实现化学防护服耐挥发性有机溶剂渗透测试的装置及方法

[技术领域]

本发明属于分析化学技术领域，具体地说是一种实现化学防护服耐挥发性有机溶剂渗透测试的装置及方法。

[背景技术]

目前，市场上对于化学防护服耐液体、气体渗透性能的测试主要参照ISO6529-2013:Protective clothing–Protection against chemicals–Determination ofresistance of protective clothing materials to permeation by liquids andgases。此标准中在第6.3和第7部分对实现化学防护服耐液体、气体渗透性能测试的装置提出了基本要求，并在附录C中列举了几种满足标准要求的测试装置的设计简图，原则上只要装置规格能够满足标准中规定的基本要求，该装置都能应用于满足此标准要求的化学防护服耐液体、气体渗透性能的测试，但此标准并未提供测试装置的具体设计规格。同时，由于标准中涵盖有3种不同的测试方法(测试液体-收集液体、测试气体-收集气体、测试液体-收集气体)，且对于测试化学物质与收集化学物质的选择繁多，标准在附录C中列举出的测试装置简图只涵盖了部分组件，但对于装置中的一些细节部件的要求不明确或未提及。因此，目前行业内对于如何基于标准涵盖的测试装置的基本要求，实现将其应用于实际测试，并没有一个明确的参考方向。

基于以上技术背景，若能提供一种在满足标准对于测试装置基本要求的前提下，专门用于测试化学防护服耐挥发性有机溶剂渗透测试的装置设计，将具有非常重要的意义。

[发明内容]

本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种实现化学防护服耐挥发性有机溶剂渗透测试的装置，能够实现化学防护服耐挥发性有机溶剂渗透性能的测试，且具有操作简便、灵活可变的特点，有助于增加测试的便利性。

为实现上述目的设计一种实现化学防护服耐挥发性有机溶剂渗透测试的装置，包括测试室1、收集室2，所述测试室1与收集室2之间夹设有待测试的面料测试样3，所述面料测试样3两面分别与测试室1、收集室2紧密接触，所述测试室1顶部开设有测试溶剂进口4，并通过测试溶剂进口4将测试液倒入测试室1中，所述测试室1另一侧开设有测试溶剂出口5，所述收集室2另一侧设置有开路气体取样点6，所述开路气体取样点6的输入端通过气体导管7连接气流计10，所述气流计10另一端通过管道分别连接氮气供应管路8、标准气体管路9，所述氮气供应管路8与标准气体管路9之间并联布置，所述开路气体取样点6的输出端通过管道连接采样泵11，所述采样泵11另一端通过管道连接气相色谱仪13，所述气相色谱仪13的输入端连接氦气供应管路12，所述氦气供应管路12用于为气相色谱仪13提供载气，所述气相色谱仪13的输出端连接废气管道14，所述测试室1内的挥发性有机溶剂以气体形式渗透面料测试样3进入收集室2，并在开路气体取样点6被氮气收集进入开路系统，通过气相色谱仪13得到氮气中收集到的挥发性有机溶剂浓度。

进一步地，所述测试室1与收集室2接触面的材质设计为磁铁，并通过磁力使得面料测试样3两面分别与测试室1、收集室2紧密接触。

进一步地，所述测试室1与收集室2之间设有一个自动闭合的夹具，并通过夹具在测试室1与收集室2两端加压，使得面料测试样3两面分别与测试室1、收集室2紧密接触。

进一步地，所述面料测试样3暴露在测试室1内的区域为一个直径51mm的圆，所述收集室2内的容积设为40cm

进一步地，所述测试溶剂进口4、测试溶剂出口5处均装设有阀门。

进一步地，所述采样泵11为可调节气流速度的采样泵，所述采样泵11用于调节气流速度至与气流计10读数相同。

进一步地，所述测试室1为圆柱体测试室，所述收集室2为圆柱体收集室，所述测试室1与收集室2组合为一体。

本发明还提供了一种实现化学防护服耐挥发性有机溶剂渗透测试的方法，包括以下步骤：1)测试前，先将面料测试样3夹在测试室1和收集室2之间，确保面料测试样3两面与测试室1和收集室2紧密接触，再将测试液通过测试溶剂进口4倒入测试室1中，确保测试液漫过面料测试样3的接触面，同时，将氮气供应管路8打开，将标准气体管路9关闭，通过气流计10调节氮气流速至标准规定流速，通过采样泵11调节气流速度至与气流计10读数相同；2)测试时，测试室1内的挥发性有机溶剂以气体形式渗透面料测试样3进入收集室2，在开路气体取样点6被氮气收集进入开路系统，通过气相色谱仪13得到氮气中收集到的挥发性有机溶剂浓度，最后经分析后的气体导入废气管道14；3)测试结束后，通过打开测试溶剂出口5处的阀门，使得测试液从测试室1的测试溶剂出口5流出。

进一步地，还包括对所述测试的装置进行校准的步骤，所述校准的步骤中，将氮气供应管路8关闭，将标准气体管路9打开，其余步骤同上述测试方法即可。

进一步地，步骤2)中，收集到的挥发性有机溶剂中被测物质瞬时浓度通过气相色谱仪(13)测出的峰面积得到，进而得到瞬时渗透率，瞬时渗透率μg/cm

本发明同现有技术相比，具有如下优点：

(1)本发明专利涉及的测试装置在满足标准要求的前提下，能够实现化学防护服耐挥发性有机溶剂渗透性能的测试，为目前无此类明确测试仪器的行业内提供了一种可参考的设计方案；

(2)本发明专利涉及到的装置设计具有操作简便、灵活可变的特点，且有助于增加测试的便利性；

(3)本发明可将测试室和收集室的材质设计为磁铁，利用磁力辅助固定测试样；

(4)本发明在固定样品时，还可以引入一个自动闭合的夹具在测试室和收集室两端加压，从而替代磁力以确保样品与测试室和收集室紧密接触；

(5)本发明测试装置适用于测试液体-收集气体的测试方法，且在此基础上气相色谱仪可以根据实际情况由其它气体浓度分析仪器替代。

[附图说明]

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中测试室与收集室组合的剖面图；

图中：1、测试室 2、收集室 3、面料测试样 4、测试溶剂进口 5、测试溶剂出口 6、开路气体取样点 7、气体导管 8、氮气供应管路 9、标准气体管路 10、气流计 11、采样泵12、氦气供应管路 13、气相色谱仪 14、废气管道。

[具体实施方式]

如附图1所示，本发明提供了一种实现化学防护服耐挥发性有机溶剂渗透测试的装置，包括测试室1、收集室2、开路气体取样点6和气相色谱仪13，测试室1与收集室2之间夹设有待测试的面料测试样3，面料测试样3两面分别与测试室1、收集室2紧密接触，测试室1顶部开设有测试溶剂进口4，并通过测试溶剂进口4将测试液倒入测试室1中，测试室1另一侧开设有测试溶剂出口5，测试溶剂进口4、测试溶剂出口5处均装设有阀门，收集室2另一侧设置有开路气体取样点6，开路气体取样点6的输入端通过气体导管7连接气流计10，气流计10另一端通过管道分别连接氮气供应管路8、标准气体管路9，氮气供应管路8与标准气体管路9之间并联布置，开路气体取样点6的输出端通过管道连接采样泵11，采样泵11另一端通过管道连接气相色谱仪13，气相色谱仪13的输入端连接氦气供应管路12，氦气供应管路12用于为气相色谱仪13提供载气，气相色谱仪13的输出端连接废气管道14，测试室1内的挥发性有机溶剂以气体形式渗透面料测试样3进入收集室2，并在开路气体取样点6被氮气收集进入开路系统，通过气相色谱仪13得到氮气中收集到的挥发性有机溶剂浓度，最后经分析后的气体导入废气管道14即可。

其中，测试室1与收集室2接触面的材质设计为磁铁，并通过磁力使得面料测试样3两面分别与测试室1、收集室2紧密接触。或者，测试室1与收集室2之间设有一个自动闭合的夹具，并通过夹具在测试室1与收集室2两端加压，使得面料测试样3两面分别与测试室1、收集室2紧密接触。面料测试样3暴露在测试室1内的区域为一个直径51mm的圆，收集室2内的容积设为40cm

本发明装置通过与收集室2左侧相连的开路气体取样点6、气体导管7、氮气供应管路8、气流计10、采样泵11、气相色谱仪13、废气管道14构成了符合标准中7.1部分的开路测试装置。测试前，先将面料测试样3夹在测试室1和收集室2之间，测试室1和收集室2接触面的材质为磁铁，通过磁力确保样品两面与测试室1和收集室2紧密接触，并且样品暴露在室内的区域为一个直径51mm的圆，收集室2内的容积设计为40cm

测试时，测试室1内的挥发性有机溶剂会以气体形式渗透测试样进入收集室2，在开路气体取样点6被氮气收集进入开路系统，通过气相色谱仪13得到氮气中收集到的挥发性有机溶剂浓度，最后经分析后的气体导入废气管道14。与气相色谱仪13相连的氦气供应管路12用于氦气供应，是作为气相色谱仪13的载气。其余测试步骤按照标准要求执行，即可得到化学防护服样品耐有机溶剂渗透性能的测试结果。测试结束后，通过打开阀门，使得测试液从测试室1的测试溶剂出口5流出，测试溶剂进口4和测试溶剂出口5的设计同时也方便测试完成后清洁测试装置。此外，校准本测试装置时，只需将氮气供应管路8关闭，打开标准气体管路9，其余步骤同上即可。

下面结合具体实施例对本发明作以下进一步说明：

实施例

本发明装置可实现化学防护服耐挥发性有机溶剂渗透性能的测试，适用于测试标准ISO 6529:2013,GB/T 23462:2009。

以防护服样品为例，将实际的防护服样品按照标准要求进行取样，样品与测试室和收集室的接触面积为定值20cm

其中，收集介质中被测物质瞬时浓度可通过气相色谱仪测出的峰面积得到，从而进一步得到瞬时渗透率：瞬时渗透率(μg/cm

并且根据附录一的原始数据，可以得到如附录二的最终测试报告(示例)

附录一原始数据：

附录二测试报告(参考例)：

测试液:正丁醇,浓度:99％,物理状态:液体,CAS No:71-36-3

测试室：本装置；

收集介质：干燥氮气；

扫描频率：每60秒；

测试环境温度：22.5℃；

分析仪器：气相色谱仪；

系统配置：开环装置；

收集气体流速：200ml/min；

备注：

BDT—Breakthrough Detection Time(in minutes)，透过时间，从测试开始到化学物质首次被检测到的时间间隔

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综上，本发明在满足原标准中测试装置基本要求的基础上，提出了一个非常明确的装置设计，能够为行业内实现此标准的测试提出一套可参考的解决方案；此外，本发明装置在部分部件上，引入了一些标准中未提及，但有助于测试装置使用便利性的设计细节。如将测试室和收集室的材质设计为磁铁，用磁力辅助固定测试样；同时在本测试装置设计的基础上，部分组件可以根据实际需要替换为其它仪器，如固定样品时，可以引入一个自动闭合的夹具在测试室和收集室两端加压，替代磁力以确保样品与测试室和收集室紧密接触；本测试装置适用于测试液体-收集气体的测试方法，在此基础上气相色谱仪可以根据实际情况由其它气体浓度分析仪器替代。

本发明并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。