[实用新型]一种口罩防护效果与负载呼吸阻力同步实时测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及口罩检测技术领域，具体是一种口罩防护效果与负载呼吸阻力同步实时测试装置。

背景技术

每到秋冬季节，我国就进入雾霾多发期，其中对人体危害最大的就是空气动力学直径小于2.5μm的颗粒污染物(Particulate Matter，PM2.5)，其被吸入人体后会直接进入肺支气管或血液循环系统，急性呼吸道疾病，脑血管疾病、心肌缺血和肺癌等疾病均与PM2.5颗粒物有关。防雾霾口罩几乎成了市民出门的标配，但与之相对的却是口罩产品质量参差不齐，有的产品虚假宣传，消费者不知该如何选择合适的口罩。

防雾霾口罩的防护效果与呼吸阻力是衡量口罩品质最重要的两个指标。防护效果指人体佩戴口罩过程中所起到的真实颗粒物过滤效果。除了口罩使用材料本身的过滤效率，口罩样式设计也是决定防护效果的关键，一旦口罩与佩戴者脸部无法完全密合，颗粒物就会从空隙处泄露进来，造成防护失效，像口罩鼻梁处的铁条，四周边缘的弹性垫片，均是为了提高口罩与人脸密合性而设计。GB 2626(GB2626-2006)标准规定必须对口罩进行泄漏率检测，要求用真人检测，选择10名刮净胡须的受试者，其脸型应属该类产品的有代表性的使用者，并考虑面型和性别的不同，在一定盐/油颗粒物浓度的测试仓内顺序做5个动作，包括静止、左右转动头部、抬头低头、大声阅读文字、静止等，模拟正常使用情况。在进行每个动作时，同时检测测试仓和口罩内颗粒物质量浓度。此方法主要存在如下问题：采用真人测试，会危害检测人员身体健康；不同机构的检测人员，同一机构的不同批检测人员，泄漏率测试结果可能存在偏差，容易引起口罩送检企业对不合格测试结果的争议。GB/T 32610(GB/T 32610-2016)标准规定采用3种不同号型(大、中、小)的成人头模代替真人，通过呼吸模拟机模拟人体呼吸过程，来检测口罩防护效果。

口罩呼吸阻力大小，直接决定了消费者佩戴口罩时的舒适性。目前GB/T32610标准和GB 2626标准规定的口罩呼吸阻力均为固定85L/min吸气/呼气流量下的洁净空气静态测试结果，而实际佩戴过程中，人体处于循环反复的动态呼吸过程，随着佩戴时间的延长，颗粒物会逐渐沉积到口罩上，而盐性颗粒物的沉积，往往会造成口罩防护效果提高与呼吸阻力增加。口罩滤料过滤分三个阶段：洁净滤料的稳态过滤，含尘滤料的非稳态过滤和滤料表面有粉尘层时的表面非稳态过滤。从过滤方式看，主要有内部过滤和表面过滤两种。内部过滤又称深层过滤，首先起过滤作用的是滤料中的纤维，然后滤料内部的粉尘将和纤维一起参与过滤过程。当达到一定的负载量后，后续的粉尘将沉积在滤料表面，形成滤饼，此时粉尘层将起主要的过滤作用，就是表面过滤。用TSI 8130测试口罩负载过滤效率时发现，初始压力降为100Pa的口罩，经20min颗粒物负载测试之后，压力降大于350Pa，已超出中美标准对吸气阻力的限值要求。因此，在评价口罩佩戴舒适性时，不仅仅要考虑洁净口罩的呼吸阻力，更要考察在颗粒物负载过程中，呼吸阻力的变化速度以及口罩的容尘量。

目前用于测试口罩防护效果所使用的颗粒物为多分散颗粒物，如GB/T 32610标准规定盐颗粒物的空气动力学直径分布应为0.02μm至2μm，质量中位径约为0.6μm；玉米油颗粒物的空气动力学直径分布应为0.02μm至2μm，质量中位径约为0.3μm，而实际情况中，不同使用环境下颗粒物粒径分布明显不同，且颗粒物粒径对于沉积过程影响很大。目前国内尚无不同颗粒物状态下的口罩防护效果与负载呼吸阻力同步实时测试装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服背景技术中的不足，提供一种口罩防护效果与负载呼吸阻力同步实时测试装置，能够检测不同颗粒物状态下的口罩防护效果与负载呼吸阻力，具有使用方便，结构简单的技术特点。

本实用新型采用的技术方案是：

一种口罩防护效果与负载呼吸阻力同步实时测试的装置，其特征在于：包括测试仓、用于佩戴口罩的头模、通过管路连接测试仓的颗粒物发生模块、通过管路连接头模的呼吸模拟机以及与头模相连的数据接收与处理模块，颗粒物发生模块生成的颗粒物送入测试仓，数据接收与处理模块检测头模模拟呼吸时口罩的颗粒防护效果以及负载呼吸阻力。

作为优选，所述颗粒物发生模块包括压缩气源组件、检测盐颗粒组件以及检测油颗粒组件，压缩气源组件的气流出口分两路，一路通过第一阀门与检测盐颗粒组件连接，另一路通过第二阀门与检测油颗粒组件连接；检测盐颗粒组件与检测油颗粒组件的气流出口分别通过管路连接到测试仓的上部。