[发明专利]一种车内非金属材料中VOC散发关键参数的测试方法及装置

权利要求书

1.一种车内非金属材料中VOC散发关键参数的测定方法，其特征在于：基于传质散发规律、质量守恒定律和亨利定律，推导出非金属材料中VOC在环境舱密闭阶段的平衡散发模型和直流散发阶段的传质扩散模型，结合实测数据，测定车内非金属材料散发过程的关键参数：初始可散发浓度C₀、分配系数K和扩散系数D_m。

2.根据权利要求1所述的车内非金属材料中VOC散发关键参数的测定方法，其特征在于：

非金属材料中VOC在环境舱密闭阶段的平衡散发模型为：

非金属材料中VOC在环境舱直流散发阶段的传质扩散模型为：

公式(3)经无量纲化变换之后得到：

将公式(5)中的斜率用SL表示，截距用INT表示，得到：

式中：R(＝V/V_m)为环境舱体积与材料体积之比；α＝QL²/VD_m；β＝AL/V；Bi_m＝h_mL/D_m；Q为通风量，m³/s；L为材料的厚度，m；V为环境舱体积，m³；A为材料有效散发表面积，m²；h_m为材料表面对流传质系数，m/s；t^*＝t-t₀，表示环境舱中的散发时间；Bi_m为传质毕渥数；q₁、G₁分别为式(3)和(4)的第一项，是与D_m和K有关的参数。

3.根据权利要求2所述的车内非金属材料中VOC散发关键参数的测定方法，其特征在于：测定方法包括如下步骤：

步骤一：将待测车内非金属材料裁切，切好的材料四周和底部用铝箔包覆，再用保鲜膜包裹置于密封袋中12h-1周，使得材料内部醛类或其它VOC的初始浓度分布均匀，非金属材料中VOC散发达到平衡；

步骤二：将环境舱内存在的醛类或其它VOC清洁干净后，将环境舱温度设定为5℃-100℃，待温度恒定后，将预处理好的材料置于环境舱内的支架上自由散发，密闭，待材料中的VOC在环境舱中散发达到平衡后采样，得到非金属材料中VOC在环境舱密闭阶段的平衡散发浓度C_equ；

步骤三：将温、湿度恒定的纯净空气以500mL/min的流量引入环境舱，之后每隔0.5小时-1小时用Tenax管和DNPH管采集环境舱中空气样品一次，连续5～8小时，使用检测设备对Tenax管和DNPH管里的空气样品进行检测前，需要对Tenax管和DNPH管里的空气样品进行预处理，对Tenax管中吸附的VOC进行热脱附冷凝处理，对DNPH管中吸附的VOC用乙腈进行固相微萃取处理，之后用GC-MS对Tenax管中处理后的VOC进行检测，用HPLC-MS对DNPH管中处理后的VOC进行检测，测得环境舱中VOC浓度C_a(t)；

步骤四：用纯净空气吹洗环境舱，去除舱内残余的VOC，以备下次使用；

步骤五：根据实验测得不同时刻下环境舱内VOC浓度数据C_a(t)，利用(5)式对无量纲浓度对数和时间进行线性拟合，即可获得斜率SL和截距INT，利用斜率SL和截距INT可以求得扩散系数D_m和分配系数K，然后将计算出的K值代入(1)式即可求得初始可散发浓度C₀。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的测定车内非金属材料中VOC散发关键参数的装置，其特征在于：包括环境舱，环境舱与进气系统、恒温水浴装置和检测系统相连，进气系统包括依次连接的气瓶和进气管路，进气管路上设置有流量控制器和温湿度传感器，检测系统包括采样管和采样泵。

5.根据权利要求4所述的测定车内非金属材料中VOC散发关键参数的装置，其特征在于：环境舱内设置有风扇和支架，支架位于环境舱的下端，且成V字型设置，待测材料平铺放置在支架上，风扇位于支架的正上方。

6.根据权利要求4所述的测定车内非金属材料中VOC散发关键参数的装置，其特征在于：采样管上设置有流量校准仪。