CN216594691U - 用于医用口罩的气体交换压力差测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于医用口罩的气体交换压力差测试装置，属于医疗用品检验技术领域，其结构包括机械系统和控制系统，机械系统包括支架，支架上安装有直线驱动装置，直线驱动装置的输出端连接上气体管路并驱动上气体管路上下移动；上气体管路的下方设置有与其对接的下气体管路；控制系统包括第一压力变送器、第二压力变送器、质量流量计和质量流量控制器，第一压力变送器和质量流量计均与上气体管路连通，第二压力变送器和质量流量控制器均与下气体管路连通。本实用新型适用于不同厚度医用口罩检测，无需额外裁剪口罩制样，自动化程度高，操作简单方便。

Description

用于医用口罩的气体交换压力差测试装置

技术领域

本实用新型涉及医疗用品检验技术领域，具体地说是一种用于医用口罩的气体交换压力差测试装置。

背景技术

医用口罩一般包括医用防护口罩、医用外科口罩和普通医用口罩，医护人员在工作过程中，需要根据具体场所的不同佩戴相应的医用口罩，医用口罩对于细菌、病毒的防护能力较强，安全系数相对较高。

医用防护口罩适用于医务人员和相关工作人员对经空气传播的呼吸道传染病的防护，是一种密合性自吸过滤式医疗防护用品，防护等级高；医用外科口罩适用于医务人员或相关人员的基本防护，以及在有创操作过程中阻止血液、体液和飞溅物传播的防护，防护等级中等，具有一定的呼吸防护性能；普通医用口罩用于阻隔口腔和鼻腔呼出的喷溅物，可用于普通医疗环境下的一次性卫生护理，防护等级最低。

医用口罩气体交换压力差值是判断口罩是否合格以及防护等级的重要指标，须经检验合格后才能够上市或者投入使用，现有技术中测试口罩气体交换压力差，常采用气体流量法，其气体交换压力差是采用恒流量气体流过一定面积的医用口罩时，测定口罩两侧面气体交换的压力差值，即口罩对气流的阻尼。

目前，测试装置上较多采用的浮子流量计不符合EN14683-2019标准要求，且其操作空间小，操作不便，且被测试的口罩需要专门制样，无法直接测试，极大的增加了工作量，给测试工作带来了极大的不便利。

实用新型内容

为了解决上述现有技术中的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于医用口罩的气体交换压力差测试装置，该装置无需额外裁剪口罩制样，减少了操作步骤和检测成本，操作简单方便，适用于不同厚度医用口罩的气体交换压力差检测。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案为：

提供了一种用于医用口罩的气体交换压力差测试装置，包括机械系统和控制系统，

所述机械系统包括支架，所述支架上安装有直线驱动装置，直线驱动装置的输出端通过上连接块与上气体管路相连接，直线驱动装置驱动上气体管路上下移动；上气体管路的下方设置有与其同轴布置的下气体管路，所述下气体管路固定安装在下安装板上，下安装板固定安装在支架上，下安装板的底侧设置有与下气体管路相连接的下连接块；上气体管路的底端安装有上硬质环，下气体管路的顶端安装有下硬质环，上硬质环和下硬质环相对接；

所述控制系统包括第一压力变送器、第二压力变送器、质量流量计和质量流量控制器，所述第一压力变送器和质量流量计均与上气体管路内部连通，所述第二压力变送器和质量流量控制器均与下气体管路内部连通。

进一步的，所述上气体管路穿过上安装板并能够相对于上安装板上下移动，上安装板固定安装在支架上，上安装板上被上气体管路穿过的位置固定安装有石墨铜套，所述上气体管路从所述石墨铜套内穿过。

进一步的，所述直线驱动装置的输出端通过连接件连接上连接块，所述连接件呈倒U形，连接件的两个纵向侧壁分别连接在上连接块的两侧，连接件的顶面连接直线驱动装置的输出端。

进一步的，所述上连接块的顶面上设置有上过渡连接块，所述下连接块的底面上设置有下过渡连接块。

进一步的，所述上安装板上方的部件、下安装板下方的部件以及位于上安装板和下安装板一侧的结构均被罩于箱体内，上安装板和下安装板与箱体的其他侧壁共同围成闭合的箱体。

进一步的，所述箱体的下部设置有快速接头，所述快速接头与质量流量控制器通过管路连接。

进一步的，所述控制系统还包括PLC主机和PLC扩展模块，所述箱体内部安装有直流开关电源，箱体外侧安装有触摸屏，所述触摸屏、第一压力变送器、第二压力变送器、质量流量计、质量流量控制器均与PLC主机及PLC扩展模块相连接，所述PLC主机及PLC扩展模块、触摸屏、第一压力变送器、第二压力变送器、质量流量计、质量流量控制器均连接至直流开关电源。

进一步的，所述箱体的底面为安装在支架上的底板，底板以及箱体的侧壁和顶面上均布置有线槽，底板上还布置有导轨；导轨上安装有直流开关电源、PLC主机、PLC扩展模块和继电器，底板上安装有所述质量流量控制器。

进一步的，所述直线驱动装置的工作电路上串联有电磁阀，所述电磁阀分别与直线驱动装置和PLC主机电性连接。

进一步的，所述直线驱动装置的外侧安装有磁控开关，以检测直线驱动装置是否运动到位。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型示例的用于医用口罩的气体交换压力差测试装置，通过上气体管路的上硬质环和下气体管路的下硬质环将试样夹紧，由于上硬质环和下硬质环为刚性结构，不会发生形变，其形状尺寸是固定的，从而试样的测试面积也就固定，口罩样品可以整体夹持，无需额外制样，大大简化了操作步骤，提高了操作的便利性。

2、本实用新型示例的用于医用口罩的气体交换压力差测试装置，外侧设置有箱体，对内部结构形成保护，不仅延长了装置的使用寿命，且便于装置的移动和放置，同时也便于部分部件以箱体作为载体进行安装。

3、本实用新型示例的用于医用口罩的气体交换压力差测试装置，通过直线驱动装置驱动上气体管路移动，压力变送器测量样品上、下游压力值，质量流量计和质量流量控制器测量气体流量，并设置PLC作为控制器，稳定性好，经由PLC提供控制信号之后，电磁阀能够控制直线驱动装置，磁控开关可检测直线驱动装置是否运动到位，自动化程度高，有利于提高测试效率和减少测试人员的操作。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型实施例的整体外部结构示意图；

图2为本实用新型实施例的内部结构示意图；

图3为本实用新型实施例内部结构的侧视图；

图4为本实用新型实施例工作状态的示意图；

图5为本实用新型实施例箱体内底部的结构示意图。

图中：1-箱体，2-触摸屏，3-急停开关，4-上气体管路，5-上硬质环，6-挡板，7-下金属环，8-下气体管路，9-安装座，10-线槽，11-支架，12-直线驱动装置，13-连接件，14-上过渡连接块，15-第一压力变送器，16-上连接块，17-上安装板，18-石墨铜套，19-导座，20-安装座，21-下安装板，22-底板，23-安装板，24-质量流量计，25-第二压力变送器，26-下连接块，27-下过渡连接块，28-质量流量控制器，29-继电器，30-导轨，31-直流开关电源，32-PLC主机，33-PLC扩展模块。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。

基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。

如图1-图3所示，本实用新型的一个实施例提供了一种用于医用口罩的气体交换压力差测试装置，包括机械系统和控制系统，具体如下：

所述机械系统包括支架11，所述支架11上安装有直线驱动装置12，直线驱动装置12的输出端通过上连接块16与上气体管路4相连接，直线驱动装置12驱动上气体管路4上下移动；上气体管路4的下方设置有与其同轴布置的下气体管路8，所述下气体管路8固定安装在下安装板21上，下安装板21固定安装在支架11上，下安装板21的底侧设置有与下气体管路8相连接的下连接块26；上气体管路4的底端安装有上硬质环5，下气体管路8的顶端安装有下硬质环7，上硬质环5和下硬质环7相对接。

具体的，本实施例中的直线驱动装置12采用气缸，其他实施例中也可采用液压缸、电动伸缩杆等其他可以输出直线运动的驱动装置，直线驱动装置12通过安装板23安装在支架11上，直线驱动装置12的输出端通过连接件13连接上连接块16，所述连接件13呈倒U形，连接件13的两个纵向侧壁分别连接在上连接块16的两侧，连接件13的顶面连接直线驱动装置12的输出端。

上连接块16的顶面上设置有上过渡连接块14，上过渡连接块14与上连接块16通过螺纹相连接，所述上气体管路4穿过上安装板17并能够相对于上安装板17上下移动，上安装板17固定安装在支架11上，上安装板17上被上气体管路4穿过的位置固定安装有导座19，导座19的内侧装有石墨铜套18，所述上气体管路4从所述石墨铜套18内穿过。上气体管路4通过螺纹安装在上连接块16上，导座19起到了对上气体管路4引导及定位的作用，石墨铜套18能够降低磨损。

下气体管路8外侧套置有安装座20，下气体管路8通过安装座20固定安装在下安装板21上，下气体管路8与下连接块26之间通过螺纹相连接，下连接块26的底面上设置有下过渡连接块27，下过渡连接块27与下连接块26之间通过螺纹相连接，下安装板21通过螺钉安装在支架11上。上硬质环5和下硬质环7均可采用金属环，上硬质环7通过小过盈配合安装在上气体管路4上，下硬质环7通过小过盈配合安装在下气体管路8上。

上过渡连接块14和下过渡连接块27的内部均设置有直径渐变的通孔，起到过渡连接的作用，将外部管路和上气体管路4、下气体管路8顺利的连接到一起。

安装座20通过法兰和螺纹连接件安装在下安装板21上，由安装座20和箱体1整体实现上气体管路4和下气体管路8的定位，确保上气体管路4和下气体管路8轴线对齐，夹紧时不会发生错位。上气体管路4与上硬质环5和下气体管路8上的下硬质环7采用金属环，通过金属平面对样品口罩压紧，金属环无变形，测试区域面积准确，样品口罩无需裁剪，可以整体状态下夹持，减少了测试步骤；上气体管路4冲程大，所以样品可放置区域大，操作方便简单。但需要注意的是，上硬质环5和下硬质环7也可采用其他刚性材质，本实施例的金属材质不构成对本实用新型的限制。

为了对构件形成保护，以及便于装置的移动、放置和使用，所述上安装板17上方的部件、下安装板21下方的部件以及位于上安装板17和下安装板21一侧的结构均被罩于箱体1内，上安装板17和下安装板21与箱体1的其他侧壁共同围成闭合的箱体1。

所述控制系统包括第一压力变送器15、第二压力变送器25、质量流量计24和质量流量控制器28，所述第一压力变送器15和质量流量计24均与上气体管路4内部连通，所述第二压力变送器25和质量流量控制器28均与下气体管路8内部连通。

具体的，压力变送器、质量流量计和质量流量控制器均为现有技术中的产品，本领域技术人员能够根据其作用、通过现有技术完成其采购和安装。第一压力变送器1与上连接块16通过螺纹连接，以检测样品上方的压力值；第二压力变送器25与下连接块26通过螺纹连接，以检测样品下方的压力值。质量流量计24通过安装板固定在支架11上，上连接块16上设置有与上气体管路4内部连通的快速接头，质量流量计24通过管路和快速接头实现与上气体管路4内部的连通，以检测样品上方的气体流量；质量流量控制器28具备流量控制和流量检测的功能，其通过管路和快速接头实现与下气体管路8内部的连通，以检测样品下方的气体流量。

此外，箱体1的下部设置有快速接头（图中未示出），该快速接头与质量流量控制器28通过管路连接。箱体1下部的快速接头用于连接负压气源，实现质量流量控制器28与负压气源之间的连通。

试验时，如图4所示，将样品放置于上气体管路4和下气体管路8之间，通过直线驱动装置12驱动上气体管路4下移，上硬质环5和下硬质环7对接将样品夹持，样品夹持可靠后，质量流量控制器28将气源的流量调整至规定流量，气源端形成负压，空气被从样品上方的上气体管路4抽入，经过样品后从样品下方的下气体管路8排出，第一压力变送器15测量样品上游的压力值，第二压力变送器25测量样品下游的压力值，质量流量计24测量经过样品前的空气流量，质量流量控制器28测量经过样品后的空气流量。

为便于自动控制和结果输出，优选的实施例中，可配置PLC自动控制装置，具体的，所述控制系统还包括PLC主机32和PLC扩展模块33，所述箱体1内部安装有直流开关电源31，箱体1外侧安装有触摸屏2，所述触摸屏2、第一压力变送器15、第二压力变送器25、质量流量计24、质量流量控制器28均与PLC主机32及PLC扩展模块33相连接，所述PLC主机32及PLC扩展模块33、触摸屏2、第一压力变送器15、第二压力变送器25、质量流量计24、质量流量控制器28均连接至直流开关电源31。

如图5所示，所述箱体1的底面为安装在支架11上的底板22，底板22以及箱体1的侧壁和顶面上均布置有线槽10，线槽10便于线路的走线，底板22上还布置有导轨30；导轨30上安装有直流开关电源31、PLC主机32、PLC扩展模块33和继电器29，底板22上安装有所述质量流量控制器28。具体可使用螺钉将各部件安装在导轨30上，并使用螺钉将导轨30安装在箱体1内。

PLC扩展模块33为PLC主机32的配套部件，一般包括PLC通讯模块和PLC A/D模块，均为现有技术中的成熟产品，其线路连接所属领域的技术人员能够根据现有技术完成，在此不再赘述。

本实施例中，继电器29设置有两个，继电器29与PLC主机32相连接并由PLC主机32进行控制，其中，一个继电器用于控制质量流量控制器28的阀控状态，另一个继电器用于控制直线驱动装置12的动作方向。

所述直线驱动装置12的工作电路上串联有电磁阀，所述电磁阀分别与直线驱动装置12和PLC主机32电性连接。由PLC主机32提供控制信号，控制直线驱动装置12的动作。直线驱动装置12的外侧安装有磁控开关，以检测直线驱动装置12是否运动到位。

为提升安全性，测试装置配置有急停按钮3，急停按钮3串联在各用电元件的供电线路上，以便于紧急状态下切断电源。

第一压力变送器15、第二压力变送器25均与PLC主机32及PLC扩展模块33连接，将测得的数据传送给PLC自动控制装置。质量流量计24、质量流量控制器28均与PLC主机32及PLC扩展模块33连接，将测得的数据传送给PLC自动控制装置并由PLC自动控制装置控制质量流量计24和质量流量控制器28。

PLC主机32及PLC扩展模块33与触摸屏2连接，由触摸屏2显示测量数据并给PLC主机32及PLC扩展模块33发送控制指令，进而控制质量流量计24和质量流量控制器28，触摸屏2可以设置介质、流量等参数，可以显示测量过程状态和测量结果，实现人机交互。

直流开关电源31外接交流电源，直流开关电源31与PLC主机32及PLC扩展模块33、各压力变送器、质量流量计、质量流量控制器28以及触摸屏2连接，为其工作供电。

使用时，通过触摸屏2设置控制参数，然后点击开始测试，质量流量控制器28将气源调整至规定流量，第一压力变送器15测得样品上游气压值发送给PLC主机32，第二压力变送器25测得样品下游气压值发送给PLC主机32，PLC主机32接收测量信号，将信号处理为可显示的数据，并将数据发送给触摸屏2，由触摸屏2显示测量结果，完成样品压力差测试工作。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

除说明书所述的技术特征外，其余技术特征为本领域技术人员的已知技术，为突出本实用新型的创新特点，其余技术特征在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种用于医用口罩的气体交换压力差测试装置，包括机械系统和控制系统，其特征在于，

所述机械系统包括支架（11），所述支架（11）上安装有直线驱动装置（12），直线驱动装置（12）的输出端通过上连接块（16）与上气体管路（4）相连接，直线驱动装置（12）驱动上气体管路（4）上下移动；上气体管路（4）的下方设置有与其同轴布置的下气体管路（8），所述下气体管路（8）固定安装在下安装板（21）上，下安装板（21）固定安装在支架（11）上，下安装板（21）的底侧设置有与下气体管路（8）相连接的下连接块（26）；上气体管路（4）的底端安装有上硬质环（5），下气体管路（8）的顶端安装有下硬质环（7），上硬质环（5）和下硬质环（7）相对接；

所述控制系统包括第一压力变送器（15）、第二压力变送器（25）、质量流量计（24）和质量流量控制器（28），所述第一压力变送器（15）和质量流量计（24）均与上气体管路（4）内部连通，所述第二压力变送器（25）和质量流量控制器（28）均与下气体管路（8）内部连通。

2.根据权利要求1所述的用于医用口罩的气体交换压力差测试装置，其特征在于，所述上气体管路（4）穿过上安装板（17）并能够相对于上安装板（17）上下移动，上安装板（17）固定安装在支架（11）上，上安装板（17）上被上气体管路（4）穿过的位置固定安装有石墨铜套（18），所述上气体管路（4）从所述石墨铜套（18）内穿过。

3.根据权利要求1所述的用于医用口罩的气体交换压力差测试装置，其特征在于，所述直线驱动装置（12）的输出端通过连接件（13）连接上连接块（16），所述连接件（13）呈倒U形，连接件（13）的两个纵向侧壁分别连接在上连接块（16）的两侧，连接件（13）的顶面连接直线驱动装置（12）的输出端。

4.根据权利要求1所述的用于医用口罩的气体交换压力差测试装置，其特征在于，所述上连接块（16）的顶面上设置有上过渡连接块（14），所述下连接块（26）的底面上设置有下过渡连接块（27）。

5.根据权利要求2所述的用于医用口罩的气体交换压力差测试装置，其特征在于，所述上安装板（17）上方的部件、下安装板（21）下方的部件以及位于上安装板（17）和下安装板（21）一侧的结构均被罩于箱体（1）内，上安装板（17）和下安装板（21）与箱体（1）的其他侧壁共同围成闭合的箱体（1）。

6.根据权利要求5所述的用于医用口罩的气体交换压力差测试装置，其特征在于，所述箱体（1）的下部设置有快速接头，所述快速接头与质量流量控制器（28）通过管路连接。

7.根据权利要求5所述的用于医用口罩的气体交换压力差测试装置，其特征在于，所述控制系统还包括PLC主机（32）和PLC扩展模块（33），所述箱体（1）内部安装有直流开关电源（31），箱体（1）外侧安装有触摸屏（2），所述触摸屏（2）、第一压力变送器（15）、第二压力变送器（25）、质量流量计（24）、质量流量控制器（28）均与PLC主机（32）及PLC扩展模块（33）相连接，所述PLC主机（32）及PLC扩展模块（33）、触摸屏（2）、第一压力变送器（15）、第二压力变送器（25）、质量流量计（24）、质量流量控制器（28）均连接至直流开关电源（31）。

8.根据权利要求7所述的用于医用口罩的气体交换压力差测试装置，其特征在于，所述箱体（1）的底面为安装在支架（11）上的底板（22），底板（22）以及箱体（1）的侧壁和顶面上均布置有线槽（10），底板（22）上还布置有导轨（30）；导轨（30）上安装有直流开关电源（31）、PLC主机（32）、PLC扩展模块（33）和继电器（29），底板（22）上安装有所述质量流量控制器（28）。

9.根据权利要求1所述的用于医用口罩的气体交换压力差测试装置，其特征在于，所述直线驱动装置（12）的工作电路上串联有电磁阀，所述电磁阀分别与直线驱动装置（12）和PLC主机（32）电性连接。

10.根据权利要求1所述的用于医用口罩的气体交换压力差测试装置，其特征在于，所述直线驱动装置（12）的外侧安装有磁控开关，以检测直线驱动装置（12）是否运动到位。

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