一种原位实时检测口罩滤料对不同粒径颗粒物过滤特性的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种原位实时检测口罩滤料对不同粒径颗粒物过滤特性的方法和装置。装置包括过滤流量和温湿度的实时监测装置、口罩夹持装置以及口罩吸气阻力测量装置。运用该方法和装置，能实时快速地检测口罩对不同粒径气溶胶粒子的过滤效率、分级过滤效率、压降以及过滤后气溶胶粒子的粒径分布情况。本发明专利技术具有口罩更换简单，操作维护简便，投资费用小、适用于实际环境测量以及测量准确度高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种口罩滤料过滤特性的检测技术，特别是涉及一种原位实时检测口罩滤料对不同粒径颗粒物过滤特性的方法和装置。
技术介绍
近年来随着我国经济的发展，雾霾已成为一种环境污染。随着人们对空气污染的关注度越来越高，口罩、空气净化器等防护产品也应运而生。这些呼吸类防护用品的核心部件就是滤料。研究发现，滤料的过滤特性与环境温湿度、气压等外在因素有一定的相关性，如温度影响颗粒物的热扩散能力。口罩为多孔材料，具有一定的吸湿性，空气的湿度改变也将改变口罩滤料的吸湿量，进而影响口罩对不同粒径颗粒物的过滤效率。此外，气溶胶粒子在呼吸道不同部位沉积的份额与气溶胶粒子的粒径有关，而气溶胶粒子在人体呼吸道内的沉积部位、深度及其所致人体呼吸道及心脑血管系统疾病不但与气溶胶粒子的浓度有关，也与气溶胶粒子的粒径分布有极大的相关性。传统的滤料过滤特性检测方法，需要将样品送至实验室内进行检测，样品在运输、保存及处理的过程中，上述因素均发生了改变，降低了检测结果的可信度，不能反映口罩在实际环境中的过滤效果。因此，设计一种能够在现场对滤料过滤特性进行实时快速检测的方法和装置显得尤为重要。专利技术专利《一种实际大气环境中评价PM2.5口罩过滤效率的装置》（CN 103792171 A），具有体积小，方便携带的优点。但是该专利技术存在理论和装置设计方面的缺陷，（1）该装置将PM2.5测量仪置于缓冲箱中，环境中气溶胶从缓冲箱上的孔洞进入箱体后，由于孔洞的切割效应，其浓度及粒径分布已经发生显著改变，其测量数据不能反映实际环境中气溶胶粒子的质量浓度及粒径分布情况。（2）在测量过程中，两台PM2.5测量仪的流量值都一样，导致上游PM2.5测量仪采样流量占气体总流量的比重较大，绝大部分气溶胶在通过口罩过滤前要进入箱体中PM2.5测量仪，然后经PM2.5测量仪排出，由于PM2.5测量仪内部存在许多细小曲折的小管，气溶胶在通过PM2.5测量仪后的会大量衰减，导致通过口罩的气溶胶在过滤前就已大量损失，测量结果不准确。（3）该系统不能进行过滤流量的调控，只能依靠PM2.5测量仪提供过滤动力，而该仪器的流量仅为1.6～1.7 L/min，按《呼吸防护用品 自吸过滤式防颗粒物呼吸器》（GB 2626-2006）标准中的要求，过滤流量应该达到85 L/min。（4）该仪器只能测量口罩对PM2.5的过滤效率，不能测量口罩对其它粒径气溶胶粒子的过滤效率以及口罩滤料的压降和分级过滤效率。因此，为了克服传统口罩过滤特性检测方法所存在的问题和缺陷，有必要设计一种具有体积小、操作维护方便以及检测准确度高等特点的方法和装置，实时准确地检测口罩在实际环境中过滤特性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种原位实时检测口罩滤料对不同粒径颗粒物过滤特性的方法和装置。该方法和装置能够实现滤料对气溶胶粒子的过滤效率、分级过滤效率、压降和过滤后气溶胶粒径分布的检测和测量。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种原位实时检测口罩滤料对不同粒径颗粒物过滤特性的装置，包括集气罩（1）、测试管道Ⅰ（2）、法兰（3）、测试管道Ⅱ（7）、波纹管（8）、风筒（9）；其中，所述测试管道Ⅰ（2）左侧焊接集气罩（1），右侧焊接法兰（3），并在法兰（3）上固定和该法兰同样大小的软质垫片；所述测试管道Ⅱ（7）左侧焊接另一个法兰（3），并在法兰上固定和该法兰同样大小的软质垫片；两个法兰中间夹放口罩滤料（28），通过固定夹（5）和紧固螺栓（4）将两个法兰固定在一起，紧固螺栓（4）底部与法兰上的定位槽（31）接触；所述测试管道Ⅰ（2）表面开一温湿度测量仪探头安装孔（11），并将温湿度测量仪（21）的探头安放在该位置，用来监测管道内经口罩过滤前气体的温湿度T0和H0；同样地，在测试管道Ⅱ（7）表面开一温湿度测量仪探头安装孔（11），并将温湿度测量仪（21）的探头安放在该位置，用来监测管道内经口罩过滤后气体的温湿度T1和H1；所述测试管道Ⅰ（2）底部开一气溶胶采样嘴安装孔（16），在该开孔位置处安装气溶胶采样嘴Ⅰ（10），该气溶胶采样嘴尾部伸出测试管道Ⅰ（2）从而与软管（17）相连接，再将软管（17）与一个气溶胶粒径谱仪（18）相连接，用来监测环境中的气溶胶质量浓度及粒径分布；同样地，测试管道Ⅱ（7）底部开一气溶胶采样嘴安装孔，在该开孔位置处安装气溶胶采样嘴Ⅱ（12），该气溶胶采样嘴尾部伸出测试管道Ⅱ（7）从而与软管（17）相连接，再将软管（17）与一个气溶胶粒径谱仪（18）相连接，用来监测经口罩过滤后的气溶胶粒子质量浓度及粒径分布；所述测试管道Ⅰ（2）底部安装微压计正极接口（19），测试管道Ⅱ（7）底部安装微压计负极接口（22），微压计正极接口（19）及微压计负极接口（22）都与微压计（20）相连接，用来测量口罩的压降。所述测试管道Ⅰ（2）及测试管道Ⅱ（7）都置于托架（24）上。所述测试管道Ⅱ（7）右侧连接波纹管（8）一端，波纹管（8）的另一端连接风筒（9），将过滤后的气体导至远离测量点的区域，以减弱过滤后气体对测量点的影响。所述风筒（9）的内部装有管道式变频风机（15），在风筒（9）的表面开一数显流量计探头安装孔（14），将数显流量计（27）的探头安放在此位置，用来监测管道内的过滤流量。所述法兰表面定位槽（31）呈90°夹角均匀分布，固定夹（5）外形有和法兰外形相同的弧度，使得在固定两个法兰时固定夹（5）内壁能够较好的和法兰外表面贴合装置的安装过程如下：1、如附图1所示，首先在测试管道Ⅰ（2）左侧焊接集气罩（1），在测试管道Ⅰ（2）的右侧焊接法兰（3），并在法兰（3）上固定和该法兰同样大小的软质垫片；同样地，在测试管道Ⅱ（7）左侧焊接另一个法兰（3），并在该法兰上固定和该法兰同样大小的软质垫片。2、在固定有垫片的两个法兰中间夹放大小合适的口罩滤料（28），之后用固定夹（5）和紧固螺栓（4）将两个法兰固定在一起。固定时，紧固螺栓（4）拧紧后应与相应位置的定位槽（31）相吻合。3、在测试管道Ⅰ（2）表面开一温湿度测量仪探头安装孔（11），并将温湿度测量仪（21）的探头安放在该位置，用来监测管道内经口罩过滤前气体的温湿度T0和H0；同样地，在测试管道Ⅱ（7）表面开一温湿度测量仪探头安装孔（11），并将温湿度测量仪（21）的探头安放在该位置，用来监测管道内经口罩过滤后气体的温湿度T1和H1。4、在测试管道Ⅰ（2）底部开一气溶胶采样嘴安装孔（16），在该开孔位置处安装气溶胶采样嘴（10），同时该采样嘴（10）尾部伸出测试管道Ⅰ（2）从而与软管（17）相连接，再将软管（17）与气溶胶粒径谱仪（18）相连接，用来监测环境中的气溶胶质量浓度及粒径分布；同样地，测试管道Ⅱ（7）底部开一气溶胶采样嘴安装孔，在该开孔位置处安装气溶胶采样嘴，同时该采样嘴尾部伸出测试管道Ⅱ（7）从而与软管相连接，再将软管与气溶胶粒径谱仪相连接，用来监测经口罩过滤后的气溶胶粒子质量浓度及粒径分布。5、在测试管道Ⅰ（2）底部安装微压计正极接口（19）和测试管道Ⅱ（7）底部安装微压计负极接口（22），微压计正极接口（19）及微压计负极接口（22）都与微压计（20）相连接，用来测量口罩的压降。6、将上述各个步骤组成的装置整体结构置于托架（24）上。具体检测流程如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原位实时检测口罩滤料对不同粒径颗粒物过滤特性的装置，包括集气罩（1）、测试管道Ⅰ（2）、法兰（3）、测试管道Ⅱ（7）、波纹管（8）、风筒（9）；其中，所述测试管道Ⅰ（2）左侧焊接集气罩（1），右侧焊接法兰（3），并在法兰（3）上固定和该法兰同样大小的软质垫片；所述测试管道Ⅱ（7）左侧焊接另一个法兰（3），并在法兰上固定和该法兰同样大小的软质垫片；其特征在于，两个法兰中间夹放口罩滤料（28），通过固定夹（5）和紧固螺栓（4）将两个法兰固定在一起，紧固螺栓（4）底部与法兰上的定位槽（31）接触；所述测试管道Ⅰ（2）表面开一温湿度测量仪探头安装孔（11），并将温湿度测量仪（21）的探头安放在该位置，用来监测管道内经口罩过滤前气体的温湿度T0和H0；同样地，在测试管道Ⅱ（7）表面开一温湿度测量仪探头安装孔（11），并将温湿度测量仪（21）的探头安放在该位置，用来监测管道内经口罩过滤后气体的温湿度T1和H1；所述测试管道Ⅰ（2）底部开一气溶胶采样嘴安装孔（16），在该开孔位置处安装气溶胶采样嘴Ⅰ（10），该气溶胶采样嘴尾部伸出测试管道Ⅰ（2）从而与软管（17）相连接，再将软管（17）与一个气溶胶粒径谱仪（18）相连接，用来监测环境中的气溶胶质量浓度及粒径分布；同样地，测试管道Ⅱ（7）底部开一气溶胶采样嘴安装孔，在该开孔位置处安装气溶胶采样嘴Ⅱ（12），该气溶胶采样嘴尾部伸出测试管道Ⅱ（7）从而与软管（17）相连接，再将软管（17）与一个气溶胶粒径谱仪（18）相连接，用来监测经口罩过滤后的气溶胶粒子质量浓度及粒径分布；所述测试管道Ⅰ（2）底部安装微压计正极接口（19），测试管道Ⅱ（7）底部安装微压计负极接口（22），微压计正极接口（19）及微压计负极接口（22）都与微压计（20）相连接，用来测量口罩的压降。...

【技术特征摘要】
1.一种原位实时检测口罩滤料对不同粒径颗粒物过滤特性的装置，包括集气罩（1）、测试管道Ⅰ（2）、法兰（3）、测试管道Ⅱ（7）、波纹管（8）、风筒（9）；其中，所述测试管道Ⅰ（2）左侧焊接集气罩（1），右侧焊接法兰（3），并在法兰（3）上固定和该法兰同样大小的软质垫片；所述测试管道Ⅱ（7）左侧焊接另一个法兰（3），并在法兰上固定和该法兰同样大小的软质垫片；其特征在于，两个法兰中间夹放口罩滤料（28），通过固定夹（5）和紧固螺栓（4）将两个法兰固定在一起，紧固螺栓（4）底部与法兰上的定位槽（31）接触；所述测试管道Ⅰ（2）表面开一温湿度测量仪探头安装孔（11），并将温湿度测量仪（21）的探头安放在该位置，用来监测管道内经口罩过滤前气体的温湿度T0和H0；同样地，在测试管道Ⅱ（7）表面开一温湿度测量仪探头安装孔（11），并将温湿度测量仪（21）的探头安放在该位置，用来监测管道内经口罩过滤后气体的温湿度T1和H1；所述测试管道Ⅰ（2）底部开一气溶胶采样嘴安装孔（16），在该开孔位置处安装气溶胶采样嘴Ⅰ（10），该气溶胶采样嘴尾部伸出测试管道Ⅰ（2）从而与软管（17）相连接，再将软管（17）与一个气溶胶粒径谱仪（18）相连接，用来监测环境中的气溶胶质量浓度及粒径分布；同样地，测试管道Ⅱ（7）底部开一气溶胶采样嘴安装孔，在该开孔位置处安装气溶胶采样嘴Ⅱ（12），该气溶胶采样嘴尾部伸出测试管道Ⅱ（7）从而与软管（17）相连接，再将软管（17）与一个气溶胶粒径谱仪（18）相连接，用来监测经口罩过滤后的气溶胶粒子质量浓度及粒径分布；所述测试管道Ⅰ（2）底部安装微压计正极接口（19），测试管道Ⅱ（7）底部安装微压计负极接口（22），微压计正极接口（19）及微压计负极接口（22）都与微压计（20）相连接，用来测量口罩的压降。2.根据权利要求1所述的一种原位实时检测口罩滤料对不同粒径颗粒物过滤特性的装置，其特征在于，所述测试管道Ⅰ（2）及测试管道Ⅱ（7）都置于托架（24）上。3.根据权利要求1所述的一种原位实时检测口罩滤料对不同粒径颗粒物过滤特性的装置，其特征在于，所述测试管道Ⅱ（7）右侧连接波纹管（8）一端，波纹管（8）的另一端连接风筒（9），将过滤后的气体导至远离测量点的区域，以减弱过滤后气体对测量点的影响。4.根据权利要求1所述的一种原位实时检测口罩滤料对不同粒径颗粒物过滤特性的装置，其特征在于，所述风筒（9）的内部装有管道式变频风机（15），在风筒（9）的表面开一数显流量计探头安装孔（14），将数显流量计（27）的...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶勇军，李志，代鑫涛，丁德馨，李乐，尹安松，郭倩，谢超，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43