[发明专利]一种自吸过滤式防护口罩综合性能测试实验装置及方法

说明书

本发明公开的一种自吸过滤式防护口罩综合性能测试实验装置及方法，涉及粉尘防治技术领域。该实验装置包括测试室、人头模型、呼吸流量控制装置以及测量装置；测试室用于构造粉尘环境；人头模型放置于测试室内，其口腔部佩戴有口罩；呼吸流量控制装置用于模拟不同测试流量模式；测量装置包括载尘量计重装置、粒子计数器以及微压计。本发明更真实地模拟口罩佩戴者的呼吸流量和作业环境，能够测试口罩在不同劳动强度和不同作业坏境下的载尘量、呼吸阻力和口罩对不同粒径颗粒物的过滤效率，有效解决了目前自吸过滤式防护口罩性能测试中测试流量模式与人体呼吸不一致、口罩性能评测不全面等诸多问题，科学准确地评价自吸过滤式口罩的防护性能。

技术领域

本发明涉及粉尘防治技术领域，具体涉及一种自吸过滤式防护口罩综合性能测试实验装置及方法。

背景技术

我国工业高速发展，在矿石加工、建筑工程、化石能源开采、交通基础建设等行业大量高产尘工作场所不断涌现，接尘人数大幅增加。其中，以煤矿粉尘问题最为突出，特别是随着浅部煤炭资源日益枯竭，越来越多矿井采深超过800m，面临深部开采问题。

深部高地应力使得煤体破碎程度极其严重，具有粉化结构特征，加之机械化水平和开采强度的提高，使得采煤工作面成为煤矿井下产尘量最大的地点，原始粉尘浓度高达8000mg/m³，超过井下总产尘量的一半。为了降低工作面污染程度，我国应用了煤层注水、喷雾降尘等以湿式抑尘为主的技术措施，在一定程度上改善了作业环境，但同时也导致工作面空气含水量大大增加，呈现湿度超过90％的高湿特点。由于煤尘具有一定的疏水性，湿式抑尘达不到理想效果，矿井粉尘浓度仍远超国家标准，我国每年职业性煤工尘肺仍在以过万例的速度增加。除了高尘、高湿，深井工人还受到中-重-极重强负荷作业的耦合作用影响。当工程措施难以有效地将粉尘浓度降低至国家标准以下时，佩戴个体防尘呼吸器就成了保护工人的最后一道防线。

自吸过滤式防护呼吸器是煤矿领域应用最为广泛的个体防尘用品，其防尘性能主要受个体呼吸流量、流量模式、煤尘物化性质和作业环境的影响。然而，我国口罩测试标准是基于一般工业环境制定的，难以保证在深井高尘-高湿与高劳动强度耦合作用下自吸过滤式防护口罩的防尘效率、阻力以及佩戴时长等性能符合要求，由于深井作业环境的高粉尘浓度、高湿度会对自吸过滤式口罩防尘性能产生严峻挑战，所以自吸过滤式防护口罩的测试标准不能适用于深井工人。目前国内外关于自吸过滤式防护口罩性能测试实验装置及方法研究较少，在口罩滤料的过滤性能以及适合性的基础研究、评价方法以及测试规程等方面存在不足，导致口罩的实际使用表现远差于测试中的表现。

因此，鉴于以上问题，有必要提出一种科学严谨的实验装置和测试方法，模拟高湿高尘环境开展口罩性能测试研究，合理正确地开展自吸过滤式防护口罩综合性能评测。

发明内容

根据本发明的目的提出的一种自吸过滤式防护口罩综合性能测试实验装置，包括测试室、人头模型、呼吸流量控制装置以及测量装置；所述测试室用于构造粉尘环境；所述人头模型放置于测试室内，其口腔部佩戴有口罩；所述呼吸流量控制装置用于模拟不同测试流量模式，通过上呼吸道模拟铜管与人头模型连接；所述呼吸流量控制装置包括仿人呼吸仪和抽气泵；所述测量装置包括载尘量计重装置、粒子计数器以及微压计，所述载尘量计重装置设置于人头模型下方，用于测量口罩载尘量；所述粒子计数器用于检测口罩内外颗粒物计数浓度；所述微压计用于检测口罩内外气压差。

优选的，所述测试室内设置有用于模拟粉尘环境的产尘装置，所述产尘装置包括粒子发生装置、湿度控制装置以及设置于测试室内四角处、用于吹动颗粒物使其保持悬浮的风扇；所述粒子发生装置用于产生中性NaCl测试介质，所述湿度控制装置用于监测并调控口罩测试室内湿度。

优选的，所述粒子发生装置包括粒子发生器和电荷中和器，所述粒子发生器上设置有用于调节粒子浓度生成量的调节阀。