带有上呼吸道的口罩泄露检测头部模型制造技术

本实用新型专利技术公开了一种带有上呼吸道的口罩泄露检测头部模型，包括假人头部模型、体温控制装置和呼吸模拟装置；假人头部模型为3D打印一体成型件且主要由头部和嵌入该头部的上呼吸道构成，假人头部模型的头部尺寸和上呼吸道尺寸为归为同类脸型的多个真人的头部扫描数据的平均数据和上呼吸道扫描数据的平均数据；假人头部模型的嘴部呈张开状；体温控制装置设置在假人头部模型内，用于控制假人头部模型的表面温度；呼吸模拟装置与假人头部模型的上呼吸道的末端相连，用于模拟不同活动状态下的呼吸强度，上呼吸道的末端设置有颗粒物检测点。本实用新型专利技术可以准确地检测真人佩戴口罩在不同活动状态下的口罩防护效果。不同活动状态下的口罩防护效果。不同活动状态下的口罩防护效果。

【技术实现步骤摘要】
带有上呼吸道的口罩泄露检测头部模型


[0001]本技术涉及口罩泄露检测头部模型
，尤其涉及一种带有上呼吸道的口罩泄露检测头部模型。

技术介绍

[0002]暖体假人是模拟人体与环境之间影响作用的仪器设备，广泛应用于职业健康、服装、消防、建筑等领域，可代替真人用于评估测试人暴露在环境中所受到的影响。现有暖体假人具有人体外部基本形态特征，依据不同研究目标，假人的身体部位及功能有不同的细化与加强。例如为检测口罩性能而设置的头部模型，细化了头面部特征，还可以结合呼吸模拟装置，用于佩戴并测试口罩。当前人体健康效应备受关注，如在很多作业场合会产生有毒有害污染物，相关工作人员可能在未知情况下吸入污染物，故研究人体在佩戴口罩的情况下实际防护效果十分必要。
[0003]当前为检测口罩性能而设置的头部模型只具有人头外部的形态特征，实验中一般只关注口罩内外两侧用于评价性能的测量值，如过滤效率、泄漏率等都是测量内外两侧颗粒物浓度。在佩戴口罩时实际能吸入呼吸道的污染物浓度并没有被关注到，然而能被吸入呼吸道的污染物浓度才是影响健康的关键因素。当佩戴口罩时，往往由于存在泄漏而导致实际防护效果差，关注由于泄露而导致吸入呼吸道的颗粒物浓度具有重要意义，可从吸入暴露方面来评价口罩的防护效果。

技术实现思路

[0004]本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出一种带有上呼吸道的口罩泄露检测头部模型，可以准确地检测真人佩戴口罩在不同活动状态下的口罩防护效果。
[0005]根据本技术实施例的带有上呼吸道的口罩泄露检测头部模型，包括：
[0006]假人头部模型，所述假人头部模型为3D打印一体成型件且主要由头部和嵌入该头部的上呼吸道构成，所述假人头部模型的头部尺寸和上呼吸道尺寸为归为同类脸型的多个真人的头部扫描数据的平均数据和上呼吸道扫描数据的平均数据；所述假人头部模型的嘴部呈张开状；
[0007]体温控制装置，所述体温控制装置设置在所述假人头部模型内，用于控制所述假人头部模型的表面温度；
[0008]呼吸模拟装置，所述呼吸模拟装置与所述假人头部模型的所述上呼吸道的末端相连，用于模拟不同活动状态下的呼吸强度，所述上呼吸道的末端设置有颗粒物检测点。
[0009]根据本技术实施例的带有上呼吸道的口罩泄露检测头部模型，工作时，首先，打开体温控制系统，加热假人头部模型，使得假人头部模型的表面温度稳定在30℃～34℃中的一个温度值处，例如，稳定在32℃；然后，打开呼吸模拟装置，产生呼吸气流，在上呼吸道的末端处的颗粒物检测点设置颗粒物测量仪器，检测上呼吸道的末端处的颗粒物浓度；
再将口罩佩戴在假人头部模型上，测量口罩外侧、内侧和上呼吸道模末端的颗粒物浓度，这些实验测量数据可用于准确地评价口罩防护效果。
[0010]根据本技术实施例的带有上呼吸道的口罩泄露检测头部模型，一方面，由于假人头部模型的尺寸为基于真人头部3D扫描数据，假人头部模型的面部结构立体且面部细节真实，可以更真实地模拟真人佩戴口罩；另一方面，由于假人头部模型内嵌上呼吸道，上呼吸道的末端设置颗粒物检测点，这样，可以对口罩的外侧和内侧进行颗粒物检测的同时，还可以对上呼吸道的末端处的颗粒物进行检测，即可模拟检测真人在佩戴口罩时实际吸入上呼吸道的污染物浓度；再一方面，由于通过人体温控制装置控制假人头部模型的表面温度，以模拟人体表面温度，实验测量更贴近真实人体所产生的对气流的影响；加上呼吸模拟装置可以模拟不同活动状态下(如，如静坐、行走、开车等活动状态下)的呼吸强度，从而可以更加准确地检测真人佩戴口罩在不同活动状态下的口罩防护效果；此外，假人头部模型可以根据脸型分类，一种类型的假人头部模型可以代表一类相似脸型的人群，应用范围广。
[0011]在一些实施例中，所述假人头部模型包括大型号头部模型、中型号头部模型、小型号头部模型、长窄型号头部模型和短宽型号头部模型。
[0012]在一些实施例中，所述嘴部的张开开口为开口2cm2。
[0013]在一些实施例中，所述体温控制装置包括柔性电热膜，所述柔性电热膜分布于所述假人头部模型内。
[0014]进一步的，所述体温控制装置还包括无极变速风扇，所述无极变速风扇设置在所述假人头部模型内。
[0015]在一些实施例中，所述假人头部模型的表面温度维持在30℃～34℃左右。
[0016]在一些实施例中，所述呼吸模拟装置用于提供平稳的恒定吸气气流以及正弦波型式的呼气和吸气气流。
[0017]进一步的，所述呼吸模拟装置包括气泵、呼气口和吸气口，所述气泵分别与所述呼气孔和所述吸气口相连，所述呼气口和所述吸气口连接于所述上呼吸道模型的末端；所述呼吸模拟装置通过所述气泵提供平稳的恒定吸气气流以及正弦波型式的呼气和吸气气流。
[0018]再进一步的，所述呼吸模拟装置还包括控制面板，所述控制面板用于调整所述呼吸模拟装置的分钟通气量和呼吸频率量两个参数，以使所述呼吸模拟装置模拟不同活动状态下的呼吸强度。
[0019]本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0020]本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0021]图1为本技术实施例的带有上呼吸道的口罩泄露检测头部模型的示意图。
[0022]图2为本技术实施例的带有上呼吸道的口罩泄露检测头部模型中的呼吸模拟装置原理示意图。
[0023]图3为本技术实施例的带有上呼吸道的口罩泄露检测头部模型中的呼吸模拟装置提供正弦波型式呼吸气流流量曲线。
[0024]图4a为本技术实施例的带有上呼吸道的口罩泄露检测头部模型中的假人头部模型示意图，该假人头部模型为大型号头部模型。
[0025]图4b为本技术实施例的带有上呼吸道的口罩泄露检测头部模型中的假人头部模型示意图，该假人头部模型为中型号头部模型。
[0026]图4c为本技术实施例的带有上呼吸道的口罩泄露检测头部模型中的假人头部模型示意图，该假人头部模型为小型号头部模型。
[0027]图5是本技术实施例的带有上呼吸道的口罩泄露检测头部模型中的上呼吸道示意图。
[0028]附图标记：
[0029]带有上呼吸道101的口罩泄露检测头部模型1000
[0030]假人头部模型1上呼吸道101末端1011头部102
[0031]交流可调电源201
[0032]呼吸模拟装置3气泵301呼气口302吸气口303控制面板304
具体实施方式
[0033]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带有上呼吸道的口罩泄露检测头部模型，其特征在于，包括：假人头部模型，所述假人头部模型为3D打印一体成型件且主要由头部和嵌入该头部的上呼吸道构成，所述假人头部模型的头部尺寸和上呼吸道尺寸为归为同类脸型的多个真人的头部扫描数据的平均数据和上呼吸道扫描数据的平均数据；所述假人头部模型的嘴部呈张开状；体温控制装置，所述体温控制装置设置在所述假人头部模型内，用于控制所述假人头部模型的表面温度；呼吸模拟装置，所述呼吸模拟装置与所述假人头部模型的所述上呼吸道的末端相连，用于模拟不同活动状态下的呼吸强度，所述上呼吸道的末端设置有颗粒物检测点。2.根据权利要求1所述的带有上呼吸道的口罩泄露检测头部模型，其特征在于，所述假人头部模型包括大型号头部模型、中型号头部模型、小型号头部模型、长窄型号头部模型和短宽型号头部模型。3.根据权利要求1所述的带有上呼吸道的口罩泄露检测头部模型，其特征在于，所述嘴部的张开开口为开口2cm2。4.根据权利要求1所述的带有上呼吸道的口罩泄露检测头部模型，其特征在于，所述体温控制装置包括柔性电热膜，所述柔性电热膜分布于所述假人头部模型内。5.根据权利要求3所述的带有上呼...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雨，刘荔，付林志，王怡，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：新型
国别省市：