RU2813042C1 - Test stand for determining area of field of vision of facial parts of respiratory protection equipment and method for automatically determining field of vision of respiratory protection equipment by means of specified stand - Google Patents
Test stand for determining area of field of vision of facial parts of respiratory protection equipment and method for automatically determining field of vision of respiratory protection equipment by means of specified stand Download PDFInfo
- Publication number
- RU2813042C1 RU2813042C1 RU2023112476A RU2023112476A RU2813042C1 RU 2813042 C1 RU2813042 C1 RU 2813042C1 RU 2023112476 A RU2023112476 A RU 2023112476A RU 2023112476 A RU2023112476 A RU 2023112476A RU 2813042 C1 RU2813042 C1 RU 2813042C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- field
- protection equipment
- respiratory protection
- area
- view
- Prior art date
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 230000001815 facial effect Effects 0.000 title 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 24
- 210000004279 orbit Anatomy 0.000 claims abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 206010047531 Visual acuity reduced Diseases 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000004315 low visual acuity Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000011022 operating instruction Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к испытательному оборудованию для испытания средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД), а именно в части определения площади поля зрения смотрового узла лицевой части [A61B 5/08, A62B 27/00].The invention relates to testing equipment for testing personal respiratory protection equipment (RPP), namely in terms of determining the area of the field of view of the viewing unit of the front part [A61B 5/08, A62B 27/00].
Из уровня техники известно УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛЕЙ ЗРЕНИЯ [RU2376929C1, опубл. 2012-12-27], которое относится к медицине, содержит полупрозрачную полусферу, установленную на основании, и источник со световым лучом, выполняющим роль тест-объекта и перемещаемым вручную по координатной сетке меридиан и окружностей, нанесенной на наружной поверхности полусферы. В качестве источника использован осветитель со световой яркостью свыше 1000 кд/м2, передающий световой луч по оптико-волоконному световоду, на конце которого размещен сменный колпачок-диафрагма. Диаметр полусферы, установленной на основании с возможностью перемещения в трех направлениях системы координат, составляет 0,222 м. На внутренней поверхности полусферы расположены дополнительные цветные точечные стимулы. Применение данного устройства позволит повысить эффективность проведения обследования у пациентов с низкой остротой зрения.A DEVICE FOR STUDYING VISUAL FIELDS [RU2376929C1, publ. 2012-12-27], which relates to medicine, contains a translucent hemisphere installed on the base, and a source with a light beam that acts as a test object and is manually moved along a coordinate grid of meridians and circles printed on the outer surface of the hemisphere. The source used is an illuminator with a luminous brightness of over 1000 cd/m2, transmitting a light beam through a fiber-optic light guide, at the end of which a replaceable diaphragm cap is placed. The diameter of the hemisphere, installed on the base with the ability to move in three directions of the coordinate system, is 0.222 m. Additional colored point stimuli are located on the inner surface of the hemisphere. The use of this device will improve the efficiency of examination in patients with low visual acuity.
Из уровня техники известен стенд для измерения площади поля зрения средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД), описанный в ГОСТ Р 12.4.189-99 (Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Маски), в котором имеется голова-манекен с лампочками засветки и сферическую поверхность с координационной сеткой (апертометр). В соответствии с методикой испытаний, СИЗ надевают на муляж головы человека (голову манекен) лицевую часть в соответствии руководством по эксплуатации (РЭ) на лицевую часть и включат лампочки засветки. Вручную считывают координаты линии засветки и переносят их на диаграмму. Планиметрируется площадь диаграммы поля зрения с использованием лицевой части и делится на полное поле зрения, регламентируемое ГОСТом. Полученное значение сравнивается требованием ГОСТа.A stand for measuring the area of the field of view of personal respiratory protection equipment (RPE), described in GOST R 12.4.189-99 (Personal respiratory protection equipment. Masks), is known from the prior art, in which there is a dummy head with light bulbs and a spherical surface with a coordination grid (apertometer). In accordance with the test methodology, PPE is put on the front part of a human head (mannequin head) in accordance with the operating instructions (OM) on the front part and the illumination lamps are turned on. The coordinates of the illumination line are manually read and transferred to the diagram. The area of the visual field diagram is planimetered using the front part and divided into the full field of view, regulated by GOST. The obtained value is compared with the GOST requirement.
Такой же стенд описан в других документах, в частности ГОСТ Р 53257-2019 (Техника пожарная. Лицевые части средств индивидуальной защиты органов дыхания. Общие технические требования. Методы испытаний).The same stand is described in other documents, in particular GOST R 53257-2019 (Fire fighting equipment. Face parts of personal respiratory protection equipment. General technical requirements. Test methods).
Такой же стенд описан и в ГОСТ 12.4.293-2015 (EN 136:1998) (Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. МАСКИ).The same stand is described in GOST 12.4.293-2015 (EN 136:1998) (System of occupational safety standards. Personal respiratory protection equipment. MASKS).
Такой же стенд описан в европейском документе DIN EN 14143:2013 (Дыхательные аппараты. Автономные регенеративные подводные дыхательные аппараты).The same stand is described in the European document DIN EN 14143:2013 (Breathing apparatus. Self-contained regenerative underwater breathing apparatus).
Недостатками всех аналогов является то, что в них используется ручной метод измерений, когда со сферы (апертометра) вручную считывают координаты зоны засветки и переносят их на диаграмму. На диаграмме по координатам строят границу поля зрения, а затем вручную, планиметрическим методом подсчитывают площадь в см2.The disadvantages of all analogs are that they use a manual measurement method, when the coordinates of the illumination zone are manually read from a sphere (apertometer) and transferred to the diagram. On the diagram, the boundary of the field of view is drawn using coordinates, and then the area in cm 2 is calculated manually using the planimetric method.
Наиболее близким аналогом по технической сущности является изобретение - Измеритель поля зрения [CN115517624, опубл. 2022-12-27], которое относится к периметру, включающему смотровую полусферу, вертикальную раму для крепления смотровой полусферы, основание оголовка, на которое опирается опоясывающее устройство, подъемный механизм, служащий для регулировки высоты основания оголовка, и нижнюю раму, нижний конец вертикальной рамы неподвижно соединен с нижней рамой, а обзорная полусфера содержит полусферическую светопропускающую сферическую оболочку; верхний конец и нижний конец светопропускающей сферической оболочки снабжены заворотами, обращенными вверх, завороты жестко связаны с вертикальной рамой, а левый конец и правый конец светопропускной сферической оболочки снабжены с удлиняющими частями. А надставная часть расположена между основанием формы головки и светопропускающей сферической оболочкой. Измеритель поля зрения разработан в соответствии с требованиями стандартного документа об утверждении медицинских респираторов с подачей воздуха под положительным давлением в индустрии медицинских инструментов в соответствии со стандартами ISO16900-11: 2013 и 2021 и подходит для определения диапазона поля зрения медицинских респираторов воздуха с положительным давлением, респираторов приточного типа (респираторов с открытой лицевой частью, респираторов с открытым капюшоном и респираторов с закрытым капюшоном). The closest analogue in technical essence is the invention - Field of view meter [CN115517624, publ. 2022-12-27], which refers to the perimeter, including the viewing hemisphere, a vertical frame for attaching the viewing hemisphere, the base of the head on which the encircling device rests, a lifting mechanism that serves to adjust the height of the base of the head, and a lower frame, the lower end of the vertical frame fixedly connected to the lower frame, and the viewing hemisphere contains a hemispherical light-transmitting spherical shell; the upper end and the lower end of the light-transmitting spherical shell are equipped with flips facing upward, the flips are rigidly connected to the vertical frame, and the left end and right end of the light-transmitting spherical shell are equipped with extension parts. And the extension part is located between the base of the head shape and the light-transmitting spherical shell. The field of view meter is designed to meet the requirements of the standard approval document for medical positive air respirators in the medical instrument industry in accordance with ISO16900-11: 2013 and 2021 standards, and is suitable for determining the field of view range of medical positive air respirators, respirators supply type (open face respirators, open hood respirators and closed hood respirators).
Недостатком прототипа является неудобство при исследовании объекта ввиду отсутствия поворотного стола и плотно закрепленного объекта исследования. The disadvantage of the prototype is the inconvenience when studying the object due to the lack of a rotary table and a tightly fixed object of study.
Задачей изобретения является уменьшение времени, затрачиваемого на исследование объекта.The objective of the invention is to reduce the time spent on examining an object.
Технический результат изобретения заключается в повышении качества испытательного стенда и автоматизации в его управлении. The technical result of the invention is to improve the quality of the test bench and automation in its management.
Указанные технические результаты достигаются за счет того, что: The specified technical results are achieved due to the fact that:
испытательный стенд для определения площади поля зрения лицевых частей средств индивидуальной защиты органов дыхания, содержащий фотодиоды, установленные на сферической поверхности в узлах координационной сетки с равномерным шагом и определяющие границы зоны засветки, при этом стенд снабжен горизонтальным поворотным столом, на котором закреплена голова манекена, снабженная установленными в его глазницах лампами засветки. a test bench for determining the area of the field of view of the front parts of personal respiratory protection equipment, containing photodiodes installed on a spherical surface in the nodes of a coordination grid with a uniform step and defining the boundaries of the illumination zone, while the stand is equipped with a horizontal rotary table on which a mannequin head equipped with illumination lamps installed in his eye sockets.
В частности, в области границы засветки расположены дополнительные фотодиоды. In particular, additional photodiodes are located in the area of the illumination boundary.
Способ автоматического определения поля зрения средств индивидуальной защиты органов дыхания посредством стенда, включающий расположение испытуемой лицевой части средства индивидуальной защиты органов дыхания на голове манекена, повернутой наружу сферической поверхности, поворот головы манекена внутрь сферической поверхности в требуемое положение, включение лампочек засветки, автоматическое считывание координат и границ зоны засветки и автоматический расчет площади поля зрения при использовании указанной испытуемой лицевой части. A method for automatically determining the field of view of personal respiratory protection equipment using a stand, including placing the tested front part of the personal respiratory protection equipment on the head of a mannequin, a spherical surface turned outward, turning the mannequin's head inside the spherical surface to the required position, turning on the illumination lamps, automatically reading coordinates and boundaries of the illumination zone and automatic calculation of the area of the field of view when using the specified tested front part.
В частности, площадь поля зрения принимают как площадь поля засветки на сферической поверхности, которую в свою очередь рассчитывают как сумму площадей 36 треугольников со сторонами a и b и углом между ними.In particular, the area of the field of view is taken as the area of the illumination field on a spherical surface, which in turn is calculated as the sum of the areas of 36 triangles with sides a and b and the angle between them.
Программное обеспечение позволяет фиксировать время и дату проведения испытаний, стандарт по которому проводились испытания и фамилию испытателя. The software allows you to record the time and date of the tests, the standard by which the tests were carried out and the name of the tester.
Сама программа, на основании собранных и полученных данных, основана на геометрических формулах. Площадь находится как сумма площадей 36 треугольников со сторонами a и b и углом α по формуле где α=°). The program itself, based on the collected and obtained data, is based on geometric formulas. The area is found as the sum of the areas of 36 triangles with sides a and b and angle α using the formula where α= °).
Нахождение длин отрезков a и b показан на фиг.6.Finding the lengths of segments a and b is shown in Fig.6.
На которой стороны треугольника a и b являются дугами Х, указано на фигуре 6 красным.On which sides of the triangle a and b are arcs X is indicated in figure 6 in red.
Вычисляем длину дуги X по формуле:We calculate the length of the arc X using the formula:
X=R*N*π/180, где N – максимальный номер освещенного фотодиода в своем угле (N*10 - угол в градусах).X=R*N*π/180, where N is the maximum number of the illuminated photodiode in its angle (N*10 is the angle in degrees).
Масштабный радиус R вычисляется в программе, показанной на фиг.7. Значение радиуса R по умолчанию вычислялось следующим образом:The scale radius R is calculated in the program shown in Fig.7. The default radius R value was calculated as follows:
Задаемся площадью полусферической поверхности внутри круга 90°, равного 126,9 см2 (из ГОСТ Р 12.4.189-2006). Тогда радиус r такого развернутого на плоскость круга будет:We set the area of the hemispherical surface inside the 90° circle equal to 126.9 cm 2 (from GOST R 12.4.189-2006). Then the radius r of such a circle turned onto the plane will be:
С точки зрения трехмерной полусферы радиус r является дугой сектора с углом 90°. Поэтому искомый радиус свернутой трехмерной полусферы R будет равен:From the point of view of a three-dimensional hemisphere, the radius r is the arc of a 90° sector. Therefore, the desired radius of the rolled-up three-dimensional hemisphere R will be equal to:
=4.046 =4.046
Если же задать в программе реальный радиус сферы, который известен, программа посчитает реальную площадь полусферической поверхности внутри линии ограниченной освещенными фотодиодами.If you specify in the program the real radius of the sphere, which is known, the program will calculate the real area of the hemispherical surface inside the line limited by the illuminated photodiodes.
Краткое описание чертежей.Brief description of the drawings.
На фиг. 1 представлена общая схема стенда.In fig. 1 shows the general diagram of the stand.
На фиг. 2 представлен общий вид сферы апертометра. In fig. Figure 2 shows a general view of the apertometer sphere.
На фиг. 3 представлен вид сверху сферы апертометра с увеличенным количеством фотодиодов.In fig. Figure 3 shows a top view of the apertometer sphere with an increased number of photodiodes.
На фиг. 4 представлена схема использования поворотного стола стенда.In fig. Figure 4 shows a diagram of the use of the stand's rotary table.
На фиг. 5 представлен фронтальный вид на сферу.In fig. Figure 5 shows a frontal view of the sphere.
На фиг. 6 представлен вид на сферу сверху (в сечении).In fig. Figure 6 shows a top view of the sphere (in cross-section).
На фиг. 7 представлен радиус сферы в программе.In fig. Figure 7 shows the radius of the sphere in the program.
На фигурах обозначено: 1 – сфера апертометра, 2 – фотодиоды, 3 – голова манекен, 4 – лампы накаливания (засветки), 5 – стол поворотный горизонтальный, 6 – стол стенда, 7 – ноутбук, 8 – дополнительные фотодиоды.The figures indicate: 1 – apertometer sphere, 2 – photodiodes, 3 – mannequin head, 4 – incandescent lamps (lights), 5 – horizontal rotary table, 6 – stand table, 7 – laptop, 8 – additional photodiodes.
Стенд испытательный для определения поля зрения лицевых частей содержит голову манекен 3, с лампами засветки 4, сферическую поверхность с координатной сеткой (апертометр), на сферической поверхности в узлах координационной сетки расположены фотодиоды 2. Голова манекен 3, закреплена на горизонтальном поворотном столе 5, все это расположено на столе стенда 6, там же расположен ноутбук 7.The test stand for determining the field of view of the front parts contains a dummy head 3, with illumination lamps 4, a spherical surface with a coordinate grid (apertometer), on the spherical surface at the nodes of the coordination grid there are photodiodes 2. The dummy head 3 is mounted on a horizontal rotary table 5, all this is located on the table of stand 6, and laptop 7 is also located there.
Лицевую часть, которую необходимо испытать, располагают на голове манекена 5 (фиг. 4), которая для облегчения повернута наружу сферы, затем голову поворачивают внутрь сферы, и она сразу занимает требуемое положение.The front part to be tested is placed on the head of the mannequin 5 (Fig. 4), which is turned outside the sphere for ease, then the head is turned inside the sphere, and it immediately takes the required position.
При включении лампочек засветки на сфере апертометра появляется контур засветки, границы которого определяются фотодиодами и автоматически рисуются на диаграмме поля зрения. Далее с помощью специального программного обеспечения рассчитывается площадь поля зрения при использовании лицевой части и сравнивается с площадью поля зрения предусмотренную ГОСТом, чтобы определить величину в процентах.When the illumination lamps are turned on, an illumination contour appears on the apertometer sphere, the boundaries of which are determined by photodiodes and are automatically drawn on the field of view diagram. Next, using special software, the area of the field of view is calculated when using the front part and compared with the area of the field of view provided for by GOST to determine the value as a percentage.
Погрешность измерения зависит от шага расположения фотодиодов, чем шаг больше, тем погрешность выше. Для уменьшения погрешности, в области, в которой наиболее вероятно наличие границы засветки располагаются дополнительные фотодиоды 8 (фиг. 2). Они позволяют более точно определить границу засветки и уменьшить погрешность стенда.The measurement error depends on the pitch of the photodiodes; the larger the pitch, the higher the error. To reduce the error, additional photodiodes 8 are located in the area in which the presence of an illumination boundary is most likely (Fig. 2). They allow you to more accurately determine the illumination boundary and reduce the error of the stand.
Для еще более точного соответствия ГОСТу используется полуавтоматический метод. В этом случае считывание координат засветки определяется вручную, путем аппроксимации между двумя обозначенными значениями, а затем эти значения вводятся в компьютер. Компьютер сам строит диаграмму и определяет ее площадь, а затем сам рассчитывает поле зрение в процентах. For even more accurate compliance with GOST, a semi-automatic method is used. In this case, the reading of the illumination coordinates is determined manually by approximating between two designated values, and then these values are entered into the computer. The computer itself builds a diagram and determines its area, and then itself calculates the field of view as a percentage.
Таким образом, создан испытательный стенд, значительно снижающий трудоемкость измерений и сокращающий время проведения испытаний.Thus, a test bench has been created that significantly reduces the complexity of measurements and reduces testing time.
Claims (4)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2813042C1 true RU2813042C1 (en) | 2024-02-06 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090288504A1 (en) * | 2008-05-23 | 2009-11-26 | Drager Safety Ag & Co. Kgaa | Test head for protective mask testing and test head system |
| US20130086978A1 (en) * | 2008-06-24 | 2013-04-11 | Robert Montividas | Respirator test accessory |
| RU186184U1 (en) * | 2018-06-06 | 2019-01-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации | Device for evaluating viewing angles and field of view of testers in a gas mask |
| CN212645654U (en) * | 2020-07-03 | 2021-03-02 | 温州际高检测仪器有限公司 | Mask visual field tester |
| CN115517624A (en) * | 2022-09-21 | 2022-12-27 | 北京市医疗器械检验研究院(北京市医用生物防护装备检验研究中心) | Perimeter |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090288504A1 (en) * | 2008-05-23 | 2009-11-26 | Drager Safety Ag & Co. Kgaa | Test head for protective mask testing and test head system |
| US20130086978A1 (en) * | 2008-06-24 | 2013-04-11 | Robert Montividas | Respirator test accessory |
| RU186184U1 (en) * | 2018-06-06 | 2019-01-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт" Министерства обороны Российской Федерации | Device for evaluating viewing angles and field of view of testers in a gas mask |
| CN212645654U (en) * | 2020-07-03 | 2021-03-02 | 温州际高检测仪器有限公司 | Mask visual field tester |
| CN115517624A (en) * | 2022-09-21 | 2022-12-27 | 北京市医疗器械检验研究院(北京市医用生物防护装备检验研究中心) | Perimeter |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГОСТ 12.4.293-2015. Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Маски. Общие технические условия. Москва, Стандартинформ, 2016. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dingeldein et al. | The topography of normal corneas | |
| Wilson et al. | Advances in the analysis of corneal topography | |
| US4834528A (en) | Infrared photoretinoscope | |
| Hannush et al. | Reproducibility of normal corneal power measurements with a keratometer, photokeratoscope, and video imaging system | |
| US6485142B1 (en) | Artificial human eye and test apparatus | |
| CN101765403B (en) | Noninvasive biometric device and noninvasive biometric method | |
| US5956124A (en) | Automated threshold-related objective perimetry | |
| Applegate et al. | Noninvasive measurement of corneal topography | |
| RU2813042C1 (en) | Test stand for determining area of field of vision of facial parts of respiratory protection equipment and method for automatically determining field of vision of respiratory protection equipment by means of specified stand | |
| Skilton et al. | A study of the brightness of laryngoscope light | |
| CN111803025A (en) | Portable cornea topographic map collecting system | |
| CN108542346B (en) | Automatic shadow-testing optometry optical system | |
| US4165744A (en) | Dynamic keratometry and keratoscopy method and apparatus | |
| El Hage | A computerized corneal topographer for use in refractive surgery | |
| CN202437086U (en) | Medical ophthalmic instrument device | |
| CN209285467U (en) | A kind of eyesight detection device based on eccentricity cycles principle | |
| Clark | Conventional keratoscopy—a critical review | |
| WO1993024049A1 (en) | Checkered placido apparatus and method | |
| Robertson et al. | Telecentric photogrammetry: its development, testing, and application | |
| JPH11276437A (en) | Ophthalmological device | |
| CN211432840U (en) | Eyepiece formula pupil light reflex automated inspection equipment | |
| Wilson et al. | Quantification and mathematical analysis of photokeratoscopic images | |
| Hanna et al. | Technology for psychomotor skills testing in endoscopic surgery | |
| CN215961874U (en) | Mask visual field detector | |
| CN213935250U (en) | Ophthalmoscope for teaching |