口罩泄漏率試驗臺?

概述

1.1設備簡介

泄漏率試驗臺是在參考國外類似設備的基礎上進行自主吸收，作了進一步的改進，依據國家和行業標準，重新設計生產的對對口罩的泄漏率，密合性進行測試的試驗裝置。采用鹽性和油性氣溶膠發生器，光度計采集系統。它增加了計算機控制系統，提高了自動化水平，是目前國內外同類型產品中功能齊全、技術*、自動化水平高的試驗裝置。

1.2技術方案主要內容

技術方案中的供貨方將根據本技術協議方案，負責所供面罩泄漏率的測試測試系統的機械設備，電氣設備和相應的控制裝置(包括軟件及硬件)的設計和制造。

使用方將負責測試系統的基礎設計和氣源、供電、場地和環境溫濕度的保證。

2.設備供貨范圍

本技術方案包含的面罩泄漏率的主體管路系統、氣溶膠發生系統、顆粒測試系統、傳感采集系統、煙霧艙相應的控制系統 (包括軟件及硬件)和動力系統。

3.設備的技術要求

3.1總體要求

設備供貨方為本項目的總負責單位，負責所提供的泄露測試儀的機械、電氣控制、數據處理等系統的設計和供貨，同時對其所提供的設備和服務的正確性、完整性、安全性負責。口罩?泄漏率試驗臺

3.2主要技術要求

3.2.1設備的主要組成

泄漏率試驗臺為國內制造生產，但是核心元器件光度計為國外進口產品。整個氣路所需氣源為外部壓縮空氣，檢測氣路的動力由真空泵提供。在發生氣路上設置氣溶膠發生器、發生管路1套；檢測氣路上設置帶氣缸的氣動夾具1套、光度計2臺、密封艙一個。

3.2.2依據標準

GB 2626-2019《呼吸防護 自吸過濾式防顆粒物呼吸器》6.4泄漏率

GB 19083-2010《醫用防護口罩技術要求》密合性

EN 149-2001+A1-2009 （選配）

3.2.3試驗內容

泄漏率（GB 2626-2019）

密合性（GB 19083-2010）

泄漏率（EN 149-2001+A1-2009）（選配）

3.2.4整機技術參數

1.氣溶膠類型：玉米油，NaCl

2.氣溶膠動力學粒徑范圍：（油性）（0.02-2）um，質量中徑0.3um.

(鹽性）（0.02-2）um，質量中徑0.6um .

3.光度儀：濃度范圍1ug/m³-100mg/m³

4.外觀尺寸：檢測倉：1300X1100X2350 ,控制柜：1300X900X2350

5.耗材：油性溶液制備（按照標準），NaCl溶液制備（按照標準），壓縮空氣進氣過濾器中的濾芯（每年），倉內空氣排出凈化濾芯（每年）

6.試驗室進氣溫度：（25±5）℃；

7.試驗室進氣環境溫濕度：（30±10）%RH；

10電力：中國制式，供電電壓AC220V±10%，供電頻率50Hz±1%，功率3kW

3.2.5工作環境要求

• 試驗室進氣溫度：（25±5）℃；
• 試驗室進氣環境溫濕度：（30±10）%RH；
• 電力：中國制式，供電電壓AC220V±10%，供電頻率50Hz±1%，功率3kW；
• 壓縮氣源要求：在700 kPa 下流量300 L/min ,并要求壓縮空氣干燥、潔凈；

4性能特點

• 試驗臺原理：通過壓縮空氣將油性或鹽性氣溶膠吹入試驗倉內，通過調節發生器流量旋鈕或壓縮空氣流量來進行倉內的濃度調節，光度計分為兩個探頭，用于測試口罩內部和外部的污染物濃度，通過軟件進行計算，得出相應數據。
• 整機與電腦集成在整體試驗臺中，電腦操作可手動和自動進行試驗，報告可儲存電腦中，可聯網上傳，可進行打印，軟件由VB編寫，人機界面通俗易懂便于操作；
• 正壓吹氣管路上配備系統進氣低壓保護，采用SMC壓力提示開關，防止由于外部進給壓力過低，對設備造成損壞；
• 氣體管路在初級過濾的基礎上進一步進行過濾除水，增加Q/P/S三級連續過濾器，進行二級過濾除水；

• 鹽性試驗結束后，需要清潔才可做油性測試
• 采用一工位進行試驗；

• 氣溶膠發生器配備鹽性發生器和油性發生器；

• 密封艙采用可視式結構，三面為玻璃視窗，其中一面為密封門，內外均可開門。
• 密封艙頂部擴散進氣，進氣為錐角進氣，出氣口放置于對角底部，外排增加過濾器進行凈化；
• 光度計上下游采集；
• 2臺激光度計兩個探頭分別采集2個不同的濃度范圍，采集箱體內和口罩內的濃度，檢測流量通過真空泵抽取發生氣路的氣流，大小由人工調節流量計調節；
• 檢測控制系統是基于PC機的集成控制系統，包括計算機系統、I/O接口、各類控制閥、過程輸入輸出通道、計數器數據變送環節等硬件及相關的應用軟件。氣溶膠發生器、壓電式靜電中和器、快速加熱器裝置、混合器和氣動夾具根據檢測需求設計制作。可通過操作電腦對測試過程實現自動控制和進行數據處理；

• 完善的檢測系統，有發生濃度控制系統，數據比對校正系統，日?？焖贆z驗，質量濃度測試，過濾效率加載，過濾效率限值加載，報表存儲、打印系統等； 
• 采用采集卡對數據進行采集處理分析功能，配合公司自行研制軟件，人機界面溫和，操作簡單，可進行自動及手動控制；
• 原理圖如下：

5設備主要組成

5.1 三級過濾器

第YI級為Q級，能除去大量的液體及3μm以上固體微粒，達到低殘留油分含量僅5ppm，有少量的水分、灰塵和油霧；

第二級為P級，能濾除小至1μm的液體及固體微粒，達到低殘油分含量僅0.5ppm，有微量水分、灰塵和油霧；

第三級為S級，能濾除小至0.01μm的液體及固體微粒，達到低殘油含量僅0.001ppm，幾乎所有的水分、灰塵和油都被去除； 

5.2 氣溶膠發生器

氣溶膠的發生方法眾多，其中壓縮空氣噴霧法相對簡單適用，并且發生的粒子濃度較高，本儀器所設計發生器即采用壓縮空氣噴霧法，其外觀構造見下圖，其中的核心部件——噴嘴能發生高濃度多分散亞微米氣溶膠粒子。發生器整體設計保證噴嘴噴霧發生的氣溶膠分散度和粒徑保持穩態分布。

5.3排出過濾器

高效過濾器，其或對粒徑≥0.3μm微粒的計數透過率≤0.001%（即效率≥99.999%）的過濾器為高效空氣過濾器用于試驗艙的排塵

5.4 光度計  

光度計參數：

探頭數量：2

檢測濃度范圍：1.0 μg/m3～100 mg/m3
量程選擇：自動

5.5 控制量板卡

帶DIO、計數器功能，AD緩存：8K FIFO，分辨率16bit,模擬輸入電壓10V，電壓范圍精度2.2mV，電壓范圍精度69uV。用于實時采集加速度傳感器及角度傳感器的反饋值。此卡自帶緩存功能，避免了由于工業PCI卡及PLC系統由于分析時間較長而造成的數據失真。

6.控制部分及后期處理

6.1控制功能

• 試驗前按要求調試好氣溶膠濃度，試驗開始和結束時能自動開始和自動停止 

• 試驗中根據需要可隨時按“停止”按鈕，停止試驗。

6.2數據檢測、處理功能

• 試驗前通過鍵盤輸入相應參數，設備自動傳感器數據
• 試驗中有關數據均在工控機屏幕的試驗界面上顯示，根據試驗要求種試驗的濃度自動進行采集，試驗完成后將自動停止試驗。
• 以前的試驗數據應能進行檢索查詢；
• 測量界面友好，具有人機對話功能；
• 本試驗裝置技術*，自動化程度高，測試結果的準確度和重復性好。

6.3控制策略

對于系統而言，控制器是整個系統的控制核心和網絡樞紐，對它的選擇至關重要。當前，基于單PC的集成板卡的控制方案和基于PLC單獨控制方案占據系統開發的主導地位，然而它們又各有缺點難以相互取代。 

6.4基于單PC的集成板卡的控制方案 

在這種控制應用方案中，系統的軟件平臺可以采用windowsNT，windows CE或Linux等，通用IO板卡和IO接線端子板(或現場總線卡、現場總線以及遠程I/O模塊)負責與工業控制現場打交道。采集上來的輸入信號被PC微機接收、分析，再經過軟PLC運行系統處理，軟PLC開發系統(編程器)編寫的控制應用程序也被軟PLC運行系統解釋執行，后將處理后的信號輸出到本地(或遠程)控制現場完成相應的本地控制(或遠程控制)功能，及其控制方案和過程。

工控機結合I/0板卡的控制系統結構如上所示．主要由工控機、數字量輸入輸出板卡、模擬量輸入輸出板卡、按鈕、開關、精密可調變位器等控制設備、數值采樣傳感器、指示燈等構成。根據現場的實際需求，進行被控設備與控制系統間的連接，另外．可在擴展槽中插入相應板卡以拓展系統的控制功能．

基于PC的控制是指采用PC的軟件硬件，實現PLC的控制功能，又充分體現PC機在通訊、存儲、編程等方面的靈活性和較高的性價比。但是相比PLC其缺點也是顯而易見：穩定性差，不能實現確定性控制，且容易死機重啟；可靠性差，采用非工業標準的加固部件和旋轉式磁盤容易產生故障；開發平臺不統一，雖然PC控制能夠完成許多控制的應用，但是往往需要不同的開發環境。同時，PCI板卡價錢相對較高。 

基于PC的控制是指采用PC軟件硬件，實現PLC的控制功能，又充分體現PC在通訊、存儲、編程等方面的靈活性和較高的性價比。但是相比PLC其缺點也是顯而易見:穩定性差，不能實現確定性控制，且容易死機重啟；可靠性差，采用非工業標準的加固部件和旋轉式磁盤容易產生故障，開發平臺不統一，雖然PC控制能夠完成許多控制的應用，但是往往需要不同的開發環境。 

本控制系統通過實時采集系統內濃度等參數，運用工控機與板卡對采集的參數進行處理，執行軟件控制程序，來完成對開關閥、調節閥、真空泵等的系統控制，實現試驗過程。后，通過打印機對試驗數據報表進行數據打印和輸出。同時，計算機控制系統還可以實時監控試驗狀態，對現場異常狀況進行報警顯示與輸出。

6.5試驗數據部分

6.6電氣安全與保護系統

• 地線必須接地良好，接地電阻小于4歐姆；
• 電機啟動柜內有缺相、欠壓、過載、短路、過熱等保護，并能有相應信號輸出；
• 傳感器信號線采用屏蔽線連接，并且視情況可單端接地，防止干擾信號，影響測量。另外，系統通過電氣零點方式來判定傳感器是否工作正常；
• 采用弱點控制強電方式進行邏輯控制，并采用繼電器隔離；
• 各個測量管路的絕濾前后全部配有微壓差開關，用以判斷絕濾濾紙是否失效，并進行報警輸出；
• 整套系統的氣路配用低壓保護開關，當檢測到低壓保護信號時，系統將進行提示，以防止因氣源氣壓過低，所導致氣動閥無法開啟，出現系統故障；

7．設備配套要求及完成試驗所需

7.1設備配套

7.1.1壓縮空氣源

壓縮空氣壓力在0.5～0.7MPa，流量大于0.3m³/min，并要求壓縮空氣干燥、潔凈

7.1.2電力配套

220VAC，50Hz；3kW以上的穩定電源，引導至設備附近半徑小于等于2M范圍之內的大功率控制柜內