WO2023249513A1 - Комплекс измерения и записи параметров функционирования средств индивидуальной защиты органов дыхания - Google Patents

Комплекс измерения и записи параметров функционирования средств индивидуальной защиты органов дыхания Download PDF

Info

Publication number
WO2023249513A1
WO2023249513A1 PCT/RU2023/050054 RU2023050054W WO2023249513A1 WO 2023249513 A1 WO2023249513 A1 WO 2023249513A1 RU 2023050054 W RU2023050054 W RU 2023050054W WO 2023249513 A1 WO2023249513 A1 WO 2023249513A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rpe
wearable device
wave transmitter
measuring
data
Prior art date
Application number
PCT/RU2023/050054
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Андрей Дмитриевич РОМАНОВ
Original Assignee
Андрей Дмитриевич РОМАНОВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from RU2022116950A external-priority patent/RU2787280C1/ru
Application filed by Андрей Дмитриевич РОМАНОВ filed Critical Андрей Дмитриевич РОМАНОВ
Publication of WO2023249513A1 publication Critical patent/WO2023249513A1/ru

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B27/00—Methods or devices for testing respiratory or breathing apparatus for high altitudes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/497—Physical analysis of biological material of gaseous biological material, e.g. breath
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/01—Measuring temperature of body parts ; Diagnostic temperature sensing, e.g. for malignant or inflamed tissue

Definitions

  • a complex for measuring and recording the functioning parameters of personal respiratory protection equipment A complex for measuring and recording the functioning parameters of personal respiratory protection equipment.
  • the present invention is intended to measure and record the performance of respiratory protective equipment (RPE) when tested by volunteer testers.
  • RPE respiratory protective equipment
  • Insulating RPE is personal respiratory protection equipment that isolates the respiratory tract from the surrounding atmosphere and is intended for emergency protection of the respiratory system and vision of a person in an unbreathable atmosphere during evacuation and/or while waiting for help.
  • the currently existing standards approve the procedure for testing RPE by volunteer testers. During testing, volunteer testers in RPE perform sets of exercises. After completing the test, the tester's temperature, pulse and blood pressure are measured.
  • Tests of RPE with the participation of volunteer testers complement the basic assessment of the self-rescuer obtained during testing on a stand that simulates human external respiration.
  • the hood (front part) of the RPE is equipped with a fitting to determine breathing resistance
  • the breathing bag is equipped with a fitting to measure the volume fractions of carbon dioxide and oxygen in it.
  • RPE tests are carried out before the occurrence of one of the following events:
  • thermometer thermometer
  • heart rate monitor thermometer
  • tonometer thermometer
  • stopwatch gas analyzer for measuring the concentration of carbon dioxide.
  • the regulatory documentation does not disclose how the equipment and measuring instruments work for testing RPE by volunteer testers.
  • a “Device for determining the parameters of external respiration and gas exchange” (SU 229733 A1) is known, containing a dual spirometer, a recording device with a paper feed mechanism, a photoelectronic pulmonary ventilation counter and a piping system with valves, characterized in that, in order to increase the accuracy of the study, it contains a mixer installed on the exhalation line, made, for example, in the form of a container with incomplete partitions, to which oxygen and carbon dioxide gas analyzers are connected.
  • GDS A mixture of gases and water vapor that fills the internal volume of RPE and is used for breathing.
  • breathing bag A component of RPE, which is an elastic container for GDS.
  • a component of the RPE ensuring the flow of exhaled GDS into the device for cleaning, and the purified GDS into the respiratory organs and isolating the respiratory tract from the surrounding atmosphere
  • isolating means of personal respiratory protection isolating RPE: Personal respiratory protection equipment that isolates the respiratory system from the environment and supplies the user with GDS from a source independent of the environment.
  • - pendulum breathing pattern The pattern of movement of the gas in the internal volume of the RPE, in which the flow of the gas in the regenerative cartridge and/or absorption cartridge (if any) has the opposite direction during the inhalation and exhalation phases.
  • - test a set of actions aimed at determining the characteristics of the functioning of RPE, including training - a set of exercises carried out by a volunteer tester in RPE, and monitoring the condition of the volunteer tester.
  • the technical problem is to create a device that provides a set of measurements of the volume fraction of carbon dioxide, the proportion of oxygen in the GDS, the temperature of the GDS during inspiration, breathing resistance during inhalation and exhalation, and the heart rate (hereinafter referred to as the pulse) of a volunteer tester , during testing of RPE, their recording, transfer to a computer (computer), with the possibility of generating a test protocol, as well as generating and visually displaying the progress of the test.
  • the technical result to which the present invention is aimed is to create a complex that makes it possible to measure, record, store and transmit information about the nature of the functioning of RPE during training with the participation of volunteer testers, with the ability to reflect information during training, generate and visually reflect the progress training, as well as with the ability to create a training protocol.
  • the present invention records and displays in the electronic memory of a PC the following indicators of the performance of the tested RPE and the human condition:
  • pulse - heart rate
  • the principle of operation of the complex is to measure the parameters of the GDS in the “person-isolating RPE” system, the control of which is provided for by the requirements of regulatory documentation.
  • the invention is a complex and consists of:
  • - IB a measuring unit
  • - IB which is a housing in which a wireless information transmission unit, a gas analyzer, including samplers connected to the RPE, a temperature sensor, including thermocouples connected to the RPE, a pressure sensor connected to the RPE, a power supply, are compactly mounted, a microcontroller that performs the function of collecting and transmitting data received from sensors via a radio wave transmitter to a wearable device;
  • - RPE connected by samplers to a pressure sensor, thermocouple, gas analyzer on the inhalation line of the RPE simulator;
  • a heart rate transmitter that transmits data to a wearable device
  • a wearable device which is a smart device equipped with a screen, a user interface, a radio wave transmitter compatible with the IB radio wave transmitter and a cardiac transmitter, a radio wave transmitter compatible with a personal computer, equipped with software that processes data, synchronizes data received from the IB and performs a calibration function IS sensors.
  • the wearable device receiving data from information security, displays the progress of the training on the user interface, as well as the received data from sensors and gas analyzers.
  • the processed data is transferred to a computer;
  • the complex allows for real-time monitoring, recording and analysis of biometric indicators of the tester, such as the proportion of carbon dioxide in the GDS, the proportion of oxygen in the GDS, the exhalation temperature of the GDS, heart rate, process observation results, store observation results and provide access to them and the results of the analysis to the tester, employees monitoring the testing process and other interested parties.
  • biometric indicators of the tester such as the proportion of carbon dioxide in the GDS, the proportion of oxygen in the GDS, the exhalation temperature of the GDS, heart rate, process observation results, store observation results and provide access to them and the results of the analysis to the tester, employees monitoring the testing process and other interested parties.
  • FIG. 1 shows a diagram of the invention in general form, where 1 is the RPE being tested; 2 - measuring unit (IB); 3 - thermocouple fitting;
  • 4 - pressure sensor fitting 4 - pressure sensor fitting; 5 - fitting for sampling the GDS; 6 - GDS return fitting; 15 - wearable device; 18 - cardiac transmitter; 19 - personal computer (computer), 25 - RPE breathing bag.
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of IB 2, where 1 is the RPE being tested; 3 - thermocouple fitting; 4 - pressure sensor fitting;
  • FIG. No. 3 shows a block diagram of a wearable device, where 17 is a block for wirelessly receiving information security information and a cardiac transmitter by a wearable device; 20 - block for synchronizing data and time with information security; 21 - data processing unit; 22 - communication unit with PC; 23 - block of interaction with the user interface of a wearable device; 24 - sensor calibration block.
  • IB 2 is attached to the tester using a suspension system that provides comfortable placement on the tester without restricting movement, so as to ensure ease of use of the tested RPE 1 and not interfere with the performance of exercises provided for by regulatory documentation during testing.
  • IB 2 using built-in sensors 7, 8, 9, measures the following parameters:
  • thermoelectric converter which is a temperature sensor 8
  • tremometer a thermoelectric converter
  • RPE To conduct tests, RPE must be prepared in accordance with the requirements of regulatory documentation.
  • fittings are installed in the punched holes, which are hermetically connected using flexible hoses to the microcompressor 10 and the gas analysis sensor 7, for measuring, for example, the concentration of oxygen and carbon dioxide, located in the compact housing IB 2.
  • two holes with a diameter of 3-4 mm are punched in the front part of the RPE. Fittings are installed in the punched holes, one of which is connected to pressure sensor 9 using a flexible hose, and temperature sensor 8 is mounted in the second fitting.
  • thermocouple fitting 3 is attached to the front part of the RPE near the tester’s mouth.
  • the remaining IB 2 devices are placed in a compact case worn by the tester.
  • the heart rate transmitter 18 is attached to the chest of the volunteer tester.
  • microcontroller 11 receives and processes signals received from sensors and sends them through wireless information transmission unit 12, which is equipped with a special information receiving module.
  • the microcontroller 11 has an electronic memory buffer capable of saving autonomous operation data.
  • Measuring unit 2 includes electrical components, namely, but not limited to:
  • the gas analyzer 7 can be presented in the form of a gas analysis sensor equipped with a microcompressor 10, connected by a sealed pipeline to the RPE 1 being tested through a fitting 5 for taking a GDS sample and a fitting 6 for returning a GDS sample.
  • Microcompressor 10 performs the function of stimulating the movement of the GDS “to” and “from” the gas analyzer 7.
  • Temperature sensor 8 can be presented in the form of a thermocouple, connected to the RPE 1 being tested through thermocouple fitting 3 in a flexible hose.
  • the pressure sensor 9 can be presented in the form of a pressure sensor for mounting on a board, connected to the RPE 1 being tested through the pressure sensor fitting 4.
  • Microcontroller 11 is the main computing IB block 2, responsible for collecting, storing and processing input information coming from blocks and sensors, manages them, including collecting, transmitting and processing data. Information received from sensors is converted into digital code
  • the wireless information transmission unit 12 can be, for example: a WLAN/Wi-Fi module, a Bluetooth module, a BLE module, an NFC module, an IrDa module, an RFID module, etc.
  • a wireless data transmission channel for example, WAN, PAN, LAN (LAN), WLAN, WMAN.
  • Power source in the form of a power supply unit 13.
  • the power switch 14 is an electromechanical component made in the form of a button and a switch.
  • the heart rate transmitter 18 can be presented as a Suunto ANT heart rate transmitter
  • the wearable device 15 displays (interprets) the received data to the volunteer tester, for example, on the screen.
  • a wearable device 15 for example, but not limited to, a smartphone equipped with software that performs the function of processing data received from the IB microcontroller 11 and the cardiac transmitter 18 to the wireless information receiving unit 17 of the IB and cardiac transmitter of the wearable device provides information on sensor indicators processed by the data processing unit 21, about the progress of the training, as well as subsequent actions for conducting the training through the block 23 of interaction with the user interface of the wearable device.
  • the unit 17 for wirelessly receiving information security information and a cardiac transmitter of a wearable device can be, for example: a WLAN/Wi-Fi module, a Bluetooth module, a BLE module, etc.
  • a wireless data transmission channel for example, WAN, PAN, LAN (LAN), WLAN, WMAN.
  • the data processing unit 21 processes the data received from IB 2, as well as calculates the parameters of the received data and heart rate measurements from the cardiac transmitter 18, and stores the processed data.
  • Block 23 for interacting with the user interface of a wearable device provides:
  • the computer communication unit 22 can be, for example: a WLAN/Wi-Fi module, a Bluetooth module, a BLE module, etc.
  • a wireless data transmission channel for example, WAN, PAN, LAN (LAN), WLAN, WMAN.
  • the computer communication unit 22 provides mutual transmission and reception of information between the wearable device 15 and the corresponding PC unit 19.
  • the wearable device 15 Based on the received and processed data, the wearable device 15 generates and transmits information via the computer communication unit 22.
  • the PC 19 with installed software generates an electronic test report with entry and storage in a database and the ability to output it in a tabular format.
  • PC 19 has the following functionality:
  • the above-described complex confirms the ability to measure, record, store and transmit information about the nature of the functioning of RPE during training with the participation of volunteer testers, with the ability to reflect information during training, to form and visually reflect the progress of training, as well as with the ability to create a protocol conducting a training session.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

Комплекс измерения и записи параметров функционирования средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) состоит из СИЗОД, соединенного пробоотборниками с датчиком давления, термопарой, газоанализатором на линии вдоха имитатора СИЗОД. Комплекс также содержит измерительный блок (ИБ), носимое устройство, кардиопередатчик, передающий данные на носимое устройство, и персональный компьютер. ИБ представляет собой корпус, в котором смонтированы: блок беспроводной передачи информации, газоанализатор с пробоотбойниками, соединенными с СИЗОД, датчик температуры с термопарами, датчик давления, блок питания, микроконтроллер, выполняющий функцию сбора, хранения, обработки и передачи данных, полученных от датчиков посредством радиоволнового передатчика на носимое устройство. Носимое устройство представляет собой умное устройство, оснащенное радиоволновым передатчиком, совместимым с радиоволновым передатчиком ИБ и кардиопередатчиком. Радиоволновой передатчик совместим с персональным компьютером, экраном, пользовательским интерфейсом. Носимое устройство снабжено программным обеспечением, обрабатывающим и синхронизирующим данные, полученные от ИБ. Компьютер оснащен радиоволновым передатчиком и выполнен с предустановленным программным обеспечением с возможностью формирования заданий, передаваемых на носимое устройство, а так же сбора информации, записи полученных данных и формирования протокола тренировок в автоматическом режиме.

Description

Комплекс измерения и записи параметров функционирования средств индивидуальной защиты органов дыхания.
1. Область техники к которой относится изобретение.
Настоящее изобретение предназначено для измерения и записи показателей функционирования изолирующих средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) при проведении испытаний с участием испытателей- добровольцев .
2. Уровень техники
Изолирующее СИЗОД - это средства индивидуальной защиты органов дыхания, изолирующее дыхательные пути от окружающей атмосферы и предназначенное для экстренной защиты органов дыхания и зрения человека в непригодной для дыхания атмосфере при эвакуации и/или в ожидании помощи.
Существующими на настоящий момент стандартами утвержден порядок проведения испытания СИЗОД испытателями-добровольцами. Во время проведения испытаний добровольцы-испытатели в СИЗОД выполняют комплексы упражнений. После окончания испытания у испытателя измеряют температуру, пульс и артериальное давление.
Испытания СИЗОД с участием испытателей-добровольцев дополняют основную оценку самоспасателя, полученную при испытаниях на стенде - имитаторе внешнего дыхания человека.
Испытания проводят с целью определения:
- защитных свойств СИЗОД;
- условий дыхания в СИЗОД;
- физиологических реакций людей на работу в СИЗОД;
- особенности работы составных частей и систем СИЗОД;
- удобства пользования СИЗОД. В рамках подготовки к испытаниям в капюшон (лицевую часть) СИЗОД оборудуют штуцером для определения сопротивления дыханию, дыхательный мешок оборудуют штуцером для замера в нем объемных долей диоксида углерода и кислорода.
Испытания СИЗОД проводят до наступления одного из событий:
- достижения частоты пульса 150 мин ;
- увеличения объемной доли диоксида углерода в дыхательном мешке более 3,0%;
- уменьшения объемной доли кислорода в дыхательном мешке менее 17,0%.
- невозможности испытателем продолжать дальнейшую работу.
Проводя анализ нормативной документации, можно сделать вывод о составе необходимого оборудования при испытании СИЗОД: термометр, пульсометр, тонометр, секундомер и газоанализатор для измерения концентрации диоксида углерода. В нормативной документации не раскрывается как работает оборудование и средства измерения для проведения испытаний СИЗОД испытателями-добровольцами.
Известно «Устройство для определения параметров внешнего дыхания и газообмена» (SU 229733 А1) содержащее сдвоенный спирометр, записывающее приспособление с бумагопротяжным механизмом, фотоэлектронный счетчик легочной вентиляции и систему трубопроводов с клапанами, отличающееся тем, что, с целью повышения точности исследования, в нем имеется установленный на линии выдоха смеситель, выполненный, например, в виде емкости с неполными перегородками, к которому подключены газоанализаторы кислорода и углекислого газа.
В настоящем описании приняты следующие термины, определения и сокращения:
1) Термины и определения
- газовая дыхательная смесь; ГДС: Смесь газов и паров воды, заполняющая внутренний объем СИЗОД и используемая для дыхания. дыхательный мешок; ДМ: Составная часть СИЗОД, представляющая собой эластичную емкость для ГДС.
- лицевая часть: Составная часть СИЗОД, обеспечивающая поступление выдыхаемой ГДС в аппарат на очистку, а очищенной ГДС в органы дыхания и изолирующая дыхательные пути от окружающей атмосферы
- изолирующее средство индивидуальной защиты органов дыхания; изолирующее СИЗОД: Средство индивидуальной защиты органов дыхания, изолирующее органы дыхания от окружающей среды и подающее пользователю ГДС из источника, независимого от окружающей среды.
- маятниковая схема дыхания: Схема движения ГДС во внутреннем объеме СИЗОД, при которой поток ГДС в регенеративном патроне и/или поглотительном патроне (при наличии), на фазах вдоха и выдоха имеет противоположное направление.
- круговая схема дыхания: Схема движения ГДС во внутреннем объеме СИЗОД, при которой ГДС проходит, при наличии, регенеративный и/или поглотительный патрон водном направлении, независимо от фазы дыхания.
- испытание: комплекс действий, направленных на определение характеристики функционирования СИЗОД, включающие в себя тренировку - комплекс упражнений проводимых испытателем-добровольцем в СИЗОД, и отслеживание состояние испытателя-добровольца.
Техническая проблема, решение которой обеспечивается настоящим изобретением, состоит в создании устройства обеспечивающего выполнение комплекса замеров объемной доли диоксида углерода, доли кислорода в ГДС, температуры ГДС на вдохе, сопротивление дыханию на вдохе и выдохе, частоту сердечных сокращений (далее - пульс) испытателя-добровольца, во время испытания СИЗОД их запись, передачу на ЭВМ (компьютер), с возможностью формирования протокола проведения испытаний, а также формирование и наглядного отображения хода проведения испытания. Технический результат, на получение которого направлено настоящее изобретение, заключается в создании комплекса позволяющего измерять, записывать, хранить и передавать информацию о характере функционирования СИЗОД при проведении тренировок с участием испытателей- добровольцев, с возможностью отражения информации во время проведения тренировки, формировать и наглядно отражать ход тренировки, а также с возможностью формирования протокола проведения тренировки.
Настоящее изобретение фиксирует и отображает в электронной памяти ПК следующие показатели работы испытываемого СИЗОД и состояния человека:
- объемная доля диоксида углерода в ГДС;
- объемная доля кислорода в Г ДС;
- температура ГДС на вдохе;
- сопротивление дыханию на вдохе и выдохе;
- частота сердечных сокращений (далее - пульс) испытателя- добровольца; а также наглядно отображает добровольцу испытателю информацию о ходе тренировки.
3. Раскрытие сущности полезной модели.
Принцип работы комплекса заключается в измерении параметров Г ДС в системе «человек-изолирующее СИЗОД», контроль которых предусмотрен требованиями нормативной документации.
Изобретение представляет собой комплекс и состоит из:
- измерительного блока (далее - ИБ), представляющего корпус, в котором компактно смонтированы блок беспроводной передачи информации, газоанализатор, включающий пробоотборники, соединенные с СИЗОД, датчик температуры, включающий термопары, соединенные с СИЗОД, датчик давления, соединенный с СИЗОД, блок питания, микроконтроллер, выполняющий функцию сбора и передачи данных полученных от датчиков посредством радиоволнового передатчика на носимое устройство; - СИЗОД, соединенного пробоотборниками с датчиком давления, термопарой, газоанализатором на линии вдоха имитатора СИЗОД;
- Кардиопередатчика, передающего данные носимому устройству;
- носимого устройства, представляющего собой умное устройство, оснащенное экраном, пользовательским интерфейсом, радиоволновым передатчиком, совместимым с радиоволновым передатчиком ИБ и кардиопередатчиком, радиоволновым передатчиком, совместимым с персональным компьютером, снабженное программным обеспечением, обрабатывающим данные, синхронизирующим данные полученные от ИБ и выполняющим функцию калибровки датчиков ИБ. Носимое устройство, получая данные от ИБ отображает ход проведения тренировки на пользовательском интерфейсе, а также полученные данные от датчиков и газоанализаторов. Обработанные данные передаются на компьютер;
Компьютера оснащенного радиоволновым передатчиком, с предустановленным программным обеспечением, обеспечивающим возможность формирования заданий, для выполнения испытателем- добровольцем, передаваемое на носимое устройство, сбор информации и записи полученных данных от носимого устройства, формирование протокола тренировок полностью в автоматическом режиме.
Комплекс позволяет производить в режиме реального времени мониторинг, фиксацию и анализ биометрических показателей испытателя, таких как доля диоксида углерода в ГДС, доля кислорода в ГДС, температура ГДС на выдохе, частота сердечных сокращений, обрабатывать результаты наблюдений, хранить результаты наблюдений и предоставлять доступ к ним и результатам анализа испытателю, контролирующим процесс испытания работникам и прочим заинтересованным лицам.
В области проведения испытаний СИЗОД с участием добровольцев - испытателей представленная совокупность устройств и технологий ранее не использовалась.
4. Краткое описание чертежей. На фиг. №1 изображена схема изобретения в общем виде, где 1 - испытываемое СИЗОД; 2 - измерительный блок (ИБ); 3 - штуцер термопары;
4 - штуцер датчика давления; 5 - штуцер для отбора пробы ГДС; 6 - штуцер возврата ГДС; 15 - носимое устройство; 18 - кардиопередатчик; 19 - персональный компьютер (ЭВМ), 25 - дыхательный мешок СИЗОД.
На фиг. №2 изображена принципиальная схема ИБ 2, где 1- испытываемое СИЗОД; 3 - штуцер термопары; 4 - штуцер датчика давления;
5 - штуцер для отбора пробы ГДС; 6 - штуцер возврата ГДС; 7 - газоанализатор/ датчик газового анализа; 8 - датчик температуры; 9 - датчик давления; 10 - микрокомпрессор; 11 - микроконтроллер; 12 - блок беспроводной передачи информации ИБ; 13 - блок питания; 14 - тумблер включения/выключения питания; 16 - блок синхронизации данных и времени с носимым устройством.
На фиг. №3 изображена блок-схема носимого устройства, где 17 блок беспроводного получения информации ИБ и кардиопередатчика носимым устройством; 20 - блок синхронизации данных и времени с ИБ; 21 - блок обработки данных; 22 - блок связи с ПК; 23 - блок взаимодействия с пользовательским интерфейсом носимого устройства; 24 - блок калибровки датчиков.
5. Осуществление изобретения.
ИБ 2 закрепляется на испытателе на подвесной системе, обеспечивающей комфортное размещение на испытателе, не стесняющее движений, так, чтобы обеспечить удобство эксплуатации испытываемого СИЗОД 1 и не препятствовать выполнению в ходе испытаний упражнений, предусмотренных нормативной документацией.
В процессе испытаний, ИБ 2 с помощью встроенных датчиков 7, 8, 9 измеряет следующие параметры:
- концентрация диоксида углерода в Г ДС в линии вдоха или в ДМ;
- концентрации кислорода в Г ДС в линии вдоха или в ДМ;
- температура ГДС на вдохе или на вдохе и выдохе; - сопротивление дыханию на вдохе и выдохе;
Для измерения указанных параметров и передачи данных на носимое устройство 15 ИБ 2 оснащен следующими устройствами:
- микроконтроллер 11 ;
- блок 12 беспроводной передачи информации;
- микрокомпрессор 10 отбора проб ГДС, и возврата проб после анализа в дыхательный контур по герметичным трубопроводам через штуцер 5 для отбора пробы ГДС и штуцераб для возврата пробы ГДС, соединенных с испытываемым СИЗО Д 1 ;
- датчик 7 газового анализа, выполняющего функцию анализа концентрации диоксида углерода и концентрации кислорода;
- дифференциальный датчик 9 давления;
- термоэлектрический преобразователь, представляющий собой датчик 8 температуры, также может быть представлен в виде тремопары;
- автономный источник питания, представляющий собой блок 13 питания.
Для проведения испытаний СИЗОД необходимо подготовить в соответствии с требованиями нормативной документации.
Пример подготовки СИЗОД к испытаниям по нормативной документации (ГОСТ 12.4.288-2015): а) пробивают два отверстия диаметром 3-4 мм для отбора и возврата пробы ГДС:
- в дыхательном мешке для СИЗОД с маятниковой схемой дыхания;
-в линии вдоха на расстоянии от 10 до 30 мм от клапанной коробки или в дыхательном мешке для СИЗОД с круговой схемой дыхания или с разделенными линиями вдоха и выдоха. б) в пробитые отверстия монтируют штуцеры, которые герметично соединяют с помощью гибких шлангов с микрокомпрессором 10 и датчиком 7 газового анализа, для измерения, например концентрации кислорода и диоксида углерода, расположенными в компактном корпусе ИБ 2. в) в лицевой части СИЗОД пробивают два отверстия диаметром 3-4 мм. В пробитые отверстия монтируют штуцеры, один из которых с помощью гибкого шланга соединяют с датчиком 9 давления, во второй штуцер монтируют датчик 8 температуры.
Штуцер 3 термопары крепится в лицевой части СИЗОД вблизи рта испытателя.
Остальные устройства ИБ 2 размещаются в компактном корпусе, носимом испытателем.
Кардиопередатчик 18 закрепляется на груди испытателя добровольца.
В ходе испытания микроконтроллер 11 принимает и обрабатывает сигналы, полученные от датчиков, и отправляет их посредством блока 12 беспроводной передачи информации, который оснащен специальным модулем приема информации. На случай потери радиосвязи микроконтроллер 11 имеет электронный буфер памяти, способный сохранить данные автономной работы.
Измерительный блок 2 включает в себя электротехнические компоненты, а именно, но не ограничиваясь:
Газоанализатор 7, может быть представлен в виде датчика газового анализа, снабженного микрокомпрессором 10, соединенного герметичным трубопроводом с испытываемым СИЗОД 1 посредством штуцером 5 для отбора пробы ГДС и штуцером 6 для возврата пробы ГДС. Микрокомпрессор 10 выполняет функцию побудителя движения ГДС «к» и «от» газоанализатору 7.
Датчик 8 температуры может быть представлен в виде термпопары, соединенный с испытываемым СИЗОД 1 через штуцер 3 термопары в гибком шланге.
Датчик 9 давления может быть представлен в виде датчика давления для монтажа на плате, соединенный с испытываемым СИЗОД 1 через штуцер 4 датчика давления.
Микроконтроллер 11 представляет собой главный вычислительный блок ИБ 2, отвечающий за сбор, хранение и обработку входной информации, поступающей от блоков и датчиков, осуществляет управление ими, включая сбор, передачу и обработку данных. Информация, получаемая от датчиков, преобразуется в цифровой код
Блок 12 беспроводной передачи информации, может представлять собой, например: WLAN/Wi-Fi модуль, Bluetooth модуль, BLE модуль, NFC модуль, IrDa, RFID модуль и т.п. С помощью блока 12 беспроводной передачи информации, функционально сопрягаемого с соответствующими устройствами комплекса, обеспечивается организация обмена данными по беспроводному каналу передачи данных, например, WAN, PAN, ЛВС (LAN), WLAN, WMAN.
Источник питания, в виде блока 13 питания.
Тумблер 14 включения питания является электромеханическим компонентом, выполненным в виде кнопки и включателя.
Кардиопередатчик 18 может быть представлен в виде кардиопередатчика Suunto ANT
На основании данных, полученных от ИБ 2, носимое устройство 15 отображает (интерпретирует) полученные данные испытателю-добровольцу, например, на экране.
Носимое устройство 15, например, но не ограничиваясь, смартфон, снабженный программным обеспечением, выполняющим функцию обработки данных полученных от микроконтроллера ИБ 11 и кардиопередатчика 18 на блок 17 беспроводного получения информации ИБ и кардиопередатчика носимого устройства предоставляет обработанную блоком 21 обработки данных информацию показателях датчиков, о ходе тренировки, а также о последующих действиях для проведения тренировки посредством блока 23 взаимодействия с пользовательским интерфейсом носимого устройства. Получая данные от ИБ 2 на блок 23 взаимодействия с пользовательским интерфейсом носимого устройства через блок 21 обработки данных и блок 17 беспроводного получения информации от ИБ и кардиопередатчика на носимое устройство, в необходимых случаях передается на блок 24 калибровки данных и обратно, запуская калибровку датчика 8 температуры, датчика 9 давления и 7 газоанализатора до необходимых параметров.
Блок 17 беспроводного получения информации ИБ и кардиопередатчика носимого устройства может представлять собой, например: WLAN/Wi-Fi модуль, Bluetooth модуль, BLE модуль и т.п. С помощью блока 17 беспроводного получения информации ИБ и кардиопередатчика носимого устройства, функционально сопрягаемого с соответствующими устройствами комплекса, обеспечивается организация обмена данными по беспроводному каналу передачи данных, например, WAN, PAN, ЛВС (LAN), WLAN, WMAN.
Блок 21 обработки данных осуществляет обработку данных полученного от ИБ 2, а также расчет параметров полученных данных и пульсометрии от кардиопередатчика 18, хранение обработанных данных.
Блок 23 взаимодействия с пользовательским интерфейсом носимого устройства предоставляет:
- доступ к обработанным блоком 21 обработки данных о характере функционирования СИЗОД, а также об измеренных биометрических данных добровольцу-испытателю, например, на дисплее;
- управление ходом тренировки, например, но не ограничиваясь, отражение выполняемого задания и времени до его завершения;
- управление передачей данных на компьютер;
- запуск калибровки.
Блок 22 связи с компьютером может представлять собой, например: WLAN/Wi-Fi модуль, Bluetooth модуль, BLE модуль и т.п. С помощью блока 22 связи с компьютером, функционально сопрягаемого с соответствующими устройствами комплекса, обеспечивается организация обмена данными по беспроводному каналу передачи данных, например, WAN, PAN, ЛВС (LAN), WLAN, WMAN. Блок 22 связи с компьютером обеспечивает обоюдную передачу и прием информации между носимым устройством 15 и соответствующим блоком ПК 19.
На основании полученных и обработанных данных носимое устройство 15 формирует и передает посредством блока 22 связи с компьютером информацию ПК 19 с установленным ПО формирует электронный протокол испытаний с занесением и хранением в базе данных и возможностью вывода в табличном формате. ПК 19 обладает следующим функционалом :
- получение информации от носимого устройства 15;
- преобразование полученной информации о ходе тренировки в протокольную форму (таблица);
- формирование тренировки;
- хранение данных о проведенной тренировке и характеристиках СИЗОД.
Таким образом, вышеописанным комплексом подтверждается возможность измерять, записывать, хранить и передавать информацию о характере функционирования СИЗОД при проведении тренировок с участием испытателей- добровольцев, с возможностью отражения информации во время проведения тренировки, формировать и наглядно отражать ход тренировки, а также с возможностью формирования протокола проведения тренировки.

Claims

Комплекс измерения и записи параметров функционирования средств индивидуальной защиты органов дыхания, предназначенный для измерения и записи показателей функционирования изолирующих средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД) при проведении испытаний с участием испытателей-добровольцев, представляет собой комплекс, состоящий из СИЗОД, соединенного пробоотборниками с датчиком давления, термопарой, газоанализатором на линии вдоха имитатора СИЗОД, отличающийся тем, что включает в себя;
- измерительный блок (далее - ИБ), представляющий собой корпус, в котором компактно смонтированы блок беспроводной передачи информации, газоанализатор, включающий пробоотборники, соединенные с СИЗОД, датчик температуры, включающий термопары, соединенные с СИЗОД, датчик давления, соединенный с СИЗОД, блок питания, микроконтроллер, выполняющий функцию сбора, хранения, обработки и передачи данных полученных от датчиков посредством радиоволнового передатчика на носимое устройство;
- кардиопередатчик, передающий данные на носимое устройство;
- носимое устройство, представляющее собой умное устройство, оснащенное радиоволновым передатчиком, совместимым с радиоволновым передатчиком ИБ и кардиопередатчиком, радиоволновым передатчиком, совместимым с персональным компьютером, экраном, пользовательским интерфейсом, снабженное программным обеспечением, обрабатывающим данные, синхронизирующим данные, полученные от ИБ; компьютер, оснащенный радиоволновым передатчиком, с предустановленным программным обеспечением, обеспечивающим возможность формирования заданий, для выполнения испытателем- добровольцем, передаваемых на носимое устройство, сбор информации и записи полученных данных от носимого устройства, формирование протокола тренировок полностью в автоматическом режиме.
PCT/RU2023/050054 2022-06-23 2023-03-20 Комплекс измерения и записи параметров функционирования средств индивидуальной защиты органов дыхания WO2023249513A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2022116950 2022-06-23
RU2022116950A RU2787280C1 (ru) 2022-06-23 Комплекс измерения и записи параметров функционирования средств индивидуальной защиты органов дыхания.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023249513A1 true WO2023249513A1 (ru) 2023-12-28

Family

ID=89380326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2023/050054 WO2023249513A1 (ru) 2022-06-23 2023-03-20 Комплекс измерения и записи параметров функционирования средств индивидуальной защиты органов дыхания

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023249513A1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8085144B2 (en) * 2002-07-02 2011-12-27 Mine Safety Appliances Company Equipment and method for identifying, monitoring and evaluating equipment, environmental and physiological conditions
US8702607B2 (en) * 2006-12-19 2014-04-22 Valencell, Inc. Targeted advertising systems and methods
US20170372216A1 (en) * 2016-06-23 2017-12-28 3M Innovative Properties Company Personal protective equipment system having analytics engine with integrated monitoring, alerting, and predictive safety event avoidance
US20190254565A1 (en) * 2011-11-07 2019-08-22 Lifelens Technologies, Llc Metabolic and cardiopulmonary monitor
RU2718976C1 (ru) * 2016-06-23 2020-04-15 3М Инновейтив Пропертиз Компани Система, содержащая средство индивидуальной защиты, c аналитической подсистемой, включающей интегрированные мониторинг, сигнальное оповещение и прогнозное предотвращение связанных с безопасностью событий
WO2020129006A1 (en) * 2018-12-21 2020-06-25 3M Innovative Properties Company Systems and methods for automated respirator

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8085144B2 (en) * 2002-07-02 2011-12-27 Mine Safety Appliances Company Equipment and method for identifying, monitoring and evaluating equipment, environmental and physiological conditions
US8702607B2 (en) * 2006-12-19 2014-04-22 Valencell, Inc. Targeted advertising systems and methods
US20190254565A1 (en) * 2011-11-07 2019-08-22 Lifelens Technologies, Llc Metabolic and cardiopulmonary monitor
US20170372216A1 (en) * 2016-06-23 2017-12-28 3M Innovative Properties Company Personal protective equipment system having analytics engine with integrated monitoring, alerting, and predictive safety event avoidance
RU2718976C1 (ru) * 2016-06-23 2020-04-15 3М Инновейтив Пропертиз Компани Система, содержащая средство индивидуальной защиты, c аналитической подсистемой, включающей интегрированные мониторинг, сигнальное оповещение и прогнозное предотвращение связанных с безопасностью событий
WO2020129006A1 (en) * 2018-12-21 2020-06-25 3M Innovative Properties Company Systems and methods for automated respirator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Macfarlane Open-circuit respirometry: a historical review of portable gas analysis systems
US20240065628A1 (en) Wearable breath analyte measurement device
CN110431418A (zh) 用于监测糖尿病的非侵入性光子感测
US6921369B1 (en) Mobile ergospirometry system
CN105548533A (zh) 一种用于远程监控呼出氢采样和测定的系统
RU2787280C1 (ru) Комплекс измерения и записи параметров функционирования средств индивидуальной защиты органов дыхания.
WO2023249513A1 (ru) Комплекс измерения и записи параметров функционирования средств индивидуальной защиты органов дыхания
CN110763810A (zh) 一种呼气分析仪的质量检验系统
CN103263265A (zh) 一种运动心肺测试装置
CN211478225U (zh) 一种呼气分析仪的质量检验装置
KR101215258B1 (ko) 임산부용 검진 키트를 이용한 검진 시스템 및 검진방법
JP2004329909A (ja) 測定装置
US20070185389A1 (en) Systems and methods for real time diagnostic and data correlation utilizing a computer network
Demidov et al. Principles of construction, structure and features of the ECG and blood pressure monitoring system
CN203519495U (zh) 一种糖尿病检测装置
KR20200052121A (ko) 스마트폰에 설치된 6분보행검사앱을 통한 건강관리시스템
Harding Human respiratory responses during high performance flight
CN204542101U (zh) 一种医用基础生命体征测控装置
WO2021076017A1 (ru) Методика проведения испытаний средств индивидуальной защиты органов дыхания человека
CN113576453A (zh) 肺功能测量系统
Nath et al. Development of a wireless Automotive Health Monitoring System for Doctor's Chamber
CN209499730U (zh) 呼气末二氧化碳分压测量装置及系统
US11793410B2 (en) Auxiliary component for an equipment for cardiac autonomic neuropathy test and equipment that includes such a component
Stork et al. Wireless electronic systems for physiological parameters measuring
CN216569934U (zh) 肺功能测量系统

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23827591

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1