專利名稱：一種口罩過濾效率與阻力的檢測裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種工業及醫用等勞動保護領域中的高效口罩過濾效率與阻力的檢測裝 置，特別涉及一種以特定粒徑分布的氯化鈉氣溶膠作為試驗塵源的口罩過濾效率與阻力檢測 裝置。
背景技術：
為了適應安全生產、勞動保護(例如對工業生產中有毒有害微粒物的防護)、醫療衛生防 護(例如對傳染性病菌等防護)以及對放射性氣溶膠防護(例如放射性物質操作中產生的放 射塵埃等)的需要，對高效口罩的性能要求必須重新規范。過去檢測口罩手段一般用幾十微 米以上大顆粒固體粉塵作試驗塵，用天平稱重求效率。而現在要求試驗塵為亞微米粒子(<1 um的)，其效率為高效的(例如95% 99.97%)。因此國家制訂了相應的高效口罩性能—— 效率及阻力的有關標準，其中對試驗塵的粒徑大小及分布作了具體規定。但目前我國尚無貫 徹該類標準的檢測技術和裝置。
在國外，歐洲共同體及美國等發達國家有類似裝置，以美國TSI公司作為代表的產品一 TSI — 8130型自動濾料檢測儀，每套近百萬元人民幣。TSI — 8130型儀器是專門用來檢測高效 口罩濾料效率的儀器。它的主要技術是用兩套專用氣溶膠發生器各自產生DOP油類氣溶膠和 氯化鈉固體氣溶膠，根據使用需要兩套發生器可以更換。其測量部分是在濾料夾具上、下游 各有一套前向式光散射光度計來測量上、下游氣溶膠濃度，從而計算出過濾效率和阻力。因
固體氯化鈉氣溶膠有吸濕而粒子會膨脹的特性，故在試驗氣溶膠到達被測口罩夾具時其相對 濕度必須《60%,否則會影響測量結果的準確性，而該裝置不能監督和控制系統中空氣的相 對濕度。另外結構比較復雜，且價格昂貴，用戶不能自己維護，如較重要的部件出問題時， 必須送國外制造廠修理或更換。
實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種利用特定粒徑分布的氯化鈉氣溶膠作為試驗塵源的口罩過 濾效率及阻力的檢測裝置，使其結構相對簡單，操作和維護方便，投資及維護費用較小；而 且可以隨時監督和控制系統中氣溶膠的相對濕度，確保測量效率的準確度。 本實用新型的技術方案如下
-種口罩過濾效率與阻力的檢測裝置，包括氣溶膠發生器，消電器，口罩夾具，測量裝
置以及連接所述部件的管道和閥門，其特征在于所述的氣溶膠發生器采用氯化鈉氣溶膠發 生器，該氣溶膠發生器包括將氯化鈉溶液吸出并將其霧化的噴霧器，撞擊器以及混合干燥器; 所述的撞擊器由撞擊腔室，帶錐形孔的噴管和撞擊板組成，所述的撞擊板和噴管分別設置在
所述撞擊腔室的兩側；所述的混合千燥器包括進氣段、混合干燥段和出口段，所述的噴霧器 與噴管的一端通過管道相連接，所述的撞擊腔室的上部通過管道與混合干燥器的進氣段連接， 所述的進氣段與帶有高效空氣過濾器和電加熱器的潔凈干燥空氣管的一路連接，在所述的出 口段設有相對濕度測量儀；所述的測量裝置含有氫火焰燃燒器，光電轉換器以及光電測量儀； 在所述的口罩夾具的上、下游分別設有緩沖箱，在緩沖箱上分別設置流量微調閥、多余氣體 放氣口以及上、下游氣溶膠樣品采樣口；所述的上、下游氣溶膠樣品采樣口分別通過帶有三 通轉換閥的管道與氫火焰燃燒器連接；所述帶有高效空氣過濾器和電加熱器的潔凈干燥空氣 管的另一路經第二個高效空氣過濾器和三通轉換閥與氫火焰燃燒器連接。
本實用新型所述的消電器采用同軸雙極氣溶膠消電裝置，該裝置包括內軸電極，與內軸 電極同心布置的外筒電極，用于支撐內軸電極的前后支架，設置在電極兩端的前后端蓋；在 所述的前后支架上分別設有通孔，在前后端蓋上分別設有氣溶膠進氣口和出氣孔，在內軸電 極進口端嵌入一個導電探針，該探針與高壓低流電源相連接，外筒電極接地。
本實用新型的技術特征還在于所述的撞擊板和帶錐形孔的噴管之間的距離在lmm 50mm范圍。
本實用新型與現有技術相比，具有以下優點及突出性效果①本實用新型結構簡單，操 作和維護簡便，投資及維護費用小，適用于我國口罩制造廠產品出廠檢驗和質檢部門監督產 品質量用。②氯化鈉氣溶膠發生器結構簡單，產生的氯化鈉氣溶膠粒徑范圍在0.0i 2.0p m，其粒徑分布的離散度，即幾何標準偏差在1.70 1.90范圍內；氣溶膠粒數中值直徑(CMD) 在0.070 0.085um范圍內；發生的氣溶膠濃度在3 20mg/rrf范圍；氣溶膠流量在30 100 1/min范圍內，完全符合檢測要求。③對形成的含有氯化鈉氣溶膠空氣的相對濕度可以監督 和控制，使其在測量過程中始終小于60%，確保效率檢測值的可靠性。④各連接管路布置合 理，盡可能減少在測量過程中氣溶膠粒子的損失。⑤本實用新型裝置最高可測效率可達 99.9995%。
圖1為本實用新型提供的口罩效率及阻力檢測裝置的結構示意圖。
圖2為口罩效率及阻力裝置中的氯化鈉氣溶膠發生裝置的整體結構示意圖。
圖3為口罩效率及阻力檢測裝置中的同軸雙極氣溶膠消電裝置的結構示意圖。
圖中l一噴霧器；2 —撞擊器；3 —混合干燥器；4一相對濕度儀；5 —消電器；6 —氫氣 發生器；7 —流量計；8 —光電測量儀；9 —光電轉換器；IO —氫焰燃燒器；ll一三通轉換閥; 12—電磁閥；13 —緩沖箱；14一微調閥；15 —壓差計；16—口罩夾具；17 —空氣壓縮機；18 一減壓穩壓閥；19一高效空氣過濾器；20—電加熱器；21 —高效空氣過濾器;22 —撞擊腔室; 23 —噴管；24 —撞擊板；25 —進氣段；26 —混合干燥段；27—出口段；28—內軸電極；29 —
外筒電極；30 —前支架；31—后支架；32 —前端蓋；33 —后端蓋；34 —導電探針。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的原理、具體結構和工作過程做進一步的說明。 圖1為本實用新型提供的口罩效率及阻力檢測裝置的整體結構示意圖。該檢測裝置主要 包括氣溶膠發生裝置(如圖2)，消電器5(圖3所示)，口罩夾具16及測量裝置，所述的氣溶 膠發生裝置采用氯化鈉氣溶膠發生裝置，該裝置包括將氯化鈉溶液吸出并將其霧化的噴霧器 1 ，撞擊器2以及混合干燥器3;撞擊器2由撞擊腔室22，帶錐形孔的噴管23和撞擊板24組 成；所述的撞擊板和噴管分別設置在所述撞擊腔室22的兩側；所述的混合干燥器3包括進氣 段25、混合干燥段26和出口段27，噴霧器與噴管的一端通過管道相連接，撞擊腔室22的上 部通過管道與混合千燥器3的進氣段25連接；混合干燥器的進氣段25與帶有高效空氣過濾 器19和電加熱器20的潔凈干燥空氣管的一路連接,在混合千燥器出口段27設有相對濕度測 量儀4;至此，作為試驗塵源的氯化鈉氣溶膠己生成，然后通過消電器5消除氣溶膠粒子上 所帶的電荷，進入口罩夾具16上游的緩沖箱13，緩沖箱起分流空氣用，分為四路第一路 進入口罩夾具進行試驗，第二路為原始(過濾前)取樣空氣管路，經流量計7和三通轉換閥 11與氫焰燃燒器10連接，第三路經電磁閥12將多余空氣排出，第四路管道上設有微調閥14 用來調節取樣空氣流量；試驗氣溶膠經口罩夾具后進入下游的緩沖箱13，緩沖箱也起分流空 氣用，分為三路第一路為過濾后取樣空氣管路，經流量計7，三通轉換閥11與氫焰燃燒器 IO連接，第二路經電磁閥將多余空氣排出，第三路管道上設有微調閥用來調節取樣空氣流量。 本實用新型的測量裝置由氫火焰燃燒器IO，光電轉換器9以及光電測量儀8組成；原始 取樣空氣、過濾后取樣空氣通過管道分別進入氫火焰燃燒器10助燃氫火焰，空氣中的氯化鈉 粒子被高溫火焰激發出589納米波長的特征光(黃光)，經光電轉換器9轉變為相應光強的光 電流，在光電測量儀8上顯示出相應光電流值。由于在潔凈(不含有氯化鈉氣溶膠)空氣助 燃氫火焰時也會有非常微弱的淡蘭色光，它通過光電轉換器后也會產生微小的光電流(稱為 本底光電流)。它對高效口罩效率的測量會帶來影響，因此本裝置內設置一路本底光電流測量 管路，該管路上應設一臺高效空氣過濾器19 (其過濾效率》99.999%)，經流量計7和三通轉 換閥11進入氫火焰燃燒器10助燃氫火焰，發出淡藍色弱光，在光電測量儀8上也有相應的 本底光電流值；在光電測量儀8中的單片機貯存所有接收的光電流值數據，進行運算并直接 顯示出口罩的過濾效率。用壓差計同時測出其阻力值。本實用新型裝置的最高可檢測過濾效 率為99. 9995%,可測口罩阻力范圍為0 2000Pa。
圖2為口罩效率及阻力檢測裝置中的氯化鈉氣溶膠發生裝置的結構示意圖。該裝置包括 將溶液吸出并將其霧化的噴霧器1，撞擊器2以及混合干燥器3三部分；所述的撞擊器由撞 擊腔室22，帶錐形孔的噴管23和撞擊板24組成，撞擊板和噴管分別設置在所述撞擊腔室的 兩側；帶錐形孔的噴管由外管和帶錐孔的內管兩部分構成，內管與外管通過螺紋連接，外管固定在撞擊腔室上；撞擊板通過螺紋與撞擊腔室連接。帶錐孔的內管通過螺紋可以左右調節， 撞擊板通過螺紋也可以左右調節；為了使混合更加均勻，在混合干燥器的混合干燥段中設有 一個錐形散流器。該氣溶膠發生裝置的工作過程如下使壓力為0. 1MPa 0. 4MPa的潔凈壓 縮空氣通過噴霧器的噴頭，將噴霧箱中的氯化鈉水溶液吸出并霧化；氯化鈉水溶液的濃度為 一般為0. 001% 3%;經霧化后，帶有氯化鈉水霧的氣體經錐形管高速射流到撞擊板24上；在 撞擊過程中，通過調整帶錐管23中的內管與撞擊板之間的距離，(內管出口與撞擊板之間的 距離在lmm 50mm范圍內調節)；使氣體中的大霧滴在慣性作用下沉降下來，小霧滴則隨氣體 進入混合干燥器中，含有小霧滴的氣體在混合干燥器中與經過濾和加熱處理的潔凈空氣混合， 使霧滴的水分蒸發，最終形成具有確定粒徑分布的亞微米級多分散固體氯化鈉氣溶膠。
圖3為口罩效率及阻力檢測裝置中的同軸雙極氣溶膠消電裝置的結構示意圖。該裝置包 括內軸電極28,與內軸電極同心布置的外筒電極29，用于支撐內軸電極的前支架30，后支架 31，設置在電極兩端的前端蓋32，后端蓋33;在所述的前后支架上分別設有通孔，在前后端 蓋上分別設有氣溶膠進氣口和出氣孔，在內軸電極進口端嵌入--個導電探針34，該探針與高 壓低流電源相連接，外筒電極接地。后端蓋33與外筒電極29、外筒電極與前支架30分別 通過螺紋連接；后支架2通過后端蓋33和外筒電極壓緊；前支架30和前端蓋32通過螺紋或 法蘭形式連接。
本實用新型口罩效率檢測臺裝置的口罩夾具16的開、閉可采用手動式，也可采用氣動式; 裝置上有一個可以連接220伏交流外接電源的接口和一個外接壓縮空氣源的接口，其它所有 部件均設置在一個整體式的檢測臺架上，臺架有四個可制動式的輪子，使臺架既可移動又可 固定。
權利要求1.一種口罩過濾效率與阻力的檢測裝置，包括氣溶膠發生器，消電器(5)，口罩夾具(16)，測量裝置以及連接所述部件的管道和閥門，其特征在于所述的氣溶膠發生器采用氯化鈉氣溶膠發生器，該氣溶膠發生器包括將氯化鈉溶液吸出并將其霧化的噴霧器(1)，撞擊器(2)以及混合干燥器(3)；所述的撞擊器(2)由撞擊腔室(22)，帶錐形孔的噴管(23)和撞擊板(24)組成，所述的撞擊板和噴管分別設置在所述撞擊腔室的兩側；所述的混合干燥器包括進氣段(25)、混合干燥段(26)和出口段(27)，所述的噴霧器與噴管(23)的一端通過管道相連接，所述的撞擊腔室的上部通過管道與混合干燥器的進氣段連接，所述的進氣段與帶有高效空氣過濾器(19)和電加熱器(20)的潔凈干燥空氣管的一路連接，在所述的出口段設有相對濕度測量儀(4)；所述的測量裝置由氫火焰燃燒器(10)，光電轉換器(9)以及光電測量儀(8)組成；在所述的口罩夾具(16)的上、下游分別設有緩沖箱(13)，在緩沖箱上分別設置流量微調閥(14)、多余氣體放氣口以及上、下游氣溶膠樣品采樣口；所述的上、下游氣溶膠樣品采樣口分別通過帶有三通轉換閥(11)的管道與氫火焰燃燒器(10)連接；所述帶有高效空氣過濾器(19)和電加熱器(20)的潔凈干燥空氣管的另一路經第二個高效空氣過濾器(21)和三通轉換閥(11)與氫火焰燃燒器(10)連接。
2. 按照權利要求l所述的口罩過濾效率與阻力的檢測裝置，其特征在于所述的消電器 (5)采用同軸雙極氣溶膠消電裝置，該裝置包括內軸電極(28)，與內軸電極同心布置的外筒電極(29)，用于支撐內軸電極的前后支架(30， 31)設置在電極兩端的前后端蓋(32， 33); 在所述的前后支架上分別設有通孔，在前后端蓋上分別設有氣溶膠進氣口和出氣孔，在內軸 電極(28)進口端嵌入一個導電探針(34)，該探針與高壓低流電源相連接，外筒電極接地。
3. 按照權利要求l所述的口罩過濾效率與阻力的檢測裝置，其特征在于所述的撞擊板 和帶錐形孔的噴管之間的距離在lmm 50mm范圍。
專利摘要一種口罩過濾效率及阻力的檢測裝置，涉及一種用氯化鈉氣溶膠作為試驗塵源檢測勞保、醫用等高效口罩過濾效率及阻力的裝置。該裝置主要包括噴霧器，消電器、撞擊器，混合干燥器，由氫火焰燃燒器、光電轉換器和光電測量儀組成的測量裝置，緩沖箱以及相應的三通轉換閥和連接管道。本實用新型各部件及連接管路布置合理，對形成的含有氯化鈉氣溶膠空氣的相對濕度可以監督和控制，使其在測量過程中始終小于60％，確保效率檢測值的可靠性，最高可檢測過濾效率為99.9995％，可測口罩阻力范圍為0～2000Pa。本實用新型具有結構簡單，操作和維護簡便，投資及維護費用小等的優點，適用于我國口罩制造廠產品出廠檢驗和質檢部門監督產品質量用。
文檔編號G01N21/71GK201004046SQ20062013385
公開日2008年1月9日 申請日期2006年9月22日 優先權日2006年9月22日
發明者葉璲生, 張力生 申請人:北京清能創新科技有限公司