中國(guó)家用電器研究院

測(cè)試計(jì)量技術(shù)研究所

健康家電檢測(cè)中心

1  研究背景

1.1 背景介紹

近年來，隨著國(guó)民生活水平的不斷提高，我國(guó)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(tái)，2017年為380萬臺(tái)，年均增長(zhǎng)率超過72%，增速迅猛，預(yù)計(jì)2018年將超過日本的440萬臺(tái)。從使用層面上看，目前，國(guó)內(nèi)家庭普及率不足2%，市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮螅@必將促使我國(guó)成為產(chǎn)銷量最多的國(guó)家。因此，建立完整的國(guó)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(guó)家用電器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)清潔器具分技術(shù)委員會(huì)組織了GB/T 23131-2008《電子坐便器》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作。中國(guó)家用電器研究院測(cè)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)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(duì)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(guó)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(cè)試設(shè)備均屬空白，國(guó)際上也無參考依據(jù)。為此，測(cè)試計(jì)量技術(shù)研究所、健康家電檢測(cè)中心組織主要技術(shù)開發(fā)和檢測(cè)工程師合作研發(fā)了“TE23131CR-1電坐便器清潔率測(cè)試裝置”、“TE23131BR-1電坐便器風(fēng)量測(cè)試裝置”、“TE23131ET-1電坐便器溫度及均勻性測(cè)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(guó)標(biāo)的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(cè)試及數(shù)據(jù)分析。本測(cè)試系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，重復(fù)性好，檢驗(yàn)精度和智能化水平高，主要用于檢測(cè)機(jī)構(gòu)以及制造企業(yè)檢測(cè)試驗(yàn)室。

2  項(xiàng)目介紹

2.1 TE23131CR-1電坐便器清潔率測(cè)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(píng)價(jià)指標(biāo)。試驗(yàn)方法仍然沿用GB/T 23131-2008《電子坐便器》國(guó)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(píng)價(jià)清潔效果，修訂過程中針對(duì)上一版清潔率測(cè)試方法中出現(xiàn)的問題，對(duì)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(cè)試裝置”（見圖1），不僅可以用于實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)，也為電坐便器行業(yè)提供了標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，便于檢測(cè)的同時(shí)，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(cè)試裝置

本測(cè)試裝置用于電坐便器清潔性能的測(cè)試，通過X、Y、Z三軸的點(diǎn)動(dòng)按鍵將負(fù)載基片移動(dòng)至沖洗位置，自動(dòng)記憶沖洗位置點(diǎn)，并在下次測(cè)試時(shí)自動(dòng)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(shí)本裝置可實(shí)時(shí)采集電子天平讀數(shù)，自動(dòng)測(cè)量和記錄沖洗前、沖洗后的負(fù)載重量，同時(shí)計(jì)算出清潔率數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)過程中各項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)并可現(xiàn)場(chǎng)生成測(cè)試結(jié)果的原始記錄頁。綜上，本測(cè)試裝置具有自動(dòng)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(cè)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(cè)量出風(fēng)口界面高度中心線均布的3個(gè)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(cè)設(shè)備“TE23131BR-1電坐便器風(fēng)量測(cè)試裝置”，如圖2所示，需具有可自動(dòng)定位到3個(gè)均布測(cè)點(diǎn)的功能，且能夠采集、存儲(chǔ)和顯示3個(gè)測(cè)點(diǎn)取樣的風(fēng)速變化軌跡，最后打印生成測(cè)試原始記錄頁。

圖2：TE23131BR-1電坐便器風(fēng)量測(cè)試裝置

本測(cè)試裝置用于電坐便器吹風(fēng)風(fēng)量性能的測(cè)試。裝置可根據(jù)不同出風(fēng)口截面尺寸，將測(cè)試探頭自動(dòng)移位至出風(fēng)口長(zhǎng)邊的1/4、1/2、3/4處，高度1/2處，測(cè)試探頭移動(dòng)距離精確至0.02mm，探頭移動(dòng)包括自動(dòng)及手動(dòng)兩種方式。測(cè)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(shí)顯示風(fēng)速變化曲線圖，自動(dòng)計(jì)算風(fēng)量并存儲(chǔ)每個(gè)點(diǎn)的采樣值和測(cè)試曲線，最后自動(dòng)生成測(cè)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(cè)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(duì)坐圈溫度及其溫度均勻性的要求和評(píng)價(jià)方法也做了詳細(xì)規(guī)定，采用熱電偶測(cè)試坐圈表面均布的10個(gè)測(cè)點(diǎn)上的溫度值，每2min測(cè)一次，共測(cè)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(cè)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(dòng)打印測(cè)試原始記錄頁功能。

圖3：電坐便器溫度及均勻性測(cè)試裝置

本測(cè)試裝置用于電坐便器坐圈溫度及均勻性的測(cè)試。裝置依據(jù)GB/T 23131新版修訂標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的測(cè)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(tái)開發(fā)的智能化軟件，具有數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、記錄、分析、管理的功能。該測(cè)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(cè)試項(xiàng)目，且同樣適用于其他家電的溫度測(cè)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(duì)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(chǔ)、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(duì)行業(yè)的洞察力，推動(dòng)電坐便器性能檢測(cè)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(cè)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(cè)試裝置是對(duì)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(cè)試，減少了人為干預(yù)，保證測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

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

（3）電坐便器溫度及均勻性測(cè)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法，只需選擇相應(yīng)的測(cè)試方法及測(cè)試通道，即可完成對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用，可有效減少測(cè)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(gè)集中式的存儲(chǔ)管理平臺(tái)，可以從資料倉儲(chǔ)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(cè)，為各個(gè)實(shí)驗(yàn)室提供一個(gè)更加智能、方便的管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)集中的、實(shí)時(shí)的、可視化的、智能化的數(shù)據(jù)管理分析平臺(tái)。

4  項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用情況

目前，TE系列電坐便器性能測(cè)試裝置已在中國(guó)家用電器研究院健康家電檢測(cè)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(cè)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，得到使用人員的好評(píng)。

5  小結(jié)

綜上，GB/T 23131-2019《家用和類似用途電坐便器》性能測(cè)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(dòng)測(cè)試無法準(zhǔn)確定位、較難保持測(cè)試結(jié)果的一致性的問題。此外，可以實(shí)現(xiàn)測(cè)試數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、聯(lián)網(wǎng)、管理和分析，不僅實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化檢測(cè)，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(dòng)行業(yè)健康發(fā)展。