用于防毒面具筒及罐的剩余使用寿命指示制造技术

防毒面具及用于防毒面具的罐具有保护佩戴者的呼吸系统以免受气态化合物影响的化学收附剂。用于呼吸保护系统的剩余使用期指示系统向所述佩戴者提供所述化学收附剂吸附或吸收进一步化合物的容量几乎耗尽的警告。剩余使用寿命指示系统具有用于存储与所述罐有关的信息的计算机存储器装置，所述信息用于依据来自各种传感器的输入确定防毒面具、罐及/或筒以及此类装置的使用寿命的结束。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 本申请是申请号为201180052526.9、申请日为2011年9月7日、专利技术名称为"用 于防毒面具筒及罐的剩余使用寿命指示"的中国专利技术专利申请的分案申请。 相关专利申请案 本专利申请案依据35U.S.C. § 119主张于2010年9月7日提出申请的第 61/380, 604号美国临时专利申请案的优先权，所述临时专利申请案的全文以引用的方式并 入本文中。
本专利技术涉及包含防毒面具及用于防毒面具的罐的呼吸保护系统。若干实施例包 含：剩余使用寿命指示器或剩余使用期指示系统，其用于呼吸保护系统；防毒面具，其包括 剩余使用寿命指示系统；及罐，其包括用于存储与所述罐有关的信息的计算机存储器装置。 若干实施例进一步包含确定防毒面具、罐及/或筒以及此类装置的使用寿命的结束的方 法。
技术介绍
使用永久或可替换筒及/或罐的防毒面具、呼吸器或其它呼吸保护系统通常用于 抵抗多种气载污染物质。呼吸器筒/罐通常含有针对有毒或无毒材料的一个颗粒过滤器 ("颗粒过滤器"）及用于大气中的气体及蒸汽含量的吸附或吸收的收附介质。尽管这些装 置提供对有害材料的极好抵抗，但其提供保护的容量是有限的且可随着使用、暴露于化学 品或弄脏而耗尽。因此，为了所述筒及/或罐提供对用户的有效保护，所述筒/罐必须在其 使用寿命结束之前替换。 筒/罐应在其操作寿命跨度结束之前更换。然而，预测滤筒/罐的寿命跨度为复 杂任务。收附剂的收附容量取决于例如以下各项的参数：相对湿度、周围温度、由收附介质 吸收的污染物的浓度及特定性质以及通过筒/罐的空气的体积及速率。 现代安全实践需要所有气体呼吸器具有用于指示其使用寿命的结束的可靠方法。 如果直接测量方法不可行，那么应实施筒使用及替换的排程，借此追踪暴露。替换排程的使 用（甚至最先进者）需要依赖于工作环境的历史监测、平均总暴露的估计及根据筒在特定 情境下的所测量或所预测理论容量的近似的结果。不仅周围环境条件贡献于呼吸器的收附 介质上的总负载，还需要确定已通过所述介质的空气的体积以计算筒/罐的负载及使用寿 命的结束。不同用户的呼吸容量及此容量在不同环境及（轻或重）工作条件下的改变可导 致总负载在相同良好监测的环境条件中的大（高达3到4倍）的差异。甚至在相同环境条 件下，一个劳动者的筒也可比另一劳动者更快地达到其使用寿命的结束。此外，在不同温度 及湿度水平下执行同一工作的同一人可展示所呼吸量的充分差异。在不同条件、时间及工 作地点下追踪许多筒是极复杂的且有时甚至是不可能任务。这些被视为用于确定使用寿命 的结束的所接受排程方法的缺陷。因此，已开发试图使用暴露浓度、暴露时间及穿过收附剂 的总空气流提供真实监测及使用寿命结束估计的多种方法及装置。 存在经设计以指示用于呼吸器的气体罐/筒中的收附层（收附床）的使用寿命的 耗尽或结束的多种方法及装置。收附层的耗尽取决于空气中的必须根据所需安全标准清除 的工业产生的不同挥发物（有机或无机）。挥发物的在极大范围内变化的蒸汽压力及其被 收附于收附床上的能力与挥发性成反比-具有小蒸汽压力的较小挥发物质具有较好收附 且收附剂展示对其的较高容量。由于针对特定物质的收附容量界定穿透的时刻（此时刻对 于每一物质来说为不同的），因此实时监测收附剂的耗尽为优选的。 -种直接方法涉及传感器，所述传感器具有沿收附床的收附剂的颜色的改变（颁 予Mihaylov的保加利亚专利31666)或沿"在流向上在主滤筒之后的额外指示筒的"透明壁 内部（澳大利亚专利WO9, 512, 432)或滤筒内部的壁上（美国专利6497756Bl及美国专 利4, 326, 514)的收附剂床放置的指示材料的颜色改变。此材料指示收附床在由特定危险 材料饱和之后的不可逆改变。这些类型的传感器的缺陷为其限制其用于针对预期物质及气 体混合物（主要针对无机气体及蒸汽）的特定需要及众所周知的情况的狭窄特异性，如在 美国专利4, 326, 514、美国专利4, 873, 970、美国专利5, 323, 774及美国专利6, 497, 756中。 Leichnitz在美国专利4, 684, 380中教示用于有毒气体的比色传感器。所述感测 元件包括固定化于两个屏幕之间的粒状材料（类似于用于检测器管中的材料）且对气体流 为透明的。此传感器在收附层的背部上的放置可经由筒的背部中的透镜观察到。类似比色 方法用于其中使用具有多个指示范围的指示器构件阵列的美国专利5, 297, 544中。其形成 具有暴露于被吸入的空气的指示比色指示器部分的类似芯片的支撑元件。此些构件位于外 全罩面具与内半面具之间。指示器不同范围用于借助适当构件进行视觉检验或光学评估。 在美国专利5, 666, 949中，此些比色传感器与电子读取系统组合。尽管具有电子读取系统， 但传感器实际上为比色传感器。比色传感器的缺陷由其（之前所提及）特异性定义。比色 型传感器为湿度（RH)及温度（T)相依的，所述RH及T为所有化学比色反应的重要参数。 使用寿命的实时结束指示器的另一方向为使用紧接在收附床之后定位的电子温 度传感器，如在颁予Sewel等人的美国专利4, 440, 162中。然而，此传感器为有限的且仅可 用于在高浓度下存在且在吸收于收附介质上时具有大的温度效应的物质。因此，这些传感 器不可广泛地应用。在长时间周期内在低浓度下的饱和过程可致使未检测到的穿透及通 过。 使用寿命结束指示的最新方法为一些有源型ESLI。其包括用以监测污染物的水 平的电子组件及用以向用户提供自动警告的视觉或听觉信号。一些历史尝试描述于美国专 利3, 902, 485、美国专利3, 911，413中，所述专利两者均由于庞大、高成本及低灵敏性而从 未实施。在1978年，NIOSH选择金属氧化物传感器（MOGS)来充当用于有机蒸汽空气净化 呼吸器的使用寿命指示器。此传感器基于低成本、商业可得性及其令人满意的对各种各样 的有机蒸汽的非特定行为而被选择。MOGS的主要缺陷为由于相对高操作温度引起的大的电 流耗用（-200C)。两个专利（美国专利4, 873, 970及美国专利4, 847, 594)描述标准电化 学测量胞元。所提议警告筒经设计以装配于面具与呼吸器筒之间。此设计的缺陷为可能仅 一旦穿透已发生才能检测到有毒气体，因此系统可不遵从NIOSH推荐：在筒100%耗尽之前 20%到25%充足警告。美国专利5, 512, 882有利地建议筒吸附剂内部的类属传感器。类似 方法的有美国专利5, 018, 518。美国专利5, 297, 544教示同时登记过滤器的滞留效应及面 具的边缘的密封效应的指示器。此外，此专利提议使用能够在不同层级处检测污染物质的 小型化计算机类似芯片的指示器系统。所述指示器系统自身预期为由光源及检测器组成。 作为经反射或经传输光测量的光强度为由指示器接纳的污染物质的量的量度。美国专利 5, 659, 296描述使用附接到呼吸器的侧的电子装置的现代但仍笨重的系统。通过收附剂材 料的空气被不断地取样且处理以给出有源指示-具有对浓度信号的视觉、声音、触觉响应。 指示器的信号发送速率随目标物种浓度而变化。所描述系统的缺陷同样为所提议传感器直 接在呼吸器筒后面的放置，此在1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种呼吸保护系统，包括：防毒面具，其界定内部容积，其中所述防毒面具包括剩余使用寿命指示系统，其包含；中央处理单元，其能够计算所述化学收附剂罐的剩余容量；用于可替换地且选择性地接收多个不同的化学收附剂罐中的一个的底座，其中所述多个不同的化学收附剂罐包括：多个用于移除多种不同的气载目标污染物的化学收附剂罐，和能够存储罐数据信息、传达罐数据信息且与所述中央处理单元通信的计算机存储器存储装置，其中所述罐数据包括识别所述气载目标污染物的信息；用于可替换地且选择性地接收多个不同的化学浓度传感器中的一个的底座，其中所述多个不同的化学浓度传感器包括用于确定不同的气载目标污染物的气载浓度的多个传感器，且与所述多个不同的化学收附剂罐的具体的化学收附剂罐相匹配，并且，接收于所述底座中的所述化学浓度传感器与所述中央处理单元通信；空气流传感器，其与所述中央处理单元通信；温度传感器，其与所述中央处理单元通信，其中所述罐数据信息包括所述化学收附剂的温度补偿因子，且所述中央处理单元基于所述温度补偿因子、所述空气流传感器和所述化学浓度传感器的输出，计算所述化学收附剂罐的剩余容量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩·I·特鲁克斯，米海勒夫·格奥尔基，
申请(专利权)人：耐斯特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US