衛(wèi)生陶瓷蹲便器沖洗功能防濺污性檢測(cè)

一、 檢測(cè)原理

防濺污性檢測(cè)的核心原理在于模擬實(shí)際使用工況，通過量化分析排泄物替代物落入便器水封中時(shí)，液滴飛濺的物理過程，以科學(xué)評(píng)估其潛在的污染風(fēng)險(xiǎn)。其科學(xué)依據(jù)主要涉及流體力學(xué)與固體沖擊動(dòng)力學(xué)。

1. 液固沖擊飛濺機(jī)理：當(dāng)固體排泄物模擬物以一定初速度和角度沖擊便器水封液面時(shí)，會(huì)發(fā)生復(fù)雜的能量傳遞。部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為液面的變形能，形成冠狀水花和空腔；部分能量則導(dǎo)致液體碎裂、分離，形成不同尺寸的液滴。液滴的飛濺高度、擴(kuò)散半徑、數(shù)量及總質(zhì)量是衡量濺污程度的關(guān)鍵物理量。檢測(cè)旨在捕捉并量化這一過程。

2. 水封結(jié)構(gòu)與流體動(dòng)力學(xué)：便器存水彎道處的水封深度、水面面積、池壁弧度設(shè)計(jì)直接影響沖擊后水體的運(yùn)動(dòng)形態(tài)。較深、較平靜的水封能更有效地吸收和耗散沖擊能量，抑制飛濺。檢測(cè)需在標(biāo)準(zhǔn)化的水封條件下進(jìn)行，以排除安裝變量干擾。

3. 相似準(zhǔn)則應(yīng)用：為模擬真實(shí)排泄物，檢測(cè)采用特定密度、尺寸和表面特性的替代物。其設(shè)計(jì)需滿足動(dòng)力學(xué)相似準(zhǔn)則，確保替代物落水時(shí)的沖擊效應(yīng)與真實(shí)情況具有可比性。

二、 檢測(cè)項(xiàng)目

防濺污性檢測(cè)項(xiàng)目可系統(tǒng)分為以下幾類：

1. 液滴飛濺范圍檢測(cè)：

   • 大飛濺高度：測(cè)量從水封面至可觀測(cè)到的高液滴軌跡頂點(diǎn)的垂直距離。

   • 大飛濺半徑：測(cè)量從落點(diǎn)中心至遠(yuǎn)液滴落地點(diǎn)（或觀測(cè)點(diǎn)）的水平距離。

   • 飛濺區(qū)域圖譜繪制：通過網(wǎng)格法或圖像分析，記錄液滴在垂直面和水平面上的分布密度圖譜。

2. 液滴數(shù)量與質(zhì)量檢測(cè)：

   • 飛濺液滴計(jì)數(shù)：在特定區(qū)域（如便器邊緣、周邊地面模擬區(qū)域）內(nèi)統(tǒng)計(jì)可見液滴的數(shù)量。

   • 飛濺液滴總質(zhì)量測(cè)定：使用吸水性標(biāo)準(zhǔn)收集介質(zhì)收集特定區(qū)域內(nèi)的全部液滴，并稱重計(jì)算總飛濺質(zhì)量。

3. 視覺觀測(cè)與影像分析：

   • 飛濺形態(tài)記錄：通過高速攝影機(jī)記錄固體物沖擊液面的全過程，分析水花形態(tài)、液滴生成尺寸及初始速度。

   • 染色液滴追蹤：在水封中加入無(wú)害水溶性染色劑，使飛濺液滴顯色，便于觀測(cè)和范圍界定。

三、 檢測(cè)范圍

本檢測(cè)覆蓋以下主要應(yīng)用領(lǐng)域的具體要求：

1. 建筑衛(wèi)生陶瓷行業(yè)：用于新產(chǎn)品研發(fā)階段的防濺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)證、生產(chǎn)線產(chǎn)品質(zhì)量控制及產(chǎn)品分級(jí)。

2. 公共建筑與民用住宅：為學(xué)校、醫(yī)院、辦公樓、車站、住宅等場(chǎng)所的潔具選型提供技術(shù)依據(jù)，關(guān)注高頻使用區(qū)域的衛(wèi)生安全。

3. 醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域：在醫(yī)院病房、檢驗(yàn)科等對(duì)環(huán)境衛(wèi)生要求極高的場(chǎng)所，要求蹲便器具備極低的飛濺潛能，防止病原微生物通過氣溶膠或液滴傳播。

4. 標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證與質(zhì)量監(jiān)督：作為強(qiáng)制性認(rèn)證、節(jié)水認(rèn)證、綠色建筑評(píng)價(jià)等體系中評(píng)價(jià)產(chǎn)品綜合性能的重要一環(huán)。

5. 出口貿(mào)易與合作：滿足目標(biāo)市場(chǎng)或地區(qū)的技術(shù)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)要求，破除技術(shù)性貿(mào)易壁壘。

四、 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)在防濺污性檢測(cè)的嚴(yán)苛度和方法上存在差異。

• 標(biāo)準(zhǔn)：

  • ISO XXXXX（示例標(biāo)準(zhǔn)號(hào)，具體需查詢新目錄）：通常采用規(guī)定質(zhì)量、形狀、密度的模擬糞便，從指定高度自由落體，通過放置在便器周邊特定位置的感壓紙或吸水紙接收飛濺液滴，以液滴數(shù)量和分布面積作為評(píng)判依據(jù)。方法較為系統(tǒng)，注重可重復(fù)性。

  • ASME A112.19.2/CSA B45.1（北美）：包含相關(guān)的測(cè)試程序，可能側(cè)重于特定沖擊條件下的性能驗(yàn)證。

• 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：

  • GB/T 6952-2015《衛(wèi)生陶瓷》：該標(biāo)準(zhǔn)中明確了防濺污性的要求。其方法通常是將特定規(guī)格的試體（如直徑為30mm，質(zhì)量為60g的圓柱形泡沫塑料棒）從一定高度（如300mm）自由落入便器水封中，觀察并測(cè)量液滴濺起到蹲便器邊緣（或邊緣上方25mm高度）的情況。以“無(wú)濺污”或“濺起高度不超過某值”作為合格判定。該方法直觀，但量化精度和對(duì)微滴的捕捉能力有待提升。

• 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析：

  • 模擬物差異：標(biāo)準(zhǔn)模擬物在密度和質(zhì)地上可能更接近真實(shí)情況，而國(guó)標(biāo)采用的試體則側(cè)重于統(tǒng)一性和可獲得性。

  • 評(píng)判維度：標(biāo)準(zhǔn)傾向于多維度量化（數(shù)量、面積、質(zhì)量），而國(guó)標(biāo)目前多以是否超過某一臨界高度作為主要判據(jù)。

  • 檢測(cè)精度：采用高速攝像、電子天平等設(shè)備的方法數(shù)據(jù)更精確，重復(fù)性更好。國(guó)標(biāo)方法正在向更科學(xué)、更量化的方向演進(jìn)。

五、 檢測(cè)方法

1. 試體沖擊法：

   • 操作要點(diǎn)：確保試體（如標(biāo)準(zhǔn)泡沫圓柱體）符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸、質(zhì)量和密度。使用釋放裝置使其從規(guī)定高度垂直、無(wú)旋轉(zhuǎn)地自由落體，落點(diǎn)應(yīng)位于水封中心或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定位置。多次測(cè)試以消除偶然性。

2. 感壓紙/吸水紙接收法：

   • 操作要點(diǎn)：將標(biāo)準(zhǔn)尺寸的感壓紙（遇液滴變色）或預(yù)先稱重的吸水紙，平整鋪設(shè)在便器邊緣、臺(tái)面及周邊地面指定位置。進(jìn)行沖擊試驗(yàn)后，立即對(duì)感壓紙上的斑點(diǎn)進(jìn)行圖像分析計(jì)數(shù)和面積計(jì)算，或稱量吸水紙的質(zhì)量增量。

3. 高速影像分析法：

   • 操作要點(diǎn)：設(shè)置高速攝像機(jī)，幀率需足以捕捉液滴飛濺軌跡。配備均勻、明亮的背景光源。在沖擊前后進(jìn)行錄制，通過后期軟件分析液滴的尺寸、速度矢量、運(yùn)動(dòng)軌跡和飛濺大范圍。此方法可提供豐富的動(dòng)力學(xué)信息。

4. 綜合測(cè)試法：結(jié)合上述兩種或多種方法，例如同時(shí)使用高速攝像和吸水紙，以獲得更全面的數(shù)據(jù)。

六、 檢測(cè)儀器

1. 試體釋放裝置：需保證釋放高度可精確調(diào)節(jié)，釋放動(dòng)作瞬間完成，無(wú)初始速度或旋轉(zhuǎn)，通常由電磁吸盤或氣動(dòng)夾具構(gòu)成。

2. 高速攝影系統(tǒng)：核心設(shè)備。要求分辨率高、幀率快（通常數(shù)千fps以上），配備高速快門和輔助照明系統(tǒng)，以消除運(yùn)動(dòng)模糊。需有同步觸發(fā)功能，與落體動(dòng)作同步開始記錄。

3. 液滴收集與分析系統(tǒng)：

   • 感壓紙系統(tǒng)：包括標(biāo)準(zhǔn)感壓紙、固定底板和的圖像掃描儀與分析軟件，用于自動(dòng)計(jì)數(shù)和計(jì)算斑點(diǎn)面積。

   • 精密電子天平：用于稱量收集飛濺液滴前后的吸水紙質(zhì)量，量程小，精度高（通常0.1mg或更高）。

4. 環(huán)境控制設(shè)備：恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室，確保水溫和環(huán)境條件穩(wěn)定，因?yàn)樗谋砻鎻埩κ軠囟扔绊憽?/span>

七、 結(jié)果分析與評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)

1. 分析方法：

   • 定量分析：計(jì)算飛濺液滴的總數(shù)量、總質(zhì)量、大飛濺高度和半徑。繪制飛濺區(qū)域密度分布圖。

   • 定性分析：根據(jù)高速影像，評(píng)估飛濺的劇烈程度、液滴尺寸分布（大液滴與小液滴/氣溶膠的比例）。

   • 統(tǒng)計(jì)分析：同一產(chǎn)品進(jìn)行多次重復(fù)試驗(yàn)，計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差，評(píng)估產(chǎn)品的性能一致性和檢測(cè)方法的重復(fù)性。

2. 評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)：

   • 等級(jí)劃分：根據(jù)量化結(jié)果，可將產(chǎn)品防濺污性能劃分為多個(gè)等級(jí)。例如：

     • A級(jí)（優(yōu)秀）：大飛濺高度遠(yuǎn)低于便器邊緣，飛濺液滴總質(zhì)量極低，幾乎無(wú)液滴濺出便器范圍。

     • B級(jí)（良好）：大飛濺高度接近但不超過便器邊緣，有少量微小液滴濺出，總質(zhì)量在可控范圍內(nèi)。

     • C級(jí)（合格）：符合標(biāo)準(zhǔn)低要求，液滴可能濺至邊緣，但無(wú)明顯大量液體飛濺至外部區(qū)域。

     • 不合格：飛濺高度明顯超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，有大量液滴濺出便器，存在顯著的衛(wèi)生污染風(fēng)險(xiǎn)。

   • 符合性判定：對(duì)于強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)或認(rèn)證，通常設(shè)定一個(gè)明確的合格線。例如，國(guó)標(biāo)GB/T 6952可能規(guī)定“測(cè)試后，液滴不得濺至蹲便器邊緣上方25mm平面以上”。所有檢測(cè)結(jié)果均需滿足此單一閾值。

   • 綜合評(píng)判：在研發(fā)和高端產(chǎn)品評(píng)價(jià)中，應(yīng)綜合所有維度的數(shù)據(jù)，結(jié)合飛濺液滴的潛在氣溶膠化風(fēng)險(xiǎn)（小液滴占比），進(jìn)行更全面的衛(wèi)生安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。