CN110420505A - 滤毒装置的失效报警方法及滤毒装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种滤毒装置的失效报警方法和滤毒装置，该失效报警方法包括以下步骤：S1、实时检测进入所述进气口的气体中的化学毒气的浓度c，S2、记录滤毒装置的工作时间t，S3、实时检测滤毒装置的进风量q，S4、根据毒气的浓度c、工作时间t以及进风量q计算进入所述滤毒装置的毒气量，当进入所述滤毒装置的毒气量达到预设值S时触发报警装置进行报警，其中，预设值S≤化学气体过滤器的最大吸收量。上述技术方案根据实时的累积计算，可以实时指示滤毒装置是否失效，从而达到了提前预警的目的，保证了失效报警的及时性。

Description

滤毒装置的失效报警方法及滤毒装置
技术领域
本发明涉及过滤式呼吸防护领域，具体涉及一种滤毒装置的失效报警方法及滤毒装置。
背景技术
滤毒装置作为核生化滤毒通风系统的关键部件，参阅图1，一般来说滤毒装置包括高效过滤器1和化学气体过滤器2两部分，分别用于过滤染毒空气中的毒雾、生物气溶胶、放射性灰尘和化学毒气。当滤毒装置工作寿命达到饱和时，染毒空气有可能会穿过滤毒装置到达人员呼吸区域，造成致命危险，所以国内外都致力于研究滤毒装置的失效检测方案。
目前，国内外滤毒装置的失效检测有两种方式，一是在滤毒装置末端配置气体传感器，直接检测过滤后的气体；二是在滤毒装置末端或接近末端的位置配置指示剂。这两种方法的检测原理完全一致，都是当透过滤毒装置的毒气浓度达到报警或指示阈值时，进行报警或显色。
实际使用时，这种报警方式有致命的缺陷。首先，作为滤毒装置，当有毒气体不能完全被过滤而开始到达滤毒装置末端时，其浓度会快速上升，很快达到危险浓度；其次，对配置在滤毒装置末端的化学传感器或指示剂的检测精确度、响应时间要求很高，目前国内外经济便携的传感器很难达到令人满意的效果；再次，这种方式导致在报警器响应时，穿透滤毒装置的有毒物质已经被使用者吸收，此时，使用者基本已来不及进行进一步防护或逃离措施，这种报警方式已经失去了实际意义。
为了解决上述缺点，目前国内外的研究方向，一是提高传感器的灵敏度，使使用者在更低的透过浓度时可以发现，以赢得更多时间进行更换或撤离，但由于有毒气体本身的致死浓度非常低，所以提升空间非常有限而且难度较大，目前没有实质突破；另一个方向是在传感器后面再串联一个滤毒装置，作为二级防护，这种方式对滤毒装置的结构设计要求高，且无法适应所有滤毒通风系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种滤毒装置的失效报警方法及滤毒装置，以解决现有技术滤毒装置失效检测不及时不准确的问题。
为实现上述目的，本发明一方面提供了一种滤毒装置的失效报警方法，所述滤毒装置具有进气口和出气口，从所述进气口至所述出气口依次设置有高效过滤器和化学气体过滤器；
所述失效报警方法包括以下步骤：
S1、实时检测进入所述进气口的气体中的化学毒气的浓度c，
S2、记录滤毒装置的工作时间t，
S3、实时检测滤毒装置的进风量q，
S4、根据毒气的浓度c、工作时间t以及进风量q计算进入所述滤毒装置的毒气量，当进入所述滤毒装置的毒气量达到预设值S时触发报警装置进行报警。
可选地，进入所述滤毒装置的毒气量通过以下公式计算：
M1＝∫q(t)×c(t)×dt
其中，M1表示进入所述滤毒装置的毒气量。
可选地，，其中，预设值S≤化学气体过滤器的最大吸收量，所述化学气体过滤器的最大吸收量为Q×M2，
其中，Q表示所述滤毒装置的额定风量，M2表示所述化学气体过滤器的额定防护剂量。
可选地，所述失效报警方法还包括以下步骤：
S5、实时检测所述高效过滤器两侧的压力差p，当p的数值达到预设值P0时触发报警装置进行报警，较佳地，预设值P0≤所述高效过滤器的失效阻力。
本发明另一方面提供一种滤毒装置，所述滤毒装置具有进气口和出气口，从所述进气口至所述出气口依次设置有高效过滤器和化学气体过滤器；
在所述化学气体过滤器的气流上游设置有风量传感器和毒气浓度传感器，所述风量传感器用于实时检测滤毒装置的进风量q，所述毒气浓度传感器用于实时检测进入所述进气口的气体中的化学毒气的浓度c，
所述风量传感器和毒气浓度传感器均与数据处理器电连接，以将参数q和参数c输送至所述数据处理器，所述数据处理器与报警装置电连接，所述数据处理器能够记录所述滤毒装置的工作时间t，并根据毒气的浓度c、工作时间t以及进风量q计算进入所述滤毒装置的毒气量，当进入所述滤毒装置的毒气量达到预设值S时触发报警装置进行报警。
可选地，所述数据处理器与显示单元电连接，以显示所述毒气的浓度c、工作时间t以及进风量q。
可选地，进入所述滤毒装置的毒气量通过以下公式计算：
M1＝∫q(t)×c(t)×dt
其中，M1表示进入所述滤毒装置的毒气量。
可选地，其中，预设值S≤化学气体过滤器的最大吸收量，所述化学气体过滤器的最大吸收量为Q×M2，
其中，Q表示所述滤毒装置的额定风量，M2表示所述化学气体过滤器的额定防护剂量。
可选地，所述数据处理器与压差传感器电连接，所述压差传感器的两端分别连接在所述高效过滤器的两端，用于实时检测所述高效过滤器两侧的压力差p，当p的数值达到预设值P0时触发报警装置进行报警，较佳地，预设值P0≤所述高效过滤器的失效阻力。
可选地，所述风量传感器和所述毒气浓度传感器设置在所述滤毒装置的进气口内。
上述技术方案根据实时的累积计算，可以实时指示滤毒装置的使用寿命(是否失效)，从而达到了提前预警的目的，具有实际使用意义；由于进入所述滤毒装置的毒气量的采集是滤毒装置进气口浓度，只有浓度值较大时才会较快地消耗化学气体过滤器的寿命，微量的浓度对化学气体过滤器寿命的消耗非常缓慢，所以检测精度要求很低，而且适量的误差也不会影响，具有很高的经济性和适用性。
附图说明
图1是现有技术中滤毒装置的过滤示意图；
图2是本发明一实施方式中滤毒装置的过滤示意图。
附图标记：
1-高效过滤器；2-化学气体过滤器。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施方式提供一种滤毒装置的失效报警方法，所述滤毒装置具有进气口和出气口，从所述进气口至所述出气口依次设置有高效过滤器和化学气体过滤器，所述高效过滤器用于阻挡空气中的毒雾、生物气溶胶以及放射性灰尘，所述化学气体过滤器用于吸收和/或吸附化学毒气；所述失效报警方法包括以下步骤：
S1、实时检测进入所述进气口的气体中的化学毒气的浓度c，
S2、记录滤毒装置的工作时间t，
S3、实时检测滤毒装置的进风量q，
S4、根据毒气的浓度c、工作时间t以及进风量q计算进入所述滤毒装置的毒气量，当进入所述滤毒装置的毒气量达到预设值S时触发报警装置进行报警。需要说明的是，对于上述步骤S1～S3，没有顺序的限制，也就是说这三个步骤可以同时进行，没有先后顺序。
对于每个滤毒装置中的化学气体过滤器而言，其均有一个额定的吸附剂量，也就是毒气的最大吸收量；上述失效报警方法主要利用该最大吸收量，通过检测毒气的浓度c(mg/m3)、工作时间t(单位：h)以及进风量q(单位：m3/h)来计算进入滤毒装置的毒气量，通过计算得出的毒气量与化学气体过滤器的最大吸收量相等时候，化学气体过滤器将达到饱和状态，从而不能继续有效滤毒，滤毒装置失效，进一步触发失效报警。上述技术方案根据实时的累积计算，可以实时指示滤毒装置的使用寿命(是否失效)，从而达到了提前预警的目的，具有实际使用意义；由于进入所述滤毒装置的毒气量的采集是滤毒装置进气口浓度，只有浓度值较大时才会较快地消耗化学气体过滤器的寿命，微量的浓度对化学气体过滤器寿命的消耗非常缓慢，所以检测精度要求很低，而且适量的误差也不会影响，具有很高的经济性和适用性，有效的避免了现有技术中存在的问题。
在一个具体的实施例中，进入所述滤毒装置的毒气量通过以下公式计算：
M1＝∫q(t)×c(t)×dt
其中，M1表示进入所述滤毒装置的毒气量。
对于预设值S，通常设置预设值S≤化学气体过滤器的最大吸收量。所述化学气体过滤器的最大吸收量为Q×M2，其中，Q表示所述滤毒装置的额定风量，M2表示所述化学气体过滤器的额定防护剂量。通常每个化学气体过滤器的最大吸收量为一个固定的值，少量的误差不影响失效报警。当然为了减小这种误差带来的影响，可以将预设值S设置的小一些。安全起见，设置预设值S＜化学气体过滤器的最大吸收量。
对于滤毒装置而言，高效过滤器的失效也代表着滤毒装置的失效，对于高效过滤器失效报警可采用以下方法。
所述失效报警方法还包括以下步骤：
S5、实时检测所述高效过滤器两侧的压力差p，当p的数值达到预设值P0时触发报警装置进行报警，较佳地，预设值P0≤所述高效过滤器的失效阻力。
对于高效过滤器，其主要是阻挡空气中的毒雾、生物气溶胶以及放射性灰尘等大颗粒杂质，因此在使用的过程中会有部分杂质堆积在高效过滤器上，从而减小高效过滤器的空气透过性，增加阻力，因此高效过滤器两侧的压力差p会在使用的过程中不断增大，因此高效过滤器两侧的压力差p也代表着高效过滤器的是否失效。而高效过滤器通常均有一个固定的失效阻力，因此可以利用该失效阻力作为判断高效过滤器失效的标准。
对于上述滤毒装置的失效报警方法，滤毒装置的高效过滤器和化学气体过滤器中的任何一个失效均代表着滤毒装置的失效，而且上述方法中高效过滤器失效报警机制和化学气体过滤器失效报警机制相互独立，互不干扰。
本实施方式进一步提供一种滤毒装置，结合图2，所述滤毒装置具有进气口和出气口，从所述进气口至所述出气口依次设置有高效过滤器和化学气体过滤器，所述高效过滤器用于阻挡空气中的毒雾、生物气溶胶以及放射性灰尘，所述化学气体过滤器用于吸收和/或吸附化学毒气；在所述化学气体过滤器的气流上游设置有风量传感器和毒气浓度传感器，所述风量传感器用于实时检测滤毒装置的进风量q，所述毒气浓度传感器用于实时检测进入所述进气口的气体中的化学毒气的浓度c，所述风量传感器和毒气浓度传感器均与数据处理器电连接，以将参数q和参数c输送至所述数据处理器，所述数据处理器与报警装置电连接，所述数据处理器能够记录所述滤毒装置的工作时间t，并根据毒气的浓度c、工作时间t以及进风量q计算进入所述滤毒装置的毒气量，当进入所述滤毒装置的毒气量达到预设值S时触发报警装置进行报警。上述技术方案根据实时的累积计算，可以实时指示滤毒装置的使用寿命(是否失效)，从而达到了提前预警的目的，具有实际使用意义。
其中，数据处理器可以起到数据处理和控制的作用，当然，也可以将控制模块单独设置，数据处理器仅进行数据处理。
进一步，所述数据处理器与显示单元电连接，以显示所述毒气的浓度c、工作时间t以及进风量q。其中，若数据处理器仅进行数据处理，可以将显示单元和控制模块集成在一起。
进一步，进入所述滤毒装置的毒气量通过以下公式计算：
M1＝∫q(t)×c(t)×dt
其中，M1表示进入所述滤毒装置的毒气量。
同理，对于预设值S，预设值S≤化学气体过滤器的最大吸收量。所述化学气体过滤器的最大吸收量为Q×M2，其中，Q表示所述滤毒装置的额定风量，M2表示所述化学气体过滤器的额定防护剂量。较佳地，预设值S＜化学气体过滤器的最大吸收量。
在一个具体的实施例中，所述数据处理器与压差传感器电连接，所述压差传感器的两端分别连接在所述高效过滤器的两端，用于实时检测所述高效过滤器两侧的压力差p，当p的数值达到预设值P0时触发报警装置进行报警，较佳地，预设值P0≤所述高效过滤器的失效阻力。
较佳地，所述风量传感器和所述毒气浓度传感器设置在所述滤毒装置的进气口内。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种滤毒装置的失效报警方法，所述滤毒装置具有进气口和出气口，从所述进气口至所述出气口依次设置有高效过滤器和化学气体过滤器，其特征在于，所述失效报警方法包括以下步骤：
S1、实时检测进入所述进气口的气体中的化学毒气的浓度c，
S2、记录滤毒装置的工作时间t，
S3、实时检测滤毒装置的进风量q，
S4、根据毒气的浓度c、工作时间t以及进风量q计算进入所述滤毒装置的毒气量，当进入所述滤毒装置的毒气量达到预设值S时触发报警装置进行报警。
2.根据权利要求1所述的滤毒装置的失效报警方法，其特征在于，进入所述滤毒装置的毒气量通过以下公式计算：
M1＝∫q(t)×c()×dt
其中，M1表示进入所述滤毒装置的毒气量。
3.根据权利要求1所述的滤毒装置的失效报警方法，其特征在于，所述预设值S≤化学气体过滤器的最大吸收量，所述化学气体过滤器的最大吸收量为Q×M2，
其中，Q表示所述滤毒装置的额定风量，M2表示所述化学气体过滤器的额定防护剂量。
4.根据权利要求1所述的滤毒装置的失效报警方法，其特征在于，所述失效报警方法还包括以下步骤：
S5、实时检测所述高效过滤器两侧的压力差p，当p的数值达到预设值P0时触发报警装置进行报警，其中，预设值P0≤所述高效过滤器的失效阻力。
5.一种滤毒装置，其特征在于，所述滤毒装置具有进气口和出气口，从所述进气口至所述出气口依次设置有高效过滤器和化学气体过滤器；
在所述化学气体过滤器的气流上游设置有风量传感器和毒气浓度传感器，所述风量传感器用于实时检测滤毒装置的进风量q，所述毒气浓度传感器用于实时检测进入所述进气口的气体中的化学毒气的浓度c；
所述风量传感器和毒气浓度传感器均与数据处理器电连接，以将参数q和参数c输送至所述数据处理器，所述数据处理器与报警装置电连接，所述数据处理器能够记录所述滤毒装置的工作时间t，并根据毒气的浓度c、工作时间t以及进风量q计算进入所述滤毒装置的毒气量，当进入所述滤毒装置的毒气量达到预设值S时触发报警装置进行报警。
6.根据权利要求5所述的滤毒装置，其特征在于，所述数据处理器与显示单元电连接，以显示所述毒气的浓度c、工作时间t以及进风量q。
7.根据权利要求5所述的滤毒装置，其特征在于，进入所述滤毒装置的毒气量通过以下公式计算：
M1＝∫q(t)×c()×dt
其中，M1表示进入所述滤毒装置的毒气量。
8.根据权利要求5所述的滤毒装置，其特征在于，所述预设值S≤化学气体过滤器的最大吸收量，所述化学气体过滤器的最大吸收量为Q×M2，
其中，Q表示所述滤毒装置的额定风量，M2表示所述化学气体过滤器的额定防护剂量。
9.根据权利要求5所述的滤毒装置，其特征在于，所述数据处理器与压差传感器电连接，所述压差传感器的两端分别连接在所述高效过滤器的两端，用于实时检测所述高效过滤器两侧的压力差p，当p的数值达到预设值P0时触发报警装置进行报警，其中，预设值P0≤所述高效过滤器的失效阻力。
10.根据权利要求5所述的滤毒装置，其特征在于，所述风量传感器和所述毒气浓度传感器设置在所述滤毒装置的进气口内。
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