一種原位實(shí)時檢測口罩濾料對不同粒徑顆粒物過濾特性的方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種原位實(shí)時檢測口罩濾料對不同粒徑顆粒物過濾特性的方法和裝置。裝置包括過濾流量和溫濕度的實(shí)時監(jiān)測裝置、口罩夾持裝置以及口罩吸氣阻力測量裝置。運(yùn)用該方法和裝置，能實(shí)時快速地檢測口罩對不同粒徑氣溶膠粒子的過濾效率、分級過濾效率、壓降以及過濾后氣溶膠粒子的粒徑分布情況。本發(fā)明具有口罩更換簡單，操作維護(hù)簡便，投資費(fèi)用小、適用于實(shí)際環(huán)境測量以及測量準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
-種原位實(shí)時檢測口罩濾料對不同粒徑顆粒物過濾特性的方 法和裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種口罩濾料過濾特性的檢測技術(shù)，特別是設(shè)及一種原位實(shí)時檢測口 罩濾料對不同粒徑顆粒物過濾特性的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，霧靈已成為一種環(huán)境污染。隨著人們對空氣污染的 關(guān)注度越來越高，口罩、空氣凈化器等防護(hù)產(chǎn)品也應(yīng)運(yùn)而生。運(yùn)些呼吸類防護(hù)用品的核屯、部 件就是濾料。
[0003] 研究發(fā)現(xiàn)，濾料的過濾特性與環(huán)境溫濕度、氣壓等外在因素有一定的相關(guān)性，如溫 度影響顆粒物的熱擴(kuò)散能力?？谡譃槎嗫撞牧?，具有一定的吸濕性，空氣的濕度改變也將改 變口罩濾料的吸濕量，進(jìn)而影響口罩對不同粒徑顆粒物的過濾效率。此外，氣溶膠粒子在呼 吸道不同部位沉積的份額與氣溶膠粒子的粒徑有關(guān)，而氣溶膠粒子在人體呼吸道內(nèi)的沉積 部位、深度及其所致人體呼吸道及屯、腦血管系統(tǒng)疾病不但與氣溶膠粒子的濃度有關(guān)，也與 氣溶膠粒子的粒徑分布有極大的相關(guān)性。
[0004] 傳統(tǒng)的濾料過濾特性檢測方法，需要將樣品送至實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行檢測，樣品在運(yùn)輸、 保存及處理的過程中，上述因素均發(fā)生了改變，降低了檢測結(jié)果的可信度，不能反映口罩在 實(shí)際環(huán)境中的過濾效果。因此，設(shè)計一種能夠在現(xiàn)場對濾料過濾特性進(jìn)行實(shí)時快速檢測的 方法和裝置顯得尤為重要。
[0005] 發(fā)明專利《一種實(shí)際大氣環(huán)境中評價PM2.5 口罩過濾效率的裝置KCN 103792171 A)，具有體積小，方便攜帶的優(yōu)點(diǎn)。但是該發(fā)明存在理論和裝置設(shè)計方面的缺陷，（1)該裝置 將PM2.5測量儀置于緩沖箱中，環(huán)境中氣溶膠從緩沖箱上的孔桐進(jìn)入箱體后，由于孔桐的切 割效應(yīng)，其濃度及粒徑分布已經(jīng)發(fā)生顯著改變，其測量數(shù)據(jù)不能反映實(shí)際環(huán)境中氣溶膠粒 子的質(zhì)量濃度及粒徑分布情況。（2)在測量過程中，兩臺PM2.5測量儀的流量值都一樣，導(dǎo)致 上游PM2.5測量儀采樣流量占?xì)怏w總流量的比重較大，絕大部分氣溶膠在通過口罩過濾前要 進(jìn)入箱體中PM2.5測量儀，然后經(jīng)PM2.5測量儀排出，由于PM2.5測量儀內(nèi)部存在許多細(xì)小曲折 的小管，氣溶膠在通過PM2.5測量儀后的會大量衰減，導(dǎo)致通過口罩的氣溶膠在過濾前就已 大量損失，測量結(jié)果不準(zhǔn)確。（3)該系統(tǒng)不能進(jìn)行過濾流量的調(diào)控，只能依靠 PM2.5測量儀提 供過濾動力，而該儀器的流量僅為1.6~1.7 L/min，按《呼吸防護(hù)用品自吸過濾式防顆粒 物呼吸器》(GB 2626-2006)標(biāo)準(zhǔn)中的要求，過濾流量應(yīng)該達(dá)到85 L/minD(4)該儀器只能測 量口罩對PM2.5的過濾效率，不能測量口罩對其它粒徑氣溶膠粒子的過濾效率W及口罩濾料 的壓降和分級過濾效率。
[0006] 因此，為了克服傳統(tǒng)口罩過濾特性檢測方法所存在的問題和缺陷，有必要設(shè)計一 種具有體積小、操作維護(hù)方便W及檢測準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)的方法和裝置，實(shí)時準(zhǔn)確地檢測口 罩在實(shí)際環(huán)境中過濾特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種原位實(shí)時檢測口罩濾料對不同粒徑顆粒物過濾特性的 方法和裝置。該方法和裝置能夠?qū)崿F(xiàn)濾料對氣溶膠粒子的過濾效率、分級過濾效率、壓降和 過濾后氣溶膠粒徑分布的檢測和測量。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是： 一種原位實(shí)時檢測口罩濾料對不同粒徑顆粒物過濾特性的裝置，包括集氣罩(1 )、測試 管道1(2)、法蘭(3)、測試管道n (7)、波紋管(8)、風(fēng)筒(9);其中， 所述測試管道1(2)左側(cè)焊接集氣罩（1)，右側(cè)焊接法蘭(3)，并在法蘭(3)上固定和該法 蘭同樣大小的軟質(zhì)墊片； 所述測試管道n (7)左側(cè)焊接另一個法蘭(3)，并在法蘭上固定和該法蘭同樣大小的軟 質(zhì)墊片;兩個法蘭中間夾放口罩濾料（28)，通過固定夾巧）和緊固螺栓(4)將兩個法蘭固定 在一起，緊固螺栓(4)底部與法蘭上的定位槽(31)接觸； 所述測試管道I (2)表面開一溫濕度測量儀探頭安裝孔(11 )，并將溫濕度測量儀(21)的 探頭安放在該位置，用來監(jiān)測管道內(nèi)經(jīng)口罩過濾前氣體的溫濕度To和化；同樣地，在測試管 道n (7)表面開一溫濕度測量儀探頭安裝孔（11)，并將溫濕度測量儀(21)的探頭安放在該 位置，用來監(jiān)測管道內(nèi)經(jīng)口罩過濾后氣體的溫濕度Tl和化； 所述測試管道1(2)底部開一氣溶膠采樣嘴安裝孔(16)，在該開孔位置處安裝氣溶膠采 樣嘴1(10)，該氣溶膠采樣嘴尾部伸出測試管道1(2)從而與軟管（17)相連接，再將軟管（17) 與一個氣溶膠粒徑譜儀（18)相連接，用來監(jiān)測環(huán)境中的氣溶膠質(zhì)量濃度及粒徑分布；同樣 地，測試管道n (7)底部開一氣溶膠采樣嘴安裝孔，在該開孔位置處安裝氣溶膠采樣嘴n (12)，該氣溶膠采樣嘴尾部伸出測試管道n (7)從而與軟管（17)相連接，再將軟管（17)與一 個氣溶膠粒徑譜儀（18)相連接，用來監(jiān)測經(jīng)口罩過濾后的氣溶膠粒子質(zhì)量濃度及粒徑分 布； 所述測試管道1(2)底部安裝微壓計正極接口（19)，測試管道n (7)底部安裝微壓計負(fù) 極接口（22)，微壓計正極接口（19)及微壓計負(fù)極接口（22)都與微壓計（20)相連接，用來測 量口罩的壓降。
[0009] 所述測試管道1(2)及測試管道n (7)都置于托架(24)上。
[0010] 所述測試管道n (7)右側(cè)連接波紋管(8)-端，波紋管(8)的另一端連接風(fēng)筒(9)， 將過濾后的氣體導(dǎo)至遠(yuǎn)離測量點(diǎn)的區(qū)域，W減弱過濾后氣體對測量點(diǎn)的影響。
[0011] 所述風(fēng)筒(9)的內(nèi)部裝有管道式變頻風(fēng)機(jī)(15)，在風(fēng)筒(9)的表面開一數(shù)顯流量計 探頭安裝孔(14)，將數(shù)顯流量計(27)的探頭安放在此位置，用來監(jiān)測管道內(nèi)的過濾流量。
[0012] 所述法蘭表面定位槽(31)呈90°夾角均勻分布，固定夾巧)外形有和法蘭外形相同 的弧度，使得在固定兩個法蘭時固定夾巧）內(nèi)壁能夠較好的和法蘭外表面貼合 裝置的安裝過程如下： 1、如附圖1所示，首先在測試管道1(2)左側(cè)焊接集氣罩（1)，在測試管道1(2)的右側(cè)焊 接法蘭(3)，并在法蘭（3)上固定和該法蘭同樣大小的軟質(zhì)墊片；同樣地，在測試管道n (7) 左側(cè)焊接另一個法蘭(3)，并在該法蘭上固定和該法蘭同樣大小的軟質(zhì)墊片。
[0013] 2、在固定有墊片的兩個法蘭中間夾放大小合適的口罩濾料（28)，之后用固定夾 巧)和緊固螺栓(4)將兩個法蘭固定在一起。固定時，緊固螺栓(4)梓緊后應(yīng)與相應(yīng)位置的定 位槽(31)相吻合。
[0014] 3、在測試管道1(2)表面開一溫濕度測量儀探頭安裝孔（11)，并將溫濕度測量儀 (21)的探頭安放在該位置，用來監(jiān)測管道內(nèi)經(jīng)口罩過濾前氣體的溫濕度To和化；同樣地，在 測試管道n (7)表面開一溫濕度測量儀探頭安裝孔（11)，并將溫濕度測量儀(21)的探頭安 放在該位置，用來監(jiān)測管道內(nèi)經(jīng)口罩過濾后氣體的溫濕度Tl和化。
[0015] 4、在測試管道1(2)底部開一氣溶膠采樣嘴安裝孔（16)，在該開孔位置處安裝氣溶 膠采樣嘴（10)，同時該采樣嘴（10)尾部伸出測試管道1(2)從而與軟管（17)相連接，再將軟 管（17)與氣溶膠粒徑譜儀（18)相連接，用來監(jiān)測環(huán)境中的氣溶膠質(zhì)量濃度及粒徑分布；同 樣地，測試管道n (7)底部開一氣溶膠采樣嘴安裝孔，在該開孔位置處安裝氣溶膠采樣嘴， 同時該采樣嘴尾部伸出測試管道n (7)從而與軟管相連接，再將軟管與氣溶膠粒徑譜儀相 連接，用來監(jiān)測經(jīng)口罩過濾后的氣溶膠粒子質(zhì)量濃度及粒徑分布。
[0016] 5、在測試管道1(2)底部安裝微壓計正極接口（19)和測試管道n (7)底部安裝微壓 計負(fù)極接口（22)，微壓計正極接口（19)及微壓計負(fù)極接口（22)都與微壓計(20)相連接，用 來測量口罩的壓降。
[0017] 6、將上述各個步驟組成的裝置整體結(jié)構(gòu)置于托架(24)上。
[001引具體檢測流程如下： 調(diào)整風(fēng)筒(9)與出口位置，從而將過濾后的氣體導(dǎo)至遠(yuǎn)離測量點(diǎn)的區(qū)域，W減弱過濾后 氣體對測量點(diǎn)的影響。
[0019] 開啟二臺粒徑譜儀、二臺溫濕度記錄儀、微壓計、數(shù)顯流量計和管道式變頻風(fēng)機(jī) (15)，通過管道式變頻風(fēng)機(jī)（15)風(fēng)量控制旋鈕，將數(shù)顯流量計調(diào)至a(L/min)，用來模擬人體 在一定勞動強(qiáng)度下的呼吸流量b。
[0020] 立二 b-d (1) 式中，d氣溶膠粒徑譜儀取樣流量，單位L/min。
[0021] 將與氣溶膠采樣嘴1(10)相連的粒徑譜儀采樣開始時刻設(shè)為to,每個采樣周期內(nèi) 采樣時長設(shè)置為C(S),采樣數(shù)設(shè)為n，采用連續(xù)監(jiān)測模式，周期間隔為d(分鐘）。
[0022] 將與氣溶膠采樣嘴n( 12)相連的粒徑譜儀采樣開始時刻設(shè)為ti，其值通過公式 (2)計算，每個采樣周期內(nèi)采樣時長設(shè)置為C(S),采樣數(shù)設(shè)為n，采用連續(xù)監(jiān)測模式，周期間 隔為d(分鐘）。由于氣溶膠粒子從氣溶膠采樣嘴1(10)運(yùn)動到氣溶膠采樣嘴n (12)的過程 中，存在運(yùn)動時間差，特別是在小流量采樣中，由于氣流速度小，氣溶膠粒子運(yùn)動時間差不 能忽略，ti通過公式(2)計算：
(2) 巧中：S氣浴膠義祥嘴I (10)和氣溶膠采樣嘴n (12)的距離，單位m;r測量管道的半徑， 單位m; b-人體呼吸流量，單位L/min。
[0023] 待系統(tǒng)開始測量，并完成測量過程后，關(guān)閉所有儀器，結(jié)束測量。
[0024] 口罩引起的壓降蠟由微壓計記錄。
[0025] 兩臺溫濕度記錄儀分別記錄經(jīng)口罩過濾前后氣體的溫度值To、Ti和相對濕度值化、 Hio
[0026] 粒徑譜儀可W自動記錄和統(tǒng)計0~20皿范圍內(nèi)氣溶膠粒子質(zhì)量濃度，根據(jù)兩臺粒 徑譜儀測量的數(shù)據(jù)可W得到經(jīng)口罩濾料過濾前后的氣溶膠質(zhì)量濃度府(mg/m3)和ri(mg/ m3)，則該口罩濾料的過濾效率可按公式(3)計算：
(3) 粒徑譜儀可W記錄和統(tǒng)計0~20WI1范圍內(nèi)氣溶膠粒子的粒徑分布數(shù)據(jù)，第i粒徑段的顆 粒物質(zhì)量濃度為A (mg/m3)，經(jīng)口罩濾料過濾后第i粒徑段的質(zhì)量濃度為g (mg/m3)，則口 罩濾料對粒徑為j WIi氣溶膠粒子的分級過濾效率可按公式(4)計算：
(4) I. jyj呀I '1'山I丄ItycM J代表粒徑。
[0027] 有益效果 本發(fā)明的測量管道氣溶膠進(jìn)氣口位置安裝有鐘形的集氣罩(小直徑d=50 mm，大直徑D= 70 mm，高度h=20 mm)，有助于減少流場中滿流的形成，降低管道震動產(chǎn)生的可能性，保證檢 測系統(tǒng)動靜態(tài)特性，同時有助于保護(hù)取樣嘴。
[0028] 本發(fā)明的測試管道直徑(6=50 mm，長度L=200 mm，在滿足測試要求的情況下，盡可 能的小而短，減少了氣溶膠在管道內(nèi)的粘附，測量結(jié)果更精準(zhǔn)；同時，管道采用輕型強(qiáng)度大 的材料制作，具有體積小重量輕便于攜帶的特點(diǎn)，特別適用于現(xiàn)場測量。
[0029] 本發(fā)明對濾料面積的要求較小，能滿足絕大部分口罩濾料的檢測需求。
[0030] 本發(fā)明的法蘭表面定位槽(31)呈90°夾角均勻分布，且定位孔在兩個法蘭完全對 齊的情況下進(jìn)行鑿刻。當(dāng)使用緊固螺栓(4)和固定夾巧）固定法蘭時，只要保證緊固螺栓(4) 梓緊后能夠與定位孔(31)完全吻合，即可使得兩個法蘭能夠在水平方向?qū)R。
[0031] 本發(fā)明的固定夾(5)外形有和法蘭外形相同的弧度，使得在固定兩個法蘭時固定 夾（5)內(nèi)壁能夠較好的和法蘭外表面貼合;此外，通過緊固螺栓(4)可W調(diào)節(jié)兩個法蘭夾持 口罩時的松緊度，防止漏氣。
[0032] 本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對氣流經(jīng)過口罩后的壓降的測量W及氣體經(jīng)過口罩過濾前后氣體 溫濕度變化情況的監(jiān)測。
[0033] 本發(fā)明的氣溶膠采樣嘴1(10)位于集氣罩（1)的進(jìn)口中屯、位置，而不是管道內(nèi)部， 更能反映外部環(huán)境中氣溶膠的質(zhì)量濃度及粒徑分布情況，不受管道內(nèi)氣流組織的影響。
[0034] 本發(fā)明采用管道式變頻風(fēng)機(jī)（15)，通過與數(shù)顯流量計(27)的配合，可W調(diào)節(jié)管道 內(nèi)過濾流量，其過濾流量范圍為(0~100 L/min)，能模擬人體在各種勞動強(qiáng)度下的呼吸速 率。
[0035] 本發(fā)明在變頻風(fēng)機(jī)（15)排氣口上安裝了風(fēng)筒(9)，將經(jīng)口罩過濾后的氣體導(dǎo)至遠(yuǎn) 離測量點(diǎn)的地方，減弱了過濾后氣體對測量點(diǎn)的影響。
【附圖說明】
[0036] 圖1為本發(fā)明裝置總體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2-圖4為本發(fā)明固定夾結(jié)構(gòu)和緊固螺栓示意圖； 圖5為本發(fā)明口罩加持部位示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 調(diào)整風(fēng)筒(9)與出口位置，從而將過濾后的氣體導(dǎo)至遠(yuǎn)離測量點(diǎn)的區(qū)域，W減弱過 濾后氣體對測量點(diǎn)的影響。
[0038] 開啟二臺粒徑譜儀、二臺溫濕度記錄儀、微壓計、數(shù)顯流量計和管道式變頻風(fēng)機(jī) (15)，通過管道式變頻風(fēng)機(jī)（15)風(fēng)量控制旋鈕，將數(shù)顯流量計調(diào)至a(L/min)，用來模擬人體 在一定勞動強(qiáng)度下的呼吸流量b。
[0039] 及二 b-d (1) 式中，d氣溶膠粒徑譜儀取樣流量，單位L/min。
[0040] 根據(jù)《呼吸防護(hù)用品自吸過濾式防顆粒物呼吸器KGB 2626-2006)標(biāo)準(zhǔn)中的要 求，本次檢測中過濾流量取b=85 L/min，d=5 L/min，按公式（1)計算得a=80 L/min。
[0041] 將與氣溶膠采樣嘴1(10)相連的粒徑譜儀采樣開始時刻設(shè)為to=8:00,每個采樣周 期內(nèi)采樣時長設(shè)置為2700(s)，采樣數(shù)設(shè)為1，采用連續(xù)監(jiān)測模式，周期間隔為30(分鐘）。
[0042] 將與氣溶膠采樣嘴n (12)相連的粒徑譜儀每個采樣周期內(nèi)采樣時長設(shè)置為2700 (S)，采樣數(shù)設(shè)為1，采用連續(xù)監(jiān)測模式，周期間隔為30(分鐘）。由于氣溶膠粒子從氣溶膠采 樣嘴1(10)運(yùn)動到氣溶膠采樣嘴n (12)的過程中，存在運(yùn)動時間差，特別是在小流量采樣 中，由于氣流速度小，氣溶膠粒子運(yùn)動時間差不能忽略，與氣溶膠采樣嘴1(10)相連的粒徑 譜化采掙巧始時勸Iti誦討公式（2)計算：
(2) 式中：S氣溶膠采樣嘴1(10)和氣溶膠采樣嘴n (12)的距離，單位m;r測量管道的半徑， 單位m; b-人體呼吸流量，單位L/min。
[0043] 本次實(shí)驗(yàn)中，S=O. 16 m，r=0.025 m，b=85 L/min，按公式（1)計算得到ti，由于ti和 to相差僅為0.22 S，忽略氣體傳輸時間差，取ti=8:00:00。
[0044] 待系統(tǒng)開始測量，并完成測量過程后，關(guān)閉所有儀器，結(jié)束測量。
[0045] 口罩引起的壓降迦由微壓計記錄。
[0046] 兩臺溫濕度記錄儀分別記錄經(jīng)口罩過濾前后氣體的溫度值To、Ti和相對濕度值化、 Hio
[0047] 粒徑譜儀可W自動記錄和統(tǒng)計0~20]im范圍內(nèi)氣溶膠粒子質(zhì)量濃度，根據(jù)兩臺粒 徑譜儀測量的數(shù)據(jù)可W得到經(jīng)口罩濾料過濾前后的氣溶膠質(zhì)量濃度府(mg/m3)和ri(mg/ m3)，貿(mào)濾魁?的討墟效率可按公式（3)計算： (3)
W W和統(tǒng)計0~20WI1范圍內(nèi)氣溶膠粒子的粒徑分布數(shù)據(jù)，第i粒徑段的顆 粒物質(zhì)量濃度為A(mg/m3)，經(jīng)口罩濾料過濾后第i粒徑段的質(zhì)量濃度為^(mg/m3)，則口罩 濾米'I 粒子的分級過濾效率按公式(4)計算： (4) I 料工代表粒徑。
[004引實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證： 測量條件:在南方某生產(chǎn)軸礦井下，對工人所用紗布口罩的過濾特性進(jìn)行了現(xiàn)場實(shí)時 檢測，監(jiān)測時間為8: OO~12:00。
[0049]檢測了紗布口罩對氣溶膠粒子的過濾效率、壓降和溫濕度變化情況，監(jiān)測數(shù)據(jù)及 檢測結(jié)果化下：
對兩臺粒徑譜儀記錄的數(shù)據(jù)按照公式(4)進(jìn)行處理，得到紗布口罩對0~20WI1范圍內(nèi)氣 溶膠粒子在不同時間段內(nèi)的分級過濾效率，如下表所示：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種原位實(shí)時檢測口罩濾料對不同粒徑顆粒物過濾特性的裝置，包括集氣罩（1)、測 試管道1(2)、法蘭(3)、測試管道Π (7)、波紋管(8)、風(fēng)筒(9);其中， 所述測試管道1(2)左側(cè)焊接集氣罩（1)，右側(cè)焊接法蘭(3)，并在法蘭(3)上固定和該法 蘭同樣大小的軟質(zhì)墊片； 所述測試管道Π (7)左側(cè)焊接另一個法蘭(3)，并在法蘭上固定和該法蘭同樣大小的軟 質(zhì)墊片;其特征在于， 兩個法蘭中間夾放口罩濾料(28 )，通過固定夾(5 )和緊固螺栓(4 )將兩個法蘭固定在一 起，緊固螺栓(4)底部與法蘭上的定位槽(31)接觸； 所述測試管道1(2)表面開一溫濕度測量儀探頭安裝孔（11)，并將溫濕度測量儀(21)的 探頭安放在該位置，用來監(jiān)測管道內(nèi)經(jīng)口罩過濾前氣體的溫濕度To和Ho;同樣地，在測試管 道Π (7)表面開一溫濕度測量儀探頭安裝孔（11)，并將溫濕度測量儀(21)的探頭安放在該 位置，用來監(jiān)測管道內(nèi)經(jīng)口罩過濾后氣體的溫濕度TdPHi; 所述測試管道1(2)底部開一氣溶膠采樣嘴安裝孔（16)，在該開孔位置處安裝氣溶膠采 樣嘴1(10)，該氣溶膠采樣嘴尾部伸出測試管道1(2)從而與軟管（17)相連接，再將軟管（17) 與一個氣溶膠粒徑譜儀（18)相連接，用來監(jiān)測環(huán)境中的氣溶膠質(zhì)量濃度及粒徑分布；同樣 地，測試管道Π (7)底部開一氣溶膠采樣嘴安裝孔，在該開孔位置處安裝氣溶膠采樣嘴Π (12)，該氣溶膠采樣嘴尾部伸出測試管道Π (7)從而與軟管（17)相連接，再將軟管（17)與一 個氣溶膠粒徑譜儀（18)相連接，用來監(jiān)測經(jīng)口罩過濾后的氣溶膠粒子質(zhì)量濃度及粒徑分 布； 所述測試管道1(2)底部安裝微壓計正極接口（19)，測試管道Π (7)底部安裝微壓計負(fù) 極接口（22)，微壓計正極接口（ 19)及微壓計負(fù)極接口（22)都與微壓計（20)相連接，用來測 量口罩的壓降。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種原位實(shí)時檢測口罩濾料對不同粒徑顆粒物過濾特性的裝 置，其特征在于，所述測試管道1(2)及測試管道Π (7)都置于托架(24)上。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種原位實(shí)時檢測口罩濾料對不同粒徑顆粒物過濾特性的裝 置，其特征在于，所述測試管道Π (7)右側(cè)連接波紋管(8)-端，波紋管(8)的另一端連接風(fēng) 筒(9)，將過濾后的氣體導(dǎo)至遠(yuǎn)離測量點(diǎn)的區(qū)域，以減弱過濾后氣體對測量點(diǎn)的影響。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種原位實(shí)時檢測口罩濾料對不同粒徑顆粒物過濾特性的裝 置，其特征在于，所述風(fēng)筒(9)的內(nèi)部裝有管道式變頻風(fēng)機(jī)(15)，在風(fēng)筒(9)的表面開一數(shù)顯 流量計探頭安裝孔（14)，將數(shù)顯流量計(27)的探頭安放在此位置，用來監(jiān)測管道內(nèi)的過濾 流量。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種原位實(shí)時檢測口罩濾料對不同粒徑顆粒物過濾特性的裝 置，其特征在于，所述法蘭表面定位槽(31)呈90°夾角均勻分布。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種原位實(shí)時檢測口罩濾料對不同粒徑顆粒物過濾特性的裝 置，其特征在于，所述固定夾(5)外形有和法蘭外形相同的弧度。7. -種原位實(shí)時檢測口罩濾料對不同粒徑顆粒物過濾特性的方法，其特征在于，具體 檢測流程如下： 調(diào)整風(fēng)筒(9)與出口位置，從而將過濾后的氣體導(dǎo)至遠(yuǎn)離測量點(diǎn)的區(qū)域，以減弱過濾后 氣體對測量點(diǎn)的影響； 開啟二臺粒徑譜儀、二臺溫濕度記錄儀、微壓計、數(shù)顯流量計和管道式變頻風(fēng)機(jī)（15)， 通過管道式變頻風(fēng)機(jī)(15)風(fēng)量控制旋鈕，將數(shù)顯流量計調(diào)至a，單位L/min，用來模擬人體在 一定勞動強(qiáng)度下的呼吸流量b， ? 二 b- d (1) 式中，d氣溶膠粒徑譜儀取樣流量，單位L/min， 將與氣溶膠采樣嘴1(10)相連的粒徑譜儀采樣開始時刻設(shè)為to,每個采樣周期內(nèi)采樣時 長設(shè)置為c(s)，采樣數(shù)設(shè)為n，采用連續(xù)監(jiān)測模式，周期間隔為d，單位為分鐘， 將與氣溶膠采樣嘴Π (12)相連的粒徑譜儀采樣開始時刻設(shè)為t，其值通過公式（2)計 算，每個采樣周期內(nèi)采樣時長設(shè)置為c(s)，采樣數(shù)設(shè)為n，采用連續(xù)監(jiān)測模式，周期間隔為d， 單位為分鐘，由于氣溶膠粒子從氣溶膠采樣嘴1(10)運(yùn)動到氣溶膠采樣嘴Π (12)的過程中， 存在運(yùn)動時間差，特別是在小流量采樣中，由于氣流速度小，氣溶膠粒子運(yùn)動時間差不能忽 略，ti通過公式(2)計算：式中：s為氣溶膠采樣嘴1(10)和氣溶膠采樣嘴Π (12)的距離，單位為測量管道的半 徑，單位m; b-人體呼吸流量，單位L/min; 待系統(tǒng)開始測量，并完成測量過程后，關(guān)閉所有儀器，結(jié)束測量， 口罩引起的壓降知由微壓計記錄， 兩臺溫濕度記錄儀分別記錄經(jīng)口罩過濾前后氣體的溫度值To、。和相對濕度值Ηο、^， 粒徑譜儀，自動記錄和統(tǒng)計0~20μπι范圍內(nèi)氣溶膠粒子質(zhì)量濃度，根據(jù)兩臺粒徑譜儀測 量的數(shù)據(jù)可以得到經(jīng)口罩濾料過濾前后的氣溶膠質(zhì)量濃度的和/?，單位mg/m3,則該口罩濾 料的過濾效率按公式(3)計算：粒徑譜儀記錄和統(tǒng)計0~20μπι范圍內(nèi)氣溶膠粒子的粒徑分布數(shù)據(jù)，第i粒徑段的顆粒物 質(zhì)量濃度為Λ (mg/m3)，經(jīng)口罩濾料過濾后第i粒徑段的質(zhì)量濃度為著（mg/m3)，則口罩濾 料對粒徑為j μπι氣溶膠粒子的分級過濾效率可按公式(4)計算：式中J為每個粒徑段的代表粒徑。
【文檔編號】G01N15/02GK105954176SQ201610567958
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年7月18日
【發(fā)明人】葉勇軍, 李志 , 代鑫濤, 丁德馨, 李樂, 尹安松, 郭倩, 謝超
【申請人】南華大學(xué)