缸体2和检测缸体3连通，连接管21内通过轴承座24转动设置有转轴23，且轴承座24与连接管21内壁之间存在用于气体通过的空间，转轴23表面分别设置有叶轮25和搅拌桨26，检测缸体3的壁体内开设有用于容纳搅拌桨26的凹槽22，且搅拌桨26和转轴23的一端均不突出于凹槽22，且转轴23的另一端与挥发缸体2内壁齐平，叶轮25位于连接管21内；

[0066] 通过电动推杆9推动第一活塞4，使第一活塞4将挥发缸体2内的气体通过气体搅拌组件10推动到检测缸体3内，气体经过气体搅拌组件10的过程中，能够推动叶轮25，叶轮25通过转轴23带动搅拌桨26旋转，利用搅拌桨26搅拌检测缸体3内的气体，使该气体样本混合均匀；

[0067] 气体搅拌组件10不需要电力驱动，这样能够减少构造数量，节省成本，同时也能够减少人工主动操作的步骤。

[0068] 充放气组件32包括阀门27和抽气泵31，阀门27设置在连接管21上，能够阻断连接管21，阀门27通过管道28连通有单向阀30，单向阀30与抽气泵31的抽气端连通，且抽气泵31设置在挥发缸体2上，管道28上设置有进气阀29；

[0069] 将充放气组件32的放气端与专门用于净化毒气的装置连通，对气体样本检测完成后，打开阀门27，通过抽气泵31将连接管21、预热组件15、气体搅拌组件10以及检测缸体3内的气体样本抽到净化毒气装置内，随后再开启进气阀29，通过电动推杆9移动第一活塞4，将外部新空气补充到挥发缸体2内，用于下次检测使用，净化毒气装置为现有技术，对其不再赘述；

[0070] 该设备通过充放气组件32排放挥发气体时，第一活塞4与挥发缸体2内壁底部贴合，第一活塞4能够封堵连接管21端部，此时材料仓5与连接管21使完全隔绝，所以充放气组件32排放挥发气体时产生的负压不会影响到材料仓5内的材料，从而避免材料被负压环境破坏；

[0071] 需要注意的是，当打开材料仓5取出内部的材料时，会导致少量挥发气体挥发到环境，但是由于其体量很少，并不会给环境造成实际的影响，并且对于挥发性有机物的实验，需要在通风箱或实验室保持通风的环境中进行，并实验时实验室内需要设置有空气处理系统，并在实验结束后持续至少十分钟的运行，所以完全能够处理少量的泄露，因此这一点并不影响技术方案的完整性；

[0072] 同时第二活塞12也将跟随第一活塞4回到初始位置，第一活塞4处于初始位置时，挥发缸体2内的容积为最大状态，第二活塞12处于初始位置时，检测缸体3内的容积为最小状态。

[0073] 预热组件15包括固定套17，固定套17固定在检测缸体3表面，用于和检测缸体3表面配合形成储气腔33，储气腔33通过连通管19与连接管21连通，储气腔33内滑动设置有环形活塞18，检测缸体3表面设置有气压杆20，且气压杆20活动端与环形活塞18固定；

[0074] 挥发缸体2内的挥发气体转移到检测缸体3的过程中，有部分进入预热组件15内，利用挥发气体的热量加热检测缸体3表面，同时第一活塞4带动加热棒11，使加热棒11进入检测缸体3内部，通过预热组件15与加热棒11配合，能够使检测缸体3内部温度与挥发缸体2内部温度保持一致，从而避免检测缸体3内部温度低于挥发缸体2内部温度，导致挥发气体进入检测缸体3后冷凝，影响最终的检测结果；

[0075] 挥发缸体2内的气体依次通过连接管21和连通管19进入储气腔33内，通过设置环形活塞18能够密封储气腔33，当气体进入储气腔33时，环形活塞18被气体推动，届时气压杆20被压缩，当充放气组件32排放气体时，储气腔33内的气体被抽走，而环形活塞18在气压杆
20的推动下完成复位，使储气腔33的容积归零；

[0076] 储气腔33的最大容积与检测缸体3的最大容积总和等于挥发缸体2的最大容积，这样设计是为了确保气体样本处于检测缸体3内时的气压和处于挥发缸体2内时的气压一致，避免气压数据存在差异影响实验结果。

[0077] 材料仓5包括仓室6，第一活塞4内开设有仓室6，且仓室6上开设有若干个与挥发缸体2连通的透气孔7，仓室6内螺纹连接有用于封闭仓室6的密封盖8，透气孔7与连接管21错位；

[0078] 将需要检测的材料放置到仓室6内，材料挥发的物质能够通过透气孔7进入到挥发缸体2内，如果需要检测的材料是液体，需要通过容器盛放液体材料，再将其放入材料仓5内。

[0079] 仓室6和检测缸体3内均设置有温度传感器14，设置温度传感器14用于监控材料仓5和检测缸体3内的温度，确保这两个区域温度的一致性，避免温度因素影响检测结果，另外温度传感器14分别嵌设在仓室6和检测缸体3内，且缝隙处使用密封胶密封，确保仓室6和检测缸体3的密闭性。

[0080] 气体检测仪13能够检测多种气体，且气体检测仪13能够在真空环境中使用，气体检测仪13为现有技术，能够符合该要求的气体检测仪13有若干选择，例如热导式气体传感器‑mtcs2601、mtcs2300系列等、氧化锆氧气传感器‑o2s‑fr‑t2‑18bm‑c以及光离子化气体传感器,采用上述类型的传感器主要是由于，排放气体样本时检测缸内3会接近真空，普通的传感器在真空中存在损坏的风险，因此需要使用能够适应真空环境的传感器。

[0081] 第二活塞12外壁与检测缸体3内壁配合能够对气体检测仪13的探头封闭，第二活塞12移动到距离检测缸体3内壁顶部最远位置时，气体检测仪13的探头才能完全显露，这样设计是为了使气体检测仪13启用的时机滞后，从而能够确保气体样本具有足够的时间被加热和混合，避免气体样本与气体检测仪13提前接触，从而进一步提高检测精度，同时减少气体检测仪13与气体样本接触的时间，进而减少气体检测仪13的损耗。

[0082] 采用上述结构，将需要检测的材料放入材料仓5，如果需要检测的材料是液体，需要通过容器盛放液体材料，再将其放入材料仓5内，开启加热棒11提高挥发缸体2内温度，一方面能够促进材料挥发速度，另一方面能够测试材料在不同温度下的状态表现和挥发情况；

[0083] 当材料达到实验制定的时间和温度后，通过电动推杆9推动第一活塞4，使第一活塞4将挥发缸体2内的气体通过气体搅拌组件10推动到检测缸体3内，气体经过气体搅拌组件10的过程中，能够推动叶轮25，从而带动搅拌桨26旋转，利用搅拌桨26搅拌检测缸体3内的气体，使该气体样本混合均匀；

[0084] 挥发缸体2内的挥发气体转移到检测缸体3的过程中，有部分进入预热组件15内，利用挥发气体的热量加热检测缸体3表面，同时第一活塞4带动加热棒11，使加热棒11进入检测缸体3内部，通过预热组件15与加热棒11配合，能够使检测缸体3内部温度与挥发缸体2内部温度保持一致，从而避免检测缸体3内部温度低于挥发缸体2内部温度，导致挥发气体进入检测缸体3后冷凝，影响最终的检测结果；

[0085] 第二活塞12通过加热棒11能够跟随第一活塞4同步移动，当第一活塞4移动到与挥发缸体2内壁底部接触的位置时，第二活塞12处于距离检测缸体3内壁顶部最远的位置，届时气体检测仪13才与气体样本接触，这样设计使气体检测仪13启用的时机滞后，从而能够确保气体样本具有足够的时间被加热和混合，避免气体样本与气体检测仪13提前接触，从而进一步提高检测精度，同时减少气体检测仪13与气体样本接触的时间，进而减少气体检测仪13的损耗；

[0086] 将充放气组件32的放气端与专门用于净化毒气的装置连通，对气体样本检测完成后，打开阀门27，通过抽气泵31将连接管21、预热组件15、气体搅拌组件10以及检测缸体3内的气体样本抽到净化毒气装置内，随后再开启进气阀29，通过电动推杆9移动第一活塞4，将外部新空气补充到挥发缸体2内，用于下次检测使用，同时第二活塞12也将跟随第一活塞4回到初始位置，第一活塞4处于初始位置时，挥发缸体2内的容积为最大状态，第二活塞12处于初始位置时，检测缸体3内的容积为最小状态。

[0087] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。