[发明专利]一种可视化口罩密合性测试及评价方法

说明书

本发明公开了一种可视化口罩密合性测试及评价方法，将人体头模的口鼻与呼吸模拟机连接，进行人体呼气模拟，在呼吸模拟参数保持不变的前提下，通过采集呼气纹影图像后进行图像处理分析获取人体头模未佩戴口罩的侧面呼气纹影图像的纹影面积S₁、正常佩戴口罩的侧面呼气纹影图像的纹影面积S₂、正常佩戴口罩的正面呼气纹影图像的纹影面积S₂'、密封佩戴口罩的侧面呼气纹影图像的纹影面积S₃、密封佩戴口罩的正面呼气纹影图像的纹影面积S₃'，利用公式计算泄露率P，根据P值的大小对口罩密合性进行评级划分。本发明的测试及评价方法可以直观观测到不同部位口罩内气流的泄露情况，能根据分级阈值确定口罩密合性等级。

技术领域

本发明属于口罩检测方法技术领域，涉及一种可视化口罩密合性测试及评价方法。

背景技术

GB 19083-2010《医用防护口罩》规定用适合因数来评价口罩的密合程度，即模拟人体佩戴口罩作业过程中，定量测量口罩外部检验剂浓度与漏入内部的浓度的比值，对于口罩的密合性测试，数据结果与受试者的体型、年龄、种族影响较大，数据差异明显。

现有技术下测试仪器及方法较为复杂，包括定性检测与定量检测。定性检测要求测试者佩戴好口罩后暴露于一定浓度测试剂气溶胶中，当进行各项预定义活动练习时，若测试者感受到了测试剂味道，则为不通过。若没有感受到测试剂味道，则为通过。最后测试者需故意破坏口罩密封后，仍能感受到测试剂味道以消除个人因素对实验的影响。定量检测则通过将特殊的装置安装于口罩上，使其能够检测到口罩内的检测剂浓度。测试者佩戴好口罩后做出规定动作，期间不能调整口罩，通过连续测量比较口罩外部检测剂浓度与内侧浓度的比值，得出适合因数，用于评估密合性。这类方法不能确定口罩的具体泄露部位，结果只能反映口罩密合性指标是否合格，难以指导口罩佩戴调整。

专利CN 114001876 A公开了口罩密合性多点监测系统及方法，通过在头模上设置多个颗粒物采集点，每个颗粒物采集点对应一个气溶胶浓度检测装置反映口罩边缘密合性的具体情况。该方法虽可定量显示多部位密合性指标，但测试时间较长，仪器复杂，且不能实际观测到口罩边缘气流的影像。

专利CN 212228332 U公开了一种口罩和呼吸阀气密性的检测设备，通过采用气流传感器来检测口罩与呼吸阀两侧的流速差，从而计算出其气密性。但该设备没有考虑具体佩戴情况，仅针对口罩产品进行测试，且对于口罩泄露部分无法精准定位。

专利CN 212748206 U公开了一种快速检测呼吸道防护装备佩戴安全性的测试仪，采用红外热成像原理对口罩进行气密性检测，利用呼出的气体同周围外界温度的差异，实现了口罩泄露气流的可视化。但所需设备灵敏度较高，人体呼出的气流与体温较接近，气流观测效果不明显，且不能定量表征气流泄露量。

专利CN 113865791 A公开了一种口罩鼻夹密闭性测试方法，通过摄影机拍摄口罩鼻梁处边缘轮廓，计算不同佩戴方式下口罩鼻梁处的间隙面积，从而计算口罩的密闭性。该方法只针对口罩鼻梁处的密合程度，忽视了下巴以及脸颊两侧的口罩缝隙，并且忽视了人体呼气流量对口罩边缘缝隙的影响。

文献(Influence of wearing masks on exhaled air aerodynamics)使用单面纹影成像评估了真人佩戴10种呼吸器所呼出气体的距离，用N95面罩拍摄咳嗽动作的侧面和正面纹影图像。根据二维笛卡尔坐标系定义的不同方向上的呼出空气面积大小，计算不同方向呼出空气量的比例。但真人的热羽流对实验影响较大，真人呼气时也具有一定个体差异。

文献(Effectiveness of different types of mask in aerosol dispersionin SARS-CoV-2 infection)使用单面纹影成像，比较了不同类型口罩在限制咳嗽空气扩散方面的效果，计算了在不同口罩下咳嗽时的污染区域面积。该研究的不足在于仅从侧面进行了研究，忽视了从正面对于气流泄露的观测，仅关注咳嗽时状态，没有对正常呼吸进行研究。