口/罩泄漏率試驗臺

概述

1.1設(shè)備簡介

泄漏率試驗臺是在參考國外類似設(shè)備的基礎(chǔ)上進行自主吸收，作了進一步的改進，依據(jù)國家和行業(yè)標準，重新設(shè)計生產(chǎn)的對對口/罩的泄漏率，密合性進行測試的試驗裝置。采用鹽性和油性氣溶膠發(fā)生器，光度計采集系統(tǒng)。它增加了計算機控制系統(tǒng)，提高了自動化水平，是目前國內(nèi)外同類型產(chǎn)品中/功能齊全、技術(shù)*、自動化水平高的試驗裝置。

1.2技術(shù)方案主要內(nèi)容

泄漏率試驗臺技術(shù)方案中的供貨方將根據(jù)本技術(shù)協(xié)議方案，負責所供面罩泄漏率的測試測試系統(tǒng)的機械設(shè)備，電氣設(shè)備和相應(yīng)的控制裝置(包括軟件及硬件)的設(shè)計和制造。

使用方將負責測試系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)計和氣源、供電、場地和環(huán)境溫濕度的保證。

2.設(shè)備供貨范圍

本技術(shù)方案包含的面罩泄漏率的主體管路系統(tǒng)、氣溶膠發(fā)生系統(tǒng)、顆粒測試系統(tǒng)、傳感采集系統(tǒng)、煙霧艙相應(yīng)的控制系統(tǒng) (包括軟件及硬件)和動力系統(tǒng)。

3.設(shè)備的技術(shù)要求

3.1總體要求

設(shè)備供貨方為本項目的總負責單位，負責所提供的泄露測試儀的機械、電氣控制、數(shù)據(jù)處理等系統(tǒng)的設(shè)計和供貨，同時對其所提供的設(shè)備和服務(wù)的正確性、完整性、安全性負責。

3.2主要技術(shù)要求

3.2.1設(shè)備的主要組成

泄漏率試驗臺為國內(nèi)制造生產(chǎn)，但是核心元器件光度計為國外進口產(chǎn)品。整個氣路所需氣源為外部壓縮空氣，檢測氣路的動力由真空泵提供。在發(fā)生氣路上設(shè)置氣溶膠發(fā)生器、發(fā)生管路1套；檢測氣路上設(shè)置帶氣缸的氣動夾具1套、光度計2臺、密封艙一個。

3.2.2依據(jù)標準

GB 2626-2019《呼吸防護 自吸過濾式防顆粒物呼吸器》6.4泄漏率

GB 19083-2010《科研防護口/罩技術(shù)要求》密合性

EN 149-2001+A1-2009 （選配）

3.2.3試驗內(nèi)容

泄漏率（GB 2626-2019）

密合性（GB 19083-2010）

泄漏率（EN 149-2001+A1-2009）（選配）

3.2.4整機技術(shù)參數(shù)

1.氣溶膠類型：玉米油，NaCl

2.氣溶膠動力學粒徑范圍：（油性）（0.02-2）um，質(zhì)量中徑0.3um.

(鹽性）（0.02-2）um，質(zhì)量中徑0.6um .

3.光度儀：濃度范圍1ug/m³-100mg/m³

4.外觀尺寸：檢測倉：1300X1100X2350 ,控制柜：1300X900X2350

5.耗材：油性溶液制備（按照標準），NaCl溶液制備（按照標準），壓縮空氣進氣過濾器中的濾芯（每年），倉內(nèi)空氣排出凈化濾芯（每年）

6.試驗室進氣溫度：（25±5）℃；

7.試驗室進氣環(huán)境溫濕度：（30±10）%RH；

10電力：中國制式，供電電壓AC220V±10%，供電頻率50Hz±1%，功率3kW

3.2.5工作環(huán)境要求

• 試驗室進氣溫度：（25±5）℃；
• 試驗室進氣環(huán)境溫濕度：（30±10）%RH；
• 電力：中國制式，供電電壓AC220V±10%，供電頻率50Hz±1%，功率3kW；
• 壓縮氣源要求：在700 kPa 下流量300 L/min ,并要求壓縮空氣干燥、潔凈；

4泄漏率試驗臺性能特點

• 試驗臺原理：通過壓縮空氣將油性或鹽性氣溶膠吹入試驗倉內(nèi)，通過調(diào)節(jié)發(fā)生器流量旋鈕或壓縮空氣流量來進行倉內(nèi)的濃度調(diào)節(jié)，光度計分為兩個探頭，用于測試口/罩內(nèi)部和外部的污染物濃度，通過軟件進行計算，得出相應(yīng)數(shù)據(jù)。
• 整機與電腦集成在整體試驗臺中，電腦操作可手動和自動進行試驗，報告可儲存電腦中，可聯(lián)網(wǎng)上傳，可進行打印，軟件由VB編寫，人機界面通俗易懂便于操作；
• 正壓吹氣管路上配備系統(tǒng)進氣低壓保護，采用SMC壓力提示開關(guān)，防止由于外部進給壓力過低，對設(shè)備造成損壞；
• 氣體管路在初級過濾的基礎(chǔ)上進一步進行過濾除水，增加Q/P/S三級連續(xù)過濾器，進行二級過濾除水；

• 鹽性試驗結(jié)束后，需要清潔才可做油性測試
• 采用一工位進行試驗；

• 氣溶膠發(fā)生器配備鹽性發(fā)生器和油性發(fā)生器；

• 密封艙采用可視式結(jié)構(gòu)，三面為玻璃視窗，其中一面為密封門，內(nèi)外均可開門。
• 密封艙頂部擴散進氣，進氣為錐角進氣，出氣口放置于對角底部，外排增加過濾器進行凈化；
• 光度計上下游采集；
• 2臺激光度計兩個探頭分別采集2個不同的濃度范圍，采集箱體內(nèi)和口/罩內(nèi)的濃度，檢測流量通過真空泵抽取發(fā)生氣路的氣流，大小由人工調(diào)節(jié)流量計調(diào)節(jié)；
• 檢測控制系統(tǒng)是基于PC機的集成控制系統(tǒng)，包括計算機系統(tǒng)、I/O接口、各類控制閥、過程輸入輸出通道、計數(shù)器數(shù)據(jù)變送環(huán)節(jié)等硬件及相關(guān)的應(yīng)用軟件。氣溶膠發(fā)生器、壓電式靜電中和器、快速加熱器裝置、混合器和氣動夾具根據(jù)檢測需求設(shè)計制作。可通過操作電腦對測試過程實現(xiàn)自動控制和進行數(shù)據(jù)處理；

• *的檢測系統(tǒng)，有發(fā)生濃度控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)比對校正系統(tǒng)，日常快速檢驗，質(zhì)量濃度測試，過濾效率加載，過濾效率限值加載，報表存儲、打印系統(tǒng)等； 
• 采用采集卡對數(shù)據(jù)進行采集處理分析功能，配合公司自行研制軟件，人機界面溫和，操作簡單，可進行自動及手動控制；
• 原理圖如下：

5設(shè)備主要組成

5.1 三級過濾器

級為Q級，能除去大量的液體及3μm以上固體微粒，達到低殘留油分含量僅5ppm，有少量的水分、灰塵和油霧；

第二級為P級，能濾除小至1μm的液體及固體微粒，達到低殘油分含量僅0.5ppm，有微量水分、灰塵和油霧；

第三級為S級，能濾除小至0.01μm的液體及固體微粒，達到低殘油含量僅0.001ppm，幾乎所有的水分、灰塵和油都被去除； 

5.2 氣溶膠發(fā)生器

氣溶膠的發(fā)生方法眾多，其中壓縮空氣噴霧法相對簡單適用，并且發(fā)生的粒子濃度較高，本儀器所設(shè)計發(fā)生器即采用壓縮空氣噴霧法，其外觀構(gòu)造見下圖，其中的核心部件——噴嘴能發(fā)生高濃度多分散亞微米氣溶膠粒子。發(fā)生器整體設(shè)計保證噴嘴噴霧發(fā)生的氣溶膠分散度和粒徑保持穩(wěn)態(tài)分布。

5.3排出過濾器

高效過濾器，其或?qū)α?ge;0.3μm微粒的計數(shù)透過率≤0.001%（即效率≥99.999%）的過濾器為高效空氣過濾器用于試驗艙的排塵

5.4 光度計  

光度計參數(shù)：

探頭數(shù)量：2

檢測濃度范圍：1.0 μg/m3～100 mg/m3
量程選擇：自動

5.5 控制量板卡

帶DIO、計數(shù)器功能，AD緩存：8K FIFO，分辨率16bit,模擬輸入電壓10V，電壓范圍精度2.2mV，電壓范圍精度69uV。用于實時采集加速度傳感器及角度傳感器的反饋值。此卡自帶緩存功能，避免了由于工業(yè)PCI卡及PLC系統(tǒng)由于分析時間較長而造成的數(shù)據(jù)失真。

聯(lián)系：

6.控制部分及后期處理

6.1控制功能

• 試驗前按要求調(diào)試好氣溶膠濃度，試驗開始和結(jié)束時能自動開始和自動停止 

• 試驗中根據(jù)需要可隨時按“停止”按鈕，停止試驗。

6.2數(shù)據(jù)檢測、處理功能

• 試驗前通過鍵盤輸入相應(yīng)參數(shù)，設(shè)備自動傳感器數(shù)據(jù)
• 試驗中有關(guān)數(shù)據(jù)均在工控機屏幕的試驗界面上顯示，根據(jù)試驗要求種試驗的濃度自動進行采集，試驗完成后將自動停止試驗。
• 以前的試驗數(shù)據(jù)應(yīng)能進行檢索查詢；
• 測量界面友好，具有人機對話功能；
• 本試驗裝置技術(shù)*，自動化程度高，測試結(jié)果的準確度和重復(fù)性好。

6.3控制策略

對于系統(tǒng)而言，控制器是整個系統(tǒng)的控制核心和網(wǎng)絡(luò)樞紐，對它的選擇至關(guān)重要。當前，基于單PC的集成板卡的控制方案和基于PLC單獨控制方案占據(jù)系統(tǒng)開發(fā)的主導(dǎo)地位，然而它們又各有缺點難以相互取代。 

6.4基于單PC的集成板卡的控制方案 

在這種控制應(yīng)用方案中，系統(tǒng)的軟件平臺可以采用windowsNT，windows CE或Linux等，通用IO板卡和IO接線端子板(或現(xiàn)場總線卡、現(xiàn)場總線以及遠程I/O模塊)負責與工業(yè)控制現(xiàn)場打交道。采集上來的輸入信號被PC微機接收、分析，再經(jīng)過軟PLC運行系統(tǒng)處理，軟PLC開發(fā)系統(tǒng)(編程器)編寫的控制應(yīng)用程序也被軟PLC運行系統(tǒng)解釋執(zhí)行，后將處理后的信號輸出到本地(或遠程)控制現(xiàn)場完成相應(yīng)的本地控制(或遠程控制)功能，及其控制方案和過程。

工控機結(jié)合I/0板卡的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如上所示．主要由工控機、數(shù)字量輸入輸出板卡、模擬量輸入輸出板卡、按鈕、開關(guān)、精密可調(diào)變位器等控制設(shè)備、數(shù)值采樣傳感器、指示燈等構(gòu)成。根據(jù)現(xiàn)場的實際需求，進行被控設(shè)備與控制系統(tǒng)間的連接，另外．可在擴展槽中插入相應(yīng)板卡以拓展系統(tǒng)的控制功能．

基于PC的控制是指采用PC的軟件硬件，實現(xiàn)PLC的控制功能，又充分體現(xiàn)PC機在通訊、存儲、編程等方面的靈活性和較高的性價比。但是相比PLC其缺點也是顯而易見：穩(wěn)定性差，不能實現(xiàn)確定性控制，且容易死機重啟；可靠性差，采用非工業(yè)標準的加固部件和旋轉(zhuǎn)式磁盤容易產(chǎn)生故障；開發(fā)平臺不統(tǒng)一，雖然PC控制能夠完成許多控制的應(yīng)用，但是往往需要不同的開發(fā)環(huán)境。同時，PCI板卡價錢相對較高。 

基于PC的控制是指采用PC軟件硬件，實現(xiàn)PLC的控制功能，又充分體現(xiàn)PC在通訊、存儲、編程等方面的靈活性和較高的性價比。但是相比PLC其缺點也是顯而易見:穩(wěn)定性差，不能實現(xiàn)確定性控制，且容易死機重啟；可靠性差，采用非工業(yè)標準的加固部件和旋轉(zhuǎn)式磁盤容易產(chǎn)生故障，開發(fā)平臺不統(tǒng)一，雖然PC控制能夠完成許多控制的應(yīng)用，但是往往需要不同的開發(fā)環(huán)境。 

本控制系統(tǒng)通過實時采集系統(tǒng)內(nèi)濃度等參數(shù)，運用工控機與板卡對采集的參數(shù)進行處理，執(zhí)行軟件控制程序，來完成對開關(guān)閥、調(diào)節(jié)閥、真空泵等的系統(tǒng)控制，實現(xiàn)試驗過程。后，通過打印機對試驗數(shù)據(jù)報表進行數(shù)據(jù)打印和輸出。同時，計算機控制系統(tǒng)還可以實時監(jiān)控試驗狀態(tài)，對現(xiàn)場異常狀況進行報警顯示與輸出。

6.5試驗數(shù)據(jù)部分

6.6電氣安全與保護系統(tǒng)

• 地線必須接地良好，接地電阻小于4歐姆；
• 電機啟動柜內(nèi)有缺相、欠壓、過載、短路、過熱等保護，并能有相應(yīng)信號輸出；
• 傳感器信號線采用屏蔽線連接，并且視情況可單端接地，防止干擾信號，影響測量。另外，系統(tǒng)通過電氣零點方式來判定傳感器是否工作正常；
• 采用弱點控制強電方式進行邏輯控制，并采用繼電器隔離；
• 各個測量管路的絕濾前后全部配有微壓差開關(guān)，用以判斷絕濾濾紙是否失效，并進行報警輸出；
• 整套系統(tǒng)的氣路配用低壓保護開關(guān)，當檢測到低壓保護信號時，系統(tǒng)將進行提示，以防止因氣源氣壓過低，所導(dǎo)致氣動閥無法開啟，出現(xiàn)系統(tǒng)故障；

7．設(shè)備配套要求及完成試驗所需

7.1設(shè)備配套

7.1.1壓縮空氣源

壓縮空氣壓力在0.5～0.7MPa，流量大于0.3m³/min，并要求壓縮空氣干燥、潔凈

7.1.2電力配套

220VAC，50Hz；3kW以上的穩(wěn)定電源，引導(dǎo)至設(shè)備附近半徑小于等于2M范圍之內(nèi)的大功率控制柜內(nèi)

口/罩泄漏率試驗臺