CN107860498A - 防毒面具佩戴压力测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防毒面具佩戴压力测试装置，包括底座（4），所述底座（4）一侧安装标准人头模型（1）、其另一侧安装调节支架（7），所述标准人头模型（1）上的额头、太阳穴、脸颊、下巴部位分别安装压力传感器（9）后佩戴防毒面具（2），所述防毒面具（2）的头带环（3）分别通过钢丝绳（5）及弹簧拉力计（6）与调节支架（7）上对应的调节螺栓（8）连接；所述压力传感器（9）通过数据采集线缆（10）与采集电路板（11）连接，所述采集电路板（11）上设有显示器（12）。通过该测试装置，可实现防毒面具佩戴压力数据的采集并可进行防毒面具密合框及固定系统合理性验证。

Description

防毒面具佩戴压力测试装置

技术领域

本发明属于防毒面具模拟仿真测试领域，具体为一种防毒面具佩戴压力测试装置。

背景技术

防毒面具的固定系统是防毒面具的重要组成部分之一。固定系统的好坏关系到防毒面具的防护因数、动气密、一次佩戴合格率、佩戴舒适性等重要性能指标。

防毒面具的固定系统由于对面具的多项性能有较大影响，目前固定系统设计的好坏主要是通过人员的实际佩戴才能体现设计的合理性。

发明内容

本发明目的是提供一种防毒面具佩戴压力测试装置，主要是将数据采集与面具佩戴有效结合起来，通过对压力及压痛的分析，为防毒面具设计者提供可视化的支撑。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种防毒面具佩戴压力测试装置，包括底座，所述底座一侧安装标准人头模型、其另一侧安装调节支架，所述标准人头模型上的额头、太阳穴、脸颊、下巴部位分别安装压力传感器后佩戴防毒面具，所述防毒面具的头带环分别通过钢丝绳及弹簧拉力计与调节支架上对应的调节螺栓连接；所述压力传感器通过数据采集线缆与采集电路板连接，所述采集电路板上设有显示器。

使用时，将面罩密合框涂抹白色粉末后佩戴到标准人头模上，取下面罩，对标准人头模上留下的白色粉末区域进行压力采集点标记（标记点主要包括额头、太阳穴、脸颊、下巴等）；将压力传感器安装到标准人头模压力采集点上；将面罩佩戴到标准人头模上，并通过钢丝绳将面罩头带环与弹簧拉力计进行连接；压力传感器通过数据采集线缆与采集电路板进行连接；通过控制调节支架上的螺母高低，以控制面罩佩戴头带环所收到的压力方向；通过钢丝绳的长短控制面罩头带环所受到的压力，压力由弹簧压力计控制；面罩头带环受到压力后，面罩密合框与标准人头模进行挤压；压力传感器受压产生形变，进而产生电阻变化，传感器通过数据采集线缆连接到采集电路板；经采集电路板的调理，将传感器电阻的变化转换为电压信号，经数据换算得到佩戴压力值，并进行存储及显示。

本发明具有的明显的效果：

1、防毒面具佩戴压力测试装置可将防毒面具佩戴压力进行有效数据采集，同时采集的数据可用于防毒面具密合框及固定系统的优化，可提高面具的佩戴舒适性及面具的前期设计验证。

2、通过该测试装置，使其实现能够测试防毒面具与人面部贴合压力，可通过测试数据供设计人员对面具密合框及固定系统结构进行优化。

3、防毒面具的佩戴气密性及舒适性一般经过人员佩戴进行判别，主观性较强，且检测防毒面具的佩戴压力值，本发明首次将数据采集与面具佩戴有效结合起来，通过对压力及压痛的分析，为防毒面具设计者提供数据化的支撑，对防毒面具佩戴的舒适度和匹配性、防毒面具动态气密性以及防毒面具的结构设计具有重要指导意义。

通过本发明测试装置得到防毒面具佩戴时的压力分布情况，得到防毒面具佩戴压力分布曲线，将防毒面具与人头模佩戴关系数字化和可视化，并将测试得到的压力分布情况与ANSYS防毒面具佩戴仿真结果进行对比，验证防毒面具佩戴仿真模型的可靠性。

附图说明

图1表示本发明的结构示意图。

图中：1-标准人头模型，2-防毒面具，3-头带环，4-底座，5-钢丝绳，6-弹簧压力计，7-调节支架，8-调节螺栓，9-压力传感器，10-数据采集线缆，11-采集电路板，12-显示器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。

防毒面具正确佩戴在标准人头模后，对面具施加在标准人头模上的压力进行检测，通过对佩戴压力分布情况进行分析，找到防毒面具反折边的密封性能薄弱点及压痛点，对防毒面具密封结构的设计提出针对性的改进。检测时，先将新设计的防毒面具佩戴到标准人头模上，并对防毒面具各头带施加相同拉力，通过人头模上布置的柔性薄膜压力传感器采集压力数据，得到防毒面具与标准人头佩戴时的压力分布情况，判断防毒面具的密封结构是否合理可靠。

一种测试防毒面具佩戴压力分布的专用测试装置，主要由标准人头模、佩戴工装、数据采集系统等组成。佩戴工装由人头固定座4、钢丝绳5、弹簧拉力计6、调节支架7、调节螺母8组成。数据采集系统由压力传感器9、数据采集线缆10、采集电路板11、显示器12组成。具体连接关系如图1所示，底座4一侧安装标准人头模型1、其另一侧安装调节支架7，标准人头模型1上的额头、太阳穴、脸颊、下巴部位分别安装压力传感器9后佩戴防毒面具2，防毒面具2的头带环3分别通过钢丝绳5及弹簧拉力计6与调节支架7上对应的调节螺栓8连接；压力传感器9通过数据采集线缆10与采集电路板11连接，所述采集电路板11上设有显示器12。

将面罩密合框涂抹白色粉末后佩戴到标准人头模1上，取下面罩，对标准人头模1上留下的白色粉末区域进行压力采集点标记（标记点主要包括额头、太阳穴、脸颊、下巴等）；将传感器9安装到标准人头模1压力采集点上；将面罩佩戴到标准人头模1上，并通过钢丝绳5将面罩头带环与弹簧拉力计6进行连接；传感器9通过数据采集线缆10与采集电路板11进行连接；通过控制调节支架7上的螺母8高低，以控制面罩佩戴头带环所收到的压力方向；通过钢丝绳5的长短控制面罩头带环所受到的压力，压力由弹簧压力计6控制；面罩头带环受到压力后，面罩密合框与标准人头模1进行挤压；传感器9受压产生形变，进而产生电阻变化，传感器通过数据采集线缆10连接到采集电路板11；经采集电路板11的调理，将传感器电阻的变化转换为电压信号，经数据换算得到佩戴压力值，并进行存储及显示。本发明装置采用MCU单片机技术、模拟信号处理技术和传感器技术，将薄膜柔性传感器布置于人头模型的检测位置处，防毒面具佩戴压力作用在传感器的敏感面上，传感器电阻的变化反映佩戴压力的变化，并通过电信号转换电路转换为电压信号。通过信号调理电路将检测到的微弱电信号进行放大、滤波处理转换为单片机能够处理的信号，通过单片机的控制实现对模拟信号的采集、存储功能，将采集到的信号通过RS232串口上传至PC，对采集到的压力数据进行分析、处理。通过分析测试得到的压力分布曲线，可作为防毒面具反折边设计的是否合理的重要依据之一。

对于防毒面具密合度及舒适度的检测，可通过人员佩戴，进行主观性的判断，但无法得到防毒面具的佩戴压力数值。通过该测试装置，可实现防毒面具佩戴压力数据的采集并可进行防毒面具密合框及固定系统合理性验证。

应当指出，对于本技术领域的一般技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和应用，这些改进和应用也视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种防毒面具佩戴压力测试装置，其特征在于：包括底座（4），所述底座（4）一侧安装标准人头模型（1）、其另一侧安装调节支架（7），所述标准人头模型（1）上的额头、太阳穴、脸颊、下巴部位分别安装压力传感器（9）后佩戴防毒面具（2），所述防毒面具（2）的头带环（3）分别通过钢丝绳（5）及弹簧拉力计（6）与调节支架（7）上对应的调节螺栓（8）连接；所述压力传感器（9）通过数据采集线缆（10）与采集电路板（11）连接，所述采集电路板（11）上设有显示器（12）。