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自救器呼吸器安全性能試驗裝置

文檔作者：余博龍文檔來源：煤炭科學技術(shù)研究院有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年05月08日
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· 88 · 露天采礦技術(shù) 2015年第10期
DOh10．13235~．cnkLltcm．2015．10．026
自救器、呼吸器安全性能試驗裝置
余博龍
(煤炭科學技術(shù)研究院有限公司，北京100013)
摘要：主要介紹了自救器、呼吸器安全性能試驗裝置仿人呼吸方法，試驗裝置可自動或手動調(diào)
整呼吸量和呼吸頻次、模擬人體呼吸；用氣體分析儀同時分析氧氣和二氧化碳含量濃度、采用增
濕器、質(zhì)量流量計控制氣體的濕度和流量；通過自動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，當數(shù)據(jù)參數(shù)值超過
標準要求值時，發(fā)出超限報警。
關(guān)鍵詞：自救器；呼吸器；安全性能；試驗裝置
中圖分類號：TD77+2 文獻標志碼：B 文章編號：1671—9816(2015)10—0088—03
Self- rescuer and respirators safety performance test device
YU Bolong
(Cool Science and Technology Research Institute Co．，Ltd．，Beijing 100013，China)
Abstract：This article mainly introduces the simulation breathing method of self- rescuer and respirators safety performance test
device，which can automatically or manu~ly adjust the respiratory volume and respiratory~equeney，and simulate human breath．
The author uses gas analyzer to analyze oxygen and carbon dioxide concentration，and adopts humidifier，mass flowmeter to control
gas humidity and flow．Through automatic data acquisition system，when the monitored data parameter value exceeds the standard
value，it displays alarm．
Key words：self-rescuer；respirator；safety performance；test device
隨著我國煤礦救護安全技術(shù)的發(fā)展進步，應(yīng)急
救援救護裝備技術(shù)水平的不斷提高，特別對應(yīng)急救
援救護安全領(lǐng)域十分重視，在制定“十二五”計劃中
強調(diào)煤礦安全應(yīng)急救災(zāi)過程中把井下作業(yè)的礦工逃
生救護的生命安全放在各項工作的首位。防止涉及
礦工安全的事故發(fā)生。同時對煤礦礦工個體防護逃
生及救護隊員搶險救災(zāi)使用的自救器、呼吸器產(chǎn)品
安全性能參數(shù)要求與歐盟EN標準規(guī)定要求實施接
軌，引進國際先進的管理經(jīng)驗、技術(shù)要求、實驗方法，
提高產(chǎn)品安全性能參數(shù)和技術(shù)指標，便于與歐洲CN
安全認證公司(Certification Experts B．V．)認證評估，
確保我國救護安全產(chǎn)品的制造商、進出口商、銷售或
代理商等以及其他的檢測檢驗機構(gòu)進入國際市場，
滿足歐盟認證或國際法規(guī)的要求。
依據(jù)AQ1054—2008《隔絕式壓縮氧自救器》、
MT59—2008{隔絕式化學氧自救器、壓縮氧自救器、
收稿日期：2015—07—02
作者簡介：余博龍(1984一)，遼寧撫順人，工程師，碩士，
畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(北京)，目前在煤炭科學技術(shù)研究院有
限公司從事煤礦安全監(jiān)控及應(yīng)急救援救護領(lǐng)域的研究工作。
氧氣呼吸器防護性能檢驗裝置》、GB23394—2009((自
給閉路式壓縮氧氣呼吸器》、GB24502—2009(煤礦用
化學氧自救器》等標準試驗方法要求，對自救器、呼
吸器安全性能試驗裝置的防人工呼吸機形成流量和
頻率(呼吸量0～90 L／min、呼吸頻次數(shù)0—30次／
min)在運動狀態(tài)自動控制(變頻調(diào)節(jié))或手動調(diào)整，
模仿人靜坐、走步、跑步多種運動狀態(tài)；二氧化碳和
氧氣2種氣體(合二為一)系統(tǒng)測試真實可靠反映人
體呼吸氣體；定量準確測試濕式流量(利用質(zhì)量流量
計)系統(tǒng)；整體控制系統(tǒng)實現(xiàn)軟件模擬數(shù)據(jù)采集與存
貯(動態(tài)顯示、超限報警提示燈功能)；利用有機玻璃
制作干燥塔吸附劑(防止碰撞破碎)；可以直接鋇0試
自救器、呼吸器面罩氣密性等各項技術(shù)指標進行了
大量的研究，尤其針對國家標準所涉及的安全性能
參數(shù)探索研究一條符合歐盟國際規(guī)范新方法、新思
路【l_7]。整體仿人工呼吸機系統(tǒng)如圖1。
1 仿人工呼吸機功能參數(shù)
1．1 呼吸量與呼吸頻次要求
按照中國人人體標準平均呼吸的基本參數(shù)要
露天采礦技術(shù) 2015年第10期 ·89·
l4 13 12 1l 10 9
1一質(zhì)量流量計；2-仿人工呼吸機；3、8-單項吸氣閥；4、7一單項呼氣
閥；5一加溫增濕器；6-溫度控制傳感器；9-被測自救器或呼吸器；
10一采樣抽氣氣泵；1 1、12一干燥塔；13一紅外線CO 分析儀、紅外線
0：分析儀：14一質(zhì)量流量計。
圖1 整體仿人工呼吸機系統(tǒng)
求，因人體體重存在差異，呼吸量有些變化范圍，所
以說大概計算出人體呼吸量大運動量可達到(43～
45)L／rain，中速運動量為(30—33)L／min，靜坐為(8
～ 12)L／rain，而人體呼吸頻次大運動量(30～35)次／
min，中速運動量(20～23)次／rain，靜坐為(8～10)
次／rain，一般情況下人體耗氧量(0．65～2．0)L／rain。
試驗過程中首先啟動總電源開關(guān)，檢查電源指
示燈顯示及呼吸機運行中的氣密性并校準零點(當
在裝置內(nèi)建立起1 961 Pa正壓時，保持1 rain，壓力
下降應(yīng)不超過30 Pa；)，保持試驗室溫度在(20±5)
℃內(nèi)，檢測氣體管路容積應(yīng)不大于2 L，并安裝被測
樣品(自救器或呼吸器)，整體氣路經(jīng)過5 rain穩(wěn)定
后，開始調(diào)整呼吸量和呼吸頻次的對應(yīng)點和運行軌
跡，設(shè)定測試運行軌跡圖，在動態(tài)連續(xù)測試中顯示曲
線圖計算數(shù)據(jù)，仿人工肺的呼吸壓縮比在1：1的條
件下進行測試工作。
1．2 呼吸量與呼吸頻次同步要求
按照MT59—2008等標準規(guī)定的試驗方法，對于
仿人工呼吸量與呼吸頻次相互匹配要求有些模糊，
主要如何選用呼吸量與呼吸頻次配比非常重要，國
內(nèi)市場大部分是自動和手動操作2種方式，有往復(fù)
式氣囊偏心輪式，有氣缸直式驅(qū)動式，各個形式功能
見表1。
表l 仿人工呼吸機兩種形式的主要參數(shù)
根據(jù)不同的產(chǎn)品及型號，采用如煤礦用自救器、
呼吸器不同的技術(shù)參數(shù)，試驗系統(tǒng)自動呼吸頻率實
現(xiàn)范圍：1O、15、2O、25、30次／min，5個檔；試驗系統(tǒng)自
動呼吸量實現(xiàn)范圍：1O～78 L／min等7個參量。在
試驗中選擇不同呼吸量和呼吸頻次技術(shù)指標，是考
核產(chǎn)品安全性能質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，如果選擇與標準
不符的技術(shù)參數(shù)，勢必不能反應(yīng)產(chǎn)品的指標，同時也
不會把合格、不合格的產(chǎn)品區(qū)分開。目前基本上按照
國際慣例：靜坐、中速慢跑、急速快跑等3種形式進
行試驗，確定檢驗的產(chǎn)品是否能夠達到所設(shè)定的防護
時間。人體心肺系數(shù)隨著運動變化量程圖如圖2。
墅 ，
圖2 人體心肺系數(shù)隨著運動變化量程圖
依據(jù)圖2理論上計算最佳匹配點：
Q=k‘ (L1一L2)／T (1)
式中：Q為匹配點；k為人體心肺系數(shù)；t為溫
度，qc(環(huán)境溫度)；L。為初期呼吸量，L／rain；L：為后
期呼吸量，L／rain；T為呼吸頻次，次／rain。
上述人體心肺系數(shù)k為：在外圍溫度的影響下，
步行O．65，跑步1．20，快跑2．00，劇烈運動3．40。
2 分析儀中二氧化碳和氧氣測試要求
2．1 動態(tài)分析儀應(yīng)用要求
應(yīng)用計算機原理對測試整體系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采
集和處理，建立監(jiān)控監(jiān)測設(shè)計軟件(組態(tài)卡程序軟
件)自動處理的數(shù)據(jù)庫，顯示動態(tài)和靜態(tài)控制畫面及
綜合數(shù)據(jù)曲線狀態(tài)，形成歷史時間報表，打印檢驗
報告。提高自動溫度控制精度±0．1℃；提高了自動
濕度控制誤差+2％RH ；整體裝置系統(tǒng)內(nèi)(氣體含量
范圍誤差)co2：±0．1％；02：±1％；試驗氣體流量自
動調(diào)節(jié)范圍(0—50)ldmin；實現(xiàn)試驗系統(tǒng)自動呼吸
頻率實現(xiàn)范圍：1O、15、20、25、30、35次／min，系統(tǒng)自
一c 一
· 90 · 露天采礦技術(shù) 2015年第10期
動呼吸量實現(xiàn)范圍：(10～78)L／rain等多量參數(shù)大大
提高。
2．2 測試數(shù)據(jù)的采集方法
裝置實現(xiàn)自動采集輸出信號，其中操作方法為：
在啟動裝置預(yù)熱后，檢查數(shù)字顯示表基準點；測試系
統(tǒng)靜態(tài)的壓力、溫度、流量運行情況；使用標準氣體
O：和CO 校核標定分析儀的誤差值，如誤差超過規(guī)
定值，調(diào)整微動開關(guān)，直至達到準確點為止；計算機
采集器顯示數(shù)據(jù)與數(shù)字表進行比對；試驗進行時出現(xiàn)
非正常的報警提示及正常試驗時的情況。輸出信號數(shù)
據(jù)處理：顯示各種參數(shù)的曲線、試驗項目和名稱、各種
氣體濃度、系統(tǒng)壓力、溫度、流量，至運行作業(yè)時間。
曲線及歷史報表，瀏覽曲線：用于設(shè)置打印規(guī)定
的時間內(nèi)參數(shù)曲線；系統(tǒng)壓力在單位內(nèi)的時間曲線；
系統(tǒng)溫度在單位內(nèi)的時間曲線；系統(tǒng)流量在單位內(nèi)的
時間曲線；各種參數(shù)累計歷史報表(1年內(nèi)的報表)；
各種參數(shù)運行顯示，缺項提示報警累計歷史報表；打
印自制原始記錄報表：按選擇時間段采集數(shù)據(jù)。
3 選用質(zhì)量流量計的測試流量的方法
裝置原有的流量控制，采用的濕式流量計，試驗
前每次要用標準氣袋來進行標定，操作起來非常繁
瑣麻煩，標定時間長，不容易控制體積，稍微有一點
閃失就失效。本裝置研究的流量系統(tǒng)為，利用雙柱閥
流量傳感器流量控制，輸出接口部件轉(zhuǎn)換二進制4
～ 20 mA、DC，實現(xiàn)系統(tǒng)流量測試，實施安裝移動方
便，可以每年進行1次自校準或直接到計量檢定部
門標定，同時裝置符合歐盟共同體和我國GB或
MT、AQ的標準。整體控制系統(tǒng)實現(xiàn)軟件模擬數(shù)據(jù)采
集與存貯(動態(tài)顯示、超限報警提示燈功能)。
4 結(jié)語
裝置的研究主要執(zhí)行標準中的技術(shù)要求和測試
方法的安全性能規(guī)定的技術(shù)指標，改進完善檢測過
程中手段控制，提高了自救器、呼吸器的生產(chǎn)和制造
的試驗的質(zhì)量標準。同時又適應(yīng)于國內(nèi)與國際實驗
室間的相互認證，使檢測設(shè)備和技術(shù)參數(shù)水平跟上
國際快速發(fā)展的安全可靠性能試驗的要求，有效地
完成對外進出口自救器、呼吸器產(chǎn)品的商品檢驗、產(chǎn)
品的型式檢驗、新產(chǎn)品定型試驗，國家有關(guān)機關(guān)部門
下達的質(zhì)量監(jiān)督檢驗以及國內(nèi)外產(chǎn)品質(zhì)量爭議時的
仲裁檢驗、委托檢驗等工作任務(wù)，為國家指定的檢驗
機構(gòu)提供產(chǎn)品質(zhì)量測試評價，為煤礦救護救援安全
保障和創(chuàng)新和諧穩(wěn)定社會奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
參考文獻：
[1] 馬善清．過濾式自救器國標檢驗裝置的最佳結(jié)構(gòu)形式
[J]．煤礦安全，1997(7)．
[2] 聶雅玲．符合國際標準的化學氧自救器的研制[J]．煤
礦安全，1998(10)．
[3] 張振華，陳世醒．SR一100化學氧自救器的設(shè)計特點
[J]．煤礦安全，2002(10)．
[4] 毛欣．如何正確發(fā)揮自救器的作用[J]．煤礦安全，
2005(6)．
[5] 余進．FSG一1型救護器綜合試驗裝置的研究[J]．煤礦
安全，2005(9)．
[6] 趙立，聶雅玲，馬善清．人類用呼吸保護裝備[M]．徐
州：中國礦業(yè)大學出版社，2009．
[7] 陳偉，劉應(yīng)書．化學氧呼吸器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]．
中國安全生產(chǎn)科學技術(shù)，2013(4)．
【責任編輯：陳毓】
(上接第87頁)
通向室外防護距離范圍內(nèi)的埋地管道均設(shè)置檢漏溝
和檢漏井。
4 結(jié)論
朝陽露天煤礦生活污水處理主體工藝采用生物
膜法。為降低造價，節(jié)省占地，生活污水一體化處理
構(gòu)筑物設(shè)計為同底等高共用池壁的室內(nèi)半地下一體
化池子，污水經(jīng)調(diào)節(jié)池提升泵提升后靠重力通過一
體化處理構(gòu)筑物。處理后的生活污水復(fù)用于道路降
塵灑水及綠化，外排要求按GB18918—2002(城鎮(zhèn)污
水處理廠污染物排放標準》中一級標準的A標準確
定出水水質(zhì)。
參考文獻：
[1] GB18918～2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準[s]．
[2] GB50014—2006室外排水設(shè)計規(guī)范[s]．
[3] GB50810—2012煤炭工業(yè)給水排水設(shè)計規(guī)范[s]．
[4] GB500154—2003建筑給水排水設(shè)計規(guī)范[s]．
[5] 北京市市政工程設(shè)計研究總院．給水排水設(shè)計手冊第
五冊《城鎮(zhèn)排水》[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009．
[6] 龍騰銳，何強．排水工程[M]．北京：中國建筑工業(yè)出版
社。2011．
[7] GB50013—2006室外給水設(shè)計規(guī)范[s]．
【責任編輯：解連江】

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