一种消防空气呼吸器测试台的制作方法

2021-01-20 18:01:09|

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本发明涉及火灾救援技术领域，具体涉及一种消防空气呼吸器测试台。

背景技术：

由于近年来我国对空气呼吸器的实际应用越来越广泛，尤其是在消防、军队、应急救援、公共安全、航空航天、安全生产等领域的应用，对其性能提升的需求也越来越高。虽然我国众多空气呼吸器研究机构、检验机构、生产企业等单位的技术人员在修订空气呼吸器技术标准、提高装备性能质量、完善检测手段等方面做了大量的工作，但由于欧美技术标准中的部分高端检测设备在我国国内没有应用，导致由于缺乏检测设备和检测手段而无法将某些重要性能指标编入我国的空气呼吸器技术标准中。

目前，国内对于如何检测空气呼吸器在高温火焰吞噬的情况下，空气呼吸器的动态呼吸阻力，以及判定防护服装的防护性能等方面缺少有效的测试平台。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的是提供一种消防空气呼吸器测试台，能够对消防空气呼吸器及其它呼吸防护装置进行高低温和火焰吞噬条件下动态呼吸阻力进行测定，还能够对个人防护服装的高低温防护性能进行测量。

为实现上述目的，本发明公开了一种消防空气呼吸器测试台，包括恒温装置、自动控制系统、移动机构、假人系统、呼吸模拟系统和燃烧系统。所述恒温装置为耐温实验提供恒定的高温或低温；所述燃烧系统用于提供不同燃烧功率的可控燃烧；所述假人系统包括假人和其佩戴的消防空气呼吸器；所述呼吸模拟系统包括人工肺、温度传感器和压力传感器，所述人工肺用于模拟人体呼吸，通过呼吸管道和所述假人的嘴相通，所述温度传感器贴在所述假人表面，用于测量所述假人的皮肤温度；所述压力传感器安装在所述假人脸部，用于测量动态呼吸阻力；所述移动机构位于所述假人系统和呼吸模拟系统下方，所述移动机构用于带动所述假人系统和呼吸模拟系统的水平左右方向移动到所述恒温装置内或所述燃烧系统内，所述移动机构还可以将所述假人系统垂直方向抬升；所述控制系统用于控制所述移动机构的移动、所述呼吸模拟系统的呼吸模拟设置、所述燃烧系统的燃烧功率和所述恒温装置的温度。

进一步，所述人工肺包括电机、风箱和控制系统，所述风箱的顶部通过所述呼吸管道和所述假人的嘴相通；所述电机通过拉杆压缩或拉伸所述风箱，模拟人体呼吸。

进一步地，所述人工肺还包括压力传感器。

进一步，所述移动机构包括伺服电机、同步带和气缸，所述假人系统和呼吸模拟系统位于所述同步带上，所述伺服电机拖动所述同步带带动所述假人系统和呼吸模拟系统水平左右移动；所述气缸在垂直方向向上将所述假人系统升起再自由落体。

进一步，所述假人系统包括个人防护服和其它空气防护装置，所述个人防护服和其它空气防护装置穿戴在所述假人身上。

进一步，所述呼吸模拟系统的压力传感器为微压传感器，在所述假人其中一个眼睛处设置一个压力取样口，将所述压力取样口与所述微压传感器相连，获取所述假人佩戴所述消防呼吸器或其它呼吸防护装备时面罩内的呼吸阻力。

进一步，所述温度传感器位于所述假人面部，用于测试所述假人佩戴消防呼吸器或其它呼吸防护装备时面罩内的温度。

进一步，所述温度传感器位于所述假人身上，用于测试所述假人穿着个人防护服时在高低温及火焰吞噬时的温度。

进一步，所述恒温装置为恒温箱，并在靠近假人系统一侧设置有门。

进一步，所述燃烧系统包括供气系统、汽化器、燃气电磁阀、点火器和燃烧喷头。

本发明公开的消防空气呼吸器测试台，可用于测量消防空气呼吸器及其它呼吸防护装置在高温火焰吞噬的情况下，经过自由落体(模拟人体跌落)后的动态呼吸阻力，还可以测量消防员在穿着防护服装在高低温和火焰吞噬环境下的皮肤温度，判定防护服装的防护性能。不仅适用于个人防护用品研究机构、个人防护产品检测机构和制造企业对消防空气呼吸器及其它呼吸防护装置进行高低温和火焰吞噬条件下动态呼吸阻力的测定，还适用于测量个人防护服装的高低温防护性能。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例消防空气呼吸器测试台结构示意图；

图2是本发明一较佳实施例消防空气呼吸器测试台结构侧视图；

图3是本发明一较佳实施例消防空气呼吸器测试台结构侧视图；

图4是本发明一较佳实施例消防空气呼吸器测试台的移动机构示意图。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1至3所示的一种消防空气呼吸器测试台，包括恒温装置1、自动控制系统2、移动机构3、假人系统4，呼吸模拟系统5和燃烧系统6。假人系统4和呼吸模拟系统5位于移动机构3上方，控制系统2控制移动机构3带动假人系统4呼吸模拟系统5左右移动，分别左右移动到恒温装置1和燃烧系统6中，进行耐温和火焰吞噬实验。移动机构3还可以在垂直方向上抬高假人系统4，然后使其跌落自由落下，进行跌落实验。

假人系统4包括假人、个人防护服、消防空气呼吸器和其它呼吸防护装备，个人防护服穿着在假人身上，消防空气呼吸器和其它呼吸防护装具佩戴在假人身上。呼吸模拟系统5包括人工肺、温度传感器和压力传感器，人工肺用于模拟人体呼吸，通过呼吸管道和假人的嘴部相通。温度传感器贴在假人表面，用于测量假人穿着个人防护服装在高低温耐温和火焰吞噬实验时人体皮肤温度，以及假人佩戴消防空气呼吸器和其它呼吸防护装备在高温和低温环境时口罩内的皮肤温度。压力传感器优选为微压传感器，测量精度更高。微压传感器安装在假人眼睛处，假人其中一个眼睛设置一个压力取样口与微压传感器相连，用于测量佩戴消防空气呼吸器和其它呼吸防护装备时面罩内的动态呼吸阻力。人工肺包括电机、风箱和人工肺控制系统。风箱的顶部通过呼吸管道与假人嘴部相通，电动机通过拉杆压缩或拉伸风箱，模拟人体呼吸，人工肺控制系统用于控制电机和风箱。优选地，人工肺内还包括压力传感器，用于测量人工肺内部的压力。

移动机构3位于假人系统4和呼吸模拟系统5下方，带动假人系统4和呼吸模拟系统5水平方向左右移动，还可以在垂直向上抬升假人系统4，如图3和图4所示，移动结构3包括伺服电机31、同步带32和气缸33。同步带32更容易保证假人系统左右移动精度，同时降低移动机构的控制难度。水平方向上，通过伺服电机31拖动同步带32左右移动假人至恒温装置1中或者燃烧系统6中，分别进行耐温实验和火焰吞噬实验。垂直方向上，通过气缸33将假人抬高到一定高度再自由落体，进行跌落实验。

恒温装置1用于提供消防空气呼吸器耐温测试时需要的恒定高温或低温，由控制系统2对温度进行设置和控制。恒温装置1上设置门供假人系统4和呼吸模拟系统5进入，进入后，将门关上，假人系统4和呼吸模拟系统5在恒温装置1中进行耐温实验。恒温装置1优选为恒温箱。

燃烧系统6包括燃烧喷头61、点火器62、燃气电磁阀63、汽化器64、液化气供气系统65，液化气系统65通过液化气管道将液化气送入汽化器64内，由自动控制系统2控制燃气电磁阀63开关，实现不同燃烧功率的可控燃烧。测试时，点火器62点燃燃烧喷头61，通过移动机构3将假人系统4和呼吸模拟系统5水平移动到燃烧喷头61喷出的火焰中，进行火焰吞噬实验。

控制系统2包括可编程控制器plc、触摸屏和数据库，通过控制系统2设置恒温装置1的高低温度、控制燃烧系统6火焰大小、控制移动机构3带动假人系统4移动或跌落、对模拟呼吸系统5的呼吸进行模拟设置，模拟人体不同劳动强度下的呼吸状态，检测不同情况下消防空气呼吸器的动态呼吸阻力，并实时进行数据记录，并将获取的数据保存在数据库中。操作人员可通过触摸屏对数据库中数据进行读取、形成曲线。测试结果可以通过控制系统2进行自动判定或者通过人工进行判定。

控制系统2通过控制移动机构3的伺服电机，确定假人系统4的初始位置、假人系统4左右方向移动的速度、假人系统4在恒温装置1中的位置和在燃烧系统6喷头火焰中心位置。

整个实验过程中，操作人员通过触摸屏的欢迎界面进入功能菜单页，可以选择进入自动运行界面、参数设置界面、手动操作界面和报警查询界面。

进入自动运行界面后，操作人员可以设置保温和喷火时间，查看设备处于哪种模式，查看当前周期和实验次数和查看恒温箱的门是否处于关闭等操作。

自动操作的流程为：首先给假人穿上防护服装，佩戴好消防空气呼吸器和其它呼吸防护装具，设置恒温箱温度、预热时间；设置呼吸模拟系统参数，启动人工肺，按照实验需要设置呼吸频率和呼吸流量；然后将假人和消防空气呼吸器移动至恒温箱中进行耐温实验；通过移动结构3将假人和消防空气呼吸器移动至燃烧系统出，点火，进行火焰吞噬实验；将假人从燃烧处移出，抬高150mm后再自由落体进行跌落实验；最后检查消防呼吸器外观，通过呼吸阻力判定消防空气呼吸器性能；通过假人温度传感器判定防护服装性能。

在测试过程中，还可以通过触摸屏的手动操作界面对气缸33进行手动操作并可以查看气缸33的状态；对伺服电机31进行调试，左右移动、复位等操作；打开燃烧系统6的点火器62和燃气电磁阀63

控制系统2还可以在在设备出现机器报警停止工作时，操作人员通过触摸屏显示的报警查询页面对故障进行排除。

本发明的较佳实施例中，呼吸模拟系统5主要技术参数为：

压力测试精度：±5％；

人工肺可设置参数：

1)每分钟呼吸量(l/min)10；呼吸频率(次/min)10；每次呼吸量(l)1.0；

2)每分钟呼吸量(l/min)30；呼吸频率(次/min)20；每次呼吸量(l)1.5；

3)每分钟呼吸量(l/min)35；呼吸频率(次/min)20；每次呼吸量(l)1.75；

4)每分钟呼吸量(l/min)40；呼吸频率(次/min)20；每次呼吸量(l)2.0；

5)每分钟呼吸量(l/min)50；呼吸频率(次/min)25；每次呼吸量(l)2.0；

6)每分钟呼吸量(l/min)62.5；呼吸频率(次/min)25；每次呼吸量(l)2.5；

7)每分钟呼吸量(l/min)75；呼吸频率(次/min)30；每次呼吸量(l)2.5；