口/罩泄漏率试验台

概述

1.1设备简介

泄漏率试验台是在参考国外类似设备的基础上进行自主吸收，作了进一步的改进，依据国家和行业标准，重新设计生产的对对口/罩的泄漏率，密合性进行测试的试验装置。采用盐性和油性气溶胶发生器，光度计采集系统。它增加了计算机控制系统，提高了自动化水平，是目前国内外同类型产品中/功能齐全、技术*、自动化水平高的试验装置。

1.2技术方案主要内容

泄漏率试验台技术方案中的供货方将根据本技术协议方案，负责所供面罩泄漏率的测试测试系统的机械设备，电气设备和相应的控制装置(包括软件及硬件)的设计和制造。

使用方将负责测试系统的基础设计和气源、供电、场地和环境温湿度的保证。

2.设备供货范围

本技术方案包含的面罩泄漏率的主体管路系统、气溶胶发生系统、颗粒测试系统、传感采集系统、烟雾舱相应的控制系统 (包括软件及硬件)和动力系统。

3.设备的技术要求

3.1总体要求

设备供货方为本项目的总负责单位，负责所提供的泄露测试仪的机械、电气控制、数据处理等系统的设计和供货，同时对其所提供的设备和服务的正确性、完整性、安全性负责。

3.2主要技术要求

3.2.1设备的主要组成

泄漏率试验台为国内制造生产，但是核心元器件光度计为国外进口产品。整个气路所需气源为外部压缩空气，检测气路的动力由真空泵提供。在发生气路上设置气溶胶发生器、发生管路1套；检测气路上设置带气缸的气动夹具1套、光度计2台、密封舱一个。

3.2.2依据标准

GB 2626-2019《呼吸防护 自吸过滤式防颗粒物呼吸器》6.4泄漏率

GB 19083-2010《科研防护口/罩技术要求》密合性

EN 149-2001+A1-2009 （选配）

3.2.3试验内容

泄漏率（GB 2626-2019）

密合性（GB 19083-2010）

泄漏率（EN 149-2001+A1-2009）（选配）

3.2.4整机技术参数

1.气溶胶类型：玉米油，NaCl

2.气溶胶动力学粒径范围：（油性）（0.02-2）um，质量中径0.3um.

(盐性）（0.02-2）um，质量中径0.6um .

3.光度仪：浓度范围1ug/m³-100mg/m³

4.外观尺寸：检测仓：1300X1100X2350 ,控制柜：1300X900X2350

5.耗材：油性溶液制备（按照标准），NaCl溶液制备（按照标准），压缩空气进气过滤器中的滤芯（每年），仓内空气排出净化滤芯（每年）

6.试验室进气温度：（25±5）℃；

7.试验室进气环境温湿度：（30±10）%RH；

10电力：中国制式，供电电压AC220V±10%，供电频率50Hz±1%，功率3kW

3.2.5工作环境要求

• 试验室进气温度：（25±5）℃；
• 试验室进气环境温湿度：（30±10）%RH；
• 电力：中国制式，供电电压AC220V±10%，供电频率50Hz±1%，功率3kW；
• 压缩气源要求：在700 kPa 下流量300 L/min ,并要求压缩空气干燥、洁净；

4泄漏率试验台性能特点

• 试验台原理：通过压缩空气将油性或盐性气溶胶吹入试验仓内，通过调节发生器流量旋钮或压缩空气流量来进行仓内的浓度调节，光度计分为两个探头，用于测试口/罩内部和外部的污染物浓度，通过软件进行计算，得出相应数据。
• 整机与电脑集成在整体试验台中，电脑操作可手动和自动进行试验，报告可储存电脑中，可联网上传，可进行打印，软件由VB编写，人机界面通俗易懂便于操作；
• 正压吹气管路上配备系统进气低压保护，采用SMC压力提示开关，防止由于外部进给压力过低，对设备造成损坏；
• 气体管路在初级过滤的基础上进一步进行过滤除水，增加Q/P/S三级连续过滤器，进行二级过滤除水；

• 盐性试验结束后，需要清洁才可做油性测试
• 采用一工位进行试验；

• 气溶胶发生器配备盐性发生器和油性发生器；

• 密封舱采用可视式结构，三面为玻璃视窗，其中一面为密封门，内外均可开门。
• 密封舱顶部扩散进气，进气为锥角进气，出气口放置于对角底部，外排增加过滤器进行净化；
• 光度计上下游采集；
• 2台激光度计两个探头分别采集2个不同的浓度范围，采集箱体内和口/罩内的浓度，检测流量通过真空泵抽取发生气路的气流，大小由人工调节流量计调节；
• 检测控制系统是基于PC机的集成控制系统，包括计算机系统、I/O接口、各类控制阀、过程输入输出通道、计数器数据变送环节等硬件及相关的应用软件。气溶胶发生器、压电式静电中和器、快速加热器装置、混合器和气动夹具根据检测需求设计制作。可通过操作电脑对测试过程实现自动控制和进行数据处理；

• 完善的检测系统，有发生浓度控制系统，数据比对校正系统，日常快速检验，质量浓度测试，过滤效率加载，过滤效率限值加载，报表存储、打印系统等； 
• 采用采集卡对数据进行采集处理分析功能，配合公司自行研制软件，人机界面温和，操作简单，可进行自动及手动控制；
• 原理图如下：

5设备主要组成

5.1 三级过滤器

级为Q级，能除去大量的液体及3μm以上固体微粒，达到低残留油分含量仅5ppm，有少量的水分、灰尘和油雾；

第二级为P级，能滤除小至1μm的液体及固体微粒，达到低残油分含量仅0.5ppm，有微量水分、灰尘和油雾；

第三级为S级，能滤除小至0.01μm的液体及固体微粒，达到低残油含量仅0.001ppm，几乎所有的水分、灰尘和油都被去除； 

5.2 气溶胶发生器

气溶胶的发生方法众多，其中压缩空气喷雾法相对简单适用，并且发生的粒子浓度较高，本仪器所设计发生器即采用压缩空气喷雾法，其外观构造见下图，其中的核心部件——喷嘴能发生高浓度多分散亚微米气溶胶粒子。发生器整体设计保证喷嘴喷雾发生的气溶胶分散度和粒径保持稳态分布。

5.3排出过滤器

高效过滤器，其或对粒径≥0.3μm微粒的计数透过率≤0.001%（即效率≥99.999%）的过滤器为高效空气过滤器用于试验舱的排尘

5.4 光度计  

光度计参数：

探头数量：2

检测浓度范围：1.0 μg/m3～100 mg/m3
量程选择：自动

5.5 控制量板卡

带DIO、计数器功能，AD缓存：8K FIFO，分辨率16bit,模拟输入电压10V，电压范围精度2.2mV，电压范围精度69uV。用于实时采集加速度传感器及角度传感器的反馈值。此卡自带缓存功能，避免了由于工业PCI卡及PLC系统由于分析时间较长而造成的数据失真。

联系：1766-0906-501

6.控制部分及后期处理

6.1控制功能

• 试验前按要求调试好气溶胶浓度，试验开始和结束时能自动开始和自动停止 

• 试验中根据需要可随时按“停止”按钮，停止试验。

6.2数据检测、处理功能

• 试验前通过键盘输入相应参数，设备自动传感器数据
• 试验中有关数据均在工控机屏幕的试验界面上显示，根据试验要求种试验的浓度自动进行采集，试验完成后将自动停止试验。
• 以前的试验数据应能进行检索查询；
• 测量界面友好，具有人机对话功能；
• 本试验装置技术*，自动化程度高，测试结果的准确度和重复性好。

6.3控制策略

对于系统而言，控制器是整个系统的控制核心和网络枢纽，对它的选择至关重要。当前，基于单PC的集成板卡的控制方案和基于PLC单独控制方案占据系统开发的主导地位，然而它们又各有缺点难以相互取代。 

6.4基于单PC的集成板卡的控制方案 

在这种控制应用方案中，系统的软件平台可以采用windowsNT，windows CE或Linux等，通用IO板卡和IO接线端子板(或现场总线卡、现场总线以及远程I/O模块)负责与工业控制现场打交道。采集上来的输入信号被PC微机接收、分析，再经过软PLC运行系统处理，软PLC开发系统(编程器)编写的控制应用程序也被软PLC运行系统解释执行，后将处理后的信号输出到本地(或远程)控制现场完成相应的本地控制(或远程控制)功能，及其控制方案和过程。

工控机结合I/0板卡的控制系统结构如上所示．主要由工控机、数字量输入输出板卡、模拟量输入输出板卡、按钮、开关、精密可调变位器等控制设备、数值采样传感器、指示灯等构成。根据现场的实际需求，进行被控设备与控制系统间的连接，另外．可在扩展槽中插入相应板卡以拓展系统的控制功能．

基于PC的控制是指采用PC的软件硬件，实现PLC的控制功能，又充分体现PC机在通讯、存储、编程等方面的灵活性和较高的性价比。但是相比PLC其缺点也是显而易见：稳定性差，不能实现确定性控制，且容易死机重启；可靠性差，采用非工业标准的加固部件和旋转式磁盘容易产生故障；开发平台不统一，虽然PC控制能够完成许多控制的应用，但是往往需要不同的开发环境。同时，PCI板卡价钱相对较高。 

基于PC的控制是指采用PC软件硬件，实现PLC的控制功能，又充分体现PC在通讯、存储、编程等方面的灵活性和较高的性价比。但是相比PLC其缺点也是显而易见:稳定性差，不能实现确定性控制，且容易死机重启；可靠性差，采用非工业标准的加固部件和旋转式磁盘容易产生故障，开发平台不统一，虽然PC控制能够完成许多控制的应用，但是往往需要不同的开发环境。 

本控制系统通过实时采集系统内浓度等参数，运用工控机与板卡对采集的参数进行处理，执行软件控制程序，来完成对开关阀、调节阀、真空泵等的系统控制，实现试验过程。后，通过打印机对试验数据报表进行数据打印和输出。同时，计算机控制系统还可以实时监控试验状态，对现场异常状况进行报警显示与输出。

6.5试验数据部分

6.6电气安全与保护系统

• 地线必须接地良好，接地电阻小于4欧姆；
• 电机启动柜内有缺相、欠压、过载、短路、过热等保护，并能有相应信号输出；
• 传感器信号线采用屏蔽线连接，并且视情况可单端接地，防止干扰信号，影响测量。另外，系统通过电气零点方式来判定传感器是否工作正常；
• 采用弱点控制强电方式进行逻辑控制，并采用继电器隔离；
• 各个测量管路的绝滤前后全部配有微压差开关，用以判断绝滤滤纸是否失效，并进行报警输出；
• 整套系统的气路配用低压保护开关，当检测到低压保护信号时，系统将进行提示，以防止因气源气压过低，所导致气动阀无法开启，出现系统故障；

7．设备配套要求及完成试验所需

7.1设备配套

7.1.1压缩空气源

压缩空气压力在0.5～0.7MPa，流量大于0.3m³/min，并要求压缩空气干燥、洁净

7.1.2电力配套

220VAC，50Hz；3kW以上的稳定电源，引导至设备附近半径小于等于2M范围之内的大功率控制柜内

口/罩泄漏率试验台