CN213600550U - 颗粒物防护效果测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种颗粒物防护效果测试装置，包括与控制主板电性连接的模拟呼吸机、气溶胶发生器及两台气溶胶浓度检测器，测试舱内设有头模及循环风机，头模设有通过呼吸管道与模拟呼吸机相连接的呼吸道，气溶胶发生器的送气管道上设有比例阀，其一采集端A位于测试舱内而另一采集端B位于呼吸道内，测试舱连通设置有连接至排气风机的排气管道且排气管道上设有开关件。本实用新型通过循环风机使得舱内的气溶胶均匀分布，通过舱内采集端获得实验过程中舱内实时浓度并发送给控制主板，控制主板通过比例阀使得舱内气溶胶浓度保持稳定，测试前通过排气风机可将测试舱及呼吸道内的气溶胶排除，保证本底浓度的准确和测试舱浓度的稳定，保证测试准确。
Description
技术领域
本实用新型属于颗粒物防护用品性能检测技术领域，具体涉及一种颗粒物防护效果测试装置，适用于口罩、滤料等颗粒物防护效果的检测。
背景技术
《GB/T32610日常防护性口罩技术规范》明确了防护性口罩的检验规范，其中包括关于颗粒物防护效果的测试方法，该方法借助一个气溶胶发生器产生一定浓度和粒径的气溶胶颗粒，模拟颗粒物在空气中的悬浮状态，并以规定的流量通过口罩，初始浓度为20mg/m3～30mg/m3，测试过程中浓度变化≤10％，使用颗粒物检测装置侦测通过口罩过滤前后的颗粒物浓度变化情况，以浓度减少量的百分比来评价口罩对颗粒物的防护效果。
中国公开专利文献（CN108801876A）公开了一种儿童口罩防护效果的测试方法，防护效果P按以下公式计算：P＝(C1－C2+C0)/C1*100％，式中：C1为实验过程中测试舱内测试介质浓度，单位为毫克每立方米；C2为实验过程中通过头模呼吸管道吸入气体内测试介质浓度，单位为毫克每立方米；C0为被测面罩内颗粒物本底浓度，单位为毫克每立方米。在进行测试时，应同时检测C1和C2的数值，并计算多个采样时刻样品的防护效果，以整体测试过程中所获得的防护效果的最小值作为该样品的防护效果。
但是，现有的颗粒物防护效果测试装置存在如下缺陷：1、测试舱内气溶胶浓度达到预设值时间较长，或者较难以保证测试过程中测试舱内浓度稳定；2、由于头模呼吸管道内的残余颗粒物未能够有效清除，导致不同批次测量时颗粒物本底浓度不准确。
实用新型内容
鉴于现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种颗粒物防护效果测试装置。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种颗粒物防护效果测试装置，包括设备舱和测试舱，所述设备舱内设有控制主板及分别与控制主板电性连接的模拟呼吸机、气溶胶发生器及两台气溶胶浓度检测器，所述测试舱内设有用于佩戴待测口罩的头模及用于使测试舱内气流循环流动的循环风机，所述头模对应佩戴覆盖区域的位置处开设有通过呼吸管道与模拟呼吸机相连接的呼吸道，所述气溶胶发生器的气溶胶输出端通过送气管道与测试舱内部相连通并在送气管道上设有与控制主板电性连接的比例阀，其中一台气溶胶浓度检测器的采集端A位于测试舱内而另外一台气溶胶浓度检测器的采集端B位于呼吸道内，所述测试舱连通设置有连接至排气风机的排气管道且所述排气管道上设有开关件。
优选地，所述气溶胶浓度检测器为TSI光度计。
优选地，所述模拟呼吸机包括安装在安装架上的伺服电机、波纹管及与波纹管连接的滚珠丝杆和与滚珠丝杆螺纹配合并与由伺服电机驱动的丝杆螺母，所述波纹管的顶部连通设置有与呼吸管道相连接的接口，所述安装架对应波纹管位置处设有与控制主板电性连接的上限开关和下限开关。
优选地，所述伺服电机的输出轴安装有同步带轮A，所述丝杆螺母底部固定安装有套在滚珠丝杆外的中空转轴，所述中空转轴与固装在安装架底部的轴承座内的轴承内圈固定配合，所述中空转轴底部安装有套在滚珠丝杆外的同步带轮B，所述同步带轮A与同步带轮B之间传动配合有同步带。
优选地，所述气溶胶发生器为油性气溶胶发生器和/或盐性气溶胶发生器。
优选地，所述气溶胶发生器为玉米油气溶胶发生器和/或氯化钠气溶胶发生器。
优选地，所述测试舱的正面设置有测试舱门板。
优选地，所述设备舱设置有设备舱门板并由隔板分隔呈若干设备分舱。
优选地，该测试装置还包括嵌入式微型打印机，所述嵌入式微型打印机设置在设备舱内并与控制主板电性连接。
优选地，所述比例阀采用ITV0010-3BL。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1、本实用新型测试装置包括设于测试舱内的头模和循环风机，头模内设有通过呼吸管道与模拟呼吸机相连接的呼吸道，呼吸道和测试舱内均设有气溶胶浓度检测器的采集端，且气溶胶发生器的送气管道上设有比例阀，通过循环风机使得测试舱内的气溶胶均匀分布，通过测试舱内的采集端获得实验过程中测试舱内实时浓度并发送给控制主板，控制主板通过比例阀使得测试舱内气溶胶浓度保持稳定，通过呼吸道内的采集端获得呼吸道内本底浓度和实验过程中实时浓度，且在测试前通过排气风机可将测试舱及呼吸道内的气溶胶排除，保证本底浓度的准确和测试舱浓度的稳定，保证测试准确。
2、另，在开始测试时测试舱内气溶胶浓度处于低水平，离预设浓度偏差大，通过给比例阀一个较大值使气溶胶浓度快速上升，然后在预设浓度值附近再调节比例阀输出，采用PID算法精准控制比例阀来使舱内浓度保持稳定，能够缩短前期准备工作时长。
3、本实用新型模拟呼吸机采用伺服电机控制，模拟呼吸，呼吸流量和呼吸频率可自由设定。
4、本实用新型颗粒物防护效果测试装置适用于医疗器械检验所、疾病预防控制中心、医院、高效过滤器厂家、口罩研发和生产厂家等对口罩、滤料等颗粒物防护效果的检测。
附图说明
图1为本实用新型颗粒物防护效果测试装置结构示意图。
图2为本实用新型颗粒物防护效果测试装置舱门板打开的结构示意图。
图3为本实用新型颗粒物防护效果测试装置后视图一（略去舱门板）。
图4为本实用新型颗粒物防护效果测试装置后视图二（略去舱门板）。
图5为本实用新型两台气溶胶浓度检测器的采集端安装位置示意图。
图6为本实用新型模拟呼吸机结构示意图。
图7为本实用新型模拟呼吸机剖视图。
图8为图7中所示的P局部放大图。
图9为本实用新型控制主板部分接线示意图。
图中标记：101、测试舱；102、气溶胶设备分舱；10、控制主板；30、气溶胶浓度检测器；31、采集端A；32、采集端B；40、头模；50、循环风机；60、模拟呼吸机；61、伺服电机；62、波纹管；63、滚珠丝杆；64、丝杆螺母；65、中空转轴；66、同步带轮B；67、同步带；68、轴承座；620、接口；71、比例阀；72、切换电磁阀；73、静电中和器；74、下限开关；80、排气风机；81、开关件。
具体实施方式
为了让本实用新型的上述特征和优点更明显易懂，下面特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1-9所示，本实施例提供一种颗粒物防护效果测试装置，包括设备舱和测试舱101，所述测试舱101的正面设置有测试舱门板，所述设备舱设置有设备舱门板并由隔板分隔呈若干设备分舱。
在本实施例中，所述设备舱内设有控制主板10及分别与控制主板10电性连接的模拟呼吸机60、显示屏（图中未示出）、气溶胶发生器（图中未示出）及两台气溶胶浓度检测器30，另可通过USB接口与电脑通信连接。所述测试舱101内设有用于佩戴待测口罩的头模40及用于使测试舱101内气流循环流动的循环风机50，所述头模40对应佩戴覆盖区域的位置处开设有通过呼吸管道与模拟呼吸机60相连接的呼吸道，所述气溶胶发生器的气溶胶输出端通过送气管道与测试舱101内部相连通并在送气管道上设有与控制主板10电性连接的比例阀71，比例阀71优选采用ITV0010-3BL，控制主板10优选采用ESP8266等市售产品，通过PID算法精准控制比例阀71来使测试舱101内浓度保持稳定。
其中一台气溶胶浓度检测器30的采集端A31位于测试舱101内用于检测舱内气溶胶浓度C1，而另外一台气溶胶浓度检测器30的采集端B32位于呼吸道内用于检测呼吸道内气溶胶浓度C2和C0，所述气溶胶浓度检测器30优选采用TSI光度计。所述气溶胶发生器优选放置在位于气溶胶浓度检测器30下方的气溶胶设备分舱102内。
在本实施例中，所述气溶胶发生器为油性气溶胶发生器和/或盐性气溶胶发生器，而油性气溶胶发生器比如玉米油气溶胶发生器，盐性气溶胶发生器比如氯化钠气溶胶发生器。若同时具备油性气溶胶发生器和盐性气溶胶发生器，则在送气管道上设置与控制主板10电性连接的切换电磁阀72，用于切换输出工作用气溶胶。优选地，所述送气管道上设有静电中和器73。
在本实施例中，所述模拟呼吸机60包括安装在安装架上的伺服电机61、波纹管62及与波纹管62连接的滚珠丝杆63和与滚珠丝杆63螺纹配合并与由伺服电机61驱动的丝杆螺母64，所述波纹管62的顶部固定在安装架上且连通设置有与呼吸管道相连接的接口620，所述安装架对应波纹管62位置处设有与控制主板10电性连接的上限开关和下限开关74。伺服电机61与丝杆螺母64的具体驱动方式可采用如下方式：所述伺服电机61的输出轴安装有同步带轮A，所述丝杆螺母64底部固定安装有套在滚珠丝杆63外的中空转轴65，所述中空转轴65底部安装有套在滚珠丝杆63外的同步带轮B66，所述中空转轴65与固装在安装架底部的轴承座68内的轴承内圈固定配合，所述同步带轮A与同步带轮B66之间传动配合有同步带67，即伺服电机61正转驱使丝杆螺母64正转而使得滚珠丝杆63及与其连接的波纹管62向上升，直至上限开关输出上限信号而停止正转，完成吐气动作；接着伺服电机61反转驱使丝杆螺母64反转而使得滚珠丝杆63及与其连接的波纹管62向下降，直至下限开关74输出下限信号而停止反转，完成吸气动作；如此循环，模拟呼吸，呼吸流量和呼吸频率可自由设定。
另外，所述测试舱101连通设置有连接至排气风机80的排气管道且所述排气管道上设有开关件81，开关件81优选采用SDA气缸，在测试过程中开关件81处于关闭状态而封闭排气管道，而在测试结束后开关件81打开排气管道，启动排气风机80即可将测试舱101和头模40呼吸道内的气溶胶抽离出来，保证下一次测试的本底浓度准确。
优选地，该测试装置还包括嵌入式微型打印机，所述嵌入式微型打印机设置在设备舱内并与控制主板10电性连接。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员但凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做任何简单的修改、均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种颗粒物防护效果测试装置，其特征在于：包括设备舱和测试舱，所述设备舱内设有控制主板及分别与控制主板电性连接的模拟呼吸机、气溶胶发生器及两台气溶胶浓度检测器，所述测试舱内设有用于佩戴待测口罩的头模及用于使测试舱内气流循环流动的循环风机，所述头模对应佩戴覆盖区域的位置处开设有通过呼吸管道与模拟呼吸机相连接的呼吸道，所述气溶胶发生器的气溶胶输出端通过送气管道与测试舱内部相连通并在送气管道上设有与控制主板电性连接的比例阀，其中一台气溶胶浓度检测器的采集端A位于测试舱内而另外一台气溶胶浓度检测器的采集端B位于呼吸道内，所述测试舱连通设置有连接至排气风机的排气管道且所述排气管道上设有开关件。
2.根据权利要求1所述的颗粒物防护效果测试装置，其特征在于：所述气溶胶浓度检测器为TSI光度计。
3.根据权利要求1所述的颗粒物防护效果测试装置，其特征在于：所述模拟呼吸机包括安装在安装架上的伺服电机、波纹管及与波纹管连接的滚珠丝杆和与滚珠丝杆螺纹配合并与由伺服电机驱动的丝杆螺母，所述波纹管的顶部连通设置有与呼吸管道相连接的接口，所述安装架对应波纹管位置处设有与控制主板电性连接的上限开关和下限开关。
4.根据权利要求3所述的颗粒物防护效果测试装置，其特征在于：所述伺服电机的输出轴安装有同步带轮A，所述丝杆螺母底部固定安装有套在滚珠丝杆外的中空转轴，所述中空转轴与固装在安装架底部的轴承座内的轴承内圈固定配合，所述中空转轴底部安装有套在滚珠丝杆外的同步带轮B，所述同步带轮A与同步带轮B之间传动配合有同步带。
5.根据权利要求1所述的颗粒物防护效果测试装置，其特征在于：所述气溶胶发生器为油性气溶胶发生器和/或盐性气溶胶发生器。
6.根据权利要求1所述的颗粒物防护效果测试装置，其特征在于：所述气溶胶发生器为玉米油气溶胶发生器和/或氯化钠气溶胶发生器。
7.根据权利要求1所述的颗粒物防护效果测试装置，其特征在于：所述测试舱的正面设置有测试舱门板。
8.根据权利要求1所述的颗粒物防护效果测试装置，其特征在于：所述设备舱设置有设备舱门板并由隔板分隔呈若干设备分舱。
9.根据权利要求1所述的颗粒物防护效果测试装置，其特征在于：该测试装置还包括嵌入式微型打印机，所述嵌入式微型打印机设置在设备舱内并与控制主板电性连接。
10.根据权利要求1所述的颗粒物防护效果测试装置，其特征在于：所述比例阀采用ITV0010-3BL。
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|---|---|---|---|---|
| IT202200006407A1 (it) * | 2022-03-31 | 2023-10-01 | Ares S R L | Sistema per testare dispositivi di protezione individuale delle vie respiratorie per valutarne l'efficacia di protezione da agenti biologici |
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2020
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| IT202200006407A1 (it) * | 2022-03-31 | 2023-10-01 | Ares S R L | Sistema per testare dispositivi di protezione individuale delle vie respiratorie per valutarne l'efficacia di protezione da agenti biologici |
| WO2023187665A1 (en) * | 2022-03-31 | 2023-10-05 | Ares S.R.L. | System for testing personal protective equipment of the respiratory tract to assess the effectiveness of protection thereof from biological agents |
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