CN207923673U - 口罩防护性能测试装置 - Google Patents
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Abstract
口罩防护性能测试装置，包括缓冲混合仓、介质发生器、测试仓、模拟人头、弱电风机、气囊、滤前介质浓度测试仪及滤后介质浓度测试仪；模拟人头设在测试仓的内腔中，其内部设有气通道，气通道两端分别连通至模拟人头的外表面，而在模拟人头的外表面上形成上开口和下开口，上开口暴露在测试仓的内腔中；弱电风机的前端通过气路管道与模拟人头的下开口连通，后端通过气路管道与气囊连通。本实用新型可高度模拟人体真实呼吸，从而更加全面、准确地评测防护用具的防护功效。根据介质发生器的选择不同，可模拟高放射性环境、高浓度粉尘环境(例如雾霾天气)、含有有毒气体环境，进而实现有针对性的评测防护用具对不同介质的防护功效。
Description
技术领域
本实用新型涉及测试装置，特别是一种口罩防护性能测试装置。
背景技术
随着综合国力的增强，核能迅猛发展，我国已然成为在建核电机组世界第二大国。然而在核能利用工艺过程中会产生大量的颗粒物及铀粉尘(铀粉尘衰变会产生氡气)，当人暴露在含有颗粒物及铀粉尘的环境中时，颗粒物会通过人体的呼吸进入人的肺部，并在肺部沉积，久而久之，会使肺发生纤维化，引发一系列职业病。而氡气是一种无色无味的放射性气体，当氡及其子体进入肺部发生内照射，极易引发肺癌。
因此，作为人们防护的最后一道屏障，防护用具(例如口罩)的选择及性能测试及其重要，一套能真实还原人体呼吸状态的防护用具(例如口罩)性能测试装置对于指导人们选择合格的防护用具(例如口罩)具有重要意义。
但目前，设计口罩防护性能测试装置的难点在于：人体是一个复杂的系统，其呼吸是一个非线性的过程，不同人在不同时段在不同运动强度下呼吸强度及频次各不同，很难实现完全真实的模拟。测试过程中要仿真模拟人体的吸气和呼气过程，需要通过风机正反转来实现，风机正反转的控制方式是现在技术上的一个难点。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，而提供一种口罩防护性能测试装置，它解决了目前设计口罩防护性能测试装置时，难以真实模拟呼吸过程的问题。
本实用新型的技术方案是：口罩防护性能测试装置，包括缓冲混合仓、介质发生器、测试仓、模拟人头、弱电风机、气囊、滤前介质浓度测试仪及滤后介质浓度测试仪；
缓冲混合仓外壁上设有出气口和进气口，出气口通过气路管道与测试仓的进气孔连通，进气口通过气路管道与介质发生器连通；
测试仓外壁上设有连通至其内腔的进气孔；
模拟人头设在测试仓的内腔中，其内部设有气通道，气通道两端分别连通至模拟人头的外表面，而在模拟人头的外表面上形成上开口和下开口，上开口暴露在测试仓的内腔中；
弱电风机的前端通过气路管道与模拟人头的下开口连通，后端通过气路管道与气囊连通；
滤前介质浓度测试仪的采样测头位于测试仓内腔中；
滤后介质浓度测试仪的采样测头伸入模拟人头的气通道内，或伸入弱电风机的前端与模拟人头的下开口之间的气路管道内，或伸入弱电风机的后端与气囊之间的气路管道内。
本实用新型进一步的技术方案是：介质发生器为甲醛发生器或氡气发生器或粉尘发生器。
本实用新型再进一步的技术方案是：其还包括设在缓冲混合仓内的混合风机。
本实用新型更进一步的技术方案是：模拟人头的上开口包括口和鼻。
本实用新型更进一步的技术方案是：其还包括风速传感器、压差计量组件、输入装置和主控芯片；风速传感器的探头伸入弱电风机与模拟人头之间的气路管道中，压差计量组件包括微压计A和微压计B，微压计A的探头伸入弱电风机与模拟人头之间的气路管道中，微压计B的探头暴露在测试仓的内腔中，主控芯片的信号输入端口分别与风速传感器、微压计A、微压计B、输入装置、滤前介质浓度测试仪及滤后介质浓度测试仪电连接或通信方式连接，主控芯片的信号输出端口与弱电风机电连接。
本实用新型更进一步的技术方案是：其还包括显示装置，显示装置与主控芯片的信号输出端口电连接。
本实用新型更进一步的技术方案是：主控芯片为带有蓝牙模块的单片机，输入装置为带有蓝牙模块的手机，两者以蓝牙通信方式连接。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点：
1、可高度模拟人体真实呼吸，从而更加全面、准确地评测防护用具的防护功效。根据介质发生器的选择不同，可模拟高放射性环境(例如铀矿开采及核燃料加工现场)、高浓度粉尘环境(例如雾霾天气)、含有有毒气体环境，进而实现有针对性的评测防护用具对不同介质的防护功效。
2、可通过手机输入控制命令，调控弱电风机的机轴正反转、正反转频次、转速等参数，模拟出人体真实呼吸模式，做到了呼吸流量、呼吸强度和呼吸周期参数可调节，模拟真实度较高，提高了检测和评价的准确性和真实性。
以下结合图和实施例对本实用新型作进一步描述。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示，口罩防护性能测试装置，包括缓冲混合仓1、介质发生器2、测试仓3、模拟人头4、弱电风机5、气囊6、滤前介质浓度测试仪7、滤后介质浓度测试仪8、风速传感器9、压差计量组件、输入装置200、显示装置300及主控芯片400。
缓冲混合仓1外壁上设有出气口11和进气口12，出气口11通过气路管道与测试仓3的进气孔31连通。
介质发生器2通过气路管道与缓冲混合仓1的进气口12连通。
测试仓3外壁上设有连通至其内腔的进气孔31。
模拟人头4设在测试仓3的内腔中，其内部设有气通道41，气通道两端分别连通至模拟人头的外表面，而在模拟人头的外表面上形成上开口42和下开口43，上开口42暴露在测试仓3的内腔中，上开口42包括口和鼻。
弱电风机5的前端通过气路管道与模拟人头的下开口连通，后端通过气路管道与气囊6连通，弱电风机5的前、后端均可进排气。
滤前介质浓度测试仪7的采样测头位于测试仓3内腔中。
滤后介质浓度测试仪8的采样测头伸入模拟人头4的气通道41内，或伸入弱电风机5的前端与模拟人头4的下开口43之间的气路管道内，或伸入弱电风机5的后端与气囊6之间的气路管道内。
风速传感器9的探头伸入弱电风机5与模拟人头4之间的气路管道中，其通过测量气体流量从而计算出呼吸强度。
压差计量组件包括微压计A101和微压计B102，微压计A101的探头伸入弱电风机5与模拟人头4之间的气路管道中，微压计B102的探头暴露在测试仓3的内腔中。通过读取微压计A101与微压计B102之间的测量压差可计算出呼吸阻力。
输入装置200用于输入控制命令，实现弱电风机5机轴正反转、正反转频次、转速等参数的调节和控制。
显示装置300为用于显示测试过程中的各种测量数据。
优选，缓冲混合仓1内设有混合风机13，用于将缓冲混合仓内的氡气混合均匀。
优选，主控芯片400为带有蓝牙模块的单片机，输入装置200为带有蓝牙模块的手机，两者以蓝牙通信方式连接。
本实施例中，介质发生器2为氡气发生器，相应的，滤前介质浓度测试仪7及滤后介质浓度测试仪8均为测氡仪。根据测试需要，介质发生器2也可以替换为甲醛发生器或或粉尘发生器或其它有毒气体发生器。
主控芯片400的信号输入端口分别与风速传感器9、微压计A101、微压计B102、输入装置200、滤前介质浓度测试仪7及滤后介质浓度测试仪8电连接。主控芯片400的信号输出端口与弱电风机5及显示装置300电连接。
简述本实用新型的使用：将本实用新型整体置于通风橱中，做好测试前的准备工作，准备工作包括：1、打开滤前介质浓度测试仪7和滤后介质浓度测试仪8，分别运行两分钟。2、打开微压计A101、微压计B102、风速传感器9及混合风机13的开关
准备工作完成后，打开介质发生器2，静待5分钟，使气溶胶颗粒的浓度达到稳定，再将防护用具(本实施例中为口罩)固定在模拟人头4的上开口42处，罩住口和鼻，再通过输入装置200输入控制命令，启动弱电风机5，控制机轴交替正反转而模拟出人的自然呼吸状态，此过程中，气囊6交替收缩和膨胀，以模拟人体肺部的功能。
通过输入装置200输入控制命令来改变气路管道内的流量使其达到 GB2626-2006口罩测试的流量标准 b=85L/min，浓度测试仪取样流量a=5L/min。
总流量d可由式(1)求得：d=b+a；(1)；
得：d=85+5=90L/min，即平均风速控制在 v=1.88m/s。
开始采样，待实验结束后关闭所有仪器，统计测量结果。由微压计A101，微压计B102读得的未放口罩前稳定示数p1和放口罩后稳定示数 p2，则口罩的呼吸阻力特性Δp可由式(2)求得：Δp=p1－p2；(2)；
滤前介质浓度测试仪7及滤后介质浓度测试仪8测得经口罩过滤前和经口罩过滤后的浓度分别为C1和C2，则口罩对介质的吸附效率K可可由式(3)求得：K=(C1-C2)/C1×100%；(3)。
Claims (8)
1.口罩防护性能测试装置，其特征是：包括缓冲混合仓、介质发生器、测试仓、模拟人头、弱电风机、气囊、滤前介质浓度测试仪及滤后介质浓度测试仪；
缓冲混合仓外壁上设有出气口和进气口，出气口通过气路管道与测试仓的进气孔连通，进气口通过气路管道与介质发生器连通；
测试仓外壁上设有连通至其内腔的进气孔；
模拟人头设在测试仓的内腔中，其内部设有气通道，气通道两端分别连通至模拟人头的外表面，而在模拟人头的外表面上形成上开口和下开口，上开口暴露在测试仓的内腔中；
弱电风机的前端通过气路管道与模拟人头的下开口连通，后端通过气路管道与气囊连通；
滤前介质浓度测试仪的采样测头位于测试仓内腔中；
滤后介质浓度测试仪的采样测头伸入模拟人头的气通道内，或伸入弱电风机的前端与模拟人头的下开口之间的气路管道内，或伸入弱电风机的后端与气囊之间的气路管道内。
2.如权利要求1所述的口罩防护性能测试装置，其特征是：介质发生器为甲醛发生器或氡气发生器或粉尘发生器。
3.如权利要求2所述的口罩防护性能测试装置，其特征是：其还包括设在缓冲混合仓内的混合风机。
4.如权利要求1-3中任一项所述的口罩防护性能测试装置，其特征是：模拟人头的上开口包括口和鼻。
5.如权利要求1-3中任一项所述的口罩防护性能测试装置，其特征是：其还包括风速传感器、压差计量组件、输入装置和主控芯片；风速传感器的探头伸入弱电风机与模拟人头之间的气路管道中，压差计量组件包括微压计A和微压计B，微压计A的探头伸入弱电风机与模拟人头之间的气路管道中，微压计B的探头暴露在测试仓的内腔中，主控芯片的信号输入端口分别与风速传感器、微压计A、微压计B、输入装置、滤前介质浓度测试仪及滤后介质浓度测试仪电连接或通信方式连接，主控芯片的信号输出端口与弱电风机电连接。
6.如权利要求5所述的口罩防护性能测试装置，其特征是：其还包括显示装置，显示装置与主控芯片的信号输出端口电连接。
7.如权利要求5所述的口罩防护性能测试装置，其特征是：主控芯片为带有蓝牙模块的单片机，输入装置为带有蓝牙模块的手机，两者以蓝牙通信方式连接。
8.如权利要求6所述的口罩防护性能测试装置，其特征是：主控芯片为带有蓝牙模块的单片机，输入装置为带有蓝牙模块的手机，两者以蓝牙通信方式连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN109781608A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-05-21 | 华中科技大学 | 一种口罩过滤性能测试装置及方法 |
| CN112881257A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-06-01 | 尚志(北京)科技有限公司 | 一种采用头模的口罩设计辅助测试方法 |
| CN114001876A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-02-01 | 南通大学 | 口罩密合性多点检测系统及方法 |
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