CN108776092A - 口罩呼吸阻力测试机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种口罩呼吸阻力测试机，其技术方案要点包括一种口罩呼吸阻力测试机，包括柜体、检测装置和头模,还包括连接检测装置的工控机，所述检测装置包括:高压鼓风机,设置有进气接口和出气接口的；切换阀，管道连接高压鼓风机的进气接口和出气接口，包括第一出口，用于切换第一出口连接进气接口或者出气接口；流量计，连接第一出口，基于第一出口的气体流速，输出检测流速信号；呼吸管道，一端连接流量计，另一端连接至头模上；微压计，连接至呼吸管道，用于检测呼吸管道内的气压，并输出相应的气压信号；本发明具有简化了检测口罩阻力的操作，提升检测效率的效果。
Description
技术领域
本发明涉及口罩测试装置，更具体地说它涉及一种口罩呼吸阻力测试机。
背景技术
GB2626-2006《呼吸防护用品自吸过滤式防颗粒物呼吸器》的国家标准规定口罩呼吸阻力测试条件为：在吸气和呼气通气流量设定为(85±1)L/min的情况下，将口罩佩戴在头模上，测试佩戴口罩前后压差(即呼吸阻力)的口罩呼吸阻力测试方法。
但是现有测试装置操作复杂，工作人员在测试完毕呼气和吸气切换过程中，需要切换气管，切换过程较为费力，同时还可能存在气管接错的风险；同时检测过程读数均采用目测读数，测量精度不高、读数误差较大。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种口罩呼吸阻力测试机，其优点在于简化了检测口罩阻力的操作，提升检测效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种口罩呼吸阻力测试机，包括柜体、检测装置和头模,还包括连接检测装置的工控机，所述检测装置包括:
高压鼓风机,设置有进气接口和出气接口的；
切换阀，管道连接高压鼓风机的进气接口和出气接口，包括第一出口，用于切换第一出口连接进气接口或者出气接口；
流量计，连接第一出口，基于第一出口的气体流速，输出检测流速信号；
呼吸管道，一端连接流量计，另一端连接至头模上；
微压计，连接至呼吸管道，用于检测呼吸管道内的气压，并输出相应的气压信号；
所述工控机连接切换阀、流量计和微压计，所述工控机接收气压信号，所述工控机基于检测流速信号控制切换阀进行切换。
通过采用上述技术方案，由于高压鼓风机包括进气接口和出气接口，当高压鼓风机启动时，进气接口由于大量的空气进入将产生用于吸气的动力；出气接口由于大量的空气排出，将产生用于呼气的动力。因此当切换阀切换第一出口连接进气接口或者出气接口，就能够控制第一出口的气流方向，使用一台设备就能够同时实现吸气和呼气。
由于在口罩阻力检测时,对呼吸管道内的气流速度有具体要求,流量计能够检测管道内气流速度；工控机连接流量计并基于检测流速信号，在检测流速信号符合条件后，自动控制切换阀。因此无需检测人员去切换，自动化的实现了对口罩的呼气阻力和吸气阻力同时测试。从而操作人员在检测时，仅需将口罩密封的戴在头模上，进行检测，就能在工控机的帮助下，同时获取口罩的呼气阻力和吸气阻力，简化了检测口罩阻力的操作，提升检测效率。
本发明进一步设置为：所述工控机内预设有标准流速范围，当所述检测流速信号处于所述标准流速范围预设的检测时长后，所述工控机获取气压信号。
通过采用上述技术方案，由于口罩阻力检测是有国家标准的，根据国家标准预设流速范围，使得检测出来的口罩阻力符合国家标准。由于工控机设置检测时长后才获取气压信号，保证获取的气压信号为稳定的气压信号。
本发明进一步设置为：所述高压鼓风机上连接有变频器；所述工控机连接变频器，并基于标准流速范围和检测流速信号向变频器输出调节信号。
通过采用上述技术方案，工控机通过连接变频器，对高压鼓风机的转速进行调节，并通过比较标准流速范围和检测流速信号，保证高压鼓风机提供的流速，在环境发生改变的情况下，也能快速根据需求调节高压鼓风机的转速。
本发明进一步设置为：所述标准流速范围为84至86L/min；当所述检测流速信号低于标准流速范围，所述工控机向变频器输出调节信号提升高压鼓风机转速，当所述检测流速信号高于标准流速范围，所述工控机向变频器输出调节信号降低高压鼓风机转速。
通过采用上述技术方案，工控机根据检测流速信号和标准流速范围关系，工控机向变频器输出调节信号控制高压鼓风机的转速提升或者下降，为动态调节，因此整体检测过程中能够保证检测流速不会发生突变。
本发明进一步设置为：当工控机第一次获取气压信号时，所述工控机控制切换阀进行切换，当工控机第二次获取气压信号时，所述工控机通过变频器将高压鼓风机的转速调节至预设的待机转速。
通过采用上述技术方案，当工控机获取第一次气压信号时，工控机控制切换阀进行切换，将切换从吸气的模式切换的呼气的模式。而当工控机第二次获取气压信号时，工控机通过将高压鼓风机的转速调节至预设的待机转速，节省电能。
本发明进一步设置为：所述柜体内沿竖直方向呈三层设置，所述高压鼓风机设置于柜体的底层，所述切换阀设置于柜体的中层，所述工控机设置于柜体的顶层。
通过采用上述技术方案，柜体多层设置，且将不同的装置放置至不同的位置，能够方便检修查找。另外高压鼓风机重量较重，放置底层，使得柜体整体重心稳定。工控机需要操作，放置顶层方便操作。
本发明进一步设置为：所述头模设置于柜体的外侧顶部，所述头模上设置有连接工控机的测试开关。
通过采用上述技术方案，测试开关用于启动对口罩的测试，检测人员在保证口罩密封的情况下，按下测试开关进行检测，避免无效的检测。而测试开关设置在头模上，便于测试人员在口罩戴上后按下。
本发明进一步设置为：所述工控机包括设置于柜体的顶层前侧的工控电脑和设置于柜体后侧的PLC控制器，所述柜体对应工控电脑设置有显示窗，所述柜体的后侧可拆卸连接有背板。
通过采用上述技术方案，工控机的工控电脑设置于前侧，且能够通过柜体前侧的显示窗直接进行观察；便于测试人员在检测时，对口罩阻力的参数进行更加全面的了解，而PLC控制器设置在后侧，将背板拆除后，更加便于工作人员进行检修。
本发明进一步设置为：所述柜体的侧壁上设置有若干的排气扇。
通过采用上述技术方案， 排气扇加快柜体内的空气流通，使得柜体内温度不会过高。
本发明进一步设置为：所述柜体还包括连接工控机的温湿度传感器。
通过采用上述技术方案，温湿度传感器检测温湿度，保证检测口罩阻力时，能够处于适合检测的温湿度下。
综上所述，本发明具有以下优点：
1、口罩吸气和呼气阻力测试自动切换，提升口罩呼吸气阻力的检测效率；
2、内置气源无需外接气源，实用方便；
3、头模上设置测试开关，便于测试人员在口罩戴上后按下。
附图说明
图1是本实施例连接简图；
图2是本实施例凸显背向的爆炸示意图；
图3是本实施例凸显正向的结构示意图。
附图标记说明：1、柜体；2、工控机；3、检测装置；4、头模；5、高压鼓风机；6、切换阀；7、流量计；8、呼吸管道；9、微压计；10、背板；11、变频器；12、测试开关；13、PLC控制器；14、工控电脑；15、显示窗；16、操作平台；17、温湿度传感器；18、进气接口；19、出气接口；20、第一进口；21、第二进口；22、第一出口；23、第二出口；24、排气扇。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例，一种口罩呼吸阻力测试机，如图1、2所示，包括柜体1、工控机2、检测装置3和头模4。工控机2和检测装置3设置在柜体1内，头模4设置在柜体1外，检测时通过将测样口罩戴在头模4上，通过工控机2启动检测装置3，就能在工控机2获取测样口罩呼气的阻力值和吸气的阻力值。
具体的，如图1所示，检测装置3包括提供呼气或者吸气动力的高压鼓风机5、用于切换气源呼气或吸气状态的切换阀6、用于检测管道内的气体流动速率的流量计7以及连接至头模4上呼吸管道8。高压鼓风机5、切换阀6、流量计7和呼吸管道8依次连接。呼吸管道8上连接有微压计9，当头模4上戴上测样口罩后，使得呼吸管道8与测样口罩形成一个密闭空间，微压计9能够检测此密闭空间中的气压变化，并向工控机2输出相应的气压信号。
如图1、2所示，柜体1内部为三层设置，且柜体1的后侧可拆卸连接有背板10，通过将背板10拆除，能够同时观察到柜体1三层，便于工作人员进行检修。进一步的，柜体1的侧壁上设置有若干的排气扇24，本实施例中排气扇24的数量为两个，分别设置在柜体1侧壁的上侧和下侧。排气扇24加快柜体1内的空气流通，使得柜体1内温度不会过高。
如图1、2所示，高压鼓风机5螺栓固定连接在柜体1内的底层。高压鼓风机5包括进气接口18和出气接口19，当高压鼓风机5启动时，进气接口18由于大量的空气进入将产生用于吸气的动力；出气接口19由于大量的空气排出，将产生用于呼气的动力。高压鼓风机5上连接有变频器11，变频器11与高压鼓风机5内的电机相连接，用于高压鼓风机5的转速。
如图1、2所示，切换阀6设置在柜体1内部的中层上，包括四个接口。四个接口分别为第一进口20、第二进口21、第一出口22和第二出口23，第一进口20通过管道和高压鼓风机5的进气接口18管道连接，第二进口21通过管道和高压鼓风机5的出气接口19管道连接，第一出口22和流量计7上管道连接，第二出口23直接连通外部空气。切换阀6为电动阀，包括第一进口20和第一出口22接通、第二进口21和第二出口23接通的第一状态以及第一进口20和第二出口23接通、第二进口21与第一出口22接通的第二状态。当切换阀6未通电时，切换阀6处于第一状态，高压鼓风机5将为测样口罩提供吸气的动力；而当切换阀6通电时，切换阀6处于第二状态，高压鼓风机5将为测试口罩提供呼气的动力。
如图1、2所示，流量计7设置在柜体1内部的中层上,获取经过流量计7上的气体流动速度,并且流量计7通过数据线连接工控机2,能够将气体流动的数据转化为输出检测流速信号传递给工控机2。
如图1、2所示，头模4固定在柜体1的顶部，呼吸管道8从头模4的底部穿入至头模4中连通至头模4的嘴部。头模4的颈部设置有测试开关12，测试开关12和工控机2相连接，在将测样口罩戴在头模4上，并且确定密封后，通过按下测试开关12，使得工控机2收到指令，对测样口罩检测。
如图1、2所示，变频器11与工控机2连接，工控机2内预设有标准流速范围，当检测流速信号处于标准流速范围预设的检测时长后，工控机2获取气压信号。而当检测流速信号低于标准流速范围，工控机2向变频器11输出调节信号提升高压鼓风机5转速，当检测流速信号高于标准流速范围，工控机2向变频器11输出调节信号降低高压鼓风机5转速。本实施例中，标准流速范围为84至86L/min，检测时间为5秒。标准流速根据国家标准预设流速范围，使得检测出来的口罩阻力符合国家标准。
如图2、3所示，工控机2安装于柜体1的上层，本实施例中工控机2包括PLC控制器13和工控电脑14，工控电脑14设置于柜体1的前侧，柜体1侧壁对应工控电脑14设置有显示窗15，柜体1在显示窗15的下侧水平固定有操作平台16,工控电脑14能够显示微压计9所输出的气压信号所对应的数值，便于试验人员进行观察。
如图2所示，PLC控制器13设置于柜体1上层内侧。变频器11、流量计7、切换阀6、微压计9和测试开关12，连接在PLC控制器13上。另外，柜体1内部的中层还包括连接工控机2的温湿度传感器17。温湿度传感器17检测温湿度，保证检测口罩阻力时，能够处于适合检测的温湿度下。
检测过程,将测样口罩密封戴在头模4上,按下测试开关12,使得PLC控制器13获取测试开关12输出的信号。PLC控制器13向变频器11输出控制信号,使得高压鼓风机5提升至适合标准流速范围的转速,此时切换阀6处于未通电的于第一状态，高压鼓风机5将为测样口罩提供吸气的动力状态, 当微压计9输出的数值在5秒的时间内处于标准流速范围的转速,则PLC控制器13将微压计9输出的气压信号记录为吸气阻力值。并PLC控制器13在进行一次计数后，向切换阀6输出电信号，使得切换阀6处于通电的第二状态。
之后高压鼓风机5将为测样口罩提供呼气的动力状态,微压计9检测呼气管道内的气压值，并将气压值的数字信号传输至PLC控制器13, 当微压计9输出的数值在5秒的时间内处于标准流速范围的转速,则将微压计9输出的气压值记录为呼气阻力值。并且工控机2通过变频器11将高压鼓风机5的转速调节至预设的待机转速。待机转速一般为高压鼓风机5机运行最低功率时的转速，以节省电能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的设计构思之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种口罩呼吸阻力测试机，包括柜体(1)、检测装置(3)和头模(4),其特征在于：还包括连接检测装置(3)的工控机(2)，所述检测装置(3)包括:
高压鼓风机(5),设置有进气接口(18)和出气接口(19)的；
切换阀(6)，管道连接高压鼓风机(5)的进气接口(18)和出气接口(19)，包括第一出口(22)，用于切换第一出口(22)连接进气接口(18)或者出气接口(19)；
流量计(7)，连接第一出口(22)，基于第一出口(22)的气体流速，输出检测流速信号；
呼吸管道(8)，一端连接流量计(7)，另一端连接至头模(4)上；
微压计(9)，连接至呼吸管道(8)，用于检测呼吸管道(8)内的气压，并输出相应的气压信号；
所述工控机(2)连接切换阀(6)、流量计(7)和微压计(9)，所述工控机(2)接收气压信号，所述工控机(2)基于检测流速信号控制切换阀(6)进行切换。
2.根据权利要求1所述的口罩呼吸阻力测试机，其特征在于：所述工控机(2)内预设有标准流速范围，当所述检测流速信号处于所述标准流速范围预设的检测时长后，所述工控机(2)获取气压信号。
3.根据权利要求2所述的口罩呼吸阻力测试机，其特征在于：所述高压鼓风机(5)上连接有变频器(11)；所述工控机(2)连接变频器(11)，并基于标准流速范围和检测流速信号向变频器(11)输出调节信号。
4.根据权利要求3所述的口罩呼吸阻力测试机，其特征在于：所述标准流速范围为84至86L/min；当所述检测流速信号低于标准流速范围，所述工控机(2)向变频器(11)输出调节信号提升高压鼓风机(5)转速，当所述检测流速信号高于标准流速范围，所述工控机(2)向变频器(11)输出调节信号降低高压鼓风机(5)转速。
5.根据权利要求3所述的口罩呼吸阻力测试机，其特征在于：当工控机(2)第一次获取气压信号时，所述工控机(2)控制切换阀(6)进行切换，当工控机(2)第二次获取气压信号时，所述工控机(2)通过变频器(11)将高压鼓风机(5)的转速调节至预设的待机转速。
6.根据权利要求1所述的口罩呼吸阻力测试机，其特征在于：所述柜体(1)内沿竖直方向呈三层设置，所述高压鼓风机(5)设置于柜体(1)的底层，所述切换阀(6)设置于柜体(1)的中层，所述工控机(2)设置于柜体(1)的顶层。
7.根据权利要求6所述的口罩呼吸阻力测试机，其特征在于：所述头模(4)设置于柜体(1)的外侧顶部，所述头模(4)上设置有连接工控机(2)的测试开关(12)。
8.根据权利要求6所述的口罩呼吸阻力测试机，其特征在于：所述工控机(2)包括设置于柜体(1)的顶层前侧的工控电脑(14)和设置于柜体(1)后侧的PLC控制器(13)，所述柜体(1)对应工控电脑(14)设置有显示窗(15)，所述柜体(1)的后侧可拆卸连接有背板(10)。
9.根据权利要求6所述的口罩呼吸阻力测试机，其特征在于：所述柜体(1)的侧壁上设置有若干的排气扇(24)。
10.根据权利要求1所述的口罩呼吸阻力测试机，其特征在于：所述柜体(1)还包括连接工控机(2)的温湿度传感器(17)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181109 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |