一种正压防护服动态检测平台的制作方法

本发明涉及防护服安全检测技术领域，特别是涉及一种正压防护服动态检测平台。

背景技术：

医务工作者和从事烈性传染病研究的科研工作者经常会暴露在高危生物污染环境中，工作人员需要穿着防护服保证不受侵害，其中正压防护服是防护因子最高的个人防护装备之一。安全性能和热舒适性是正压防护服的两项重要指标，关系着操作人员的生命健康、工作效率与准确率。

目前研发的正压生物防护服大多沿用或改进自老式正压防护服的设计，其安全性能和舒适性能是否达到安全使用需求还有待考察。传统的正压防护服检测方法都是依靠人穿着防护服，在安全的模拟环境中进行检测，无法考察真实生物危害环境下的使用状态，生物气溶胶实验的危险性较高，无法用真人进行实验，因此不能准确评价正压防护服的安全性能。专利cn201110282251描述了一种用于高温防护服测试的暖体假人，可用于高温防护性能化测试和舒适度测试等。专利cn203249774描述了一种汽车载荷实验模拟假人，模拟了人体坐姿高度以及比重，可用于汽车载荷实验。以上专利中所述的实验假人均为静止状态，并不能模拟人的操作动作，因此不能反应防护服的动态防护性能。

综上所述，如何建立一套正压防护服动态检测平台，以运动模拟假人检测生物防护服内部压力波动及防护性能成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种正压防护服动态检测平台，以解决上述现有技术存在的问题，使正压防护服的检测脱离使用真人的检测方式，在检测过程中使用了可以模拟人体运动的假人来进行防护服使用过程中的防护性能检测。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供了一种正压防护服动态检测平台，包括气密型实验舱、模拟运动检测假人、模拟喷淋检测假人、辅助运动平台及控制系统，所述辅助运动平台设置在所述气密型实验舱内，所述模拟运动检测假人连接在所述辅助运动平台上，所述模拟喷淋检测假人连接在所述气密型实验舱内的转盘上，所述气密型实验舱内设置喷淋系统和通风系统，所述控制系统设置在所述气密型实验舱外部并与所述气密型实验舱连接。

优选地，所述气密型实验舱包括气密舱室和连接在所述气密舱室入口处的充气式气密门，所述气密型实验舱的主体框架由不锈钢方管焊接，所述主体框架外面舱体由不锈钢板拼缝焊接，所述主体框架内面舱体采用不锈钢薄板满焊，舱体上设置有观察窗，所述观察窗采用钢化玻璃与舱体连接，接缝均经过密封处理，所述舱体内部的地板框架上放置便于喷淋水流入的不锈钢孔踏板。

优选地，所述气密型实验舱的舱室内部设有混匀风扇，所述气密型实验舱的舱室侧壁上设有气密转接板，所述气密型实验舱内设置有正压防护服送气螺旋管。

优选地，所述模拟运动检测假人具有可转动的肩关节、肘关节、髋关节和膝关节，各关节处均通过不锈钢销钉与躯干连接，所述模拟运动检测假人通过颈后下方的第一密封圆盘与所述辅助运动平台连接。

优选地，所述辅助运动平台包括机架、悬挂系统、摆臂、步进电机和减速机，所述机架固定在所述气密型实验舱的舱室内部的地板上，所述摆臂连接在所述机架上，每个摆臂与所述机架连接的位置连接有一个所述步进电机和一个所述减速机，所述悬挂系统连接在所述机架的上部。

优选地，所述悬挂系统包括第二密封圆盘，所述第二密封圆盘与所述第一密封圆盘密封连接，所述摆臂通过设置在所述摆臂末端的固定板和尼龙粘扣与所述模拟运动检测假人的手、脚连接，实现所述模拟运动检测假人与所述辅助运动平台的连接。

优选地，所述模拟喷淋检测假人为站立姿势，所述模拟喷淋检测假人脚部的转盘能够旋转。

优选地，所述喷淋系统包括通过喷淋管路连通的辅助喷淋配液系统和喷淋喷嘴，所述喷淋喷嘴分别设置在舱室内部的顶部及左右两侧的内壁上。

优选地，所述通风系统包括风机和过滤器，所述通风系统设置在位于所述气密型实验舱的舱室顶部的过滤风口单元处，所述过滤风口单元与所述舱室的顶部采用满焊的方式焊接在一起；所述过滤器包括送风过滤器和排风过滤器，所述送风过滤器和排风过滤器上均安装生物密闭阀，所述风机包括送风风机和排风风机；所述送风风机与所述送风过滤器连接，所述排风风机与所述排风过滤器连接。

优选地，所述控制系统包括连接在一起的控制柜和触控一体机，所述控制柜内设置有运动检测假人控制模块、防护服压差与采样模块、防护服喷淋测试控制模块和实验舱环境控制模块，所述运动检测假人控制模块采用plc逻辑控制模拟运动检测假人的手、脚连接处的电机的启停与转速；所述防护服压差与采样模块与所述正压防护服连接，用于实时检测防护服内外的压差，并控制采样器采集防护服内外气溶胶；所述防护服喷淋测试控制模块与所述喷淋系统连接，通过控制喷淋流量、喷淋压力和模拟人旋转来实现防护服无人化自动喷淋测试；所述实验舱环境控制模块与所述通风系统连接，控制送风风机和排风风机的风量；所述控制柜内各模块的控制和监测状态信息集成于所述触控一体机中。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明的正压防护服动态检测平台通过在气密型实验舱内设置能够运动的假人在生物危害环境中或者喷淋状态下进行正压防护服的安全性检测，不仅能够摒弃实验对真人的健康的危害，还使得模拟的准确程度更高，检测结果更准确，数据更真实可靠。通过控制运动假人长时间重复同一个动作，能够对防护服内部的压力波动实时检测，并可进行生物气溶胶采样以检测其安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的气密型实验舱的剖面俯视示意图；

图2为本发明的气密型实验舱的俯视示意图；

图3为本发明的气密型实验舱的另一种角度的示意图；

图4为本发明的模拟运动检测假人连接在辅助运动平台上的示意图；

图5为本发明的模拟运动检测假人的结构示意图；

图6为本发明的辅助运动平台的结构示意图；

图7为本发明的喷淋检测示意图；

图8为本发明的送、排风过滤器安装示意图；

图9为本发明的控制系统示意图。

其中，1为外面舱体，2为主体框架，3为内面舱体，4为不锈钢孔踏板，5为模拟喷淋检测假人，6为模拟运动检测假人，7为喷淋管路，8为排风过滤单元，9为排风生物密闭阀，10为生命支持管道接口，11为照明设备，12为送风生物密闭阀，13为送风过滤单元，14为充气式气密门，15为气密转接板，16为观察窗，17为第一密封圆盘，18为肩关节，19为肘关节，20为髋关节，21为膝关节，22为不锈钢销钉，23为悬挂系统，24为减速机，25为步进电机，26为机架，27为固定板，28为尼龙粘扣，29为摆臂，30为混匀风扇，31为触控一体机，32为控制柜，33为喷淋喷嘴，34为气密型实验舱，35为正压防护服送气螺旋管，36为躯干，37为转盘，38为排风过滤器，39为送风过滤器，40为防护服喷淋测试控制模块；41为运动检测假人控制模块；42为防护服压差与采样模块；43为实验舱环境控制模块；44为辅助运动平台。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-9所示，本发明提供了一种正压防护服动态检测平台，包括气密型实验舱34、模拟运动检测假人6、模拟喷淋检测假人5、辅助运动平台44及控制系统，辅助运动平台44设置在气密型实验舱34内，模拟运动检测假人6连接在辅助运动平台44上，模拟喷淋检测假人5连接在气密型实验舱34内的转盘37上，气密型实验舱34内设置喷淋系统和通风系统，控制系统设置在气密型实验舱34外部并与气密型实验舱34连接。气密型实验舱34内设置照明设备11，方便观察舱内的实验情况。

气密型实验舱34是正压生物防护服智能化检测平台的一部分，用于形成各类气溶胶的密闭空间，能够控制舱内的环境温度、湿度、压差、洁净度，能够提供模拟喷淋的实验条件，为放置于其内部的模拟喷淋检测假人5提供可控的检测微环境。气密型实验舱34包括气密舱室和连接在所述气密舱室入口处的充气式气密门14，气密型实验舱34的主体框架2由不锈钢方管焊接，主体框架2的外面舱体1由不锈钢板拼缝焊接，主体框架2的内面舱体采用不锈钢薄板满焊，舱体上设置有观察窗16，观察窗16采用钢化玻璃与舱体连接，接缝均经过密封处理，舱体内部的地板框架上放置便于喷淋水流入的不锈钢孔踏板4。气密型实验舱34的舱室整体焊接构造及管线连接应保证房间气密性功能。

气密型实验舱34的舱室内部设有混匀风扇30，气密型实验舱34的舱室侧壁上设有气密转接板15，用于与内部采样的管路连接。气密型实验舱34内设置有正压防护服送气螺旋管35，正压防护服送气螺旋管35与设置在舱室顶端的生命支持管道接口10连接。

模拟运动检测假人6具有可转动的肩关节18、肘关节19、髋关节20和膝关节21，各关节处均通过不锈钢销钉22与躯干36连接，模拟运动检测假人6通过躯干36颈后下方的第一密封圆盘17与辅助运动平台44连接。模拟运动检测假人6能够模仿走动、下蹲等人体实验，检测防护服动态压力、动态生物气溶胶防护性能。辅助运动平台44包括机架26、悬挂系统23、摆臂29、步进电机25和减速机24，机架26固定在气密型实验舱34的舱室内部的地板上，摆臂29连接在机架26上，每个摆臂29与机架26连接的位置连接有一个步进电机25和一个减速机24，悬挂系统23连接在机架26的上部。摆臂29的长度可以伸缩调节,通过摆臂29的长度调节实现模拟运动检测假人6模拟实验人员行走、弯腰、下蹲等动作。模拟运动检测假人29由树脂材料加工而成，中空，胸腔内嵌模拟呼吸泵。在检测机器人头部、胸部、后背、四肢设置7个气溶胶检测口，并可贴片生物物质指示剂。

悬挂系统23包括第二密封圆盘，第二密封圆盘与第一密封圆盘17密封连接，摆臂29通过设置在摆臂29末端的固定板27和尼龙粘扣28与模拟运动检测假人6的手、脚连接，实现模拟运动检测假人6与辅助运动平台44的连接。

模拟喷淋检测假人5为站立姿势，模拟喷淋检测假人5脚部的转盘37能够实现360°旋转。模拟喷淋检测假人5穿上防护服后，可进行防护服耐液体喷射性能、化学淋浴洗消性能测试。喷淋系统包括通过喷淋管路7连通的辅助喷淋配液系统和喷淋喷嘴33，喷淋喷嘴33设置在舱室内部的顶部及左右两侧的内壁上。喷淋配液系统能够按设置要求自动进行喷淋清洗，配置有独立罐体，为喷淋提供水源以及收集喷淋后的废水。喷淋动力系统采取耐酸碱的气动隔膜泵组。独立罐体上安置高低液位报警装置及辅助检测传感器。喷淋喷嘴33为立体喷嘴，能够实现多角度宽范围地对防护服进行喷淋。喷淋管路7和喷淋喷嘴33采用不锈钢制作，耐多种化学洗消剂的腐蚀。

通风系统包括风机和过滤器，通风系统采用上送上排的气流模式。所述通风系统设置在位于所述气密型实验舱的舱室顶部的过滤风口单元处，所述过滤风口单元与所述舱室的顶部采用满焊的方式焊接在一起。所述过滤风口单元包括排风过滤单元8和送风过滤单元13。所述过滤器包括分开设置的送风过滤器39和排风过滤器38，所述送风过滤器39与送风生物密闭阀12连接，排风过滤器38与排风生物密闭阀9连接，送风生物密闭阀12与排风生物密闭阀9在控制系统的控制下能自动打开及关闭，关闭后能确保舱室气密性。风机包括送风风机和排风风机，送风风机与送风过滤器39连接，排风风机与排风过滤器38连接。

控制系统包括连接在一起的控制柜32和触控一体机31，控制柜32内设置有运动检测假人控制模块41、防护服压差与采样模块42、防护服喷淋测试控制模块40和实验舱环境控制模块43，运动检测假人控制模块41采用plc逻辑控制模拟运动检测假人的手、脚连接处的步进电机25的启停与转速，从而模拟人体行走、下蹲、举臂、弯腰等动作。防护服压差与采样模块42与正压防护服连接，用于实时检测防护服内外的压差，并控制采样器采集防护服内外气溶胶。防护服喷淋测试控制模块40与喷淋系统连接，通过控制喷淋流量、喷淋压力和模拟人旋转来实现防护服无人化自动喷淋测试。实验舱环境控制模块43与通风系统连接，控制送风风机和排风风机的风量，实现实验舱的正压或负压环境，并保持实验舱内部的洁净度达到实验要求。所述控制柜内各模块的控制和监测状态信息集成于所述触控一体机31中。

实施例一：

在生物气溶胶环境下对正压防护服的安全性能进行动态检测时，首先要将模拟运动检测假人6从辅助运动平台44上卸下，将待检测的正压防护服套在模拟运动检测假人6上，正压防护服在第一密封圆盘17处开同样大小的孔，第一密封圆盘17穿过这个孔与悬挂系统23连接并旋紧第二密封圆盘，压紧防护服实现密封，模拟运动检测假人6的四肢通过摆臂29上的固定板27和尼龙粘扣28连接固定。打开正压防护服送风系统，打开控制系统并调整摆臂29回到零位。打开混匀风扇30，关闭气密型实验舱34的充气式气密门14，并打开送风风机、送风过滤器39、排风风机及排风过滤器38，对气密型实验舱34内部进行通风净化。然后关闭送风风机、送风过滤器39、排风风机及排风过滤器38，在气密型实验舱34的舱室内发生生物气溶胶，通过控制系统执行预设程序向步进电机25发出控制信号从而实现模拟运动检测假人6的模拟动作，模拟运动检测假人6可实现不同频率的走动或跑动，并模拟一些举臂、抬腿等简单动作。通过气密转接板15连接控制系统的压差变送器以及生物气溶胶采样器，在触控一体机31上得到正压防护服内部压力波动数据，在生物气溶胶采样器中得到正压防护服内部采样样本和舱室环境气溶胶采样样本，经后续分析得到其动态防护性能。

实施例二：

在液体喷淋的环境下对防护服的安全性能进行动态检测时，首先检查吸水性指示服和防护服，确保其完全干燥。把吸水性指示服穿到模拟喷淋检测假人5上。穿上防护服后，将模拟喷淋检测假人5的脚部固定在转盘37上。关闭气密型实验舱34上的充气式气密门14，开启控制系统，转盘37自动旋转至基线位置，喷淋电磁阀打开，基线位置喷淋开始，自动计时15min。到时间后，喷淋停止，喷淋电磁阀关闭，转盘37转动45°角，喷淋系统再次启动，持续喷淋15min。转盘37以45°为旋转角度，旋转4个不同方向位置，分别为基线0°、45°、90°、135°，每个位置处喷淋持续15min。确保穿着防护服的模拟喷淋检测假人5暴露在喷淋状态下60min，每个方向各15min。液体喷淋结束后，实验舱压差控制系统自动启动运行，除去测试服表面多余的液体。在喷淋实验结束10min之内，检查防护服上的液体穿透情况。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。