CN101131345B

CN101131345B - 一种口罩过滤效率与阻力的检测装置

Info

Publication number: CN101131345B
Application number: CN2006101133025A
Authority: CN
Inventors: 张力生; 叶璲生
Original assignee: Beijing Qingneng Chuanxia Sci & Tech Co Ltd
Current assignee: Beijing Qingneng Chuanxia Sci & Tech Co Ltd; Beijing Tsingneng Chuangxin Science and Tech Co Ltd
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2006-09-22
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2026-09-22
Also published as: CN101131345A

Abstract

一种口罩过滤效率及阻力的检测装置，涉及一种用氯化钠气溶胶作为试验尘源检测劳保、医用等高效口罩过滤效率及阻力的装置。该装置主要包括喷雾器，消电器、撞击器，混合干燥器，由氢火焰燃烧器、光电转换器和光电测量仪组成的测量装置，缓冲箱以及相应的三通转换阀和连接管道。本发明各部件及连接管路布置合理，对形成的含有氯化钠气溶胶空气的相对湿度可以监督和控制，使其在测量过程中始终小于60％，确保效率检测值的可靠性，最高可检测过滤效率为99.9995％，可测口罩阻力范围为0～2000Pa。本发明具有结构简单，操作和维护简便，投资及维护费用小等的优点，适用于我国口罩制造厂产品出厂检验和质检部门监督产品质量用。

Description

一种口罩过滤效率与阻力的检测装置

技术领域

本发明涉及一种工业及医用等劳动保护领域中的高效口罩过滤效率与阻力的检测装置，特别涉及一种以特定粒径分布的氯化钠气溶胶作为试验尘源的口罩过滤效率与阻力检测装置。

背景技术

为了适应安全生产、劳动保护(例如对工业生产中有毒有害微粒物的防护)、医疗卫生防护(例如对传染性病菌等防护)以及对放射性气溶胶防护(例如放射性物质操作中产生的放射尘埃等)的需要，对高效口罩的性能要求必须重新规范。过去检测口罩手段一般用几十微米以上大颗粒固体粉尘作试验尘，用天平称重求效率。而现在要求试验尘为亚微米粒子(＜1μm的)，其效率为高效的(例如95％～99.97％)。因此国家制订了相应的高效口罩性能——效率及阻力的有关标准，其中对试验尘的粒径大小及分布作了具体规定。但目前我国尚无贯彻该类标准的检测技术和装置。

在国外，欧洲共同体及美国等发达国家有类似装置，以美国TSI公司作为代表的产品-TSI-8130型自动滤料检测仪，每套近百万元人民币。TSI-8130型仪器是专门用来检测高效口罩滤料效率的仪器。它的主要技术是用两套专用气溶胶发生器各自产生DOP油类气溶胶和氯化钠固体气溶胶，根据使用需要两套发生器可以更换。其测量部分是在滤料夹具上、下游各有一套前向式光散射光度计来测量上、下游气溶胶浓度，从而计算出过滤效率和阻力。因固体氯化钠气溶胶有吸湿而粒子会膨胀的特性，故在试验气溶胶到达被测口罩夹具时其相对湿度必须≤60％，否则会影响测量结果的准确性，而该装置不能监督和控制系统中空气的相对湿度。另外结构比较复杂，且价格昂贵，用户不能自己维护，如较重要的部件出问题时，必须送国外制造厂修理或更换。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用特定粒径分布的氯化钠气溶胶作为试验尘源的口罩过滤效率及阻力的检测装置，使其结构相对简单，操作和维护方便，投资及维护费用较小；而且可以随时监督和控制系统中气溶胶的相对湿度，确保测量效率的准确度。

本发明的技术方案如下：

一种口罩过滤效率与阻力的检测装置，包括气溶胶发生器，消电器，口罩夹具，测量装置以及连接所述部件的管道和阀门，其特征在于：所述的气溶胶发生器采用氯化钠气溶胶发生器，该气溶胶发生器包括将氯化钠溶液吸出并将其雾化的喷雾器，撞击器以及混合干燥器；所述的撞击器由撞击腔室，带锥形孔的喷管和撞击板组成，所述的撞击板和喷管分别设置在所述撞击腔室的两侧；所述的混合干燥器包括进气段、混合干燥段和出口段，所述的喷雾器与喷管的一端通过管道相连接，所述的撞击腔室的上部通过管道与混合干燥器的进气段连接，所述的进气段与带有高效空气过滤器和电加热器的洁净干燥空气管的一路连接，在所述的出口段设有相对湿度测量仪；所述的测量装置含有氢火焰燃烧器，光电转换器以及光电测量仪；在所述的口罩夹具的上、下游分别设有缓冲箱，在缓冲箱上分别设置流量微调阀、多余气体放气口以及上、下游气溶胶样品采样口；所述的上、下游气溶胶样品采样口分别通过带有三通转换阀的管道与氢火焰燃烧器连接；所述带有高效空气过滤器和电加热器的洁净干燥空气管的另一路经第二个高效空气过滤器和三通转换阀与氢火焰燃烧器连接。

本发明所述的消电器采用同轴双极气溶胶消电装置，该装置包括内轴电极，与内轴电极同心布置的外筒电极，用于支撑内轴电极的前后支架，设置在电极两端的前后端盖；在所述的前后支架上分别设有通孔，在前后端盖上分别设有气溶胶进气口和出气孔，在内轴电极进口端嵌入一个导电探针，该探针与高压低流电源相连接，外筒电极接地。

本发明的技术特征还在于：所述的撞击板和带锥形孔的喷管之间的距离在1mm～50mm范围。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：①本发明结构简单，操作和维护简便，投资及维护费用小，适用于我国口罩制造厂产品出厂检验和质检部门监督产品质量用。②氯化钠气溶胶发生器结构简单，产生的氯化钠气溶胶粒径范围在0.01～2.0μm，其粒径分布的离散度，即几何标准偏差在1.70～1.90范围内；气溶胶粒数中值直径(CMD)在0.070～0.085μm范围内；发生的气溶胶浓度在3～20mg/m³范围；气溶胶流量在30～100l/min范围内，完全符合检测要求。③对形成的含有氯化钠气溶胶空气的相对湿度可以监督和控制，使其在测量过程中始终小于60％，确保效率检测值的可靠性。④各连接管路布置合理，尽可能减少在测量过程中气溶胶粒子的损失。⑤本发明装置最高可测效率可达99.9995％。

附图说明

图1为本发明提供的口罩效率及阻力检测装置的结构示意图。

图2为口罩效率及阻力装置中的氯化钠气溶胶发生装置的整体结构示意图。

图3为口罩效率及阻力检测装置中的同轴双极气溶胶消电装置的结构示意图。

图中：1-喷雾器；2-撞击器；3-混合干燥器；4-相对湿度仪；5-消电器；6-氢气发生器；7-流量计；8-光电测量仪；9-光电转换器；10-氢焰燃烧器；11-三通转换阀；12-电磁阀；13-缓冲箱；14-微调阀；15-压差计；16-口罩夹具；17-空气压缩机；18-减压稳压阀；19-高效空气过滤器；20-电加热器；21-高效空气过滤器；22-撞击腔室；23-喷管；24-撞击板；25-进气段；26-混合干燥段；27-出口段；28-内轴电极；29-外筒电极；30-前支架；31-后支架；32-前端盖；33-后端盖；34-导电探针。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的原理、具体结构和工作过程做进一步的说明。

图1为本发明提供的口罩效率及阻力检测装置的整体结构示意图。该检测装置主要包括气溶胶发生装置(如图2)，消电器5(图3所示)，口罩夹具16及测量装置，所述的气溶胶发生装置采用氯化钠气溶胶发生装置，该装置包括将氯化钠溶液吸出并将其雾化的喷雾器1，撞击器2以及混合干燥器3；撞击器2由撞击腔室22，带锥形孔的喷管23和撞击板24组成；所述的撞击板和喷管分别设置在所述撞击腔室22的两侧；所述的混合干燥器3包括进气段25、混合干燥段26和出口段27，喷雾器与喷管的一端通过管道相连接，撞击腔室22的上部通过管道与混合干燥器3的进气段25连接；混合干燥器的进气段25与带有高效空气过滤器19和电加热器20的洁净干燥空气管的一路连接，在混合干燥器出口段27设有相对湿度测量仪4；至此，作为试验尘源的氯化钠气溶胶已生成，然后通过消电器5消除气溶胶粒子上所带的电荷，进入口罩夹具16上游的缓冲箱13，缓冲箱起分流空气用，分为四路：第一路进入口罩夹具进行试验，第二路为原始(过滤前)取样空气管路，经流量计7和三通转换阀11与氢焰燃烧器10连接，第三路经电磁阀12将多余空气排出，第四路管道上设有微调阀14用来调节取样空气流量；试验气溶胶经口罩夹具后进入下游的缓冲箱13，缓冲箱也起分流空气用，分为三路：第一路为过滤后取样空气管路，经流量计7，三通转换阀11与氢焰燃烧器10连接，第二路经电磁阀将多余空气排出，第三路管道上设有微调阀用来调节取样空气流量。

本发明的测量装置由氢火焰燃烧器10，光电转换器9以及光电测量仪8组成；原始取样空气、过滤后取样空气通过管道分别进入氢火焰燃烧器10助燃氢火焰，空气中的氯化钠粒子被高温火焰激发出589纳米波长的特征光(黄光)，经光电转换器9转变为相应光强的光电流，在光电测量仪8上显示出相应光电流值。由于在洁净(不含有氯化钠气溶胶)空气助燃氢火焰时也会有非常微弱的淡兰色光，它通过光电转换器后也会产生微小的光电流(称为本底光电流)。它对高效口罩效率的测量会带来影响，因此本装置内设置一路本底光电流测量管路，该管路上应设一台高效空气过滤器19(其过滤效率≥99.999％)，经流量计7和三通转换阀11进入氢火焰燃烧器10助燃氢火焰，发出淡蓝色弱光，在光电测量仪8上也有相应的本底光电流值；在光电测量仪8中的单片机贮存所有接收的光电流值数据，进行运算并直接显示出口罩的过滤效率。用压差计同时测出其阻力值。本发明装置的最高可检测过滤效率为99.9995％，可测口罩阻力范围为0～2000Pa。

图2为口罩效率及阻力检测装置中的氯化钠气溶胶发生装置的结构示意图。该装置包括将溶液吸出并将其雾化的喷雾器1，撞击器2以及混合干燥器3三部分；所述的撞击器由撞击腔室22，带锥形孔的喷管23和撞击板24组成，撞击板和喷管分别设置在所述撞击腔室的两侧；带锥形孔的喷管由外管和带锥孔的内管两部分构成，内管与外管通过螺纹连接，外管固定在撞击腔室上；撞击板通过螺纹与撞击腔室连接。带锥孔的内管通过螺纹可以左右调节，撞击板通过螺纹也可以左右调节；为了使混合更加均匀，在混合干燥器的混合干燥段中设有一个锥形散流器。该气溶胶发生装置的工作过程如下：使压力为0.1MPa～0.4MPa的洁净压缩空气通过喷雾器的喷头，将喷雾箱中的氯化钠水溶液吸出并雾化；氯化钠水溶液的浓度为一般为0.001％～3％；经雾化后，带有氯化钠水雾的气体经锥形管高速射流到撞击板24上；在撞击过程中，通过调整带锥管23中的内管与撞击板之间的距离，(内管出口与撞击板之间的距离在1mm～50mm范围内调节)；使气体中的大雾滴在惯性作用下沉降下来，小雾滴则随气体进入混合干燥器中，含有小雾滴的气体在混合干燥器中与经过滤和加热处理的洁净空气混合，使雾滴的水分蒸发，最终形成具有确定粒径分布的亚微米级多分散固体氯化钠气溶胶。

图3为口罩效率及阻力检测装置中的同轴双极气溶胶消电装置的结构示意图。该装置包括内轴电极28，与内轴电极同心布置的外筒电极29，用于支撑内轴电极的前支架30，后支架31，设置在电极两端的前端盖32，后端盖33；在所述的前后支架上分别设有通孔，在前后端盖上分别设有气溶胶进气口和出气孔，在内轴电极进口端嵌入一个导电探针34，该探针与高压低流电源相连接，外筒电极接地。后端盖33与外筒电极29、外筒电极与前支架30分别通过螺纹连接；后支架2通过后端盖33和外筒电极压紧；前支架30和前端盖32通过螺纹或法兰形式连接。

本发明口罩效率检测台装置的口罩夹具16的开、闭可采用手动式，也可采用气动式；装置上有一个可以连接220伏交流外接电源的接口和一个外接压缩空气源的接口，其它所有部件均设置在一个整体式的检测台架上，台架有四个可制动式的轮子，使台架既可移动又可固定。

Claims

1.一种口罩过滤效率的检测装置，包括气溶胶发生器，消电器(5)，口罩夹具(16)，测量装置以及连接所述部件的管道和阀门，其特征在于：所述的气溶胶发生器采用氯化钠气溶胶发生器，该气溶胶发生器包括将氯化钠溶液吸出并将其雾化的喷雾器(1)，撞击器(2)以及混合干燥器(3)；所述的撞击器(2)由撞击腔室(22)，带锥形孔的喷管(23)和撞击板(24)组成，所述的撞击板和喷管分别设置在所述撞击腔室的两侧；所述的混合干燥器包括进气段(25)、混合干燥段(26)和出口段(27)，所述的喷雾器与喷管(23)的一端通过管道相连接，所述的撞击腔室的上部通过管道与混合干燥器的进气段连接，所述的进气段与带有高效空气过滤器(19)和电加热器(20)的洁净干燥空气管的一路连接，在所述的出口段设有相对湿度测量仪(4)；所述的测量装置由氢火焰燃烧器(10)，光电转换器(9)以及光电测量仪(8)组成；在所述的口罩夹具(16)上分别设有上缓冲箱(13a)和下游缓冲箱(13b)，在上游和下游缓冲箱上分别设置流量微调阀(14)、多余气体放气口以及上、下游气溶胶样品采样口；所述的上游气溶胶样品采样口通过带有第一个三通转换阀的管道与氢火焰燃烧器(10)连接；所述的下游气溶胶样品采样口经第二个三通转换阀与第一个三通转换阀相连通并与氢火焰燃烧器(10)连接；所述带有高效空气过滤器(19)和电加热器(20)的洁净干燥空气管的另一路经第二个高效空气过滤器(21)与第二个三通转换阀相连通并经第一个三通转换阀与氢火焰燃烧器(10)连接。

2.按照权利要求1所述的口罩过滤效率的检测装置，其特征在于：所述的消电器(5)采用同轴双极气溶胶消电装置，该装置包括内轴电极(28)，与内轴电极同心布置的外筒电极(29)，用于支撑内轴电极的前后支架(30，31)设置在电极两端的前后端盖(32，33)；在所述的前后支架上分别设有通孔，在前后端盖上分别设有气溶胶进气口和出气孔，在内轴电极(28)进口端嵌入一个导电探针(34)，该探针与高压低流电源相连接，外筒电极接地。

3.按照权利要求1所述的口罩过滤效率的检测装置，其特征在于：所述的撞击板和带锥形孔的喷管之间的距离在1mm～50mm范围。