CN113984619B - 一种呼吸器现场防护因数测评系统及测评方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种呼吸器现场防护因数测评系统及测评方法，包括外采样系统、动力装置、排气散热孔、内采样系统、呼吸器面罩、佩戴装置和有害物检测系统。根据有害物种类的不同，内/外采样系统分别包括可选的可拆卸式粉尘采样装置、可拆卸式有毒有害气体采样装置、可拆卸式微生物采样装置；有害物检测系统包括可选的粉尘检测子系统、有毒有害气体检测子系统、细菌检测子系统和病毒检测子系统。本发明可实现真实作业现场呼吸器针对不同有害物的防护因数的测定，科学指导呼吸防护，保障生命安全健康。本发明可实现真实作业现场呼吸器针对不同有害物的防护因数的测定，科学指导呼吸防护，保障生命安全健康。
Description
技术领域
本发明涉及呼吸防护技术领域，特别涉及一种呼吸器现场防护因数测评系统及测评方法。
背景技术
现有呼吸器对于粉尘、有毒有害气体、病毒细菌的防护因数主要是在实验室受限空间内，基于相关呼吸器测试标准在规定的试验条件下测得的，具体测试方法可分为两种：
开展呼吸器滤材的过滤性能评测，即将呼吸器完全密封在人头模型上并置于均一恒定的有害物浓度环境中，对人头模型施加恒定的抽气流量模拟人体吸气过程，检测呼吸器面罩内、外有害物浓度，以此计算呼吸器的防护因数，实际此方法测得的是呼吸器滤材的防护因数；
开展呼吸器面罩与人体面部的密合性评测，即招募具有代表性头面尺寸的志愿者佩戴呼吸器，在释放有甜味剂或苦味剂的密闭腔室内，做诸如弯腰、上下点头、左右摆头、深呼吸、做鬼脸等一系列动作，若受试者问到甜味或苦味，则说明呼吸器佩戴过程中存在泄漏，呼吸器防护因数不达标，若受试者未嗅到任何气味，则说明呼吸器防护因数达标。
而在现场作业环境中：
有害物浓度无时无刻不在发生着变化，难以存在均一恒定的有害物浓度环境；
呼吸器佩戴者不可能获得理想的面部全密封状态，或多或少总会存在着面部密封泄漏；
呼吸器佩戴者作业过程中肢体动作、面部表情等错综复杂，面部密封泄漏的尺寸和形态处于动态变化。
因此，上述开展呼吸器滤材防护因数和进行呼吸器面罩密合性评测的方法均与呼吸器在现场的实际应用场景存在较大差异，即实验室受控条件下测得的呼吸器过滤效率及其密合性难以表征真实的呼吸器现场防护因数。
因此，针对上述问题，有必要提出一种呼吸器现场防护因数测评系统，以确定呼吸器在真实作业现场的防护因数，科学指导呼吸防护，保障呼吸健康与生命安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种呼吸器现场防护因数测评系统及测评方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种呼吸器现场防护因数测评系统，包括呼吸器主体、呼吸器面罩、佩戴装置和有害物检测系统；
呼吸器主体包括外壳以及外采样系统、动力装置和内采样系统；
所述外采样系统包括外进气口和可拆卸式外采样系统，所述可拆卸式外采样系统包括可选的可拆卸式粉尘采样装置、可拆卸式有毒有害气体采样装置和可拆卸式微生物采样装置；
所述动力装置包括双头出轴式电机、联动轴、电机驱动定时器和系统动力风扇，其中利用电机驱动定时器实现双头出轴式电机的定时运行采样，通过联动轴带动系统动力风扇运行；
所述内采样系统包括内进气口和可拆卸式内采样系统，用于采集呼吸器面罩内部空气中的粉尘、有毒有害气体、微生物等特定有害物；
所述呼吸器面罩包括可选的自吸过滤式粘弹性硅胶半面罩/全面罩、动力送风过滤式呼吸器半面罩/全面罩、隔绝空气式呼吸器半面罩/全面罩；
所述佩戴装置包括头箍和两个可调节机械臂，两个所述可调节机械臂之间设有承托机构，两个所述可调节机械臂通过承托机构与呼吸器主体连接；
所述有害物检测系统包括可选的粉尘检测子系统、有毒有害气体检测子系统、细菌检测子系统和病毒检测子系统。
优选的，所述可拆卸式粉尘采样装置包括滤膜和可拆卸式采样装置外壳，所述滤膜的通过安装环固定安装于可拆卸式采样装置外壳的内腔，所述可拆卸式有毒有害气体采样装置包括根据GBZ/T300.66-2017规定的特定气体吸收管和可拆卸式采样装置外壳，所述可拆卸式微生物采样装置包括可拆卸式微生物采样装置电源开关、可拆卸式微生物采样装置启动开关、风扇、电机、采样基条和可拆卸式采样装置外壳，所述电机固定安装于可拆卸式采样装置外壳的内部，所述电机的输出端与风扇的一侧传动连接，所述采样基条贴合设置于可拆卸式采样装置外壳的内壁；
所述可拆卸式采样装置外壳包括主壳体，所述主壳体的一侧固定连接有第一拆装环，所述第一拆装环的内壁开设有均匀分布的内螺纹，所述主壳体的另一侧固定连接有第二拆装环，所述第二拆装环的内壁开设有均匀分布的内螺纹。
优选的，所述头箍包括两个弧形贴合板，两个所述弧形贴合板之间对称固定连接有松紧绑带，两个所述松紧绑带的对立面对称固定连接有贴肤带，两个所述弧形贴合板的背立面对称开设有连接平台槽；
所述可调节机械臂包括连接杆，所述连接杆转动连接于弧形贴合板的一侧，所述连接杆的底端开设有第一铰接槽，所述第一铰接槽的内腔铰接有第一铰接板，所述第一铰接板的一侧固定连接有第一调节机构，所述第一调节机构的一侧设有第二调节机构；
所述第一调节机构包括第一固定块，所述第一固定块的底部设有第一活动块，所述第一活动块的顶部转动连接有第一转柱，所述第一转柱的顶部固定连接有第一螺纹杆，所述第一固定块的底部开设有第一螺纹孔，所述第一螺纹杆的外壁与第一螺纹孔的内腔螺纹连接，所述第一固定块的内部对称开设有第一限位腔，两个所述第一限位腔的内腔均滑动套接有第一限位块，两个所述第一限位腔内壁的底部均开设有第一贯穿孔，两个第一所述贯穿孔的内腔均滑动套接有第一限位杆，两个所述第一限位杆的一端与位置相对应第一限位块的底部固定连接，两个所述第一限位杆的另一端均与第一活动块的顶部固定连接；
所述第二调节机构包括第二固定块，所述第二固定块的一侧设有第二活动块，所述第二活动块的一侧转动连接有第二转柱，所述第二转柱的一侧固定连接有第二螺纹杆，所述第二固定块的一侧开设有第二螺纹孔，所述第二螺纹杆的外壁与第二螺纹孔的内腔螺纹连接，所述第二固定块的内部对称开设有第二限位腔，两个所述第二限位腔的内腔均滑动套接有第二限位块，两个所述第二限位腔内壁的一侧均开设有第二贯穿孔，两个第二所述贯穿孔的内腔均滑动套接有第二限位杆，两个所述第二限位杆的一端与位置相对应第二限位块的一侧固定连接，两个所述第二限位杆的另一端均与第二活动块的一侧固定连接；
所述第二固定块的另一侧开设有第二铰接槽，所述第二铰接槽的内腔铰接有第二铰接板，所述第二铰接板的顶部与第一活动块的底部固定连接；
所述承托机构包括横向滑杆，所述横向滑杆固定连接于两个第二活动块之间，所述横向滑杆的外壁滑动套接有活动套筒，所述活动套筒的顶部固定连接有安装板，所述安装板的顶部固定连接有安装套筒，所述呼吸器主体套设于安装套筒的内腔；
所述安装板的一侧转动连接有垂直度校准杆，所述垂直度校准杆设置于活动套筒的一侧。
优选的，所述外进气口的一端固定连接有波纹软管，所述波纹软管的一端固定连接有采集球，所述采集球的外壁遍布开设有进气孔。
优选的，所述外壳的表面开设有排气散热孔，排气散热孔设置于双头出轴式电机周围的上下外壳位置，用于及时排出系统动力风扇产生的内、外抽吸气流和双头出轴式电机产生的热量。
优选的，所述可拆卸式采样装置外壳左右两侧面设置有与外进气口一侧、内进气口一侧和外壳互相契合螺纹结构。
优选的，所述内采样系统安装于呼吸器面罩侧面，通过内进气口的螺纹结构及垫圈与呼吸器面罩连接。
优选的，所述外壳的端部设置有用来控制双头出轴式电机启动的采样电源开关和采样启动开关。
优选的，所述采样基条的表面设置有局部培养基腔室。
本发明还提供了一种呼吸器现场防护因数测评方法，包括以下步骤：
步骤：可拆卸式内、外采样系统选用可拆卸式PM10采样装置，有害物浓度检测系统选用MIE光散射法粉尘检测子系统；
步骤：完成S1至S7采样过程，利用呼吸器面罩内、外采样装置在同一采样时长、同一采样流量下将粉尘采集到内、外滤膜上；
步骤：将收集了粉尘的内、外滤膜分别置于盛有透明六偏磷酸钠水溶液的容器中，容器内置磁力搅拌棒，利用磁力底座通过非接触式的磁力搅拌形成较稳定均匀的粉尘悬浊液，在暗室中，利用MIE光散射法测定悬浊液的光谱信息，与标准粒径颗粒物浓度VS.光谱信息曲线比对，分别获取内、外滤膜上采集到的PM10分粒径颗粒物含量，进而求得呼吸器对PM分粒径颗粒物的现场防护因数；
步骤：重复步骤至步骤，分别测试采煤工、建筑工和木工在8h工班内佩戴霍尼韦尔5550型半面式95N防尘毒呼吸器获得的针对PM10分粒径颗粒物的现场防护因数。
本发明的技术效果和优点：
(1)本发明提出的一种呼吸器现场防护因数测评系统，可用于测定呼吸器在真实作业现场的防护因数，进而科学指导呼吸防护，保障呼吸健康和生命安全；
(2)本发明同时包含呼吸器面罩内、外部有害物采样系统，且内、外采样系统均包含可选的可拆卸式采样装置，可根据采样目标有害物的不同选择不同的采样装置，实现对粉尘、有毒有害气体、细菌、病毒等不同有害物的呼吸器面罩内、外部同时取样；
(3)本发明包含的可选的可拆卸式内、外采样装置设置于呼吸器面罩内、外部一极小区域范围，可有效避免因有害物浓度区域性差异导致的防护因数的评测误差；
(4)本发明通过双头出轴式电机带动系统动力风扇运行，可对可选的可拆卸式内、外采样装置产生相同大小的采样流量，且呼吸器面罩内、外采样过程同步，采样时长相同，故只需对内、外采样装置采集的有害物含量进行比对，即可获取呼吸器防护因数，无需开展采样前后流量校准、采样时长记录等复杂工序；
(5)本发明利用第一调节机构和第二调节机构的设置，通过第一调节机构使第一固定块和第一活动块之间的间距可调，通过第二调节机构使第二固定块和第二活动块之间的间距可调，增大了可调节机械臂的活动范围，使可调节机械臂可以适用于不同的需求，提高了可调节机械臂的适用性。
附图说明
图1为本发明受试者佩戴整体结构示意图。
图2为本发明呼吸器现场防护因数测评系统的整体结构示意图。
图3为本发明可拆卸式粉尘采样装置的局部结构示意图。
图4为本发明可拆卸式有毒有害气体采样装置的局部结构示意图。
图5为本发明可拆卸式微生物采样装置的局部结构示意图。
图6为本发明电机驱动定时器的局部结构示意图。
图7为本发明防护因数-粉尘粒径曲线图。
图8为本发明佩戴装置结构示意图。
图9为本发明可调节机械臂侧面剖视结构示意图。
图10为本发明图9中A处局部放大结构示意图。
图中：1、外壳；2、外进气口；201、波纹软管；202、采集球；3、可拆卸式外采样系统；4、系统动力风扇；5、排气散热孔；6、双头出轴式电机；7、可拆卸式内采样系统；8、内进气口；9、联动轴；10、采样电源开关；11、采样启动开关；12、电机驱动定时器；13、呼吸器面罩；14、头箍；141、弧形贴合板；142、松紧绑带；143、贴肤带；15、可调节机械臂；1501、连接杆；1502、第一铰接板；1503、第一固定块；1504、第一活动块；1505、第一转柱；1506、第一螺纹杆；1507、第一限位块；1508、第一限位杆；1509、第二固定块；1510、第二活动块；1511、第二转柱；1512、第二螺纹杆；1513、第二限位块；1514、第二限位杆；1515、第二铰接板；1516、横向滑杆；1517、活动套筒；1518、安装板；1519、安装套筒；1520、垂直度校准杆；16、可拆卸式采样装置外壳；161、主壳体；162、第一拆装环；163、第二拆装环；17、滤膜；18、吸收管；19、风扇；20、电机；21、可拆卸式微生物采样装置电源开关；22、可拆卸式微生物采样装置启动开关；23、采样基条；24、局部培养基腔室。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1-10所示的一种呼吸器现场防护因数测评系统及测评方法，包括呼吸器主体、呼吸器面罩13、佩戴装置和有害物检测系统；
呼吸器主体包括外壳1以及外采样系统、动力装置和内采样系统；
外采样系统包括外进气口2和可拆卸式外采样系统3，用于采集呼吸器面罩13外部空气中的粉尘、有毒有害气体、微生物等特定有害物，外进气口2的一端固定连接有波纹软管201，波纹软管201的长度可根据实际需求进行更改，波纹软管201的一端固定连接有采集球202，采集球202和采集球202上遍布开设有的进气孔，便于外进气口2全方面的进气，波纹软管201和采集球202可以使采集的点位远离测试人员，提高了对测试人员的保护强度，采集球202的外壁遍布开设有进气孔，可拆卸式外采样系统3包括可选的可拆卸式粉尘采样装置、可拆卸式有毒有害气体采样装置和可拆卸式微生物采样装置，根据采集的对象的需求可选取不同的采样装置，采集对象为粉尘时选用可拆卸式粉尘采样装置、采集对象为有毒有害气体时选用可拆卸式有毒有害气体采样装置、采集对象为微生物时选用微生物采样装置；
可拆卸式粉尘采样装置包括滤膜17和可拆卸式采样装置外壳16，滤膜17的通过安装环固定安装于可拆卸式采样装置外壳16的内腔，在双头出轴式电机6和系统动力风扇4的作用下，相同流量大小的载尘气流分别由呼吸器面罩13内、外部流经滤膜17，同步完成呼吸器面罩13内、外部的粉尘采样，可拆卸式有毒有害气体采样装置包括根据GBZ/T300.66-2017规定的特定气体吸收管18和可拆卸式采样装置外壳16，特定气体吸收管18内包含两个弹簧丝，两个弹簧丝之间对称设有玻璃棉，也可选用泡沫塑料，两个玻璃棉之间设有固体吸附剂，在双头出轴式电机6和系统动力风扇4的作用下，相同流量大小的含有毒害气体的气流分别由呼吸器面罩13内、外部流经吸收管18，同步完成对呼吸器面罩13内、外部的有毒有害气体的采样；进一步的，针对目标有毒有害气体，可拆卸式微生物采样装置包括可拆卸式微生物采样装置电源开关21、可拆卸式微生物采样装置启动开关22、风扇19、电机20、采样基条23和可拆卸式采样装置外壳16，电机20固定安装于可拆卸式采样装置外壳16的内部，电机20的输出端与风扇19的一侧传动连接，所述采样基条23贴合设置于可拆卸式采样装置外壳16的内壁，采样基条23的表面设置有局部培养基腔室24，在双头出轴式电机6和系统动力风扇4的作用下，呼吸器面罩13内、外气流分别通过风扇19，在风扇19的旋转下，气流形成一个锥形体，随着风扇19的旋转，空气中的微生物由于离心力的作用加速冲击到含有琼脂培养基的专用采样基条23上，同步完成呼吸器面罩13内、外微生物采样过程；
可拆卸式采样装置外壳16包括主壳体161，主壳体161内用于安装对应采样装置的结构，主壳体161的一侧固定连接有第一拆装环162，第一拆装环162和第二拆装环163用于可拆卸式采样装置外壳16的拆装工作，第一拆装环162的尺寸要大于第二拆装环163，第一拆装环162的内壁开设有均匀分布的内螺纹，主壳体161的另一侧固定连接有第二拆装环163，第二拆装环163的内壁开设有均匀分布的内螺纹，可拆卸式采样装置外壳16左右两侧面设置有与外进气口2一侧、内进气口8一侧和外壳1互相契合螺纹结构；
动力装置包括双头出轴式电机6、联动轴9、电机驱动定时器12和系统动力风扇4，打开双头出轴式电机6的外接开关，双头出轴式电机6通过联动轴9带动系统动力风扇4进行采样的吸取工作，双头出轴式电机6通过联动轴9带动系统动力风扇4运行，同时为内、外采样系统提供相同流量大小的抽吸采样气流，且呼吸器面罩13内、外采样过程同步，采样时长相同；
内采样系统包括内进气口8和可拆卸式内采样系统7，用于采集呼吸器面罩13内部空气中的粉尘、有毒有害气体、微生物等特定有害物，依据采集目标有害物的不同，可拆卸式内采样系统7包括可选的可拆卸式粉尘采样装置、可拆卸式有毒有害气体采样装置、可拆卸式微生物采样装置；内进气口8与呼吸器面罩13连接；
呼吸器面罩13包括可选的自吸过滤式粘弹性硅胶半面罩/全面罩、动力送风过滤式呼吸器半面罩/全面罩、隔绝空气式呼吸器半面罩/全面罩；
内采样系统安装于呼吸器面罩13侧面，通过内进气口8的螺纹结构及垫圈与呼吸器面罩13连接；
佩戴装置包括头箍14和两个可调节机械臂15，两个可调节机械臂15处的结构相同，两个可调节机械臂15之间设有承托机构，两个可调节机械臂15通过承托机构与呼吸器主体连接；
头箍14包括两个弧形贴合板141，在测试人员佩戴头箍14时，两个弧形贴合板141需位于测试人员脑袋的两侧，两个弧形贴合板141之间对称固定连接有松紧绑带142，两个松紧绑带142可以发生弹性形变，从而使头箍14可以适用于头部不同大小的测试人员，提高了头箍14的适用性，两个松紧绑带142的对立面对称固定连接有贴肤带143，贴肤带143采用牛奶纤维和羊绒棉编织而成，提高了测试人员佩戴头箍14的舒适度，两个弧形贴合板141的背立面对称开设有连接平台槽，两个可调节机械臂15分别安装于两个连接平台槽处；
可调节机械臂15包括连接杆1501，连接杆1501转动连接于弧形贴合板141的一侧，连接杆1501的底端开设有第一铰接槽，第一铰接槽的内腔铰接有第一铰接板1502，第一铰接槽和第一铰接板1502用于连接杆1501和第一调节机构之间的连接工作，第一铰接板1502的一侧固定连接有第一调节机构，第一调节机构的一侧设有第二调节机构，第一调节机构和第二调节机构的设置用于提高可调节机械臂15的运动范围；
第一调节机构包括第一固定块1503，第一固定块1503的底部设有第一活动块1504，第一活动块1504的顶部转动连接有第一转柱1505，第一转柱1505的外壁开设有均匀分布的条形纹，第一转柱1505的顶部固定连接有第一螺纹杆1506，当对第一转柱1505施加顺时针方向上的转向力时，可以带动第一螺纹杆1506做顺时针方向上的转动，从而使第一螺纹杆1506逐步进入第一螺纹孔内，此过程中第一螺纹杆1506会带动第一活动块1504逐渐靠近第一固定块1503，同理对第一转柱1505施加逆时针方向上的转向力时，可以带动第一螺纹杆1506做逆时针方向上的转动，从而使第一螺纹杆1506逐渐脱离第一螺纹孔，此过程中第一螺纹杆1506会带动第一活动块1504逐渐远离第一固定块1503，以上两个过程便是第一调节机构的调节方式，第一固定块1503的底部开设有第一螺纹孔，第一螺纹杆1506的外壁与第一螺纹孔的内腔螺纹连接，第一固定块1503的内部对称开设有第一限位腔，两个第一限位腔的内腔均滑动套接有第一限位块1507，第一限位腔、第一限位块1507和第一贯穿孔、第一限位杆1508用于保证第一活动块1504可以平稳运动的同时，也有效的防止了第一螺纹杆1506脱离第一螺纹孔，第一限位腔的内径要大于第一贯穿孔，第一限位块1507的尺寸要大于第一贯穿孔，两个第一限位腔内壁的底部均开设有第一贯穿孔，两个第一贯穿孔的内腔均滑动套接有第一限位杆1508，两个第一限位杆1508的一端与位置相对应第一限位块1507的底部固定连接，两个第一限位杆1508的另一端均与第一活动块1504的顶部固定连接；
第二调节机构包括第二固定块1509，第二固定块1509的一侧设有第二活动块1510，第二活动块1510的一侧转动连接有第二转柱1511，第二转柱1511的外壁开设有均匀分布的条形纹，第二转柱1511的一侧固定连接有第二螺纹杆1512，当对第二转柱1511施加一个顺时针方向上的转向力时，可以带动第二螺纹杆1512做顺时针方向上的转动，从而使第二螺纹杆1512逐步进入第二螺纹孔内，此过程中第二螺纹杆1512会带动第二活动块1510逐渐靠近第二固定块1509，同理对第二转柱1511施加一个逆时针方向上的转向力时，可以带动第二螺纹杆1512做逆时针方向上的转动，从而使第二螺纹杆1512逐步进入第二螺纹孔内，此过程中第二螺纹杆1512会带动第二活动块1510逐渐靠近第二固定块1509，以上两个过程便是第二调节机构的调节方式，第二固定块1509的一侧开设有第二螺纹孔，第二螺纹杆1512的外壁与第二螺纹孔的内腔螺纹连接，第二固定块1509的内部对称开设有第二限位腔，两个第二限位腔的内腔均滑动套接有第二限位块1513，第二限位腔、第二限位块1513和第二贯穿孔、第二限位杆1514用于保证第二活动块1510可以平稳运动，也有效的防止了第二螺纹杆1512脱离第二螺纹孔，第二限位腔的内径要大于第二贯穿孔，所述第二限位块1513的尺寸要大于第一贯穿孔，两个第二限位腔内壁的一侧均开设有第二贯穿孔，两个第二贯穿孔的内腔均滑动套接有第二限位杆1514，两个第二限位杆1514的一端与位置相对应第二限位块1513的一侧固定连接，两个第二限位杆1514的另一端均与第二活动块1510的一侧固定连接；
第二固定块1509的另一侧开设有第二铰接槽，第二铰接槽的内腔铰接有第二铰接板1515，第一调节机构与第二调节机构通过第二铰接槽和第二铰接板1515转动连接，第二铰接板1515的顶部与第一活动块1504的底部固定连接；
承托机构包括横向滑杆1516，横向滑杆1516固定连接于两个第二活动块1510之间，横向滑杆1516的外壁滑动套接有活动套筒1517，活动套筒1517滑动套接于横向滑杆1516的外壁，故安装板1518和安装套筒1519可沿着横向滑杆1516的方向移动，活动套筒1517的顶部固定连接有安装板1518，安装板1518的顶部固定连接有安装套筒1519，安装套筒1519用于承托呼吸器主体，呼吸器主体套设于安装套筒1519的内腔；
安装板1518的一侧转动连接有垂直度校准杆1520，垂直度校准杆1520便于测试人员了解安装套筒1519和呼吸器主体是否水平放置，垂直度校准杆1520设置于活动套筒1517的一侧；
有害物检测系统包括可选的粉尘检测子系统、有毒有害气体检测子系统、细菌检测子系统和病毒检测子系统，细菌检测子系统和病毒检测子系统，可针对内、外采样系统采集到的特定有害物，分别进行粉尘、有毒有害气体、细菌、病毒等检测分析；
外壳1的表面开设有排气散热孔5，排气散热孔5设置于双头出轴式电机6周围的上下外壳位置，用于及时排出系统动力风扇4产生的内、外抽吸气流和双头出轴式电机6产生的热量，外壳1的端部设置有用来控制双头出轴式电机6启动的采样电源开关10和采样启动开关11。
本发明工作原理：
S1：呼吸器现场防护因数测评前，确定目标有害物种类，并利用可拆卸式采样装置外壳16中的螺纹结构安装对应的可拆卸式内、外采样系统；
S2：利用内进气口8的螺纹结构及垫圈完成内采样系统与呼吸器面罩13的连接；
S3：将佩戴装置中的头箍14佩戴于受试者头部，然后根据受试者脸部生理结构特征调整可调节机械臂15，此过程通过第一调节机构、第二调节机构、第一铰接板1502和第二铰接板1515配合完成，在此过程中需要保证呼吸器主体和安装套筒1519正好位于测试人员的面前，如图1所示。
S4：S1-S3完成后，使受试者通过完成左右摆头、上下点头、弯腰等动作确认佩戴及安装的稳定性。
S5：呼吸器现场防护因数测评开始时，打开采样电源开关10，在电机驱动定时器12上设定对应有害物的采样时间，设置采样时间时，根据具体采样时间的小时数和分钟数在“时”键和“分”键上按下对应次数，完成时间设置后，按下电机驱动定时器12上的“设定”键，则完成采样时间的设定，若采样时间设置过程中存在输入失误的情况，可按下“复位”键，重复以上操作即可完成采样时间设定。
S6：采样时间设定完成后，打开采样启动开关11，电机驱动定时器12进入采样时间倒计时，双头出轴式电机6通过联动轴9带动系统动力风扇4转动，同时为内、外采样系统提供相同流量大小的抽吸采样气流，气流方向按图6所示，并最终由排气散热孔5以低速排入大气；呼吸器面罩13内、外采样过程同步，采样时长相同；
S7：电机驱动定时器12采样时间倒计时结束后，采样启动开关11断开，采样结束，手动关闭采样电源开关10，将内、外采样系统带回实验室，利用有害物检测系统分别对内、外采样系统采集的目标有害物进行检测分析，获取呼吸器针对目标有害物的现场防护因数。
实施例：测评呼吸器对PM10分粒径颗粒物的现场防护因数；
步骤1：可拆卸式内、外采样系统选用可拆卸式PM10采样装置，有害物浓度检测系统选用MIE光散射法粉尘检测子系统；
步骤2：完成S1至S7采样过程，利用呼吸器面罩内、外采样装置在同一采样时长、同一采样流量下将粉尘采集到内、外滤膜上；
步骤3：将收集了粉尘的内、外滤膜分别置于盛有透明六偏磷酸钠水溶液的容器中，容器内置磁力搅拌棒，利用磁力底座通过非接触式的磁力搅拌形成较稳定均匀的粉尘悬浊液，在暗室中，利用MIE光散射法测定悬浊液的光谱信息，与标准粒径颗粒物浓度VS.光谱信息曲线比对，分别获取内、外滤膜上采集到的PM10分粒径颗粒物含量，进而求得呼吸器对PM10分粒径颗粒物的现场防护因数。
步骤4：重复步骤1至步骤3，分别测试采煤工、建筑工和木工在8h工班内佩戴霍尼韦尔5550型半面式N95防尘毒呼吸器获得的针对PM10分粒径颗粒物的现场防护因数，如图7所示。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种呼吸器现场防护因数测评系统，其特征在于，包括呼吸器主体、呼吸器面罩(13)、佩戴装置和有害物检测系统；
呼吸器主体包括外壳(1)以及外采样系统、动力装置和内采样系统；
所述外采样系统包括外进气口(2)和可拆卸式外采样系统(3)，所述可拆卸式外采样系统(3)包括可拆卸式粉尘采样装置、可拆卸式有毒有害气体采样装置和可拆卸式微生物采样装置；
所述动力装置包括双头出轴式电机(6)、联动轴(9)、电机驱动定时器(12)和系统动力风扇(4)，其中利用电机驱动定时器(12)实现双头出轴式电机(6)的定时运行采样，通过联动轴(9)带动系统动力风扇(4)运行；
所述内采样系统包括内进气口(8)和可拆卸式内采样系统(7)，用于采集呼吸器面罩(13)内部空气中的粉尘、有毒有害气体、微生物；
所述呼吸器面罩(13)包括自吸过滤式粘弹性硅胶半面罩或全面罩、动力送风过滤式呼吸器半面罩或全面罩、隔绝空气式呼吸器半面罩或全面罩；
所述佩戴装置包括头箍(14)和两个可调节机械臂(15)，两个所述可调节机械臂(15)之间设有承托机构，两个所述可调节机械臂(15)通过承托机构与呼吸器主体连接；
所述有害物检测系统包括粉尘检测子系统、有毒有害气体检测子系统、细菌检测子系统和病毒检测子系统。
2.根据权利要求1所述的一种呼吸器现场防护因数测评系统，其特征在于，所述可拆卸式粉尘采样装置包括滤膜(17)和可拆卸式采样装置外壳(16)，所述滤膜(17)的通过安装环固定安装于可拆卸式采样装置外壳(16)的内腔，所述可拆卸式有毒有害气体采样装置包括根据GBZ/T300.66-2017规定的特定气体吸收管(18)和可拆卸式采样装置外壳(16)，所述可拆卸式微生物采样装置包括可拆卸式微生物采样装置电源开关(21)、可拆卸式微生物采样装置启动开关(22)、风扇(19)、电机(20)、采样基条(23)和可拆卸式采样装置外壳(16)，所述电机(20)固定安装于可拆卸式采样装置外壳(16)的内部，所述电机(20)的输出端与风扇(19)的一侧传动连接，所述采样基条(23)贴合设置于可拆卸式采样装置外壳(16)的内壁；
所述可拆卸式采样装置外壳(16)包括主壳体(161)，所述主壳体(161)的一侧固定连接有第一拆装环(162)，所述第一拆装环(162)的内壁开设有均匀分布的内螺纹，所述主壳体(161)的另一侧固定连接有第二拆装环(163)，所述第二拆装环(163)的内壁开设有均匀分布的内螺纹。
3.根据权利要求1所述的一种呼吸器现场防护因数测评系统，其特征在于，所述头箍(14)包括两个弧形贴合板(141)，两个所述弧形贴合板(141)之间对称固定连接有松紧绑带(142)，两个所述松紧绑带(142)的对立面对称固定连接有贴肤带(143)，两个所述弧形贴合板(141)的背立面对称开设有连接平台槽；
所述可调节机械臂(15)包括连接杆(1501)，所述连接杆(1501)转动连接于弧形贴合板(141)的一侧，所述连接杆(1501)的底端开设有第一铰接槽，所述第一铰接槽的内腔铰接有第一铰接板(1502)，所述第一铰接板(1502)的一侧固定连接有第一调节机构，所述第一调节机构的一侧设有第二调节机构；
所述第一调节机构包括第一固定块(1503)，所述第一固定块(1503)的底部设有第一活动块(1504)，所述第一活动块(1504)的顶部转动连接有第一转柱(1505)，所述第一转柱(1505)的顶部固定连接有第一螺纹杆(1506)，所述第一固定块(1503)的底部开设有第一螺纹孔，所述第一螺纹杆(1506)的外壁与第一螺纹孔的内腔螺纹连接，所述第一固定块(1503)的内部对称开设有第一限位腔，两个所述第一限位腔的内腔均滑动套接有第一限位块(1507)，两个所述第一限位腔内壁的底部均开设有第一贯穿孔，两个第一所述贯穿孔的内腔均滑动套接有第一限位杆(1508)，两个所述第一限位杆(1508)的一端与位置相对应第一限位块(1507)的底部固定连接，两个所述第一限位杆(1508)的另一端均与第一活动块(1504)的顶部固定连接；
所述第二调节机构包括第二固定块(1509)，所述第二固定块(1509)的一侧设有第二活动块(1510)，所述第二活动块(1510)的一侧转动连接有第二转柱(1511)，所述第二转柱(1511)的一侧固定连接有第二螺纹杆(1512)，所述第二固定块(1509)的一侧开设有第二螺纹孔，所述第二螺纹杆(1512)的外壁与第二螺纹孔的内腔螺纹连接，所述第二固定块(1509)的内部对称开设有第二限位腔，两个所述第二限位腔的内腔均滑动套接有第二限位块(1513)，两个所述第二限位腔内壁的一侧均开设有第二贯穿孔，两个第二所述贯穿孔的内腔均滑动套接有第二限位杆(1514)，两个所述第二限位杆(1514)的一端与位置相对应第二限位块(1513)的一侧固定连接，两个所述第二限位杆(1514)的另一端均与第二活动块(1510)的一侧固定连接；
所述第二固定块(1509)的另一侧开设有第二铰接槽，所述第二铰接槽的内腔铰接有第二铰接板(1515)，所述第二铰接板(1515)的顶部与第一活动块(1504)的底部固定连接；
所述承托机构包括横向滑杆(1516)，所述横向滑杆(1516)固定连接于两个第二活动块(1510)之间，所述横向滑杆(1516)的外壁滑动套接有活动套筒(1517)，所述活动套筒(1517)的顶部固定连接有安装板(1518)，所述安装板(1518)的顶部固定连接有安装套筒(1519)，所述呼吸器主体套设于安装套筒(1519)的内腔；
所述安装板(1518)的一侧转动连接有垂直度校准杆(1520)，所述垂直度校准杆(1520)设置于活动套筒(1517)的一侧。
4.根据权利要求1所述的一种呼吸器现场防护因数测评系统，其特征在于，所述外进气口(2)的一端固定连接有波纹软管(201)，所述波纹软管(201)的一端固定连接有采集球(202)，所述采集球(202)的外壁遍布开设有进气孔。
5.根据权利要求1所述的一种呼吸器现场防护因数测评系统，其特征在于，所述外壳(1)的表面开设有排气散热孔(5)，排气散热孔(5)设置于双头出轴式电机(6)周围的上下外壳位置，用于及时排出系统动力风扇(4)产生的内、外抽吸气流和双头出轴式电机(6)产生的热量。
6.根据权利要求1所述的一种呼吸器现场防护因数测评系统，其特征在于，所述可拆卸式采样装置外壳(16)左右两侧面设置有与外进气口(2)一侧、内进气口(8)一侧和外壳(1)互相契合螺纹结构。
7.根据权利要求1所述的一种呼吸器现场防护因数测评系统，其特征在于，所述内采样系统安装于呼吸器面罩(13)侧面，通过内进气口(8)的螺纹结构及垫圈与呼吸器面罩(13)连接。
8.根据权利要求1所述的一种呼吸器现场防护因数测评系统，其特征在于，所述外壳(1)的端部设置有用来控制双头出轴式电机(6)启动的采样电源开关(10)和采样启动开关(11)。
9.根据权利要求2所述的一种呼吸器现场防护因数测评系统，其特征在于，所述采样基条(23)的表面设置有局部培养基腔室(24)。
10.根据权利要求1所述的一种呼吸器现场防护因数测评方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：可拆卸式内、外采样系统选用可拆卸式PM10采样装置，有害物浓度检测系统选用MIE光散射法粉尘检测子系统；
步骤2：完成S1至S7采样过程，利用呼吸器面罩内、外采样装置在同一采样时长、同一采样流量下将粉尘采集到内、外滤膜上；
步骤3：将收集了粉尘的内、外滤膜分别置于盛有透明六偏磷酸钠水溶液的容器中，容器内置磁力搅拌棒，利用磁力底座通过非接触式的磁力搅拌形成较稳定均匀的粉尘悬浊液，在暗室中，利用MIE光散射法测定悬浊液的光谱信息，与标准粒径颗粒物浓度VS.光谱信息曲线比对，分别获取内、外滤膜上采集到的PM10分粒径颗粒物含量，进而求得呼吸器对PM10分粒径颗粒物的现场防护因数；
步骤4：重复步骤1至步骤3，分别测试采煤工、建筑工和木工在8h工班内佩戴霍尼韦尔5550型半面式N95防尘毒呼吸器获得的针对PM10分粒径颗粒物的现场防护因数。
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