文印设备挥发性有毒有害物质测试装置及测试方法.pdf

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应用技术 2017 年 第 38 卷 第 4 期 自动化与信息工程 35 文印设备挥发性有毒有害物质测试装置及测试方法 黄甦 (国家印刷及办公自动化消耗材料质量监督检验中心) 摘要:针对打印、印刷行业文印设备挥发性有机化合物的测试需求,设计文印设备挥发性有毒有害物质测 试装置。该装置采用一种新型双室嵌套式排放测试室,分为内封闭空间和外封闭空间,内、外测试室与空气净化 系统、温湿度控制系统连接;并对该装置提出其测试方法。对该装置进行性能测试得到:产生的恒温、恒湿新风 温度为(231),湿度为(505)%RH,风速为 0.1 m/s5 m/s;且可无极调节,洁净度高,精准控制送风量、 排风量。该装置可满足相关标准技术要求,具有结构简单、成本低的特点,易于推广。 关键词:文印设备;VOC 测试;测试装置;测试方法;排放测试室 0 引言 打印耗材是文印设备(复印机、打印机、一体机 等) 完成文印工作的必备品, 主要包括显影剂 (碳粉) 、 墨水、色带和油墨等成像材料。打印耗材含有芳烃类 (苯、甲苯、二甲苯)、烷类等有机挥发物,统称为 总挥发性有机物(total volatile organic compounds, TVOC),具有神经毒性、肾脏和肝脏毒性。在成像 过程中,这类有机挥发物逐渐扩散至周围环境,可能 会损害心血管系统,诱发免疫系统、内分泌系统和造 血系统疾病,健康危害极大1。近年来,随着人们环 保意识的增强, 绿色环保成为打印与印刷行业的发展 趋势之一。多家专业机构已制定相关标准,规定办公 文印设备使用过程中苯乙烯、粉尘、TVOC 等有毒有 害物质的排放标准2-4。 挥发性有机化合物(volatile organic compounds, VOC)测试常用方法有检测舱法、顶空法(气相色谱 法)、热解析法和甲醇挥发法等5-9。本文采用检测舱 法。 排放测试室是基于检测舱法的文印设备TVOC 测 试最基本的设备, 其对温湿度控制和气体洁净度要求 较高。目前,国内文印设备排放测试室多采用玻璃房 结合空气过滤系统,无法控制气体温湿度,造成检测 结果准确性较低。 其他产品的有害物质测试室一般采 用普通恒温恒湿室,其内壁采用的不锈钢板、胶黏剂 具有一定挥发物,影响检测结果准确度。德国 RAL 实验室采用玻璃内壁,空气在排放室外先进行处理、 控制,再输入至排放室内,控制系统价格高昂,且对 操作人员要求较高, 目前国内尚无机构推广使用该方 法。 为有效开展文印设备VOC 检测工作, 规范打印、 印刷行业发展, 迫切需要研制一种符合标准要求且易 于推广的文印设备挥发物测试装置。 本文设计的文印 设备挥发性有毒有害物质测试装置的核心是双室嵌 套式排放测试室。该装置结合其测试方法,可实现文 印设备挥发性有毒有害物质有效测试。 1 装置设计 1.1 总体架构设计 文印设备挥发性有毒有害物质测试装置结构如 图1 所示, 其采用自主设计的新型双室嵌套式排放测 试室。该装置内嵌一个玻璃材质测试室,用于放置待 测试的文印设备;其外部设置另一个玻璃测试室。双 室嵌套式排放测试室将该装置空间分为内封闭空间 和外封闭空间。内外 2 个测试室与空气净化系统、温 湿度控制系统连接。 为确保文印设备挥发性有毒有害物质检测结果 的准确性,应排除测试环境的影响。该装置的排放测 试室采用不带挥发物的玻璃透明板, 包括内层玻璃板 和外层玻璃板, 双层玻璃可进一步增强结构稳定性和 万方数据 36 空气净化程度。内层玻璃板与横向、竖向不锈钢固定 架结合处的凹槽中填充特氟龙材料, 可提高玻璃和框 架之间密封性。同时特氟龙材料性质稳定,不散发有 机挥发性气体,不会影响检测结果。 400200镀锌风 管外加保温棉 中效过滤器 箱式直排风机 400200镀锌风 管外加保温棉 高效过滤器 图1 文印设备挥发性有毒有害物质测试装置结构 1.2 关键结构设计 排放测试室是文印设备挥发性有毒有害物质测 试装置的关键环节,也是本装置的创新设计。排放 测试室示意图如图 2 所示,包括内封闭空间、外封 闭空间和空气净化系统。内封闭空间放置办公文印 设备,具有第一进气口和第一排气口;外封闭空间 包围内封闭空间,具有第二进气口和第二排气口; 空气净化系统分别与第二进气口、第一排气口和第 二排气口连通。 外封闭空间为矩形, 有多个横向和竖向不锈钢固 定架。在固定架间安装玻璃透明板,方便测试人员对 内部测试情况进行观察。 内封闭空间示意图如图3 所示。 内封闭空间也为 矩形体,设置移动柜用于放置文印设备。内壁采用玻 璃材质,可减少排放室内壁材料挥发物。在移动柜竖 直方向上,内封闭空间有透明玻璃区域,方便放置成 像设备,结构设置合理。 2 1 3 1内封闭空间 2外封闭空间 3空气净化系统 图2 排放测试室示意图 1 2 1第一进气口 2第一排气口 图3 内封闭空间示意图 在不同温湿度、压力下,气体膨胀系数、排放速 率均不同, 进而影响文印设备挥发性有毒有害物质检 测结果的准确性、重复性。本装置的空气净化系统采 用温度调节单元和湿度调节单元, 可向外封闭空间提 供恒温、恒湿、恒压空气;第一、二进气口和第一、 二排气口均设有空气过滤单元, 可进一步提高内封闭 空间内空气净化程度。 万方数据 黄甦:文印设备挥发性有毒有害物质测试装置及测试方法 2017 年 第 38 卷 第 4 期 自动化与信息工程 37 2 测试方法 文印设备挥发物排放测试方法如下: 1) 准备,将文印设备置于内封闭空间,外封闭 空间外部设有控制成像设备启动开关; 2) 净化,启动空气净化系统,净化的空气沿第 二进气口进入外封闭空间,并由第二排气口排出;同 时, 外封闭空间中的空气由第一进气口进入内封闭空 间内部,并由第一排气口排出; 3) 挥发物生成,停止空气净化系统工作,启动 文印设备工作,文印设备在给定时间内排放挥发物; 4) 挥发物采集,在内封闭空间内采集挥发物; 5) 挥发物检测,对采集到的挥发物进行定量分 析或定性分析。 3 装置参数测试 对本文设计的文印设备挥发性有毒有害物质测 试装置进行性能测试,其测试结果如下: 1) 新风系统,进入室内环境的新风经过恒温、 恒湿处理, 温度为 (231) , 湿度为 (505) %RH, 风速为0.1 m/s5 m/s,风速可无极变速调节,同时在 新风入口处配备高效过滤器以确保新风洁净度; 2) 排风系统,配备专业的轴流排风机,废气均 统一排至室外,避免室内废气回流,影响室内环境检 测结果; 3) 新风系统、排风系统实现量差联动控制,通 过精准控制送风量、排风量(送风量为排风量的 1.5 倍),确保单位时间内交换空气次数N 符合1 N 5 的关系,保证房间处正压状态,避免室外空气通过缝 隙漏到检测室内。 综上, 本文设计的文印设备挥发性有毒有害物质 测试装置满足测试装备相关标准技术要求。 4 结论 1) 该装置采用自主设计的新型双室嵌套式排放 测试室,分为相对独立的内封闭空间(内嵌玻璃测试 室)、外封闭空间(外部玻璃测试室),两者均与空 气净化系统、温湿度控制系统连接。 2) 该装置实现恒温、恒湿、恒压、洁净新风, 消除装置由于气体温湿度、气压不稳定的影响,提高 检测结果的准确性和稳定性。 3) 该装置和测试方法能满足相关标准要求,且 造价不高,易于推广。 参考文献 1 汤小鸥,邹亚玲,陆利通,等.珠海市打印耗材生产企业职业健 康风险及防护对策J.疾病监测与控制,2016,10(9):750-752. 2 国际标准化组织(IX-ISO). ISO/IEC 28360-2012,信息技术. 办公室设备.电子设备中化学品排放率的测定S. 2012. 3 ANSI/BIFMA M7.1-2011,判定办公设备,通风组件和座椅排 放的挥发性有机化合物的标准试验方法S. 2011. 4 钱伶琳.复印/打印/传真办公设备污染物排放标准研究J.信 息技术与标准化,2015(8) :51-53,69. 5 周湘玲.国家标准中水性涂料 VOC 测试方法和计算方法比 较J.中国涂料,2016,31(1):34-37. 6 姚榕,严瑾.汽车内饰产品中苯系列挥发物含量的测试方法 探讨J.科技资讯,2014,12(18):70-71. 7 方万漂,周建武,郑京连.汽车内饰原材料的VOC含量的测试 方法与标准J.塑料助剂,2016(1):21-23. 8 田迎新.顶空气相色谱法检测纸制品中微生物及有毒有害 物质含量的研究D.广州 :华南理工大学,2014. 9 马伟娟,杨锋波,陈静.聚氯乙烯人造革中挥发物含量测量不 确定度的评定J.西部皮革,2015,37(14):28-30,35. Research on Volatile and Hazardous Substance Measurement Device and Measurement Method for Printing Equipment Huang Su (National Quality Supervision Test Center for Consumables of Printing and Office Automation) (下转第40 页) 万方数据 40 在便携设备或掌上设备完成操控, 甚至是完成智能化 控制。 参考文献 1 蒋伟楷,彭颖茹,林永强,等.舞台灯具技术的发展与趋势J. 演艺科技,2016(7):1-7. 2 王京池,林培群,白文国,等.舞台影视灯光技术调研分析报告 J.现代电视技术,2016(10): 86-92,118. 3 黄荣丰.浅析 LED 灯具新型智能调光技术J.演艺科 技,2015(1): 13-15. 4 罗晓霞,刘佳,荣浩磊.LED舞台照明灯具的性能测评研究J. 照明工程学报,2014,25(1):115-120. 5 陈国义.文化行业标准WH/T 602013 LED 舞台灯具通用 技术条件解读J.演艺科技,2014(10):1-4,40. 6 张振.DMX512 控制技术在景观照明领域的演变J.照明工 程学报,2016,27(3):45-47,99. Introduction about Intelligent Technology of LED Staging Lighting Ma Xiaopeng (Color-LED Wireless Lights Limited, Shenzhen) Abstract: This paper introduces intelligent technology of the LED staging lighting. The detail of dimming technology, the standard of controls and the situation of communication are elaborated. The development tendency of color management and system control for intelligent LED staging lighting is introduced. Key Words: LED; Staging Lighting; Intelligent; DMX512; RDM 作者简介: 马晓鹏,男,1976 年生,本科,主要研究方向:智能检测技术。E-mail: (上接第37 页) Abstract: In order to meet the requirements of the test of volatile organic compounds in information equipment in printing and printing industry. A volatile and hazardous substance measurement device is designed and implemented. This
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