TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10736-29:2017 (ISO 16000-29:2014) VỀ KHÔNG KHÍ TRONG NHÀ – PHẦN 29: PHƯƠNG PHÁP THỬ CÁC THIẾT BỊ ĐO HỢP CHẤT HỮU CƠ BAY HƠI (VOC)
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 10736-29:2017
ISO 16000 29:2017
KHÔNG KHÍ TRONG NHÀ – PHẦN 29: PHƯƠNG PHÁP THỬ CÁC THIẾT BỊ ĐO HỢP CHẤT HỮU CƠ BAY HƠI (VOC)
Indoor air – Part 29: Test methods for VOC detectors
Lời nói đầu
TCVN 10736-29:2017 hoàn toàn tương đương với ISO 16000-29:2014.
TCVN 10736-29:2017 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 146 Chất lượng không khí biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
Bộ TCVN 10736 (ISO 16000) Không khí trong nhà gồm các phần sau:
– TCVN 10736-1: 2015 (ISO 16000-1:2004) Phần 1: Các khía cạnh chung của kế hoạch lấy mẫu;
– TCVN 10736-2:2015 (ISO 16000-2:2004) Phần 2: Kế hoạch lấy mẫu formaldehyt;
– TCVN 10736-3:2015 (ISO 16000-3:2011) Phần 3: Xác định formaldehyt và hợp chất cacbonyl khác trong không khí trong nhà và không khí trong buồng thử – Phương pháp lấy mẫu chủ động;
– TCVN 10736-4:2015 (ISO 16000-4:2011) Phần 4: Xác định formaldehyt – Phương pháp lấy mẫu khuếch tán;
– TCVN 10736-5:2015 (ISO 16000-5:2007) Phần 5: Kế hoạch lấy mẫu đối với hợp chất hữu cơ bay hơi (VOC);
– TCVN 10736-6:2016 (ISO 16000-6:2011) Phần 6: Xác định hợp chất hữu cơ bay hơi trong không khí trong nhà và trong buồng thử bằng cách lấy mẫu chủ động trên chất hấp phụ Tenax TA®, giải hấp nhiệt và sắc ký khí sử dụng MS hoặc MS-FID;
– TCVN 10736-7:2016 (ISO 16000-7:2007) Phần 7: Chiến lược lấy mẫu để xác định nồng độ sợi amiăng truyền trong không khí;
– TCVN 10736-8:2016 (ISO 16000-8:2007) Phần 8: Xác định thời gian lưu trung bình tại chỗ của không khí trong các tòa nhà để xác định đặc tính các điều kiện thông gió;
– TCVN 10736-9:2016 (ISO 16000-9:2006) Phần 9: Xác định phát thải của hợp chất hữu cơ bay hơi từ các sản phẩm xây dựng và đồ nội thất – Phương pháp buồng thử phát thải;
– TCVN 10736-10:2016 (ISO 16000-10:2006) Phần 10: Xác định phát thải của hợp chất hữu cơ bay hơi từ các sản phẩm xây dựng và đồ nội thất – Phương pháp ngăn thử phát thải;
– TCVN 10736-11:2016 (ISO 16000-11:2006) Phần 11: Xác định phát thải của hợp chất hữu cơ bay hơi từ các sản phẩm xây dựng và đồ nội thất – Lấy mẫu, bảo quản mẫu và chuẩn bị mẫu thử;
– TCVN 10736-12:2016 (ISO 16000-12:2008) Phần 12: Chiến lược lấy mẫu đối với polycloro biphenyl (PCB), polycloro dibenzo-p-dioxin (PCDD), polycloro dibenzofuran (PCDF) và hydrocacbon thơm đa vòng (PAH);
– TCVN 10736-13:2016 (ISO 16000-13:2008) Phần 13: Xác định tổng (pha khí và pha hạt) polycloro biphenyl giống dioxin (PCB) và polycloro dibenzo-p-dioxin/polycloro dibenzofuran (PCDD/PCDF) – Thu thập mẫu trên cái lọc được hỗ trợ bằng chất hấp phụ;
– TCVN 10736-14:2016 (ISO 16000-14:2009) Phần 14: Xác định tổng (pha khí và pha hạt) polycloro biphenyl giống dioxin (PCB) và polycloro dibenzo-p-dioxin/polycloro dibenzofuran (PCDD/PCDF) – Chiết, làm sạch và phân tích bằng sắc ký khí phân giải cao và khối phổ.
– TCVN 10736-15:2017 (ISO 16000-15:2008) Phần 15: Cách thức lấy mẫu nitơdioxit (NO2).
– TCVN 10736-16:2017 (ISO 16000-16:2008) Phần 16: Phát hiện và đếm nấm mốc – Lấy mẫu bằng cách lọc.
– TCVN 10736-17:2017 (ISO 16000-17:2008) Phần 17: Phát hiện và đếm nấm mốc – Phương pháp nuôi cấy.
– TCVN 10736-18:2017 (ISO 16000-18:2011) Phần 18: Phát hiện và đếm nấm mốc – Lấy mẫu bằng phương pháp va đập.
– TCVN 10736-19:2017 (ISO 16000-19:2012) Phần 19: Cách thức lấy mẫu nấm mốc.
– TCVN 10736-20:2017 (ISO 16000-20:2014) Phần 20: Phát hiện và đếm nấm mốc – Xác định số đếm bào tử tổng số.
– TCVN 10736-21:2017 (ISO 16000-21:2013) Phần 21: Phát hiện và đếm nấm mốc – Lấy mẫu từ vật liệu.
– TCVN 10736-23:2017 (ISO 16000-23:2009) Phần 23: Thử tính năng để đánh giá sự giảm nồng độ formaldehyt do vật liệu xây dựng hấp thu.
– TCVN 10736-24:2017 (ISO 16000-24:2009) Phần 24: Thử tính năng để đánh giá sự giảm nồng độ hợp chất hữu cơ bay hơi (trừ fomaldehyt) do vật liệu xây dựng hấp thu.
– TCVN 10736-25:2017 (ISO 16000-25:2011) Phần 25: Xác định phát thải của hợp chất hữu cơ bán bay hơi từ các sản phẩm xây dựng – Phương pháp buồng thử nhỏ.
– TCVN 10736-26:2017 (ISO 16000-26:2012) Phần 26: Cách thức lấy mẫu cacbon dioxit (CO2)
– TCVN 10736-27:2017 (ISO 16000-27:2014) Phần 27: Xác định bụi sợi lắng đọng trên bề mặt bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) (phương pháp trực tiếp)
– TCVN 10736-28:2017 (ISO 16000-28:2012) Phần 28: Xác định phát thải mùi từ các sản phẩm xây dựng sử dụng buồng thử.
– TCVN 10736-29:2017 (ISO 16000-29:2014) Phần 29: Phương pháp thử các thiết bị đo hợp chất hữu cơ bay hơi (VOC).
– TCVN 10736-30:2017 (ISO 16000-30:2014) Phần 30: Thử nghiệm cảm quan của không khí trong nhà.
– TCVN 10736-31:2017 (ISO 16000-31:2014) Phần 31: Đo chất chống cháy và chất tạo dẻo trên nền hợp chất phospho hữu cơ-este axit phosphoric.
– TCVN 10736-32:2017 (IS016000-32:2014) Phần 32: Khảo sát tòa nhà để xác định sự xuất hiện của các chất ô nhiễm.
– TCVN 10736-33:2017 (ISO 16000-33:2017) Phần 33: Xác định phtalat bằng sắc ký khí/khối phổ (GC/MS).
Lời giới thiệu
Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) của không khí trong nhà khuếch tán từ các vật liệu xây dựng, các tác nhân kết dính, đồ nội thất, thuốc trừ sâu, và các nguồn khác. Trong tình huống như vậy, các thiết bị đo VOC kỳ vọng sẽ được sử dụng rộng rãi để sàng lọc, giám sát nồng độ VOC trong nhà, định vị nguồn, kiểm soát hệ thống thông gió, và vân vân. Vì vậy, mong muốn sử dụng thiết bị đo VOC rất nhạy có thể phát hiện một loạt các VOC trong phạm vi một tòa nhà. Phản ánh tình hình như vậy, một số thiết bị đo VOC đang sẵn có trên thị trường. Nội dung của tiêu chuẩn này chứa đựng các thông số định lượng và kỹ thuật quan trọng cho các phương pháp thử nghiệm VOC nhằm cải tiến độ tin cậy của việc phát hiện VOC và hiện thực hóa việc sử dụng rộng rãi hơn các thiết bị đo VOC.
ISO 16017,[1][2] ISO 12219,[2][4][5][6][7] và TCVN 10736 -6 (ISO 16000-6)[2] cũng tập trung vào các phép đo hợp chất hữu cơ bay hơi (VOC).
KHÔNG KHÍ TRONG NHÀ – PHẦN 29: PHƯƠNG PHÁP THỬ CÁC THIẾT BỊ ĐO HỢP CHẤT HỮU CƠ BAY HƠI (VOC)
Indoor air – Part 29: Test methods for VOC detectors
1 Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định cụ thể các phương pháp thử tính năng của thiết bị đo VOC được thiết kế để quan trắc nồng độ VOC trong không khí trong nhà và không khí trong môi trường sống cũng như để kiểm soát chất lượng không khí trong nhà trong các thiết bị xách tay, di động và từ xa. Các quy định trong tiêu chuẩn này bao gồm các thiết bị đo các loại VOC cũng như thiết bị đo cho riêng từng VOC. Tiêu chuẩn này chỉ đưa ra các yêu cầu áp dụng được cho một phương pháp thử nghiệm các thiết bị đo VOC như thời gian đáp ứng, tính ổn định và phạm vi đo.
2 Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).
IEC 61000-4-1, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-1: Testing and measurement techniques – Overview of immunity tests (Tương thích điện từ (EMC) – Phần 4-1: Kỹ thuật thử nghiệm và kỹ thuật đo – Tổng quan thử nghiệm miễn dịch)
IEC 61000-4-3, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-3: Testing and measurement technique – Electrical fast transient/burst immunity test (Tương thích điện từ (EMC) – Phần 4-3: Kỹ thuật thử nghiệm và kỹ thuật đo – Thử nghiệm miễn nhiễm bức xạ, tần số vô tuyến, điện từ trường).
IEC 61000-4-4, Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 4-4: Testing and and measurement technique- Electrical fast transient/burst immunity test (Tương thích điện từ (EMC) – Phần 4-4: Kỹ thuật thử nghiệm và kỹ thuật đo – Phép thử miễn nhiễm quá độ nhanh/bùng nổ về điện)
3 Thuật ngữ và định nghĩa
Trong tiêu chuẩn này, các thuật ngữ và định nghĩa sau đây được áp dụng.
3.1
Thiết bị đo VOC bằng hút khí (aspirated VOC detector)
Thiết bị đo VOC trong đó khí thử nghiệm dùng cho các cảm biến VOC được cấp theo cách thức cưỡng bức (ví dụ sử dụng một máy bơm lấy mẫu khí với chênh lệch áp suất để tạo ra dòng khí thử nghiệm).
3.2
Không khí sạch (clean air)
Không khí mà trong đó không có các tạp chất có thể phát hiện được.
CHÚ THÍCH: Trong tiêu chuẩn này, các tạp chất là VOC, khí dễ cháy, khí gây cản trở.
3.3
Thiết bị đo VOC loại khuếch tán (diffusion type VOC detector)
Thiết bị đo VOC trong đó khí VOC chuyển từ bầu khí quyển đến cảm biến khí diễn ra bởi chuyển động phân tử ngẫu nhiên, nghĩa là dưới điều kiện mà trong đó không có dòng khí được hút.
3.4
Chỉ thị cuối cùng (final indication)
Chỉ thị ổn định được điều chỉnh hoặc được hiển thị.
CHÚ THÍCH: Trong tiêu chuẩn này, chỉ thị là một nồng độ VOC được cung cấp bởi một thiết bị đo VOC.
3.5
Thiết bị đo VOC (VOC detector)
Tổ hợp với một bộ cảm biến VOC được tích hợp hoặc với một bộ cảm biến VOC điều khiển từ xa được thiết kế để giám sát các VOC.
3.6
Phần cảm biến VOC (VOC sensing element)
Phần cảm biến VOC đáp ứng theo sự thay đổi trong nồng độ VOC.
3.7
Cảm biến VOC (VOC sensor)
Tổ hợp, trong đó có phần cảm biến VOC và cũng có thể chứa các phần mạch tích hợp được kết hợp với phần cảm biến VOC.
3.8
Chất gây nhiễu (interferent)
Bất kỳ chất nào ảnh hưởng bất lợi đến độ chính xác phát hiện.
CHÚ THÍCH: Trong tiêu chuẩn này, độ chính xác phát hiện là chỉ thị cuối cùng của một thiết bị đo VOC.
3.9
Sự nhiễm độc (poisoning)
Hiện tượng do bất kỳ chất cản trở nào gây ra làm ảnh hưởng lâu dài độ nhạy cảm của một phần cảm biến.
CHÚ THÍCH: Trong tiêu chuẩn này, phần cảm biến sử dụng cho thiết bị đo VOC.
3.10
Ổn định (stabilization)
Trạng thái trong đó có ba số đọc liên tiếp của một thiết bị đo VOC cho thấy không có sự thay đổi lớn hơn 10% nồng độ của khí thử nghiệm.
3.11
Khí thử (test gas)
Hỗn hợp của không khí sạch với một nồng độ nhất định của một hoặc nhiều VOC.
CHÚ THÍCH: trong tiêu chuẩn này, khí thử nghiệm được sử dụng để thử nghiệm tính năng của thiết bị đo VOC.
3.12
Hợp chất hữu cơ bay hơi (volatile organic compound)
VOC
Hợp chất hữu cơ có điểm sôi trong khoảng từ (50°C đến 100°C) đến (240°C đến 260°C).
CHÚ THÍCH 1: Phân loại này đã được Tổ chức Y tế thế giới xác định.
CHÚ THÍCH 2: Điểm sôi của một số hợp chất là khó hoặc không thể xác định được vì chúng phân giải trước khi sôi ở áp suất khí quyển. Áp suất hơi là một tiêu chí để phân loại tính bay hơi của hợp chất mà có thể được sử dụng để phân loại các chất hữu cơ.
3.13
Thời gian sấy máy (warm-up time)
Khoảng thời gian giữa thời điểm khi máy được bật và thời điểm khi máy đã sẵn sàng để đo.
CHÚ THÍCH: Trong tiêu chuẩn này, máy là một thiết bị đo VOC.
4 Nguyên tắc
Các thiết bị đo VOC được thiết kế để phát hiện một hoặc nhiều VOC mục tiêu. Phương pháp thử để đánh giá tính năng của thiết bị đo VOC được xác định. Các thiết bị đo VOC được phân thành hai loại; một là để phát hiện VOC đặc thù và một cho các hỗn hợp VOC. Trong trường hợp của các thiết bị đo VOC cụ thể, nồng độ VOC mục tiêu được cung cấp sau khi thử nghiệm của một khí thử nghiệm tiêu chuẩn có chứa VOC như là một thành phần. Thành phần của khí thử nghiệm tiêu chuẩn cho thiết bị dò hỗn hợp VOC đã được xác định bằng thực nghiệm như mô tả trong Phụ lục C. Để cải thiện độ tin cậy của thiết bị đo VOC, tiêu chuẩn này đề ra phương pháp thử nghiệm thiết bị đo VOC cũng đánh giá thời gian đáp ứng, tính ổn định, gây nhiễm độc, và v.v…
Có một số loại thiết bị đo VOC với các nguyên tắc phát hiện khác nhau như kiểu bán dẫn, kiểu PID, và loại thiết bị đo phản xạ giao thoa ––tăng cường. Nguyên tắc hoạt động của thiết bị đo loại bán dẫn phụ thuộc vào sự thay đổi của độ dẫn điện xảy ra do sự hấp phụ hóa học trên bề mặt của các phần cảm biến được làm nóng khi tiếp xúc với các chất khí khác không khí. Nồng độ khí được suy ra bằng cách đo sự thay đổi của trở kháng. Trong loại thiết bị đo PID, nguyên tắc đo dựa trên ion hóa khí bởi bức xạ tia cực tím từ một bóng đèn đặc biệt với bước sóng được biết, và do đó năng lượng photon, thường được tính theo electronvon (ví dụ 10,6 eV). Các loại thiết bị đo PID có thể phát hiện hầu hết các VOC. Thế năng ion hóa của các chất khác nhau có thể được tìm thấy trong các tài liệu hoặc từ danh mục được lấy từ các nhà cung cấp thiết bị. Các nguyên tắc phát hiện của thiết bị đo loại phản xạ giao thoa tăng cường được dựa trên sự hấp phụ VOC vào màng polymer. Sự phồng lên của màng polymer làm tăng độ dày màng. Sự thay đổi này của độ dày màng được phát hiện bằng độ phản xạ sử dụng ánh sáng đèn LED.
CHÚ THÍCH Từng loại thiết bị đo khi tiếp xúc với các hỗn hợp trong một môi trường cho ra nồng độ không tương đương nhau vì bản chất khác nhau của các nguyên tắc phát hiện. Ngay cả khi từng thiết bị đo được hiệu chỉnh với cùng hỗn hợp khí hiệu chuẩn, nó sẽ không cho kết quả tương đương cho đối với đo môi trường. Nồng độ hỗn hợp VOC từ bất kỳ thiết bị đo như vậy sẽ không được tương đương với giá trị TVOC hoặc TVOC tổng được định nghĩa trong TCVN 10736-6 (ISO 16000-6).
5 Thử nghiệm
5.1 Yêu cầu đối với các phép thử nghiệm
5.1.1 Số mẫu
Các thử nghiệm cần được thực hiện trên một thiết bị đo VOC. Thiết bị đo VOC khác có thể được sử dụng để kiểm tra sự nhiễm độc (xem 5.4.10).
5.1.2 Trình tự của các thử nghiệm
Các thử nghiệm thả rơi cần phải được thực hiện ngay từ khi bắt đầu của chuỗi thử nghiệm. Các thử nghiệm khác quy định tại 5.4 cần phải được thực hiện theo một trình tự do các tổ chức thực hiện thử nghiệm xác định.
5.1.3 Chuẩn bị thiết bị đo VOC trước khi thử nghiệm
Thiết bị đo VOC cần được chuẩn bị và được lắp theo cách thức đại diện cho ứng dụng điển hình của loại đó, phù hợp với các hướng dẫn, bao gồm tất cả các mối liên kết cần thiết, các điều chỉnh ban đầu, hiệu chuẩn, và thời gian sấy máy. Để giữ cho tình trạng thiết bị đo thích hợp, có thể thực hiện các hiệu chuẩn và điều chỉnh, bao gồm điều chỉnh điểm zero, thang đo và, khi cần thiết, vào lúc bắt đầu của từng phép thử.
a) Các thiết bị đo dùng pin: Khi dấu hiệu chỉ thị tình trạng pin yếu được cung cấp cho các thiết bị đo hoạt động bằng pin tích hợp, bản chất và lý do của chỉ thị này cần phải được kiểm tra trong sổ tay hướng dẫn.
b) Thiết bị đo được điều khiển bằng phần mềm điều khiển: Trong thiết bị đo dùng phần mềm điều khiển, các rủi ro phát sinh từ lỗi trong chương trình cần phải được tính đến bao gồm cả các lỗi về chuyển đổi và truyền tải dữ liệu.
5.1.4 Các yêu cầu đối với tính năng
Các hướng dẫn về các yêu cầu tính năng của thiết bị đo được quy định trong thử nghiệm được trình bày trong Phụ lục A.
5.2 Thiết bị thử nghiệm
Thiết bị phân phối khí loại mặt nạ, loại dòng chảy, hoặc loại buồng là khuyến khích sử dụng được nêu trong Phụ lục B. Các thiết bị thay thế khác cũng có thể được sử dụng. Quy trình thử nghiệm cụ thể cho từng phương pháp thử phải được tuân theo. Khi loại mặt nạ được sử dụng để bơm khí thử nghiệm vào các thiết bị đo, thiết kế và hoạt động của mặt nạ (đặc biệt là áp suất và vận tốc bên trong mặt nạ) không có ảnh hưởng không thể chấp nhận đến đáp ứng của thiết bị đo hoặc đến kết quả thu được.
Buồng có thể được làm kín cùng với các điều kiện nhiệt độ, độ ẩm được kiểm soát, và nồng độ khí thử nghiệm được sử dụng. Buồng này cần được làm từ vật liệu không dễ bị hấp thu đáng kể và giải hấp của VOC như thép không gỉ. Loại thiết bị thử nghiệm cần được mô tả khi các kết quả của các thử nghiệm được chỉ ra trong một bảng biểu về đặc điểm kỹ thuật.
Khuyến nghị rằng phòng thí nghiệm thử nghiệm nên tham khảo ý kiến các nhà sản xuất trong việc xác định thiết kế của mặt nạ. Nhà sản xuất phải cung cấp mặt nạ phù hợp với các chi tiết áp suất được đề nghị hoặc dòng cho ứng dụng của các khí thử nghiệm với thiết bị đo VOC. Bất kỳ phương pháp nào khác được quy định trong một tiêu chuẩn quốc gia hoặc đặc tính kỹ thuật cần được sử dụng, với điều kiện là các phương pháp như vậy được chứng minh một cách độc lập cho tính đúng của chúng.
5.3 Điều kiện cho thử nghiệm đáp ứng tiêu chuẩn
5.3.1 Nhiệt độ
Trừ khi có quy định khác, các thử nghiệm được thực hiện ở nhiệt độ trong khoảng 20 °C ± 5 °C và biến động nhiệt độ phải không được vượt qua 20 °C ± 5 °C trong suốt thời gian của từng thử nghiệm.
5.3.2 Áp suất
Trừ khi có quy định khác, các thử nghiệm được thực hiện ở áp suất từ 86 kPa đến 108 kPa và áp suất phải được giữ không đổi trong khoảng ± 1 kPa trong suốt thời gian của từng thử nghiệm.
5.3.3 Độ ẩm
Trừ khi có quy định khác, các thử nghiệm được thực hiện ở độ ẩm tương đối (RH) trong phạm vi 50 % ± 30 % và RH phải được duy trì liên tục trong khoảng ± 10 % trong suốt thời gian của từng thử nghiệm.
5.3.4 Điện áp
Trừ khi có quy định khác, các thiết bị đo VOC bán sẵn trên thị trường hoạt động với nguồn điện một chiều cần phải được vận hành trong phạm vi 2 % nguồn điện áp cấp và tần số khuyến cáo của nhà sản xuất trong trường hợp dùng nguồn điện lưới.
Thiết bị đo dùng pin cần phải được lắp pin mới hoặc các pin được sạc đầy lúc bắt đầu từng loạt các thử nghiệm.
5.3.5 Định hướng
Các thiết bị đo VOC cần phải được thử nghiệm theo định hướng do nhà sản xuất khuyến nghị được nêu trong sách hướng dẫn.
5.4 Phương pháp thử
5.4.1 Phép thử nghiệm đáp ứng tiêu chuẩn
5.4.1.1 Khí thử nghiệm tiêu chuẩn
Thành phần của khí thử nghiệm tiêu chuẩn cần phải như sau.
a) Các thiết bị đo cho hỗn hợp VOC:
1) Thành phần khí [loại i) và ii) là thiết bị đo có độ nhạy cao; loại iii) là thiết bị đo có độ nhạy thấp]:
i) Kiểu bán dẫn: VOC được phối trộn với khí của n-octan và xylen;
ii) Kiểu PID: VOC được phối trộn với khí của toluen, n-decan, α-pinen, và methyl isobutyl keton;
iii) Kiểu phản xạ giao thoa tăng cường: VOC được phối trộn với khí của toluen, n-decan, α-pinen, metyl isobutyl keton, p-diclorobenzen, và butyl axetat;
2) Nồng độ khí: Đối với tất cả các loại thiết bị đo, tổng nồng độ của từng thành phần khí cần phải là 300 µg/m3. Mỗi thành phần khí trong khí thử nghiệm tiêu chuẩn phải có nồng độ tương tự. Nếu điều này không thể do vì những giới hạn của dụng cụ, nồng độ khí phải được thiết lập thấp nhất có thể cho phạm vi đo của các thiết bị đo VOC.
b) Các thiết bị đo cho các VOC riêng lẻ:
1) Thành phần khí: khí mục tiêu được nêu trong bảng biểu đặc trưng kỹ thuật của thiết bị đo VOC;
2) Nồng độ khí: một phần tư của nồng độ khí hiệu chuẩn như được quy định của nhà sản xuất, tuy nhiên dưới 1 mg/m3.
Chọn thiết bị đo theo chức năng của các thành phần khí được đo. Áp dụng các tiêu chí để lựa chọn các khí thử nghiệm trong Phụ lục C.
Độ không đảm bảo của nồng độ khí thử nghiệm không được vượt quá 5 %. Các khí thử nghiệm tiêu chuẩn có thể được cung cấp ví dụ bằng khí chứa trong bình khí nén hoặc phương pháp ống khuếch tán (xem Phụ lục D) hoặc phương pháp ống thấm.
CHÚ THÍCH Nồng độ khí được thể hiện theo khối lượng của VOC trong thể tích 1 m3 ở điều kiện tiêu chuẩn với nhiệt độ 20 °C và và áp suất 101,325 kPa.
5.4.1.2 Quy trình
Thiết bị đo VOC cần phải được tiếp xúc với không khí sạch cho đến khi các điều kiện thử nghiệm được nêu trong 5.3.1, 5.3.2 và 5.3.3 đã đạt được ổn định. Chỉ thị cần phải được ghi là giá trị bù lại. Không khí cần phải được thay đổi bằng khí thử nghiệm tiêu chuẩn, và chỉ thị sau cùng cần được ghi lại.
5.4.2 Xác nhận độ chính xác
Sau khi hiệu chỉnh và điều chỉnh theo 5.1.3, thiết bị đo VOC cần phải được tiếp xúc với khí có thành phần phù hợp với 5.4.1.1 tại bốn nồng độ khí được phân bố bao trùm hết phạm vi đo được xác định bằng nồng độ thấp nhất và cao nhất đo được, bắt đầu với mức thấp nhất và kết thúc với mức cao nhất của các nồng độ khí được lựa chọn. Vận hành đo này cần phải được thực hiện ba lần liên tiếp.
5.4.3 Thử nghiệm độ ổn định
5.4.3.1 Thử nghiệm sự ổn định ngắn hạn
Đối với những kiểm tra này, thiết bị đo VOC vận hành dùng pin cần phải được cấp điện từ nguồn pin lắp bên trong bất cứ nơi nào có thể. Nếu không, một nguồn cung cấp điện bên ngoài có thể được sử dụng.
Các thử nghiệm đáp ứng tiêu chuẩn của 5.4.1 được thực hiện năm lần liên tiếp với khoảng 900 s. Vào thời điểm kết thúc của từng lần kiểm tra, chỉ thị cuối cùng về khí thử nghiệm phải được ghi lại.
Sự biến động của chỉ thị cuối cùng về khí thử nghiệm không được vượt quá ± 20 % của chỉ thị.
5.4.3.2 Kiểm tra độ trôi điểm zero
Thiết bị đo VOC phải được vận hành liên tục trong không khí sạch trong khoảng 8 h. Thời điểm zero được xác định là khi kết thúc của giai đoạn sấy máy. Tại thời điểm zero và ở cuối mỗi 2 h sau đó, các thử nghiệm đáp ứng tiêu chuẩn theo 5.4.1 được thực hiện và chỉ thị cuối cùng cho khí thử phải được ghi lại.
Sự biến động của chỉ thị cuối cùng về khí thử nghiệm không được vượt quá ± 20 % của chỉ thị.
5.4.4 Kiểm tra nhiệt độ
Phép kiểm tra này được thực hiện trong một phòng thí nghiệm có khả năng duy trì nhiệt độ môi trường xung quanh thiết bị đo VOC trong khoảng ± 2 °C nhiệt độ quy định. Khi nhiệt độ bên trong buồng thử nghiệm gồm cả thiết bị đo VOC đã đạt đến nhiệt độ quy định và ổn định, thiết bị đo VOC phải chịu sự kiểm tra đáp ứng tiêu chuẩn của 5.4.1 với ngoại lệ nhiệt độ sử dụng không khí sạch và khí thử nghiệm ở cùng nhiệt độ như bầu không khí trong phòng đo. Để tránh sự ngưng tụ, điểm sương của không khí sạch hoặc của khí thử phải thấp hơn nhiệt độ thấp nhất của buồng thử nghiệm và giữ không đổi trong thời gian thử nghiệm. Các thiết bị đo VOC cần phải được thử nghiệm tại 5 °C, 20 °C và 40 °C.
Sự biến động của chỉ thị cuối cùng thu được từ các thử nghiệm ở từng nhiệt độ cụ thể mà từ đó thu được ở 20 °C không được vượt quá ± 20 % của chỉ thị.
5.4.5 Kiểm tra áp suất
Những tác động của biến đổi áp suất cần phải được quan sát bằng cách đặt các thiết bị đo VOC trong buồng thử nghiệm mà cho phép áp suất của khí quyển thay đổi được.
Phép kiểm tra này được thực hiện theo điều kiện của 5.3 với ngoại lệ áp suất. Thử nghiệm đáp ứng tiêu chuẩn của 5.4.1 được thực hiện ở áp suất 100 kPa, 80 kPa, và 110 kPa với dung sai ± 3 kPa. Áp suất phải được duy trì ở các mức quy định trong 5 phút trước khi bắt đầu mỗi phép thử nghiệm.
Sự biến động của các chỉ thị cuối cùng tại 80 kPa và 110 kPa từ chỉ thị cuối cùng tại 100 kPa không được vượt quá ± 20 % của chỉ thị.
5.4.6 Kiểm tra độ ẩm
Phép kiểm tra phải được thực hiện trong điều kiện 5.3 với ngoại lệ về độ ẩm. Thử nghiệm đáp ứng tiêu chuẩn của 5.4.1 được thực hiện ở độ ẩm tương đối 20 %, 50 %, và 80 % với độ không đảm bảo không lớn hơn 3 %. Thiết bị đo VOC cần được để ổn định trước tiên ở mức 20 °C ± 2 °C và độ ẩm tương đối 50 %. Đối với từng mức độ ẩm, thiết bị đo VOC được tiếp xúc trong 15 phút hoặc lâu hơn với không khí sạch và sau đó tiếp xúc với khí thử nghiệm ở độ ẩm tương tự.
Sự biến động của các chỉ thị cuối cùng ở độ ẩm tương đối 20 % và 80 % so với chỉ thị cuối cùng ở độ ẩm tương đối 50 % không được vượt quá ± 30 % của chỉ thị.
5.4.7 Kiểm tra vận tốc không khí
Phép thử nghiệm này được thực hiện cho các đầu đo kiểu khuếch tán. Những ảnh hưởng của vận tốc không khí cần phải được đánh giá bằng cách đặt thiết bị đo VOC trong một buồng lưu lượng dòng phù hợp với các ứng dụng của không khí sạch và khí thử nghiệm. Lối khí vào của thiết bị đo VOC được định hướng tương ứng theo hướng của luồng không khí như sau:
a) Cảm biến được định hướng trực tiếp vào hướng của dòng không khí;
b) Cảm biến được định hướng cách xa với hướng của dòng không khí;
c) Cảm biến được định hướng vuông góc với hướng của dòng không khí;
Các hướng của dòng không khí mà bị cấm trong hướng dẫn sử dụng của nhà sản xuất thì cần phải được miễn trừ kiểm tra. Hướng của dòng không khí mà không có khả năng xảy ra trong thực tế, do thiết kế của thiết bị đo VOC, có thể được miễn kiểm tra. Tất cả các miễn trừ cần được ghi trong báo cáo thử nghiệm.
Các thử nghiệm đáp ứng tiêu chuẩn mô tả trong 5.4.1 cần được thực hiện và chỉ thị cuối cùng cho khí thử nghiệm phải được ghi lại. Phép đo cần được thực hiện trong điều kiện vận tốc không khí 0,3 m/s và ở 0,1 m/s với dung sai ± 0,05 m/s.
Sự biến động của chỉ thị cuối cùng tại vận tốc không khí 0,3 m/s và 0,1 m/s so với chỉ thị cuối cùng ở vận tốc không khí zero không được vượt quá ± 20 % của chỉ thị.
5.4.8 Kiểm tra thời gian đáp ứng và thời gian hồi phục
Thiết bị đo VOC cần phải chịu các bước thay đổi từ không khí sạch đến khí thử nghiệm tiêu chuẩn và từ khí thử nghiệm tiêu chuẩn đến không khí sạch. Thời gian đáp ứng t(90) và thời gian hồi phục t(10) phải được đo. Khoảng thời gian thu thập dữ liệu cần phải ít hơn 2 s để đánh giá t(90) và t(10). Kết quả từ thử nghiệm một thiết bị đo VOC mà không có bộ nhớ hoặc một thiết bị đầu cuối của đầu ra cần phải được ghi lại bằng một phương tiện khác như quay video.
Thời gian đáp ứng t(90) cần phải bằng 300 s hoặc ít hơn. Thời gian hồi phục t(10) cần phải là 600 s hoặc ít hơn.
CHÚ THÍCH 1 Thời gian đáp ứng t (90) là khoảng thời gian, với các thiết bị đo VOC trong một điều kiện có thể đo được, giữa thời điểm khi một biến động (thay đổi) tức thời từ không khí sạch đến khí thử nghiệm tiêu chuẩn được tạo ra ở đầu vào của cảm biến VOC từ xa hoặc các thiết bị đo VOC với bộ cảm biến tích hợp và thời điểm khi đáp ứng đạt 90 % của chỉ thị cuối cùng.
CHÚ THÍCH 2 Thời gian phục hồi t (10) là khoảng thời gian, với các thiết bị đo VOC trong một điều kiện có thể đo lường được, giữa thời điểm khi một biến động tức thời từ khí thử nghiệm tiêu chuẩn đến không khí sạch được tạo ra ở lối vào của cảm biến VOC từ xa hoặc các thiết bị đo VOC với bộ cảm biến tích hợp và thời điểm khi đáp ứng đạt đến một tỷ lệ phần trăm đã nêu ra (10 %) của chỉ thị cuối cùng cho khí thử nghiệm tiêu chuẩn.
5.4.9 Phép kiểm tra chất cản trở
Độ nhạy của thiết bị đo VOC theo các khí khác được đánh giá bằng cách sử dụng quy trình kiểm tra quy định tại 5.4.1 ngoại trừ carbon dioxit nồng độ 2800 mg/m3 ± 140 mg/m3 cần được thêm vào khí thử nghiệm.
Các thiết bị đo kiểu PID có thể bỏ qua kiểm tra chất cản trở carbon dioxit. Khi khí cản trở và nồng độ thích hợp của chúng được nhà sản xuất liệt kê, thì đáp ứng của thiết bị đo VOC cần phải được thử nghiệm cho các khí này.
Các chỉ thị cuối cùng cho carbon dioxit không được vượt quá 20 % của chỉ thị cuối cùng của thử nghiệm đáp ứng tiêu chuẩn.
5.4.10 Thử nghiệm nhiễm độc
Thiết bị đo VOC trong điều kiện làm việc phải được tiếp xúc với hexamethyldisiloxan (HMDSO) 6,6 x 104 µg/m3 ± 2,2 x 10 µg/m3 trong 60 min. Các thử nghiệm về HMDSO có thể được thực hiện với khí khô. Khi khí gây nhiễm độc và các nồng độ thích hợp của chúng được nhà sản xuất liệt kê, thì kiểm tra nhiễm độc cần phải được thực hiện đối với các khí đó.
Sau thời gian 60 min, thiết bị đo VOC trong điều kiện làm việc phải được tiếp xúc với không khí sạch trong 60 min tiếp theo là kiểm tra đáp ứng tiêu chuẩn của 5.4.1.
Sự biến động của chỉ thị cuối cùng của thử nghiệm đáp ứng tiêu chuẩn sau thử nghiệm nhiễm độc từ chỉ thị cuối cùng của thử nghiệm đáp ứng tiêu chuẩn trước kiểm tra nhiễm độc phải không được vượt quá ± 20 % của chỉ thị.
5.4.11 Vận hành trên phép kiểm tra dải đo
Thiết bị đo VOC trong điều kiện làm việc phải được tiếp xúc với khí thử nghiệm có thành phần khí giống như khí thử nghiệm tiêu chuẩn. Nồng độ của khí thử nghiệm cần phải cao hơn 1,5 lần giới hạn trên của dải đo cho 3 min, nói cách khác là nồng độ này không vượt quá giới hạn cháy nổ dưới. Thiết bị đo VOC sau đó cần phải được tiếp xúc không khí sạch trong 20 min tiếp theo là kiểm tra đáp ứng tiêu chuẩn của 5.4.1.
Sự biến động của chỉ thị cuối cùng của thử nghiệm đáp ứng tiêu chuẩn sau vận hành trên thử nghiệm dải đo từ chỉ thị cuối cùng của thử nghiệm đáp ứng tiêu chuẩn trước khi vận hành trên thử nghiệm dải đo phải không được vượt quá ± 20 % của chỉ thị.
5.4.12 Kiểm tra rơi
Trước và sau khi kết thúc thử nghiệm, thiết bị đo cần phải được tiếp xúc với không khí sạch tiếp theo là kiểm tra đáp ứng tiêu chuẩn của 5.4.1. Các thiết bị đo được bao gói cần phải được thả rơi từ độ cao 1 m (kiểu di động) hoặc 0,3 m (kiểu xách tay) trên bề mặt bê tông và để cho rơi tự do. Nếu nhà sản xuất khuyến cáo rằng thiết bị đo được sử dụng trong ngăn chứa thì thử nghiệm rơi được tiến hành với ngăn chứa đó.
5.4.13 Kiểm tra độ rung
5.4.13.1 Thiết bị thử nghiệm
Máy kiểm tra độ rung cần phải bao gồm một bàn rung có khả năng tạo ra độ rung biến đổi tần số và biến đổi dịch chuyển (đỉnh-đỉnh), với các thiết bị đo thử nghiệm được gắn sẵn, theo yêu cầu của quy trình kiểm tra sau.
5.4.13.2 Các quy trình
Các thiết bị đo được bao gói cần phải được lắp trên bàn rung theo cách tương tự như được dự định sử dụng dịch vụ bao gồm cả mọi gắn kết đàn hồi và thiết bị mang xách hoặc cầm giữ được cung cấp như là bộ phận tiêu chuẩn của các thiết bị đo.
Các thiết bị đo được bao gói cần phải được tiếp năng lượng và gắn trên máy thử nghiệm rung động và rung liên tục từng mặt phẳng trong ba mặt phẳng tương ứng song song với nhau của ba trục chính của thiết bị đo. Các thiết bị đo được bao gói cần được rung trên dải tần số quy định tại đỉnh di chuyển hoặc gia tốc đỉnh không đổi theo quy định tại 5.4.13.3. trong thời gian 1 h theo từng mặt phẳng trong ba mặt phẳng vuông góc nhau. Vận tốc thay đổi của tần số không được vượt quá 10 Hz/min. Trước và khi kết thúc thử nghiệm, cần phải tiến hành phép kiểm tra đáp ứng tiêu chuẩn của 5.4.1.
5.4.13.3 Mức rung
Đối với các thiết bị đo được bao gói, mức rung cần phải như sau:
– 10 Hz đến 30 Hz, 1,0 mm tổng dịch chuyển;
– 31 Hz đến 150 Hz, 19,6 m/s2 gia tốc đỉnh.
5.4.14 Kiểm tra biến động nguồn điện
Thiết bị đo VOC cần được thiết lập theo các điều kiện bình thường được quy định trong 5.3, tại điện áp danh định được nhà sản xuất đưa ra như điện áp hoạt động được khuyến nghị của các thiết bị đo VOC và, khi thích hợp, tại tần số danh định. Thử nghiệm đáp ứng tiêu chuẩn của 5.4.1 cần phải được thực hiện ở cả mức 80 % điện áp danh định thấp nhất và mức 115 % điện áp danh định cao nhất của nguồn điện cấp.
Trong trường hợp nhà sản xuất thiết bị đo VOC quy định một dải điện áp khác với những quy định trên, thiết bị đo VOC cần phải được thử tại các giới hạn trên và giới hạn dưới của điện áp cung cấp như được quy định của nhà sản xuất.
Thiết bị đo dùng pin có thể bỏ qua các thử nghiệm biến động cung cấp điện.
Sự biến động của các chỉ thị cuối cùng tại mức 80 % và 115 % của điện áp danh định nguồn điện cấp từ chỉ thị cuối cùng tại điện áp danh định nguồn điện cấp không được vượt quá ± 20 % của chỉ thị.
5.4.15 Thử nghiệm điện nhất thời nhanh
Thiết bị đo VOC cần được thiết lập theo các điều kiện bình thường được quy định trong 5.3. Các thiết bị đo VOC cần phải được kiểm tra theo IEC 61000-4-4, kiểm tra mức độ nghiêm trọng 2. Quy trình kiểm tra cho thử nghiệm kiểu cần được sử dụng. Thời gian thử phải là 1 min cho từng dòng hoặc thiết bị đầu cuối được kiểm tra. Các thiết bị đo VOC phải chịu sự kiểm tra này trong không khí sạch.
5.4.16 Thử nghiệm trường điện từ
Thiết bị đo VOC cần phải phải chịu qua phương pháp thử nghiệm được sử dụng trong thử nghiệm miễn dịch phát xạ EMC quy định tại IEC 61000-4-1 và IEC 61000-4-3. Các yêu cầu kiểm tra phải được thực hiện với mức độ nghiêm trọng 2 và điện thế thử nghiệm bằng 3 V/m.
5.4.17 Kiểm tra dung lượng pin
Với một lần sạc đầy pin vào lúc bắt đầu của thử nghiệm, các thiết bị đo cần phải được vận hành trong không khí sạch cho tổng thời gian bằng
a) 8 h, nếu được lắp với một bộ chuyển đổi “đóng”/”ngắt” (on/off) cho người vận hành,
b) 10 h, nếu không được trang bị bộ chuyển đổi “đóng”/”ngắt” (on/off), hoặc
c) bất kỳ thời gian dài hơn theo quy định của nhà sản xuất.
Vào cuối thời gian quy định, thử nghiệm đáp ứng tiêu chuẩn của 5.4.1 cần phải được thực hiện.
6 Báo cáo thử nghiệm
Mỗi báo cáo thử nghiệm cần phải bao gồm ít nhất các thông tin sau đây, trừ khi các phòng thí nghiệm có lý do chính đáng cho việc không cung cấp:
a) Tiêu đề báo cáo;
b) Tên và địa chỉ của phòng thí nghiệm;
c) Nhận biết duy nhất của báo cáo thử nghiệm (ví dụ như số seri), và trên mỗi trang một ký hiệu nhận biết để đảm bảo rằng trang đó được nhận ra là một phần của báo cáo thử nghiệm, và xác định rõ ràng về sự kết thúc của báo cáo thử nghiệm;
d) Tên và địa chỉ của khách hàng;
e) Nhận biết phương pháp được sử dụng;
f) Mô tả về điều kiện của phép thử, và sự nhận biết rõ ràng của sản phẩm được thử nghiệm;
g) Thành phần khí (hoặc của các khí) và nồng độ khí thử nghiệm được sử dụng;
h) Quy trình thử nghiệm;
i) Ngày nhận hạng mục thử nghiệm, hạng mục đó có thiết yếu (quan trọng) đối với hiệu lực và áp dụng các kết quả;
j) Các kết quả thử nghiệm;
k) Tên, chức năng, và chữ ký hoặc nhận biết tương đương của người được ủy quyền cho báo cáo thử nghiệm.
Bản cứng của báo cáo thử nghiệm cũng cần có số của từng trang và tổng số các trang.
Phụ lục A
(Tham khảo)
Tổng quan các yêu cầu về tính năng
Bảng A.1 – Các yêu cầu về tính năng
| Điều | Phép kiểm tra/thử nghiệm | Các giới hạn thiết bị |
| 5.4.3.1 | Kiểm tra độ ổn định ngắn hạn | Biến động của chỉ thị cuối cùng: ±20 % của chỉ thị |
| 5.4.3.2 | Kiểm tra độ trôi thang đo | Biến động của chỉ thị cuối cùng: ±20 % của chỉ thị |
| 5.4.4 | Kiểm tra nhiệt độ | ± 20 % của chỉ thị từ 20 °C (thử nghiệm 5 °C, 20 °C, 40 °C) |
| 5.4.5 | Kiểm tra áp suất | ±20 % của chỉ thị từ 100 kPa (thử nghiệm 80 kPa, 100 kPa, 110 kPa) |
| 5.4.6 | Kiểm tra độ ẩm | ±30 % của chỉ thị từ 50 % RH (thử nghiệm 20 % RH, 50 % RH. 80 % RH) |
| 5.4.7 | Kiểm tra vận tốc không khí | ±20 % của chỉ thị từ 0 m/s (thử nghiệm 0,3 m/s, 0,1 m/s) |
| 5.4.8 | Kiểm tra thời gian đáp ứng và thời gian hồi phục | t(90) trong thời gian dưới 300 s, t(10) trong thời gian dưới 600 s, |
| 5.4.9 | Kiểm tra nhiễu | Biến động của chỉ thị cuối cùng đối với khí thử nghiệm: ít hơn 20 % của chỉ thị cuối cùng của thử nghiệm đáp ứng tiêu chuẩn |
| 5.4.10 | Kiểm tra nhiễm độc | Biến động của chỉ thị cuối cùng sau phép thử: ±20 % của chỉ thị |
| 5.4.11 | Kiểm tra vận hành trên giải đo | Biến động của chỉ thị cuối cùng sau phép thử: ±20 % của chỉ thị |
| 5.4.12 | Kiểm tra độ biến động của nguồn điện cấp | ±20 % của chỉ thị từ 100 % điện áp cấp danh định (thử 80 %, 100 %, 115 %) |
Phụ lục B
(Tham khảo)
Thiết bị thử nghiệm
CHÚ DẪN:
1 Khí vào
2 Đầu cảm biến
3 Thiết bị đo VOC
4 Khí ra
Hình B.1 – Loại mặt nạ (bên trái), kiểu buồng (bên phải)
CHÚ DẪN:
1 Hỗn hợp khí
2 Máy tạo độ ẩm, được trang bị với một bộ điều khiển nhiệt, kiểm soát áp suất hơi nước bão hòa để duy trì 20 %, 50 %, hoặc 80 % RH ở nhiệt độ tiêu chuẩn (20 °C)
3 GC-MS
4 Bộ ngưng tụ khí
5 Bình chứa khí hoặc hệ thống tạo khí
6 Thiết bị đo VOC (thiết bị đo bán dẫn, thiết bị đo ion hóa photon, thiết bị đo phản xạ giao thoa tăng cường)
Hình B.2 – Kiểu dòng khí
Phụ lục C
(Quy định)
Lựa chọn khí thử nghiệm
C.1 Các thiết bị đo khí VOC
Nghiên cứu này được thực hiện trên ba thiết bị đo VOC điển hình để xác định các thành phần khí thử nghiệm tối ưu cho từng thiết bị đo của chúng. Ba thiết bị đo VOC điển hình của các nguyên tắc phát hiện khác nhau (bán dẫn oxit kim loại, PID, và IER) đã được sử dụng.
– Thiết bị đo nhạy cảm cao:
– Bán dẫn oxit kim loại: Handy TVOC monitor FTVR-011);
– PID: ppbRAE30002), được trang bị với đèn uv 10,6 eV;
– Thiết bị đo nhạy cảm thấp:
– IER: Handy VOC Sensor VOC-121H3).
Bảng C.1 cho thấy các thông số kỹ thuật quan trọng của ba thiết bị đo. Các tính chất cơ bản của các thiết bị đo này, như giới hạn phát hiện, độ phân giải, độ chính xác, nhiệt độ và độ ẩm, đã không được kiểm tra xác nhận trong nghiên cứu này. Do đó, các điều kiện đo tính chất cảm biến khí, ví dụ nhiệt độ và độ ẩm, được giữ không đổi theo các thông số kỹ thuật của các thiết bị đo cầm tay, như mô tả trong C.4. Các thiết bị đo bán dẫn oxit kim loại và PID có thể giám sát mức VOC cho nhà ở hộ gia đình và văn phòng (lên đến 4,1 x 104 µg/m3; tương đương toluen) và mức VOC môi trường lao động (lên đến 4,1 x 104 µg/m3; tương đương toluen). Thiết bị đo IER có thể theo dõi các mức tìm thấy trong một môi trường làm việc. Trong một nghiên cứu, các thiết bị đo bán dẫn oxit kim loại và thiết bị đo PID đã được thử nghiệm ở các mức xấp xỉ lên đến lên đến 4,1 x 104 µg/m3 và thiết bị đo IER đã được thử nghiệm ở các mức từ 4,1 x 103 µg/m3 đến 4,1 x 104 µg/m3.
Bảng C.1 – Các thông số kỹ thuật quan trọng của ba thiết bị đo VOC điển hình
|
|
FTVR-01 |
ppbRAE3000 |
VOC-121H |
| Nguyên lý | Bán dẫn oxit kim loại | PID | IER |
| Dải đo | Dải đo tự động
– 1 µg/m3 đến 1000 µg/m3 – 1 µg/m3 đến 10 000 µg/m3 |
Dải đo tự động
– 0 µg/m3 đến 2,5 x 104 µg/m3 – 2,5 µg/m3 x 104 đến 2,5 x 105 µg/m3 – 2,5 x 105 µg/m3 đến 2,5 x 106 µg/m3 – 2,5 x 106 µg/m3 đến 2,5 x 107 µg/m3 (tương đương isobutylen) |
Dải đo tự động
– 4,1 x 103 µg/m3 đến 4,1 x 105 µg/m3 – 1,0 x 105 µg/m3 đến 1,0 x 107 µg/m3 (tương đương toluen). |
| Độ phân giải | 1 µg/m3 | – 2,5 µg/m3
– 25 µg/m3 – 250 µg/m3 – 2500 µg/m3 |
410 µg/m3 |
| Độ chính xác | Không quy định | Không quy định | ± 20 % của giá trị chỉ thị |
| Thời gian đo | 1 min. | Vài giây | 10 s đến 30 s |
| Nhiệt độ | 0 °C đến 40 °C | – 20 °C đến 50 °C | 5 °C đến 50 °C |
| Độ ẩm | 5 % RH đến 95% RH | 0 % RH đến 95 % RH | 10 % RH đến 95 % RH |
C.2 Khí VOC hỗn hợp mô phỏng
Trong nghiên cứu này, một mô phỏng khí VOC hỗn hợp gồm 31 thành phần VOC đã được chọn, phù hợp với Tài liệu tham khảo [8]. Một nỗ lực đã được thực hiện để đưa từng thành phần VOC ở cùng nồng độ bởi vì rất khó để thiết lập nồng độ điển hình trong các tòa nhà. Bảng C.2 cho thấy nồng độ của từng thành phần trong một chất khí mô phỏng thích hợp. Việc chọn ra 22 VOC là đại diện bởi các đồng đẳng hóa học, do đó nồng độ của một số VOC là cao hơn so với những VOC khác. Có hai hạn chế để chuẩn bị bình chứa khí hỗn VOC do các lý do kỹ thuật: 1) Thành phần VOC với áp suất hơi bão hòa thấp có thể không được đưa vào trong các bình chứa khí và 2) Nồng độ của từng thành phần VOC có thể được kiểm soát gia tăng của nồng độ thấp nhất của từng VOC, như 1,7 x 103 µg/m3 của benzen, 3,5 x 103 µg/m3 của n-undecan, và 7,8 x 102 µg/m3 của n-dodecan. Do những hạn chế này, 31 loại VOC khí hỗn hợp đã được thiết kế như là khí VOC hỗn hợp mô phỏng.
Bảng C.2 – Thành phần và nồng độ của khí VOC hỗn hợp mô phỏng trong một bình chứa khí
|
Nhóm |
Tên |
Nồng độ µg/m3 |
| Hydrocacbon thơm | Benzen | 1,7 x 103 |
| Toluen | 2,1 x 103 | |
| o-xylen | 2,4 x 103 | |
| m-xylen | 2,4 x 103 | |
| Styren | 2,4 x 103 | |
| Etylbenzen | 2,4 x 103 | |
| n-propylbenzen | 2,7 x 103 | |
| 1,2,3-Trimetylbenzen | 2,7 x 103 | |
| 1,2,4-Trimetylbenzen | 2,7 x 103 | |
| 1,3,5-Trimetylbenzen | 2,7 x103 | |
| o-etyltoluen | 2,7 x 103 | |
| Hydrocacbon no | n-hexan | 2,0 x 103 |
| 2-Metylpentan | 2,0 x 103 | |
| 3-Metylpentan | 2,0 x 103 | |
| n-heptan | 2,3 x 103 | |
| 2,4-Dimetylpentan | 2,3 x 103 | |
| n-octan | 2,6 x 103 | |
| 2,2,4-Trimetylpentan | 2,6 x 103 | |
| n-nonan | 2,9 x 103 | |
| n-decan | 3,2 x 103 | |
| n-undecan | 3,6 x 103 | |
| n-dodecan | 7,8 x 102 | |
| Hydrocacbon mạch vòng | Metylxyclopentan | 1,9 x 103 |
| Xyclohexan | 1,9 x 103 | |
| Metylxyclohexan | 2,2 x 103 | |
| Terpen | α-pinen | 3,1 x 103 |
| β-pinen | 3,1 x 103 | |
| (+)-Limonen | 3,1 x 103 | |
| Xeton | Metyl isobutyl keton | 1,4 x 104 |
| Hydrocacbon halogen hóa | p-diclorobenzen | 3,3 x103 |
| Este | Butyl axetat | 5,2 x 103 |
| Tổng | 9,07 x 104 | |
| CHÚ THÍCH Khí cân bằng: nitơ | ||
C.3 Các loại khí thử nghiệm cho thiết bị đo VOC
Khí thử nghiệm tiềm năng bao gồm một số lượng hạn chế của các thành phần đã được tán thành dùng cho các thiết bị đo PID, bán dẫn, và thiết bị đo IER. Loại VOC cảm biến bán dẫn tới 40 loại VOC đơn lẻ được báo cáo trong Tài liệu tham khảo [12] và [13]. Loại này đã được báo cáo rằng có thể được phân loại thành bảy loại của các nhóm, ví dụ hydrocarbon thơm, hydrocarbon no, tecpen, halogen, este, aldehyt và oxy hydrocarbon khác. Vì vậy, một thành phần từ mỗi nhóm trong VOC khí hỗn hợp mô phỏng và sáu loại của khí hỗn hợp được chọn như một loại khí thử nghiệm (lưu ý aldehyt được bỏ qua do kém ổn định) đã được lựa chọn, như thể hiện trong Bảng C.3.
Đối với các thiết bị đo PID và IER, “hệ số hiệu chỉnh” cho từng thành phần VOC được đưa ra. Trong trường hợp giám sát khí mục tiêu đơn lẻ, tích phân của giá trị chỉ thị và hệ số hiệu chỉnh cần phải là một nồng độ thực. Đối với cả hai loại thiết bị đo này, hệ số hiệu chỉnh của một VOC có số carbon từ 6 đến 16 có thể được phân loại thành hai nhóm: hydrocacbon no và hydrocacbon không no (PID; xem Hình C.1) và hydrocacbon no và hydrocacbon thơm (detector IER, xem Hình C.2). Vì vậy, hai loại khí hỗn hợp gồm m-xylen và n-octan đã được chọn như là một loại khí thử nghiệm (xem Bảng C.3). Ngoài ra, khí toluen cũng đã được chọn là một loại khí thử nghiệm khác.
Các loại khí thử nghiệm khác bao gồm bốn loại VOC đã được chuẩn bị bằng cách giảm hai thành phần từ sáu loại khí hỗn hợp được mô tả ở trên, khí PM, PB, và MB, như thể hiện trong Bảng C.4.
Bảng C.3 – Thành phần và nồng độ của sáu loại và hai loại VOC hỗn hợp và các khí toluen trong các bình chứa
|
Nhóm |
Tên |
Nồng độ µg/m3 |
|
| Sáu loại VOC hỗn hợp khí |
|
||
| Hydrocacbon thơm |
Toluen |
1,0 x 104 |
|
| Hydrocacbon no |
n-decan |
1,6 x 104 |
|
|
Terpen |
α-pinen |
1,5 x 104 |
|
|
Keton |
Metyl i-butyl keton |
1,1 x 104 |
|
| Hydrocacbon halogen hóa |
p-didorobenzen |
1,6 x 104 |
|
|
Ester |
Butyl axetat |
1,3 x 104 |
|
|
Tổng |
8,2 x 104 |
||
| Hai loại VOC hỗn hợp khí |
|
||
| Hydrocacbon no |
n-octan |
4,2 x 104 |
|
| Hydrocacbon không no |
m-xylen |
3,7 x 104 |
|
|
Tổng |
7,9 x 104 |
||
| Toluen khí |
|
|
|
|
Toluen |
7,9 x 104 |
||
|
|
Tổng |
7,9 x 104 |
|
| CHÚ THÍCH Khí cân bằng: nitơ | |||
Bảng C.4 – Thành phần và nồng độ của 4 loại khí VOC hỗn hợp, các khí PM, PB và MB, trong các bình chứa
|
Nhóm |
Tên |
Nồng độ µg/m3 |
|
Khí PM |
|
|
| Hydrocarbon thơm |
Toluen |
1,6 x 104 |
| Hydrocarbon no |
n-decan |
2,5 x 104 |
|
Terpen |
α-pinen |
2,4 x 104 |
|
Keton |
Methyl i-butyl keton |
1,8 x 104 |
|
|
Tổng |
8,4 x 104 |
|
Khí PB |
|
|
| Hydrocacbon thơm |
Toluen |
1,6 x 104 |
| Hydrocacbon no |
n-decan |
2,5 x 104 |
|
Terpen |
α-pinen |
2,4 x 104 |
|
Este |
Butyl axetat |
2,1 x 104 |
|
|
Tổng |
8,6 x 104 |
|
Khí MB |
|
|
| Hydrocacbon thơm |
Toluen |
1,6 x 104 |
| Hydrocacbon no |
n-decan |
2,5 x 104 |
|
Keton |
Methyl i-butyl keton |
1,8 x 104 |
|
Este |
Butyl axetat |
2,1 x 104 |
|
|
Tổng |
8,1 x 104 |
| CHÚ THÍCH Khí cân bằng: nitơ | ||
CHÚ THÍCH Tất cả các hệ số hiệu chỉnh được lập thành đồ thị dựa vào số cácbon của các khí
Hình C.1 – Hệ số hiệu chỉnh của từng thành phần VOC trên PID (Hệ thống RAE)
CHÚ THÍCH Tất cả các hệ số hiệu chỉnh được lập thành đồ thị dựa vào số cácbon của các khí
Hình C.2 – Hệ số hiệu chỉnh của từng thành phần VOC trên thiết bị đo IER (O.S.P.inc)
C.4 Các phép đo
Các thiết bị đo VOC được đánh giá trong một thiết bị dòng chảy ở 24 °C ± 2 °C, như được thể hiện trong Hình C.3. Một bộ tạo bọt nước được lắp cùng với bộ điều khiển nhiệt đã được sử dụng để kiểm soát độ ẩm ở mức 50 % ± 10 %. Một ống tetrafluoroetylen perfluoroalkylvinylet copolyme (PFA) được sử dụng như một dòng chảy qua phía dưới từ một bộ tạo bọt nước. PTFE (polyterafluoroeten) và các ống thép không gỉ được sử dụng như các dòng chảy khác. Lưu lượng dòng của các khí nitơ, oxy và khí VOC được điều khiển bằng bộ điều khiển lưu lượng. Tỷ số N2/O2 được luôn giữ đến 4 và lưu lượng dòng tổng được đặt ở mức 800 ml/min. Các dữ liệu GC-MS thu được bằng một bộ GC-MS được lắp với một bộ giải hấp nhiệt. Việc hiệu chuẩn GC-MS được thực hiện bằng cách sử dụng khí hỗn hợp VOC thô nguyên từ bình chứa khí. Lưu lượng lấy mẫu khí là 60 ml/min và thời gian lấy mẫu là 2 min đến 6 min. Việc lấy mẫu khí được bắt đầu khi các giá trị chỉ thị của các thiết bị đo VOC xách tay, có thể tiến hành giám sát thời gian thực, trở nên ổn định. Các giá trị nồng độ từ GC-MS đã được chuyển đổi thành tương đương toluen. Các giá trị chỉ thị từ các thiết bị đo VOC xách tay được ghi lại tại cùng một thời điểm với mẫu GC-MS.
CHÚ DẪN:
1 Van
2 MFC (bộ điều khiển lưu lượng)
3 Bộ tạo bọt nước
4 GC-MS
5 Đồng hồ đo lưu lượng với van kim
6 Thiết bị đo VOC xách tay
7 Bình chứa khí VOC
CHÚ THÍCH Các đường gạch đứt được sử dụng để hiệu chuẩn GC-MS.
Hình C.3 – Sơ đồ của thiết bị thử nghiệm
C.5 Các kết quả của thiết bị đo bán dẫn
Hình C.4 cho thấy chỉ thị của thiết bị đo bán dẫn theo khí VOC hỗn hợp và mô phỏng các loại khí thử nghiệm. Sự khác biệt của chỉ thị giữa khí VOC hỗn hợp mô phỏng và toluen, hai loại VOC được pha trộn, và sáu loại khí VOC được pha trộn là -18,1 %, -1,6 % và – 0,46 %, tương ứng. Do đó, hai loại khí VOC được pha trộn và sáu loại khí VOC được pha trộn là rất thích hợp cho khí thử nghiệm. Xem xét các vấn đề chi phí, khí hỗn hợp với ít các thành phần hơn là tốt hơn. Hơn nữa, sai lỗi của hai và sáu loại khí VOC hỗn hợp lớn hơn sai khác giữa hai và sáu loại khí VOC hỗn hợp. Vì vậy, có thể kết luận rằng hai loại khí VOC hỗn hợp là khí thử nghiệm thích hợp nhất cho các thiết bị đo bán dẫn.
CHÚ DẪN:
1 Toluen
2 Sáu loại khí VOC hỗn hợp
3 Hai loại khí VOC hỗn hợp
4 Khí VOC hỗn hợp mô phỏng
X GC-MS (tương đương toluen, µg/m3)
Y Thiết bị đo bán dẫn (tương đương toluen, µg/m3)
Hình C.4 – Chỉ thị của thiết bị đo bán dẫn theo khí VOC hỗn hợp mô phỏng và các loại khí thử nghiệm
C.6 Kết quả của PID
Hình C.5 cho thấy chỉ thị của PID với khí VOC hỗn hợp mô phỏng và các loại khí thử nghiệm. Chỉ thị của PID tương ứng với tương đương một isobutylen vì nhà sản xuất khuyến cáo isobutylen là một khí hiệu chuẩn tiêu chuẩn. Sự khác biệt của các chỉ thị giữa các khí VOC hỗn hợp mô phỏng và toluene, hai loại khí VOC được phối trộn, và sáu loại khí VOC được phối trộn là 27,9 %, 31,6 %, và 4,9 % tương ứng. Do đó, sáu loại khí VOC hỗn hợp là khí thử nghiệm phù hợp nhất.
CHÚ DẪN:
1 Toluen
2 Hai loại khí VOC hỗn hợp
3 Sáu loại khí VOC hỗn hợp
4 Khí VOC hỗn hợp mô phỏng
X GC-MS (tương đương toluen, µg/m3)
Y PID (tương đương isobutylen, µg/m3)
Hình C.5 – Chỉ thị của thiết bị đo loại PID và hệ thống tham chiếu GC-MS cho các hỗn hợp khí thử nghiệm VOC khác nhau
Hình C.6 cho thấy chỉ thị của PID theo các khí PM, PB, và MB. Sự khác biệt của các chỉ thị giữa khí VOC hỗn hợp mô phỏng và các loại khí PM, PB, và MB là -4,2 %, -18,5 % và -39,7 %, tương ứng. Do đó, sáu loại khí VOC hỗn hợp mô phỏng là khí thử nghiệm phù hợp nhất. Khí PM là khí thử nghiệm phù hợp nhất trong số các khí thử nghiệm.
CHÚ DẪN:
1 Sáu loại khí VOC được phối trộn (được hỗn hợp)
2 Hỗn hợp khí VOC mô phỏng
3 Khí PM
4 Khí PB
5 Khí MB
X GC-MS (tương đương toluen, µg/m3)
Y PID (tương đương isobutylen, µg/m3)
Hình C.6 – Chỉ thị của loại thiết bị đo PID và hệ thống tham chiếu GC-MS cho các hỗn hợp khí VOC thử nghiệm khác nhau và các khí PM, PB, và khí MB
C.7 Kết quả của thiết bị đo IER
Hình C.7 cho thấy chỉ thị của thiết bị đo IER theo khí VOC hỗn hợp mô phỏng và các ứng viên của khí thử nghiệm. Chỉ thị của thiết bị đo IER tương ứng với tương đương một toluen do nhà sản xuất khuyến cáo toluen như một khí hiệu chuẩn tiêu chuẩn. Sự khác biệt của chỉ thị giữa khí VOC hỗn hợp mô phỏng và toluen, hai loại khí VOC được phối trộn, và sáu loại khí VOC được phối trộn là -68,7 %, -1,5 %, và 2,3 %, tương ứng. Do đó, sáu loại khí VOC được phối trộn là khí thử nghiệm phù hợp nhất.
Hình C.8 cho thấy chỉ thị của thiết bị đo PID theo các khí PM, PB, và khí MB. Sự khác biệt của chỉ thị giữa khí VOC hỗn hợp mô phỏng và các loại khí PM, PB, và MB là -42,2 %, -37,9 % và -30,9 %, tương ứng. Các chỉ thị theo tất cả bốn loại khí được hỗn hợp là quá thấp so với những chỉ thị theo sáu loại khí được hỗn hợp.
CHÚ DẪN:
1 Toluen
2 Hai loại khí VOC hỗn hợp
3 Sáu loại khí VOC hỗn hợp
4 Khí VOC hỗn hợp mô phỏng
X GC-MS (tương đương toluen, µg/m3)
Y Thiết bị đo IER (tương đương toluen, µg/m3)
Hình C.7 – Chỉ định của thiết bị đo IER cho các VOC khí hỗn hợp mô phỏng và các khí thử nghiệm
CHÚ DẪN:
1 Sáu loại khí VOC hỗn hợp
2 Khí VOC hỗn hợp mô phỏng
3 Khí PM
4 Khí PB
5 Khí MB
X GC-MS (tương đương toluen, µg/m3)
Y Thiết bị đo IER (tương đương toluen, µg/m3)
Hình C.8 – Chỉ thị của thiết bị đo IER theo khí VOC hỗn hợp mô phỏng và các khí PM, PB, và MB
C.8 Kết luận
Các thành phần thích hợp nhất của hỗn hợp khí thử nghiệm cho các thiết bị đo bán dẫn, PID và thiết bị đo IER như sau:
– Thiết bị đo bán dẫn: hai loại khí VOC hỗn hợp (xem Bảng C.3);
– PID: khí PM (xem Bảng C.4);
– Thiết bị đo IER: sáu loại VOC khí hỗn hợp (xem Bảng C.3).
Phụ lục D
(Tham khảo)
Phương pháp ống khuếch tán
D.1 Khái quát
Kết quả đã cho thấy rằng khí thử nghiệm thích hợp cho thiết bị đo bán dẫn oxit kim loại là hai loại khí VOC hỗn hợp (xem Bảng C.3). trong khi khí thử nghiệm phù hợp cho PID là bốn (khí PM; xem Bảng C.4) và sáu loại khí VOC hỗn hợp (xem Bảng C.3) và khí thử nghiệm cho các thiết bị đo IER là sáu loại khí VOC hỗn hợp, như thể hiện trong Phụ lục C. Nghiên cứu này đã xác minh độ tin cậy của phương pháp ống khuếch tán cho đánh giá của các thiết bị đo VOC cầm tay.
Một thiết bị tạo khí có lợi thế để tạo ra tại chỗ các hỗn hợp của một số loại VOC. Thiết bị này có ống khuếch tán của chính nó, đó là lọ dung môi hoặc các chất rắn của các VOC. Để kiểm soát vận tốc phát ra các VOC, điều quan trọng là điều chỉnh đường kính ống và chiều cao của ống khuếch tán (xem Tài liệu tham khảo [8]).
CHÚ THÍCH Thiết bị tạo ra khí đã được xác minh cho đánh giá các thiết bị đo VOC cầm tay. Hai lựa chọn khác nhau được đưa ra cho các máy đánh giá các thiết bị đo, là thiết bị bình chứa khí và thiết bị tạo khí, bởi vì chúng có thể lựa chọn việc chuẩn bị của khí thử nghiệm phù hợp với chi phí, thiết bị đánh giá, thời gian đánh giá, v.v…
D.2 Thiết bị đo VOC
Xem C.1 và Bảng C.1.
D.3 Phương pháp ống khuếch tán
Sự tạo ra hỗn hợp VOC đã được thực hiện bằng sử dụng một hệ thống phát sinh khí. Hệ thống phát sinh khí có một máy đo lưu lượng với van kim và một buồng điều nhiệt. Các dung môi VOC, ví dụ các chất lỏng của m-xylen, n-octan, toluen, n-decan, α-pinen, methyl i– butyl keton, và butyl axetat, đã được rót vào ống khuếch tán. Hình D.1 cho thấy các ống khuếch tán dùng cho hệ thống tạo ra khí. Chất rắn của p-diclorobenzen cũng đã được để vào ống khuếch tán. Vận tốc khuếch tán, Dr, của VOC phụ thuộc vào đường kính trong và chiều cao của ống khuếch tán cũng như nhiệt độ. Bảng D.1 cho thấy kích thước cơ bản của ống khuếch tán. Trong một nghiên cứu, nhiệt độ của buồng điều nhiệt hầu như là 50 °C. Để kiểm soát Dr, một phần của các ống khuếch tán đã được điều chỉnh. Nồng độ của từng thành phần VOC, φ, được xác định trong Công thức (D.1).
 |
(D.1) |
Trong đó qv,cg là vận tốc dòng của khí mang trong hệ thống tạo khí. Bảng D.2 chỉ cho thấy Dr ở 50 °C và kết hợp của ống khuếch tán cho sự tạo ra hai, bốn và sáu loại các khí VOC hỗn hợp. Trong trường hợp của sáu loại khí VOC hỗn hợp, đã cố gắng để được tạo ra bằng cách sử dụng hai kết hợp của ống khuếch tán để điều chỉnh theo khí bình chứa, viết tắt ở “thử 1” và “thử 2”.
CHÚ DẪN:
h Chiều cao
d Đường kính trong
Hình D.1 – Các ống khuếch tán
Bảng D.1 – Kích thước cơ bản của ống khuếch tán
|
Số |
Đường kính trong, mm |
Chiều cao, mm |
| D-001 |
0,8 |
52 |
| D-01 |
1,6 |
50 |
| D-02 |
2,6 |
50 |
| D-03 |
3,9 |
50 |
| D-04 |
4,9 |
40 |
Bảng D.2 – Danh mục các giá trị Dr và sự kết hợp của các ống khuếch tán để tạo ra hai, bốn và sáu loại các khí VOC hỗn hợp
|
|
Ống khuếch tán |
Dr ở 50 °C µg/min |
x các loại của khí VOC hỗn hợpb |
|||
| x = 2 | x = 4 |
x = 6 “thử 1” |
x = 6 “thử 2” |
|||
| m-xylen | D-02 và D-03 |
28,2 |
v |
|
|
|
| n-octan | D-03 |
29,9 |
v |
|
|
|
| Toluen | D-001 x 2 |
5,9 |
|
|
v |
|
| D-001 và D-01 (25 mma) |
10,7 |
|
v |
|
v |
|
| n-decan | D-04 (20 mma) |
14,0 |
|
|
v |
|
| D-04 (28 mma) |
10,8 |
|
v |
|
v |
|
| α-pinen | D-03 |
11,1 |
|
v |
v |
v |
| p-diclorobenzen | D-04 |
10,6 |
|
|
v |
v |
| Butyl axetat | D-01 x 2 |
8,8 |
|
|
v |
v |
| Metyl i-butyl keton | D-01 |
7,9 |
|
|
v |
|
| D-01 (45 mma) |
8,9 |
|
v |
|
v |
|
| a Điều chỉnh chiều cao
b ”v” có nghĩa là lựa chọn của các ống khuếch tán, ví dụ, x = 2 (hai loại khí VOC hỗn hợp) sử dụng ống khuếch tán D-02 và D-03 cho m-xylen và ống khuếch tán D-03 cho n-octan. |
||||||
D.4 Các phép đo
Các phân tích của các thiết bị đo VOC đã được thực hiện trong một máy tạo dòng chảy, như thể hiện trong Hình D.2. Máy tạo dòng chảy được trang bị một hệ thống tạo khí và tạo bọt nước. Một ống tetrafluoroetylen copolyme perfluoroalkylvinylet (PFA) được sử dụng làm chuyển dòng chảy của phía sau từ bộ thấm hệ thống tạo khí và bộ tạo bọt nước. Các ống PTFE (polyterafluoroeten) và ống thép không gỉ được sử dụng như các chuyển dòng chảy khác. Bộ kiểm soát lưu lượng và đo lưu lượng với van kim được sử dụng để điều chỉnh lưu lượng của nitơ và oxy. Khí mang của hệ thống tạo khí là nitơ. Một phần của hỗn hợp các khí VOC từ hệ thống tạo khí được trộn với nitơ và hỗn hợp khí oxy từ bộ tạo bọt nước. Lưu lượng của phần khí hỗn hợp của các VOC và khí hỗn hợp nitơ và oxy được kiểm soát bằng cách điều chỉnh nồng độ của hỗn hợp của các VOC. Một bộ điều khiển nhiệt của bộ tạo bọt nước được sử dụng để duy trì độ ẩm tương đối là 50 % ± 10 %. Tỷ số N2/O2 là 4 và tổng lưu lượng dòng là 800 ml/min. Các dữ liệu GC-MS được thu bằng một bộ GC-MS có trang bị với một bộ giải hấp nhiệt. Việc hiệu chuẩn GC-MS được thực hiện bằng cách sử dụng các khí hỗn hợp VOC thô nguyên bản từ bình chứa khí. Vận tốc lấy mẫu khí là 60 ml/min và và thời gian lấy mẫu khí là 2 min đến 6 min. Lấy mẫu khí được bắt đầu khi giá trị chỉ thị của các thiết bị đo VOC cầm tay, là loại thiết bị đo có thể thực hiện giám sát theo thời gian thực, trở nên ổn định. Các giá trị nồng độ từ GC-MS đã được chuyển đổi thành tương đương toluen. Các giá trị chỉ thị từ các thiết bị đo VOC xách tay được ghi lại tại cùng thời điểm với việc lấy mẫu GC-MS.
CHÚ DẪN:
1 Van
2 Bộ điều khiển lưu lượng
3 Bộ đo lưu lượng với van kim
4 Hệ thống tạo khí
5 Bộ tạo bọt nước
6 Van ba ngả
7 GC-MS
8 Thiết bị đo VOC xách tay
9 Bình đựng khí VOC
CHÚ THÍCH: Đường vạch rời được sử dụng cho hiệu chuẩn GC-MS.
Hình D.2 – Sơ đồ của thiết bị thử nghiệm
D.5 Kết quả của thiết bị đo bán dẫn
Hình D.3 cho thấy các giá trị chỉ thị từ thiết bị đo bán dẫn cho hai loại khí VOC hỗn hợp được tạo ra bằng phương pháp khuếch tán khí. Sự khác biệt trong giá trị thu được từ thiết bị đo bán dẫn cho hai loại khí VOC hỗn hợp được tạo ra từ bình khí và hệ thống tạo khí là rất nhỏ: 2,7 %, cho thấy rằng phương pháp ống khuếch tán có thể chuẩn bị khí hiệu chuẩn cho thiết bị đo bán dẫn.
CHÚ DẪN
1 Ống khuếch tán
2 Bình chứa khí
X GC-MS (tương đương toluen, µg/m3)
Y Thiết bị đo bán dẫn (µg/m3)
CHÚ THÍCH Giá trị chỉ thị hai loại khí VOC hỗn hợp được tạo ra từ bình chứa khí cũng được chỉ ra trong hình vẽ.
Hình D.3 – Giá trị chỉ thị từ các thiết bị đo bán dẫn cho hai loại khí VOC hỗn hợp được tạo ra bằng phương pháp ống khuếch tán
D.6 Kết quả của PID
Bốn và sáu loại khí VOC hỗn hợp đã được tìm thấy là các khí hiệu chuẩn cho PID, như được thể hiện trong Phụ lục C. Vấn đề chi phí làm cho số lượng các thành phần khí hỗn hợp thu hút đối với sự hiệu chuẩn là bị giảm. Bốn loại khí VOC hỗn hợp có độ tin cậy đủ cho PID. Trong nghiên cứu này, các giá trị chỉ thị từ PID cho bốn và sáu loại khí VOC hỗn hợp được tạo ra bằng phương pháp ống khuếch tán đã được đánh giá, do xác minh kiểm định độ tin cậy cho các phương pháp ống khuếch tán.
Hình D.4 cho thấy các giá trị chỉ thị từ PID cho bốn loại khí VOC hỗn hợp. Giá trị chỉ thị từ PID tương ứng với tương đương isobutylen vì isobutylen là một khí hiệu chuẩn tiêu chuẩn. Sự khác biệt về giá trị thu được từ PID cho bốn loại khí VOC hỗn hợp được tạo ra từ các bình chứa khí và hệ thống tạo khí là cũng rất nhỏ: -0,30 %. Kết quả cần phải được chỉ ra phương pháp ống khuếch tán là có thể chuẩn bị khí hiệu chuẩn cho PID.
CHÚ DẪN:
1 Ống khuếch tán
2 Bình chứa khí
X GC-MS (tương đương toluen, µg/m3)
Y PID (tương đương isobutylen, µg/m3)
CHÚ THÍCH Để so sánh, các giá trị chỉ thị cho bốn loại khí VOC hỗn hợp được tạo ra từ bình chứa khí cũng được chỉ ra trong hình.
Hình D.4 – Giá trị chỉ thị từ PID cho bốn loại VOC khí hỗn hợp được tạo ra bằng phương pháp ống khuếch tán
Hình D.5 cho thấy các giá trị chỉ thị từ PID cho sáu loại khí VOC hỗn hợp. Hai loại kết hợp của ống khuếch tán, “thử 1” và “thử 2”, được sử dụng để điều chỉnh theo ống chứa khí, như thể hiện trong Bảng D.2. Sự khác biệt giữa “thử 1” và “thử 2” là chiều cao của các ống khuếch tán, nghĩa là vận tốc khuếch tán, đối với toluen, n-decan và methyl i-butyl keton. Lượng sinh ra của toluen và methyl i-butyl keton trong “thử 1” là nhỏ hơn so với lượng sinh ra trong “thử 2”, trong khi n-decan trong “thử 2” là lớn hơn hơn trong “thử 1”. Sự khác biệt về giá trị thu được từ thiết bị đo PID trong sáu loại các khí VOC hỗn hợp được tạo ra từ bình chứa khí và “thử 1” và “thử 2″ của ống khuếch tán là – 4,1 % và 10,7 % tương ứng. Những kết quả này sẽ nằm trong độ chính xác chấp nhận được của giá trị chỉ thị vì khác nhau thấp, mặc dù độ chính xác của thiết bị đo PID không được nhà sản xuất cung cấp.
CHÚ DẪN:
1 Ống khuếch tán “thử 1”
2 Ống khuếch tán “thử 2”
3 Bình chứa khí
X PID (tương đương isobutylen, µg/m3)
Y GC-MS (tương đương toluene, µg/m3)
CHÚ THÍCH Để so sánh, các giá trị chỉ thị cho sáu loại khí VOC hỗn hợp được tạo ra từ bình chứa khí cũng được chỉ ra trong hình.
Hình D.5 – Giá trị chỉ thị từ PID cho sáu loại khí VOC hỗn hợp được tạo ra bằng phương pháp ống khuếch tán
D.7 Các kết quả của thiết bị đo IER
Hình D.6 cho thấy các giá trị chỉ thị từ thiết bị đo IER cho sáu loại khí VOC hỗn hợp được tạo ra từ phương pháp ống khuếch tán. Các giá trị chỉ thị từ thiết bị đo IER tương ứng với tương đương toluen vì toluene là một khí hiệu chuẩn tiêu chuẩn. Sự khác biệt trong các giá trị thu được từ thiết bị đo IER cho sáu loại khí VOC hỗn hợp được tạo ra từ các bình chứa khí và “thử 1” và “thử 1” của ống khuếch tán là 9,2 % và 8,3 %, tương ứng. Các kết quả này sẽ nằm trong độ chính xác của thiết bị đo IER. Kết quả cần phải chỉ ra phương pháp ống khuếch tán là có thể chuẩn bị khí hiệu chuẩn cho các thiết bị đo IER.
CHÚ DẪN:
1 Ống khuếch tán “thử 1“
2 Ống khuếch tán “thử 2”
3 Bình/ống chứa khí
X GC-MS (tương đương toluen, µg/m3)
Y Thiết bị đo IER (tương đương toluen, µg/m3)
CHÚ THÍCH Để so sánh, các giá trị chỉ thị cho sáu loại khí VOC hỗn hợp được tạo ra từ bình chứa khí cũng được chỉ ra trong hình.
Hình D.6 – Các giá trị chỉ thị từ thiết bị đo IER cho sáu loại khí VOC hỗn hợp được tạo ra bằng phương pháp ống khuếch tán
D.8 Kết luận
Phương pháp ống khuếch tán có thể cung cấp các loại khí hiệu chuẩn cho các thiết bị đo bán dẫn, PID và IER, nghĩa là hai, bốn và sáu loại các khí VOC hỗn hợp.
Thư mục tài liệu tham khảo
[1] ISO 16017-1, Indoor, ambient and workplace air – Sampling and analysis of volatile organic compounds by sorbent tube/thermal desorption/capillary gas chromatography – Part 1: Pumped sampling;
[2] ISO 16017-2, Indoor, ambient and workplace air – Sampling and analysis of volatile organic compounds by sorbent tube/thermal desorption/capillary gas chromatography – Part 2: Diffusive sampling;
[3] ISO 12219-1, Interior air of road vehicles – Part 1: Whole vehicle test chamber – Specification and method for the determination of volatile organic compounds in cabin interiors;
[4] ISO 12219-2, Interior air of road vehicles – Part 2: Screening method for the determination of the emissions of volatile organic compounds from vehicle interior parts and materials – Bag method;
[5] ISO 12219-3, Interior air of road vehicles – Part 3: Screening method for the determination of the emissions of volatile organic compounds from vehicle interior parts and materials – Micro-scale chamber method;
[6] ISO 12219-4, Interior air of road vehicles – Part 4: Method for the determination of the emissions of volatile organic compounds from vehicle interior parts and materials – Small chamber method;
[7] ISO 12219-5, Interior air of road vehicles – Part 5: Screening method for the determination of the emissions of volatile organic compounds from vehicle interior parts and materials – Static chamber method;
[8] ISO 6145-8, Gas analysis – Preparation of calibration gas mixtures using dynamic volumetric methods – Part 8: Diffusion method;
[9] TCVN 10736-6 (ISO 16000-6), Phần 6: Xác định hợp chất hữu cơ bay hơi trong không khí trong nhà và trong buồng thử bằng cách lấy mẫu chủ động trên chất hấp phụ Tenax TA®, giải hấp nhiệt và sắc ký khí sử dụng MS hoặc MS-FID;
[10] EN 50270, Electromagnetic compatibility – Electrical apparatus for the detection and measurement of combustible gases, toxic gases or oxygen;
[11] EN 50271, Electrical apparatus for the detection and measurement of combustible gases, toxic gases or oxygen – Requirements and tests for apparatus using software and/or digital technologies;
[12] M. Kadosaki, Y. Sakai, I. Tamura Development of an oxide semiconductor thick film gas sensor for the detection of total volatile organic compounds. Electronics and Communications in Japan. 2010, 93, pp. 34-41;
[13] T. Itoh, I. Matsubara, M. Nishibori Calibration gas preparation for non-disposable portable MOx, PID, and IER VOC detectors. Sensor Letters. 2012, 10, pp. 984-991.
1) Handy TVOC monitor FTVR-01® là một ví dụ về một sản phẩm phù hợp sẵn có trên thị trường. Thông tin này được đưa ra chỉ tạo thuận lợi cho người sử dụng tiêu chuẩn này và không phải là xác nhận của tiêu chuẩn về sản phẩm này.
2) ppbRAE3000® là một ví dụ về một sản phẩm phù hợp sẵn có trên thị trường. Thông tin này được đưa ra chỉ tạo thuận lợi cho người sử dụng tiêu chuẩn này và không phải là xác nhận của tiêu chuẩn về sản phẩm này.
3) Handy VOC sensor VOC-121H là một ví dụ về một sản phẩm phù hợp sẵn có trên thị trường. Thông tin này được đưa ra chỉ tạo thuận lợi cho người sử dụng tiêu chuẩn này và không phải là xác nhận của tiêu chuẩn về sản phẩm này.
| TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10736-29:2017 (ISO 16000-29:2014) VỀ KHÔNG KHÍ TRONG NHÀ – PHẦN 29: PHƯƠNG PHÁP THỬ CÁC THIẾT BỊ ĐO HỢP CHẤT HỮU CƠ BAY HƠI (VOC) | |||
| Số, ký hiệu văn bản | TCVN10736-29:2017 | Ngày hiệu lực | |
| Loại văn bản | Tiêu chuẩn Việt Nam | Ngày đăng công báo | |
| Lĩnh vực |
Tài nguyên - môi trường |
Ngày ban hành | 01/01/2017 |
| Cơ quan ban hành | Tình trạng | Còn hiệu lực | |
Các văn bản liên kết
| Văn bản được hướng dẫn | Văn bản hướng dẫn | ||
| Văn bản được hợp nhất | Văn bản hợp nhất | ||
| Văn bản bị sửa đổi, bổ sung | Văn bản sửa đổi, bổ sung | ||
| Văn bản bị đính chính | Văn bản đính chính | ||
| Văn bản bị thay thế | Văn bản thay thế | ||
| Văn bản được dẫn chiếu | Văn bản căn cứ |
