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1、研究背景

1.1 背景介紹

近年來，隨著國民生活水平的不斷提高，我國電坐便器行業(yè)迎來了高速發(fā)展階段，2016年年產(chǎn)量達(dá)到220萬臺，2017年為380萬臺，年均增長率超過72%，增速迅猛，預(yù)計(jì)2019年將超過日本的440萬臺。從使用層面上看，目前，國內(nèi)家庭普及率不足2%，市場發(fā)展?jié)摿薮螅@必將促使我國成為產(chǎn)銷量最多的國家。因此，建立完整的國家標(biāo)準(zhǔn)體系，以及相應(yīng)配套的試驗(yàn)設(shè)備十分必要。

2016年10月～2018年3月，全國家用電器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會清潔器具分技術(shù)委員會組織了GB/T 23131-2008《電子坐便器》國家標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作。中國家用電器研究院測試計(jì)量技術(shù)研究所主導(dǎo)了本次修訂，2018年標(biāo)準(zhǔn)修訂完成并通過審定，由國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會批準(zhǔn)發(fā)布。GB/T 23131是電坐便器的基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)，主要對電坐便器清潔性能、風(fēng)干性能、座圈溫度及均勻性、耐久性、抗菌除菌、除異味等性能指標(biāo)提出更加科學(xué)的技術(shù)要求和試驗(yàn)方法，標(biāo)準(zhǔn)屬國際先進(jìn)水平。

1.2 研究意義

由于GB/T 23131是新修訂標(biāo)準(zhǔn)，主要性能測試設(shè)備均屬空白，國際上也無參考依據(jù)。為此，測試計(jì)量技術(shù)研究所、健康家電檢測中心組織主要技術(shù)開發(fā)和檢測工程師合作研發(fā)了“TE23131CR-1電坐便器清潔率測試裝置”、“TE23131BR-1電坐便器風(fēng)量測試裝置”、“TE23131ET-1電坐便器溫度及均勻性測試裝置”，以及“TE23131DM-1電坐便器性能數(shù)據(jù)管理分析系統(tǒng)”，從而配合GB/T 23131新國標(biāo)的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)對電坐便器風(fēng)量、清潔率、座圈溫度及其均勻性、風(fēng)溫、水溫等性能項(xiàng)目的檢驗(yàn)測試及數(shù)據(jù)分析。本測試系統(tǒng)操作簡單，重復(fù)性好，檢驗(yàn)精度和智能化水平高，主要用于檢測機(jī)構(gòu)以及制造企業(yè)檢測試驗(yàn)室。

2、項(xiàng)目介紹

2.1 TE23131CR-1電坐便器清潔率測試裝置

GB/T 23131《家用和類似用途電坐便器》修訂版標(biāo)準(zhǔn)中，清潔率是電坐便器的核心評價(jià)指標(biāo)。試驗(yàn)方法仍然沿用GB/T 23131-2008《電子坐便器》國家標(biāo)準(zhǔn)中的稱重法，該方法通過檢驗(yàn)電坐便器去除人體模擬排泄物的能力來評價(jià)清潔效果，修訂過程中針對上一版清潔率測試方法中出現(xiàn)的問題，對模擬人體排泄物、排泄物載體、試驗(yàn)方法做了相應(yīng)的改進(jìn)，因此研制“TE23131CR-1電坐便器清潔率測試裝置”（見圖1），不僅可以用于實(shí)驗(yàn)室的檢測，也為電坐便器行業(yè)提供了標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，便于檢測的同時，為行業(yè)提升電坐便器的清潔性能提供設(shè)備支持。

圖1：TE23131CR-1電坐便器清潔率測試裝置

本測試裝置用于電坐便器清潔性能的測試，通過X、Y、Z三軸的點(diǎn)動按鍵將負(fù)載基片移動至沖洗位置，自動記憶沖洗位置點(diǎn)，并在下次測試時自動返回原沖洗位置，以確保多次沖洗試驗(yàn)位置的一致性。同時本裝置可實(shí)時采集電子天平讀數(shù)，自動測量和記錄沖洗前、沖洗后的負(fù)載重量，同時計(jì)算出清潔率數(shù)據(jù)，存儲實(shí)驗(yàn)過程中各項(xiàng)測試數(shù)據(jù)并可現(xiàn)場生成測試結(jié)果的原始記錄頁。綜上，本測試裝置具有自動移位、位置記憶、在線稱重及報(bào)告生成的功能。

2.2 TE23131BR-1電坐便器風(fēng)量測試裝置

GB/T 23131《家用和類似用途電坐便器》修訂版標(biāo)準(zhǔn)中增加了吹風(fēng)性能的要求和試驗(yàn)方法，即分別測量出風(fēng)口界面高度中心線均布的3個點(diǎn)的風(fēng)速值，求其平均值后，再根據(jù)出風(fēng)口的截面尺寸計(jì)算出平均風(fēng)量值，單位為立方米每分鐘（m3/min），因此研制相應(yīng)的檢測設(shè)備“TE23131BR-1電坐便器風(fēng)量測試裝置”，如圖2所示，需具有可自動定位到3個均布測點(diǎn)的功能，且能夠采集、存儲和顯示3個測點(diǎn)取樣的風(fēng)速變化軌跡，最后打印生成測試原始記錄頁。

圖2：TE23131BR-1電坐便器風(fēng)量測試裝置

本測試裝置用于電坐便器吹風(fēng)風(fēng)量性能的測試。裝置可根據(jù)不同出風(fēng)口截面尺寸，將測試探頭自動移位至出風(fēng)口長邊的1/4、1/2、3/4處，高度1/2處，測試探頭移動距離精確至0.02mm，探頭移動包括自動及手動兩種方式。測試過程中，以1Hz的頻率采集各點(diǎn)的風(fēng)速數(shù)據(jù)，在軟件中實(shí)時顯示風(fēng)速變化曲線圖，自動計(jì)算風(fēng)量并存儲每個點(diǎn)的采樣值和測試曲線，最后自動生成測試結(jié)果的原始記錄頁。

2.3 TE23131ET-1電坐便器溫度及均勻性測試裝置

GB/T 23131《家用和類似用途電坐便器》修訂版標(biāo)準(zhǔn)中對坐圈溫度及其溫度均勻性的要求和評價(jià)方法也做了詳細(xì)規(guī)定，采用熱電偶測試坐圈表面均布的10個測點(diǎn)上的溫度值，每2min測一次，共測5次，根據(jù)相應(yīng)的公式計(jì)算最高溫度溫差、最低溫度溫差和坐圈表面溫差作為試驗(yàn)結(jié)果值。因此，需研制溫度采集裝置“TE23131ET-1電坐便器溫度及均勻性測試裝置”，如圖3所示，裝置應(yīng)至少包含10路熱電偶采集通道，采集頻率可自由設(shè)定且能保存所有通道的溫度采集值，并具有自動打印測試原始記錄頁功能。

圖3：電坐便器溫度及均勻性測試裝置

本測試裝置用于電坐便器坐圈溫度及均勻性的測試。裝置依據(jù)GB/T 23131新版修訂標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的測試方法設(shè)計(jì)研制，集成了30通道高精度熱電偶，配備了基于Labview平臺開發(fā)的智能化軟件，具有數(shù)據(jù)自動采集、記錄、分析、管理的功能。該測試裝置具有良好的穩(wěn)定性、重復(fù)性及再現(xiàn)性等特點(diǎn)，不僅適用于坐便器坐圈溫度測試項(xiàng)目，且同樣適用于其他家電的溫度測試項(xiàng)目。

2.4 TE23131DM-1電坐便器性能數(shù)據(jù)管理分析系統(tǒng)

為了便于對以上試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一維護(hù)管理及試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，項(xiàng)目組還開發(fā)了“TE23131DM-1電坐便器性能數(shù)據(jù)管理分析系統(tǒng)”，系統(tǒng)登錄界面見圖4。作為后端數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，其具有數(shù)據(jù)的獲取、存儲、管理、分析四大功能模塊，實(shí)現(xiàn)性能數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理維護(hù)。該系統(tǒng)可通過web瀏覽器訪問前端界面，后端結(jié)合數(shù)據(jù)處理分析組件，具有報(bào)表、圖表等豐富的數(shù)據(jù)分析展現(xiàn)功能。本系統(tǒng)可為用戶提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)服務(wù)、咨詢服務(wù)，提升用戶對行業(yè)的洞察力，推動電坐便器性能檢測向著智能化、大數(shù)據(jù)方向健康發(fā)展。未來該系統(tǒng)的運(yùn)行模式也可為其他產(chǎn)品檢測提供數(shù)據(jù)管理和分析服務(wù)。

圖4：電坐便器性能數(shù)據(jù)管理分析系統(tǒng)-登錄界面

3、創(chuàng)新點(diǎn)分析

（1）TE系列電坐便器性能測試裝置是對標(biāo)準(zhǔn)GB/T23131《家用和類似用途電坐便器》（報(bào)批稿）中電坐便器各類性能試驗(yàn)深入研究設(shè)計(jì)研制的，裝置實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化測試，減少了人為干預(yù)，保證測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

（2）TE系列電坐便器性能測試裝置, 具有自動定位、位置記憶、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)分析、自動生成報(bào)告的特點(diǎn)，可有效提高實(shí)驗(yàn)人員檢測效率，節(jié)約人力成本。

（3）電坐便器溫度及均勻性測試裝置集成了GB/ T23131《家用和類似用途電坐便器》（報(bào)批稿）、GB∕T34549-2017《衛(wèi)生潔具智能坐便器》兩個標(biāo)準(zhǔn)的測試方法，只需選擇相應(yīng)的測試方法及測試通道，即可完成對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的測試實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用，可有效減少測試設(shè)備支出成本。

（4）電坐便器性能數(shù)據(jù)管理分析系統(tǒng)，作為一個集中式的存儲管理平臺，可以從資料倉儲中挖掘有用信息，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析以指導(dǎo)學(xué)術(shù)研究和決策，以便工程師深入研究分析，為決策管理層提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析預(yù)測，為各個實(shí)驗(yàn)室提供一個更加智能、方便的管理平臺，實(shí)現(xiàn)集中的、實(shí)時的、可視化的、智能化的數(shù)據(jù)管理分析平臺。

4、項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況

目前，TE系列電坐便器性能測試裝置已在中國家用電器研究院健康家電檢測中心清潔器具實(shí)驗(yàn)室使用半年，其性能穩(wěn)定，操作方便，主要用于日常檢測業(yè)務(wù)及標(biāo)準(zhǔn)方法驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)重復(fù)性好，定位準(zhǔn)確，檢驗(yàn)精度和智能化水平高，符合GB/T 23131-2019國家標(biāo)準(zhǔn)要求，得到使用人員的好評。

5、小結(jié)

綜上，GB/T 23131-2019《家用和類似用途電坐便器》性能測試系統(tǒng)，完全符合GB/T 23131-2019《家用和類似用途電坐便器》（報(bào)批稿）的要求，有效解決了試驗(yàn)員手動測試無法準(zhǔn)確定位、較難保持測試結(jié)果的一致性的問題。此外，可以實(shí)現(xiàn)測試數(shù)據(jù)的存儲、聯(lián)網(wǎng)、管理和分析，不僅實(shí)現(xiàn)了自動化檢測，更便于性能數(shù)據(jù)的積累匯總，將數(shù)據(jù)資源運(yùn)用起來，推動行業(yè)健康發(fā)展。

——《家電科技》總第396期