TWM584205U - 面罩效能檢測系統 - Google Patents

Abstract

一種面罩效能檢測系統，包括腔體、面罩載具、呼吸模擬器、氣膠提供裝置、第一檢測器以及第二檢測器。腔體具有氣密性。面罩載具設置於腔體內，並具有第一流體通道及第二流體通道。呼吸模擬器經第一管線連接至面罩載具的第一流體通道，並用以提供氣流往復通過第一流體通道。氣膠提供裝置經第二管線連接至腔體，並用以提供氣膠至腔體內。第一檢測器經第三管線連接至腔體，用以量測腔體內的氣膠濃度。第二檢測器經第四管線連接至第二流體通道，用以量測第二流體通道內的氣膠濃度。

Description

面罩效能檢測系統

本創作是有關於一種面罩效能檢測系統。

呼吸防護具可提供個人配戴，以避免遭受空氣中危害因子傷害，也是避免有害物對人體造成危害的防護器材。一般常見的拋棄式口罩就是最簡單的呼吸防護具。拋棄式口罩具有輕便、價錢合理、使用方便等特性，因此受到廣泛地使用。拋棄式口罩除了可以避免外界的有害物質經由呼吸進入人體，亦可以用以避免使用者將透過飛沫傳染的傳染疾病傳染給他人。對此，如何量測拋棄式口罩的防護效果，尤其是如何使用來模擬危害因子的物質於量測期間不會對操作者造成危害，便成為一個重要的課題。

本創作之一實施方式提供一種面罩效能檢測系統，包括腔體、面罩載具、呼吸模擬器、氣膠提供裝置、第一檢測器以及第二檢測器。腔體具有氣密性。面罩載具設置於腔體內，並具有第一流體通道及第二流體通道。呼吸模擬器經第 一管線連接至面罩載具的第一流體通道，並用以提供氣流往復通過第一流體通道。氣膠提供裝置經第二管線連接至腔體，並用以提供氣膠至腔體內。第一檢測器經第三管線連接至腔體，用以量測腔體內的氣膠濃度。第二檢測器經第四管線連接至第二流體通道，用以量測第二流體通道內的氣膠濃度。

於部分實施方式中，面罩效能檢測系統更包括連接管。連接管設置於腔體內，並自腔體的內壁朝著面罩載具延伸，其中第三管線連接連接管。

於部分實施方式中，腔體具有第一內壁以及第二內壁。面罩載具配置於第一內壁，並位在第一內壁與第二內壁之間，而第二管線連接第二內壁。

於部分實施方式中，氣膠提供裝置包括第一槽體、第二槽體以及過濾器。第一槽體用以容置初始氣膠。第二槽體連接第二管線。過濾器連接於第一槽體與第二槽體之間，並用以過濾自第一槽體流向第二槽體的初始氣膠。

於部分實施方式中，氣膠提供裝置更包括儲氣槽以及氣體壓力調節閥。儲氣槽連接第二槽體。氣體壓力調節閥連接於儲氣槽與第二槽體之間。

於部分實施方式中，面罩效能檢測系統更包括控制器。控制器電性連接過濾器，並用以控制過濾器，以使經過濾器進入至第二槽體的初始氣膠符合目標粒徑範圍，其中目標粒徑範圍為0.2微米~3微米，且目標粒徑範圍的質量中位數(mass median diameter)為0.3±0.03微米。

於部分實施方式中，氣膠提供裝置更包括廢棄 槽，連接過濾器，用以容置未符合目標粒徑範圍的粒子。

於部分實施方式中，呼吸模擬器包括氣壓缸、凸輪以及驅動馬達。氣壓缸具有桿體。凸輪連接桿體，且桿體與凸輪的連接處偏離凸輪的圓心。驅動馬達連接凸輪。

於部分實施方式中，第一流體通道與第二流體通道為互相分離。

於部分實施方式中，面罩效能檢測系統更包括進氣閥、高壓氣體源以及排氣閥。進氣閥配置在腔體上。高壓氣體源經第五管線連接至進氣閥。排氣閥配置在腔體上，並連接第六管線。

100‧‧‧面罩效能檢測系統

102‧‧‧面罩

104‧‧‧測試用氣膠

110‧‧‧腔體

112‧‧‧連接管

120‧‧‧面罩載具

122‧‧‧第一流體通道

124‧‧‧第二流體通道

130‧‧‧呼吸模擬器

132‧‧‧氣壓缸

134‧‧‧桿體

136‧‧‧凸輪

138‧‧‧固定件

139‧‧‧連接件

140‧‧‧氣膠提供裝置

141‧‧‧氣膠通入管

142‧‧‧第一槽體

144‧‧‧第二槽體

146‧‧‧過濾器

147‧‧‧控制面板

148‧‧‧儲氣槽

149‧‧‧氣體壓力調節閥

150‧‧‧膠體溶液

151‧‧‧初始氣膠

152‧‧‧廢棄槽

154‧‧‧第一檢測器

156‧‧‧第二檢測器

160‧‧‧控制器

170‧‧‧進氣閥

172‧‧‧高壓氣體源

174‧‧‧排氣閥

176‧‧‧廢氣收集罐

SW1‧‧‧第一內壁

SW2‧‧‧第二內壁

T1‧‧‧第一管線

T2‧‧‧第二管線

T3‧‧‧第三管線

T4‧‧‧第四管線

T5‧‧‧第五管線

T6‧‧‧第六管線

第1圖依據本創作的部分實施方式繪示面罩效能檢測系統的配置示意圖。

第2圖繪示第1圖的氣膠提供裝置的配置示意圖。

下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本創作所涵蓋的範圍，而結構操作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本創作所涵蓋的範圍。此外，圖式僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。為使便於理解，下述說明中相同元件將以相同之符號標示來說明。

請先參照第1圖，第1圖依據本創作的部分實施方式繪示面罩效能檢測系統100的配置示意圖。面罩效能檢測系統100可建立出使用者配戴面罩(例如拋棄式口罩)並進行吸氣與吐氣的模擬環境，並檢測在模擬環境之中，經面罩過濾後的氣膠濃度與未經面罩過濾的氣膠濃度。本文中，氣膠濃度的單位可以是每立方公尺毫克(mg/m³)。

面罩效能檢測系統100可包括腔體110、連接管112、面罩載具120、呼吸模擬器130、氣膠提供裝置140、第一檢測器154、第二檢測器156、控制器160、第一管線T1、第二管線T2、第三管線T3、第四管線T4、第五管線T5以及第六管線T6。

腔體110具有氣密性，並具有多個可供管體連接的開口。面罩載具120設置於腔體110內，其中面罩載具120的外觀係仿效人體頭部的外觀，且於進行量測氣膠濃度期間，可將面罩102配戴在面罩載具120上，以建立出使用者配戴面罩的模擬環境。面罩載具120可具有第一流體通道122及第二流體通道124，且第一流體通道122與第二流體通道124可為互相分離。於進行量測氣膠濃度期間，可利用第一流體通道122模擬使用者進行吸氣與吐氣，而第二流體通道124則可做為量測氣膠濃度的通道。

呼吸模擬器130可經第一管線T1連接至面罩載具120的第一流體通道122。具體來說，第一管線T1可自腔體110外穿過腔體110的側壁，以延伸進入至腔體110內，並連接至面罩載具120的第一流體通道122。呼吸模擬器130可包括氣壓 缸132、凸輪136。氣壓缸132可具有桿體134，且桿體134可連接凸輪136。在此，桿體134連接至凸輪136的方式可以是間接連接，例如桿體134末端可包含固定件138，且固定件138可透過固定在凸輪136上的連接件139來連接凸輪136。藉由此配置，可使桿體134與凸輪136的連接處(即桿體134末端的固定件138接觸凸輪136的位置)偏離凸輪136的圓心。因此，當凸輪136由驅動馬達(未繪示，其可配置於凸輪136的後方)驅使轉動時，連接件139會隨凸輪136轉動而變動位置，此時連接件139會推擠桿體134末端的固定件138，並使得桿體134會被帶動而推入至氣壓缸132內或是自氣壓缸132內拉出，如此一來，氣壓缸132即可產生往復氣流，從而呼吸模擬器130可用以提供氣流往復通過第一流體通道122。對此，當所產生氣流是自呼吸模擬器130經第一管線T1往第一流體通道122行進時，可模擬出使用者的呼氣效果，而所產生氣流是自第一流體通道122經第一管線T1往呼吸模擬器130行進時，可模擬出使用者的吸氣效果。

氣膠提供裝置140可經第二管線T2連接至腔體110，並可用以透過第二管線T2提供測試用氣膠104至腔體110內。氣膠提供裝置140可藉由膠體溶液調配出符合目標氣膠濃度的測試用氣膠104，從而模擬使用者處在氣膠環境中的情境。進一步而言，請同時參照第1圖及第2圖，第2圖繪示第1圖的氣膠提供裝置140的配置示意圖。氣膠提供裝置140可包括第一槽體142、第二槽體144、過濾器146以及控制面板147。

第一槽體142可用以容置初始氣膠151，更進一步 來說，可在第一槽體142內放置膠體溶液150，而膠體溶液150中的固體微粒或液體微粒會懸浮於第一槽體142內的氣體環境之中，從而成為初始氣膠151。

過濾器146可連接於第一槽體142與第二槽體144之間，並用以過濾自第一槽體142流向第二槽體144的初始氣膠151。當第一槽體142中的初始氣膠151的粒徑未符合目標氣膠濃度的粒徑時，例如第一槽體142中的部分初始氣膠151超過目標氣膠濃度的粒徑，可使用過濾器146將不符合規格的粒徑過濾掉，使得進入至第二槽體144的初始氣膠151可符合目標氣膠濃度的粒徑。

對此，控制器160可電性連接氣膠提供裝置的控制面板147，並透過控制面板147電性連接過濾器146。控制器160可用以控制過濾器146，以使經過濾器146進入至第二槽體144的初始氣膠151可符合目標粒徑範圍，其中目標粒徑範圍為0.2微米~3微米，且目標粒徑範圍的質量中位數(mass median diameter)為0.3±0.03微米，此些目標數據可由控制面板147調控。如此的目標粒徑範圍與質量中位數可使面罩效能檢測系統100的模擬結果能更接近實際情況。

於部分實施方式中，氣膠提供裝置140可更包括廢棄槽152，其中廢棄槽152可連接過濾器146，並用以容置未符合目標粒徑範圍的粒子。如此一來，可將初始氣膠121中未符合目標粒徑範圍的微粒收集起來，以避免這些微粒對操作者造成危害。

第二槽體144可連接第二管線T2，使得自第一槽 體142經過濾器146完成過濾的初始氣膠151在通入第二槽體144後，可自第二槽體144經第二管線T2通入腔體110內。對此，第二槽體144的氣膠濃度係為可調整的，舉例來說，氣膠提供裝置140可更包括儲氣槽148以及氣體壓力調節閥149，其中氣體壓力調節閥149連接於儲氣槽148與第二槽體144之間，使得儲氣槽148可透過氣體壓力調節閥149連接第二槽體144，且控制器160可透過控制面板147而電性連接至氣體壓力調節閥149。

藉由此配置，當要調整降低自第二槽體144通入腔體110內的氣膠濃度時，可透過控制器160控制氣體壓力調節閥149，使得氣體壓力調節閥149將儲氣槽148內的氣體通入至與初始氣膠151混合，從而稀釋初始氣膠151的氣膠濃度，以使面罩效能檢測系統100的模擬結果能更接近實際情況。此外，透過如此的方式來對氣膠濃度進行調整，可避免初始氣膠151逸散出來，從而避免操作者因吸入初始氣膠151而對其造成危害。然而本揭露內容不以此為限，於其他實施方式中，也可以直接使用大氣氣體混入至初始氣膠151，以對初始氣膠151的氣膠濃度進行調整。

請參照第1圖，為了便於說明，調整濃度後的初始氣膠於後述將直接稱為測試用氣膠104，且測試用氣膠104會經第二管線T2通入至腔體110內。對此，面罩效能檢測系統100可更包括氣膠通入管141，其連接第二管線T2，並延伸進入腔體110內。氣膠通入管141可對準面罩載具120的上方，使得測試用氣膠104是自面罩載具120的上方朝著面罩載具120 靠近。具體來說，腔體110可具有彼此相對的第一內壁SW1以及第二內壁SW2，其中面罩載具120配置於第一內壁SW1，並位在第一內壁SW1與第二內壁SW2之間，而第二管線T2則連接第二內壁SW2，且氣膠通入管141係自第二內壁SW2朝著面罩載具120延伸。透過此配置，可避免測試用氣膠104因集中在腔體110內的部分區域而造成氣膠濃度不均。再者，由於測試用氣膠104是自面罩載具120的上方朝著面罩載具120靠近，故可避免自氣膠通入管141離開的測試用氣膠104直接且立即地被面罩載具120吸入至面罩102內部，從而避免檢測結果失真。

第一檢測器154可經第三管線T3連接至腔體110，且第一檢測器154可用以量測腔體110內的氣膠濃度。對此，面罩效能檢測系統100可更包括連接第三管線T3的連接管112，其中連接管112為設置於腔體110內，並自腔體110的內壁朝著面罩載具120延伸。連接管112末端可視為是腔體110內的取樣點，因此，藉由調整連接管112的長度，即可調整取樣點與面罩102之間的距離，如此一來，可使面罩效能檢測系統100的模擬檢測能符合檢測標準，並也可提升模擬檢測的準確性。

第二檢測器156可經第四管線T4連接至第二流體通道124，且第二檢測器156可用以量測第二流體通道124內的氣膠濃度。進一步來說，當氣膠提供裝置140運作時，於模擬吸氣期間，測試用氣膠104可被引導至穿過面罩102，並擴散至第二流體通道124及第四管線T4內，此時，第二檢測器156 可量測此經面罩102過濾的測試用氣膠104的氣膠濃度。

第一檢測器154與第二檢測器156可電性連接控制器160，使得其檢測結果可傳送至控制器160。舉例來說，於部分實施方式中，第一檢測器154與第二檢測器156可以是微粒子光度計，且其可輸出表示氣膠濃度的光度計訊號至控制器160。透過第一檢測器154與第二檢測器156的檢測結果，可利於評估判斷面罩102的防護效能。

另一方面，面罩效能檢測系統100可更包括進氣閥170、高壓氣體源172、排氣閥174以及廢氣收集罐176。進氣閥170及排氣閥174配置在腔體110上。高壓氣體源172可經第五管線T5連接至進氣閥170，而廢氣收集罐176可經第六管線T6連接至排氣閥174。透過此配置，當模擬檢測結束後，可打開進氣閥170及排氣閥174，使得高壓氣體源172內的氣體可通入至腔體110內，從而將測試用氣膠104帶入至廢氣收集罐176內。於部分實施方式中，廢氣收集罐176可連接至負壓裝置，從而將測試用氣膠104引導至廢氣收集罐176內。此機制可利於操作者更換面罩102。更進一步來說，當有更換面罩102需求時，可將上述方式將測試用氣膠104帶入至廢氣收集罐176內，使得當操作者打開腔體110時，可降低測試用氣膠104對操作者的危害，並也避免測試用氣膠104擴散至所在環境。

綜上所述，本揭露內容的面罩效能檢測系統包括腔體、面罩載具、呼吸模擬器、氣膠提供裝置、第一檢測器以及第二檢測器。面罩載具可設置於腔體內，而呼吸模擬器、氣膠提供裝置、第一檢測器以及第二檢測器可藉由管線連接至腔 體。於進行量測氣膠濃度期間，可將面罩配戴在面罩載具上，並在腔體中量測面罩內及面罩外的氣膠濃度，從而評估面罩的防護效能。於量測期間，氣膠除可因腔體的氣密性而不會擴散至外界環境之外，由於各儀器皆是以管線連接至腔體，故可避免氣膠對操作者造成危害。

雖然本創作已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何熟習此技藝者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (10)

1. 一種面罩效能檢測系統，包括：腔體，具有氣密性；面罩載具，設置於所述腔體內，並具有第一流體通道及第二流體通道；呼吸模擬器，經第一管線連接至所述面罩載具的所述第一流體通道，並用以提供氣流往復通過所述第一流體通道；氣膠提供裝置，經第二管線連接至所述腔體，並用以提供氣膠至所述腔體內；第一檢測器，經第三管線連接至所述腔體，用以量測所述腔體內的氣膠濃度；以及第二檢測器，經第四管線連接至所述第二流體通道，用以量測所述第二流體通道內的氣膠濃度。
2. 如申請專利範圍第1項所述的面罩效能檢測系統，更包括：連接管，設置於所述腔體內，並自所述腔體的內壁朝著所述面罩載具延伸，其中所述第三管線連接所述連接管。
3. 如申請專利範圍第1項所述的面罩效能檢測系統，其中所述腔體具有第一內壁以及第二內壁，所述面罩載具配置於所述第一內壁，並位在所述第一內壁與所述第二內壁之間，而所述第二管線連接所述第二內壁。
4. 如申請專利範圍第1項所述的面罩效能檢測系統，其中所述氣膠提供裝置包括：第一槽體，用以容置初始氣膠；第二槽體，連接所述第二管線；以及過濾器，連接於所述第一槽體與所述第二槽體之間，並用以過濾自所述第一槽體流向所述第二槽體的所述初始氣膠。
5. 如申請專利範圍第4項所述的面罩效能檢測系統，其中所述氣膠提供裝置更包括：儲氣槽，連接所述第二槽體；以及氣體壓力調節閥，連接於所述儲氣槽與所述第二槽體之間。
6. 如申請專利範圍第4項所述的面罩效能檢測系統，更包括控制器，電性連接所述過濾器，並用以控制所述過濾器，以使經所述過濾器進入至所述第二槽體的所述初始氣膠符合目標粒徑範圍，其中所述目標粒徑範圍為0.2微米~3微米，且所述目標粒徑範圍的質量中位數(mass median diameter)為0.3±0.03微米。
7. 如申請專利範圍第6項所述的面罩效能檢測系統，其中所述氣膠提供裝置更包括廢棄槽，連接所述過濾器，用以容置未符合所述目標粒徑範圍的粒子。
8. 如申請專利範圍第1項所述的面罩效能檢測系統，所述呼吸模擬器包括：氣壓缸，具有桿體；凸輪，連接所述桿體，且所述桿體與所述凸輪的連接處偏離所述凸輪的圓心；以及驅動馬達，連接所述凸輪。
9. 如申請專利範圍第1項所述的面罩效能檢測系統，其中所述第一流體通道與所述第二流體通道為互相分離。
10. 如申請專利範圍第1項所述的面罩效能檢測系統，更包括：進氣閥，配置在所述腔體上；高壓氣體源，經第五管線連接至進氣閥；以及排氣閥，配置在所述腔體上，並連接第六管線。