專利名稱：防護面具低溫保明性能試驗裝置及檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防護面具低溫保明性能試驗裝置及檢測方法，特別涉及一種可替代人員呼吸并在在低溫環(huán)境中進行防護面具低溫保明性能試驗的裝置及檢測方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的該防護面具低溫保明性能試驗裝置包括一個產(chǎn)生模仿人體呼吸氣流的電動呼吸機1，導(dǎo)氣管16、26、恒溫潮化器6、7、12、低溫箱13、標(biāo)準(zhǔn)人頭15及佩帶在該標(biāo)準(zhǔn)人頭15上的防護面具25；各部分均由導(dǎo)氣管連接；當(dāng)電動呼吸器1呼氣時，由電動呼吸機1呼出的氣流被導(dǎo)向恒溫潮化器6、7，進行加熱和加濕以產(chǎn)生模擬人體的溫度和濕度，所輸出的氣流再經(jīng)過導(dǎo)氣管16輸送到低溫箱13中的標(biāo)準(zhǔn)人頭15內(nèi)，即由標(biāo)準(zhǔn)人頭15的后腦部進入，從其模擬口部呼出，經(jīng)防護面具25的呼氣活門和導(dǎo)氣管26排出到低溫箱13之外，當(dāng)電動呼吸器1吸氣時，會把低溫箱13中的冷空氣由防護面具25的吸氣活門，進入防護面具25的內(nèi)眼窗區(qū)，再通過阻水罩的進氣活門吸入標(biāo)準(zhǔn)人頭15的口部，再經(jīng)過導(dǎo)氣管16和恒溫潮化器12回到電動呼吸機1。
其中，電動呼吸機的呼吸頻率為12～50次/分，呼吸量為6～50升/分。經(jīng)恒溫潮化器加熱、加濕后的呼出氣流的溫度為36±1℃，相對濕度大于90％。
電動呼吸機1與低溫箱13之間的導(dǎo)氣管上還設(shè)置有溫度濕度調(diào)控單元，它由恒溫潮化器6、7，恒溫潮化器12，電磁閥3、4和兩路并列導(dǎo)氣管組成兩級負(fù)反饋回路，以確保經(jīng)恒溫潮化器6、7、12加熱、加濕后呼出氣流的溫度和相對濕度滿足要求，所述的三個恒溫潮化器6、7、12在加熱的過程中由分別安裝在該恒溫潮化器6、7、12的探頭測出氣流的溫濕度，再由數(shù)字溫度儀控制恒溫潮化器6、7、12的加熱，當(dāng)呼出氣流的溫度超過37℃時，則由安裝在恒溫潮化器6、7與低溫箱13之間的導(dǎo)氣管內(nèi)的溫度探頭8反饋到電磁閥3、4，此時電磁閥3、4打開一個或兩個同時打開，讓自恒溫潮化器12排出的溫度較低的氣流，不經(jīng)過恒溫潮化器6而直接送到恒溫潮化器7，使呼出氣流很快降低到要求的溫度，即由電磁閥門3、4直接把低于35℃的濕空氣輸入到潮化器7中，使呼出氣流及時回到36±1℃；如果由恒溫潮化器7送來的氣流未達到設(shè)定溫度，則由溫度探頭(8)反饋到恒溫潮化器6、7的加熱器繼續(xù)加熱升溫，直至達到設(shè)定溫度為止。
該防護面具低溫保明性能試驗裝置的檢測方法包括如下步驟a.接上電源，打開總電源啟閉按鈕，啟動低溫箱13啟閉按鈕，并調(diào)節(jié)好低溫箱13的上、下限啟閉溫度；
b.把待試驗的防護面具25正確佩戴于同型號的標(biāo)準(zhǔn)人頭15上，并裝入低溫箱13中，用保溫材料包裹好進、出氣導(dǎo)氣管16、26，調(diào)節(jié)好眼窗溫度計22和照明燈23的位置后蓋緊低溫箱13的箱蓋；c.用1000ml燒杯配制900ml、60℃左右的溫水，注入潮化器12中，注完后即可啟動該潮化器12的啟閉開關(guān)，并把溫度先調(diào)控在40℃；d.當(dāng)?shù)蜏叵?3內(nèi)溫控調(diào)節(jié)器22的溫度降到-25℃以下時，可啟動風(fēng)機19按鈕，促使低溫箱13內(nèi)上下溫度盡快均勻分布，但要注意盡量少開風(fēng)機19，否則因風(fēng)機的電機19發(fā)熱，影響溫度箱的降溫效果；e.當(dāng)左、右眼窗的眼窗區(qū)測溫探頭27顯示的溫度為-15℃以下時，便可配制60℃左右的溫水注入潮化器6、7中，分別注完900ml后，即可啟動潮化器6、7的按鈕，同時把潮化器6、7的溫控顯示器分別設(shè)定在36℃和36.5℃，并打開潮化器6、7的攪拌器按鈕；f.打開可調(diào)節(jié)活門5并將之調(diào)節(jié)到適宜位置，以滿足適宜的氣流流量要求；g.開啟電動呼吸機1的啟動按鈕，待眼窗區(qū)測溫探頭27的溫度顯示達到-20℃時，即可把電動呼吸機1暫停，再將進氣口14與低溫箱13相連，再打開電動呼吸機1，即開始試驗計時；h.在開始試驗的15～30分鐘內(nèi)，可打開防護面具25的左、右鏡片照明燈按鈕，通過觀測孔20觀察防護面具25鏡片起霧情況，30分鐘后可定時相隔15～30分鐘觀測一次，并作筆錄，每觀察一次后，應(yīng)隨即把照明燈關(guān)閉，減少光熱對低溫箱13溫度的影響；i.一般觀測一次，即可停止試驗，如特殊需要，可延長至二小時；j.試驗停止時，依次關(guān)閉所有按鈕，放出恒溫潮化器6、7、12中的潮化水，取出標(biāo)準(zhǔn)人頭15，一切恢復(fù)原位。
本試驗裝置比用人佩戴面具在低溫環(huán)境中的保明試驗具有測量結(jié)果準(zhǔn)確，誤差小，重復(fù)性好，易于找出面具保明不良的原因，儀器操作方法簡便，節(jié)省時間和經(jīng)費等優(yōu)點。用本發(fā)明的低溫保明性能試驗儀，選擇呼吸頻率22±2次/分；呼吸量30升/分(相當(dāng)于中等運動量)；呼出氣溫度36±1℃；呼出氣濕度大于90％RH；面具鏡片外溫度保持在25±3℃范圍，對FMJ05、FMJ07和FMJ08型等面具進行低溫保明性能測試，其結(jié)果均比野外評價，低溫試驗的數(shù)據(jù)誤差更小，重復(fù)性更好。能適應(yīng)于測量低、中等運動負(fù)荷所需的呼吸狀態(tài)和低溫環(huán)境。并使測試過程實現(xiàn)了自動控制。
本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)請參閱

圖1該防護面具低溫保明性能試驗裝置首先由電動呼吸器1模擬人在不同運動狀態(tài)下的呼吸動作并產(chǎn)生呼吸氣流。
當(dāng)電動呼吸機1呼氣時，由其壓出的空氣經(jīng)活門2、可調(diào)節(jié)活門5到恒溫潮化器6，使氣流升高溫度并增加濕度后送到恒溫潮化器7，再一次加熱、加濕后，經(jīng)溫度、濕度探頭8進行測量，再經(jīng)由單向活門9、進氣孔14后送達低溫箱13內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)人頭15。這時，如果由潮化器7送來的氣流，還未達到設(shè)定的要求溫度時，則由溫度探頭8反饋到恒溫潮化器6、7的加熱器繼續(xù)加熱升溫，一直達到設(shè)定的要求溫度為止。
標(biāo)準(zhǔn)人頭15的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示，在該標(biāo)準(zhǔn)人頭15的口部和后腦之間開設(shè)有一個標(biāo)準(zhǔn)人頭15的呼吸通道31，并在該后腦部位與導(dǎo)氣管16相連通。
從圖3所示我們可以看到，在所述的電動呼吸機1與恒溫潮化器6、7之間的導(dǎo)氣管上還設(shè)置有溫度濕度調(diào)控單元，它由電磁閥3、4和兩路并列導(dǎo)氣管組成兩級負(fù)反饋回路，以確保經(jīng)恒溫潮化器6、7、12加熱、加濕后呼出氣流的溫度和相對濕度滿足要求，所述的三個恒溫潮化器6、7、12在加熱的過程中由分別安裝在該恒溫潮化器6、7、12的探頭測出氣流的溫濕度，再由數(shù)字溫度儀控制恒溫潮化器6、7、12的加熱，當(dāng)呼出氣流的溫度超過37℃時，則由安裝在恒溫潮化器6、7與低溫箱13之間的導(dǎo)氣管內(nèi)的溫度探頭8反饋到電磁閥3、4，此時電磁閥3、4打開一個或兩個同時打開，讓自恒溫潮化器12排出的溫度較低的氣流，不經(jīng)過恒溫潮化器6而直接送到恒溫潮化器7，使呼出氣流很快降低到要求的溫度，即由電磁閥門3、4直接把低于35℃的濕空氣輸入到潮化器7中，使呼出氣流及時回到36±1℃；如果由恒溫潮化器7送來的氣流未達到設(shè)定溫度，則由溫度探頭8反饋到恒溫潮化器6、7的加熱器繼續(xù)加熱升溫，直至達到設(shè)定溫度為止。
當(dāng)電動呼吸機1吸氣時，則把低溫箱13中的冷空氣，由防護面具25的濾毒罐24，經(jīng)面具25的吸氣活門進入面具眼窗17內(nèi)腔，再由面具阻水罩的進氣活門進入標(biāo)準(zhǔn)人頭15口內(nèi)，通過進氣孔14、單向活門10、恒溫潮化器12、單向活門11回到電動呼吸機1。
如此，電動呼吸機1不斷地模擬人的呼吸動作，在要求的時間內(nèi)，通過觀測孔20，照明裝置18，觀測防護面具25眼窗鏡片上是否起霧，以及起霧的時間、面積和區(qū)域。
在低溫箱13內(nèi)安裝的標(biāo)準(zhǔn)人頭15可以有不同型號，以適應(yīng)不同型號面具的測量，該低溫箱13中還安裝有方便觀察鏡片起霧結(jié)霜程度的照明裝置18、能及時調(diào)節(jié)面具鏡片外溫度并令其均衡分布的風(fēng)機19、防止低溫箱13產(chǎn)生負(fù)壓的調(diào)節(jié)閥23、連接低溫箱13內(nèi)外導(dǎo)氣管的進出氣孔14、21及試驗結(jié)果觀測孔20，還包括可根據(jù)試驗對環(huán)境溫度設(shè)定的眼窗區(qū)測溫探頭27和低溫箱13內(nèi)的溫控調(diào)節(jié)器22。
低溫箱13的溫度可根據(jù)試驗對環(huán)境的要求進行設(shè)定，并由其溫控調(diào)節(jié)器控制眼窗區(qū)測溫探頭27和風(fēng)機19的動作。
為使測量過程自動、可靠、準(zhǔn)確，由低溫箱13的溫控調(diào)節(jié)器22、眼窗區(qū)測溫探頭27、電磁閉3、4、風(fēng)機19、恒溫潮化器6、7、12中的電磁攪拌器組成控制系統(tǒng)，實現(xiàn)測試過程的自動調(diào)節(jié)。
該儀器的檢測方法為該防護面具低溫保明性能試驗裝置的檢測方法包括如下步驟a.接上電源，打開總電源啟閉按鈕，啟動低溫箱13啟閉按鈕，并調(diào)節(jié)好低溫箱13的上、下限啟閉溫度；b.把待試驗的防護面具25正確佩戴于同型號的標(biāo)準(zhǔn)人頭15上，并裝入低溫箱13中，用保溫材料包裹好進、出氣導(dǎo)氣管16、26，調(diào)節(jié)好眼窗溫度計22和照明燈23的位置后蓋緊低溫箱13的箱蓋；c.用1000ml燒杯配制900ml、60℃左右的溫水，注入潮化器12中，注完后即可啟動該潮化器12的啟閉開關(guān)，并把溫度先調(diào)控在40℃；d.當(dāng)?shù)蜏叵?3內(nèi)溫控調(diào)節(jié)器22的溫度降到-25℃以下時，可啟動風(fēng)機19按鈕，促使低溫箱13內(nèi)上下溫度盡快均勻分布，但要注意盡量少開風(fēng)機19，否則因風(fēng)機19的電機發(fā)熱，影響溫度箱的降溫效果；e.當(dāng)左、右眼窗的眼窗區(qū)測溫探頭27顯示的溫度為-15℃以下時，便可配制60℃左右的溫水注入潮化器6、7中，分別注完900ml后，即可啟動潮化器6、7的按鈕，同時把潮化器6、7的溫控顯示器分別設(shè)定在36℃和36.5℃，并打開潮化器6、7的攪拌器按鈕；f.打開可調(diào)節(jié)活門5并將之調(diào)節(jié)到適宜位置，以滿足氣流流量的要求；
g.開啟電動呼吸機1的啟動按鈕，待眼窗區(qū)測溫探頭27的溫度顯示達到-20℃時，即可把電動呼吸機1暫停，再將進氣口14與低溫箱13相連，再打開電動呼吸機1，即開始試驗計時；h.在開始試驗的15～30分鐘內(nèi)，可打開防護面具25的左、右鏡片照明燈按鈕，通過觀測孔20觀察防護面具25鏡片起霧情況，30分鐘后可定時相隔15～30分鐘觀測一次，并作筆錄，每觀察一次后，應(yīng)隨即把照明燈關(guān)閉，減少光熱對低溫箱13溫度的影響；i.一般觀測一次，即可停止試驗，如特殊需要，可延長至二小時；j.試驗停止時，依次關(guān)閉所有按鈕，放出恒溫潮化器6、7、12中的潮化水，取出標(biāo)準(zhǔn)人頭15，一切恢復(fù)原位。
按照上述原理制造的AF-1型防護面具低溫保明性能試驗儀，可提供呼吸頻率12～32次/分；呼吸量6～50/分；呼出氣流溫度36±1℃；呼出氣流濕度大于90％(RH)；在低溫-5～-40℃的供測試的模擬氣流。能適用于測量低、中、高運動負(fù)荷所需的呼吸狀態(tài)和低溫環(huán)境的要求。
權(quán)利要求
1.一種防護面具低溫保明性能試驗裝置，其特征在于包括一個產(chǎn)生模仿人體呼吸氣流的電動呼吸機(1)、導(dǎo)氣管(16、26)、恒溫潮化器(6、7、12)、低溫箱(13)、標(biāo)準(zhǔn)人頭(15)及佩帶在該標(biāo)準(zhǔn)人頭(15)上的防護面具(25)；各部分均由導(dǎo)氣管連接；當(dāng)電動呼吸器(1)呼氣時，由電動呼吸機(1)呼出的氣流被導(dǎo)向恒溫潮化器(6、7)，進行加熱和加濕以產(chǎn)生模擬人體的溫度和濕度，所輸出的氣流再經(jīng)過導(dǎo)氣管(16)輸送到低溫箱(13)中的標(biāo)準(zhǔn)人頭(15)內(nèi)，即由標(biāo)準(zhǔn)人頭(15)的后腦部進入，從其模擬口部呼出，經(jīng)防護面具(25)的呼氣活門和導(dǎo)氣管(26)排出到低溫箱(13)之外；當(dāng)電動呼吸器(1)吸氣時，會把低溫箱(13)中的冷空氣由防護面具(25)的吸氣活門，進入防護面具(25)的內(nèi)眼窗區(qū)，再通過阻水罩的進氣活門吸入標(biāo)準(zhǔn)人頭(15)的口部，經(jīng)過導(dǎo)氣管(16)和恒溫潮化器(12)回到電動呼吸機(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防護面具低溫保明性能試驗裝置，其特征在于所述電動呼吸機(1)呼吸頻率為12～50次/分，呼吸量為6～50升/分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防護面具低溫保明性能試驗裝置，其特征在于經(jīng)恒溫潮化器(6、7)加熱、加濕后的呼出氣流溫度設(shè)定為36±1℃，相對濕度大于90％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一個所述的防護面具低溫保明性能試驗裝置，其特征在于在所述的電動呼吸機(1)與低溫箱(13)之間的導(dǎo)氣管上還設(shè)置有溫度濕度調(diào)控單元，它由恒溫潮化器(6、7)，恒溫潮化器(12)，電磁閥(3、4)和兩路并列導(dǎo)氣管組成兩級負(fù)反饋回路，所述的三個恒溫潮化器(6、7、12)由數(shù)字溫度儀控制恒溫潮化器(6、7、12)的加熱；當(dāng)呼出氣流的溫度超過37℃時，則由安裝在恒溫潮化器(6、7)與低溫箱(13)之間的導(dǎo)氣管內(nèi)的溫度探頭(8)反饋到電磁閥(3、4)，此時電磁閥(3、4)打開一個或兩個同時打開，讓自恒溫潮化器(12)排出的溫度較低的氣流，不經(jīng)過恒溫潮化器(6)而直接送到恒溫潮化器(7)，使呼出氣流及時回到36±1℃；當(dāng)恒溫潮化器(7)送來的氣流未達到設(shè)定溫度，則由溫度探頭(8)反饋到恒溫潮化器(6、7)的加熱器繼續(xù)加熱升溫，直至達到設(shè)定溫度為止。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的防護面具低溫保明性能試驗裝置，其特征在于在所述的電動呼吸機(1)與溫度濕度調(diào)控單元之間、恒溫潮化器(7)與導(dǎo)氣管(16)之間、以及在導(dǎo)氣管(16)與恒溫潮化器(12)之間、恒溫潮化器(12)與電動呼吸機(1)之間的導(dǎo)氣管上還分別連接有單向活門(2、9、10、11)，在該單向活門(2)與恒溫潮化器(6)之間的導(dǎo)氣管上還設(shè)置有一個可調(diào)節(jié)活門(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一個所述的防護面具低溫保明性能試驗裝置，其特征在于在所述的低溫箱(13)中安裝的標(biāo)準(zhǔn)人頭(15)可更換不同型號，該低溫箱(13)中還安裝有的照明裝置(18)、風(fēng)機(19)、調(diào)節(jié)閥(23)、連接低溫箱(13)內(nèi)外進、出氣孔(14、21)及觀測孔(20)，還包括可根據(jù)試驗對環(huán)境溫度設(shè)定的眼窗區(qū)測溫探頭(27)和低溫箱內(nèi)的溫控調(diào)節(jié)器(22)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的防護面具低溫保明性能試驗裝置，其特征在于所述低溫箱(13)的低溫溫度設(shè)定范圍為-5～-40℃。
8.一種的防護面具低溫保明性能試驗裝置的檢測方法，其特征在于它包括如下步驟a.接上電源，打開總電源啟閉按鈕，啟動低溫箱(13)啟閉按鈕，并調(diào)節(jié)好低溫箱(13)的上、下限啟閉溫度；b.把待試驗的防護面具(25)正確佩戴于同型號的標(biāo)準(zhǔn)人頭(15)上，并裝入低溫箱(13)中，用保溫材料包裹好進、出氣導(dǎo)氣管(16、26)，調(diào)節(jié)好眼窗溫度計(22)和照明燈(23)的位置后蓋緊低溫箱(13)的箱蓋；c.用1000ml燒杯配制900ml、60℃左右的溫水，注入潮化器(12)中，注完后即可啟動該潮化器(12)的啟閉開關(guān)，并把溫度先調(diào)控在40℃；d.當(dāng)?shù)蜏叵?13)內(nèi)溫控調(diào)節(jié)器(22)的溫度降到-25℃以下時，可啟動風(fēng)機(19)按鈕，促使低溫箱(13)內(nèi)上下溫度盡快均勻分布，但要注意盡量少開風(fēng)機(19)，否則因風(fēng)機(19)的電機發(fā)熱，影響溫度箱的降溫效果；e.當(dāng)左、右眼窗的眼窗區(qū)測溫探頭(27)顯示的溫度為-15℃以下時，便可配制60℃左右的溫水注入潮化器(6、7)中，分別注完900ml后，即可啟動潮化器(6、7)的按鈕，同時把潮化器(6、7)的溫控顯示器分別設(shè)定在36℃和36.5℃，并打開潮化器(6、7)的攪拌器按鈕；f.打開可調(diào)節(jié)活門(5)并將之調(diào)節(jié)到適宜位置，以滿足適宜的氣流流量要求；g.開啟電動呼吸機(1)的啟動按鈕，待眼窗區(qū)測溫探頭(27)的溫度顯示達到-20℃時，即可把電動呼吸機(1)暫停，再將進氣口(14)與低溫箱(13)相連，再打開電動呼吸機(1)，即開始試驗計時；h.在開始試驗的15～30分鐘內(nèi)，可打開防護面具(25)的左、右鏡片照明燈按鈕，通過觀測孔(20)觀察防護面具(25)鏡片起霧情況，30分鐘后可定時相隔15～30分鐘觀測一次，并作筆錄，每觀察一次后，應(yīng)隨即把照明燈關(guān)閉，減少光熱對低溫箱(13)溫度的影響；i.一般觀測一次，即可停止試驗，如特殊需要，可延長至二小時；j.試驗停止時，依次關(guān)閉所有按鈕，放出恒溫潮化器(6、7、12)中的潮化水，取出標(biāo)準(zhǔn)人頭(15)，一切恢復(fù)原位。
全文摘要
一種防護面具低溫保明性能試驗裝置及檢測方法，該試驗裝置包括電動呼吸機、導(dǎo)氣管、恒溫潮化器、低溫箱、標(biāo)準(zhǔn)人頭及佩帶在該標(biāo)準(zhǔn)人頭上的防護面具；當(dāng)電動呼吸器呼氣時，由電動呼吸機呼出的氣流被導(dǎo)向恒溫潮化器進行加熱和加濕，所輸出的氣流再經(jīng)過導(dǎo)氣管輸送到低溫箱中的標(biāo)準(zhǔn)人頭內(nèi)，經(jīng)防護面具的呼氣活門排出到低溫箱之外；當(dāng)電動呼吸器吸氣時，會把低溫箱中的冷空氣由防護面具的吸氣活門吸入防護面具的內(nèi)眼窗區(qū)，再經(jīng)過導(dǎo)氣管和恒溫潮化器回到電動呼吸機。該試驗裝置能提供人在不同運動狀態(tài)下相應(yīng)的呼吸頻率、呼吸量和呼出氣的溫濕度，能有效地替代人在低溫環(huán)境中進行防護面具的低溫保明性能試驗。試驗結(jié)果準(zhǔn)確可靠，方法簡便可行。
文檔編號G01N33/483GK1424581SQ0215916
公開日2003年6月18日 申請日期2002年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月30日
發(fā)明者莊將光, 吳世華, 李小銀, 黃自元 申請人:中國人民解放軍63971部隊