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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，建立完整的國家標準體系，以及相應(yīng)配套的試驗設(shè)備十分必要。

2016年10月～2018年3月，全國家用電器標準化技術(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》國家標準的修訂工作。中國家用電器研究院測試計量技術(shù)研究所主導了本次修訂，2018年標準修訂完成并通過審定，由國家標準化管理委員會批準發(fā)布。GB/T 23131是電坐便器的基礎(chǔ)性標準，主要對電坐便器清潔性能、風干性能、座圈溫度及均勻性、耐久性、抗菌除菌、除異味等性能指標提出更加科學的技術(shù)要求和試驗方法，標準屬國際先進水平。

1.2 研究意義

由于GB/T 23131是新修訂標準，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新國標的實施，實現(xiàn)對電坐便器風量、清潔率、座圈溫度及其均勻性、風溫、水溫等性能項目的檢驗測試及數(shù)據(jù)分析。本測試系統(tǒng)操作簡單，重復性好，檢驗精度和智能化水平高，主要用于檢測機構(gòu)以及制造企業(yè)檢測試驗室。

2、項目介紹

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》修訂版標準中，清潔率是電坐便器的核心評價指標。試驗方法仍然沿用GB/T 23131-2008《電子坐便器》國家標準中的稱重法，該方法通過檢驗電坐便器去除人體模擬排泄物的能力來評價清潔效果，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、試驗方法做了相應(yīng)的改進，因此研制“TE23131CR-1電坐便器清潔率測試裝置”（見圖1），不僅可以用于實驗室的檢測，也為電坐便器行業(yè)提供了標準設(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三軸的點動按鍵將負載基片移動至沖洗位置，自動記憶沖洗位置點，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位置的一致性。同時本裝置可實時采集電子天平讀數(shù)，自動測量和記錄沖洗前、沖洗后的負載重量，同時計算出清潔率數(shù)據(jù)，存儲實驗過程中各項測試數(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、在線稱重及報告生成的功能。

2.2 TE23131BR-1電坐便器風量測試裝置

GB/T 23131《家用和類似用途電坐便器》修訂版標準中增加了吹風性能的要求和試驗方法，即分別測量出風口界面高度中心線均布的3個點的風速值，求其平均值后，再根據(jù)出風口的截面尺寸計算出平均風量值，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個均布測點的功能，且能夠采集、存儲和顯示3個測點取樣的風速變化軌跡，最后打印生成測試原始記錄頁。

圖2：TE23131BR-1電坐便器風量測試裝置

本測試裝置用于電坐便器吹風風量性能的測試。裝置可根據(jù)不同出風口截面尺寸，將測試探頭自動移位至出風口長邊的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的頻率采集各點的風速數(shù)據(jù)，在軟件中實時顯示風速變化曲線圖，自動計算風量并存儲每個點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》修訂版標準中對坐圈溫度及其溫度均勻性的要求和評價方法也做了詳細規(guī)定，采用熱電偶測試坐圈表面均布的10個測點上的溫度值，每2min測一次，共測5次，根據(jù)相應(yīng)的公式計算最高溫度溫差、最低溫度溫差和坐圈表面溫差作為試驗結(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新版修訂標準中規(guī)定的測試方法設(shè)計研制，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、重復性及再現(xiàn)性等特點，不僅適用于坐便器坐圈溫度測試項目，且同樣適用于其他家電的溫度測試項目。

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裝置的試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一維護管理及試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，項目組還開發(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，實現(xiàn)性能數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理維護。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)新點分析

（1）TE系列電坐便器性能測試裝置是對標準GB/T23131《家用和類似用途電坐便器》（報批稿）中電坐便器各類性能試驗深入研究設(shè)計研制的，裝置實現(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、自動生成報告的特點，可有效提高實驗人員檢測效率，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》（報批稿）、GB∕T34549-2017《衛(wèi)生潔具智能坐便器》兩個標準的測試方法，只需選擇相應(yīng)的測試方法及測試通道，即可完成對應(yīng)標準的測試實驗，實現(xiàn)了一機多用，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，并進行統(tǒng)計分析以指導學術(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的數(shù)據(jù)分析預(yù)測，為各個實驗室提供一個更加智能、方便的管理平臺，實現(xiàn)集中的、實時的、可視化的、智能化的數(shù)據(jù)管理分析平臺。

4、項目實際應(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驗室使用半年，其性能穩(wěn)定，操作方便，主要用于日常檢測業(yè)務(wù)及標準方法驗證實驗，試驗數(shù)據(jù)重復性好，定位準確，檢驗精度和智能化水平高，符合GB/T 23131-2019國家標準要求，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》（報批稿）的要求，有效解決了試驗員手動測試無法準確定位、較難保持測試結(jié)果的一致性的問題。此外，可以實現(xiàn)測試數(shù)據(jù)的存儲、聯(lián)網(wǎng)、管理和分析，不僅實現(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)資源運用起來，推動行業(yè)健康發(fā)展。

——《家電科技》總第396期