一种化学防护面料防护性能试验装置及实验方法和防护性能计算方法与流程

本发明涉及一种化学防护面料防护性能试验装置及实验方法和防护性能计算方法，该测试装置主要用于各种防护服面料对有毒气体防护性能的检测领域。

背景技术：

目前，我国防护服的防护面料对有毒气体防护时间的测定主要是参照GJB1750-93和GJB2394-95中规定的试验方法进行试验。依照此试验方法，目前市场上没有专门进行此项试验的成套试验装置，多采用玻璃旋塞，毛细管流量计等传统的试验控制计量工具制作的简易检测线检测，该检测线占用位置空间较大，全手工操作，纯化学分析检测，操作不稳定，容易误判断操作。

技术实现要素：

本发明的目的是针对以上不足，设计一种化学防护面料防护性能试验装置及实验方法和防护性能计算方法，该装置能够按照GJB1750-93和GJB2394-95中规定的试验方法，对防护服防护面料的化学防护性能进行检测。该装置可自动控制检测过程与样品的切换，既可化学分析检测又可色谱检测，提高了检测结果的可验证性。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种化学防护面料防护性能试验装置，它包括防护性能测试装置和电控箱；所述防护性能测试装置包括实验柜，所述实验柜内部安装布置有真空泵，所述真空泵通过管路与干燥器相连，所述干燥器通过管路与小型过滤器相连，所述小型过滤器之后连接有总流量计，所述总流量计通过管路与湿度调节器相连，所述湿度调节器通过管路与混合器相连，所述混合器的正下方设置有加热装置，所述混合器上还连接有微量注射泵，所述混合器的出口分流分别连接有测试浓度的吸收瓶和用于防护性能测试的多个夹具，所述每个夹具的出口都分流分别连接有用于尾气吸收的尾气吸收瓶和色谱接口。

所述真空泵上还安装有用于调节系统流量的进气阀和放空阀。

所述夹具的出口和色谱接口之间安装有电磁阀。

所述湿度调节器包括硫酸干燥罐、水雾罐和空气罐，所述硫酸干燥罐上安装有硫酸干燥阀，所述水雾罐上安装有水加湿阀，所述空气罐上安装有空气阀。

所述混合器上连接有用于监测湿度的湿度计和用于监测温度的温度计，所述湿度计和温度计都安装在实验柜的外部面板上。

所述电控箱上设置有温控仪、总电源开关、真空泵开关和电磁阀开关，所述电磁阀开关与电磁阀相连，并控制其开关动作，电磁阀开关带有指示灯。

所述加热装置与加热控制面板相连，所述加热控制面板设置在实验柜的外部，便于观察和操作。

所述夹具、吸收瓶和尾气吸收瓶都设置在实验柜的外部，所述混合器和色谱接口的连接管路上设置有测浓电磁阀。

采用任意一种化学防护面料防护性能试验装置进行防护性能试验方法，它包括以下步骤：

S1：当装置进行防护服面料防护性能测试时，先将防护服面料剪成规定的形状，然后将规定形状的防护服面料安装在夹具中规定的位置处，再拧紧夹具；

S2：开启电控箱上的总电源开关，开启真空泵为系统提供流量，并通过干燥器、小型过滤器后进入总流量计，调节进气阀、放空阀使该流量计达到规定值；

S3：气流再经过湿度调节器进行湿度调节后进入混合器，通过湿度调节器、加热装置控制混合器内的气流温湿度恒定；

S4：当整个混合器内部温湿度稳定一段时间后，再利用微量注射泵往混合器内加入化学毒剂，加入毒剂后立即开始计时；带有毒剂的气流分流，一部分进入试验夹具，一部分直接进入测试浓度的吸收瓶或流经测浓电磁阀进入色谱接口，从试验夹具出来的气流，直接进入尾气吸收瓶或流经电磁阀，进入色谱接口；

S5：当需要采用色谱检测方式检测从某个试验夹具中出来的气体是否含有化学毒剂时，按下该试验夹具上对应的电磁阀开关进而与色谱仪自动检测仪相连对其进行色谱分析；或者通过将试验夹具的测浓电磁阀开关开启，即可实现试验气体浓度的手工化学检测；

S6：当需要全色谱检测，按下所有的电磁阀开关后，电控箱可按照规定的间隔时间依次逐个开启选定的电磁阀，实现一种化学防护面料测试完成之后，自动开启下一种面料检测的测试。

针对防护性能试验方法的防护性能计算方法，其特征在于：

1、当全手工化学检测时

1.1从开始计时时计算，通气规定时间T₁后，迅速依次取下各吸收瓶，装上另外准备好的吸收瓶，继续试验；

1.2称量测浓吸收瓶的重量M₁，计算出T₁时间内测浓吸收瓶吸收的化学毒剂重量：

△M₁＝M₁-M₀；

式中：M₀为0min时测浓吸收瓶的重量；

1.3计算此段时间内化学毒剂的浓度C₁：

C₁＝△M₁/(Q×T₁)

式中：Q为测浓吸收瓶的气体流量；

1.4每隔T₁时间重复1.1、1.2和1.3步骤一次，直至化学毒剂剂量∑C_i×t_i值大于规定值X时停止测量；

式中：t_i为每次通气取样时间间隔；C_i为受试时间内，由测浓吸收瓶测得的化学毒剂浓度平均值；

1.5若尾气吸收瓶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的任一吸收瓶在t时间，化学毒剂剂量∑C_i×t_i值小于或等于规定值X的时间内变色，则其对应的防护服面料的防护性能不合格，其具体防护性能的计算方法为：∑C_i-1×t_i-1+C_i×(t-∑t_i-1)；

若尾气吸收瓶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的任一吸收瓶在化学毒剂剂量∑C_i×t_i值小于或等于规定值X的时间内均未变色，则未变色吸收瓶对应夹具中所测试防护服面料的防护性能均合格，其具体防护性能的计算可参照以上方法进行计算。

2、当全色谱检测时

1.1当进行全色谱检测时，必须首先控制试验气体的浓度C_i稳定在规定值一段时间后才可进行；

1.2在t时间内，若色谱检测仪未报警，则进行检测的防护布料性能合格。若色谱检测仪报警，则不合格。其防护剂量为C_i×t。

若想知道某块合格布料的具体防护性能指标，也可在色谱检测装置上加装控制装置，在某块布料检测报警后，自动记录检测时间，并控制下一个电磁阀的开启，进行下一块防护布料的性能检测。其防护剂量为C_i×t。

本发明有如下有益效果：

1、通过真空泵能够产生系统所需要的气体流量，进而为系统提供气源，通过控制进气阀和放空阀能够调节相应流量的大小，进而使其达到试验的要求。

2、通过干燥器能够对气源进行干燥处理，所述干燥器采用硅胶管材料制成，起到了很好的干燥目的。

3、通过小型过滤器对气源进行过滤作业，对气源进行有效的净化处理，而且其内部放置有活性炭起到很好的吸附净化作用。

4、通过湿度调节器能够对混合气体的温湿度进行调节，进而使其满足试验要求，保证了试验的准确性。

5、通过微量注射泵能够方便的给试验气体中注入有毒化学试剂进行相应的试验。

6、该装置小巧、带有工作指示灯，操作方便快捷。

7、可设置规定的检测时间，当防护服面料防护性能达到规定的测试指标值后，即可自动切断当前试验料的性能检测，开启下一个试验料的性能检测。

8、可同时进行多种防护材料的性能检测。

9、具有色谱接口，可实现手工化学检测和色谱仪自动检测之间的智能切换。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的防护性能测试装置的主视图。

图2是本发明的防护性能测试装置的附剖视图。

图3是本发明的防护性能测试装置的左视图。

图4是本发明的电控箱的正视图。

图5是本发明的系统连接及工作原理简图。

图中：防护性能测试装置1、电控箱2、真空泵3、干燥器4、小型过滤器5、电磁阀组6、混合器7、湿度计8、温度计9、总流量计10、色谱接口11、吸收瓶12、夹具13、微量注射泵14、湿度调节器15、加热装置16、实验柜17、进气阀18、放空阀19、测浓电磁阀20、尾气吸收瓶21。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

如图1-5所示，一种化学防护面料防护性能试验装置，它包括防护性能测试装置1和电控箱2；所述防护性能测试装置1包括实验柜17，所述实验柜17内部安装布置有真空泵3，所述真空泵3通过管路与干燥器4相连，所述干燥器4通过管路与小型过滤器5相连，所述小型过滤器5之后连接有总流量计10，所述总流量计10通过管路与湿度调节器15相连，所述湿度调节器15通过管路与混合器7相连，所述混合器7的正下方设置有加热装置16，所述混合器7上还连接有微量注射泵14，所述混合器7的出口分流分别连接有测试浓度的吸收瓶12和用于防护性能测试的多个夹具13，所述每个夹具13的出口都分流分别连接有用于尾气吸收的尾气吸收瓶21和色谱接口11。工作过程中将所需要测试的布料安装在夹具13内部，通过真空泵3提供稳定的气源，并通过干燥器4和小型过滤器5进行干燥、过滤处理，同时通过湿度调节器15对其进行温湿度调节，使其满足试验要求，最终通过混合器之后向试验夹具中通入检测所需要的化学毒气，最终进行防护试验。

进一步的，所述真空泵3上还安装有用于调节系统流量的进气阀18和放空阀19。通过进气阀18和放空阀19能够调节相应流量的大小，进而使其达到试验的要求。

进一步的，所述夹具13的出口和色谱接口11之间安装有电磁阀6。通过设置电磁阀6能够方便的进行自动和手动检测的切换。

进一步的，所述湿度调节器15包括硫酸干燥罐1506、水雾罐1505和空气罐1504，所述硫酸干燥罐1506上安装有硫酸干燥阀1503，所述水雾罐1505上安装有水加湿阀1502，所述空气罐1504上安装有空气阀1501。

进一步的，所述混合器7上连接有用于监测湿度的湿度计8和用于监测温度的温度计9，所述湿度计8和温度计9都安装在实验柜17的外部面板上。通过湿度计8和温度计9能够方便的对温度和湿度进行检测，进而使其满足试验要求。

进一步的，所述电控箱2上设置有温控仪、总电源开关、真空泵开关和电磁阀开关，所述电磁阀开关与电磁阀6相连，并控制其开关动作，电磁阀开关带有指示灯。通过设置电磁开关能够方便的进行自动和手动测量之间的切换。

进一步的，所述加热装置16与加热控制面板相连，所述加热控制面板设置在实验柜17的外部，便于观察和操作。通过加热控制面板能够方便的控制加热装置16进而达到调节温度的目的。

进一步的，所述夹具13、吸收瓶12和尾气吸收瓶21都设置在实验柜17的外部，所述混合器7和色谱接口11的连接管路上设置有测浓电磁阀20。通过控制测浓电磁阀20方便的进行后续浓度的测量。

进一步的，所述电磁阀开关带有指示灯，色谱测量某个夹具的试样时，对应检测夹具的指示灯就会亮起来。指示灯可以和电池阀开关成为一体，也可单独安装在对应夹具的尾气吸收瓶等便于观察的地方。

实施例2：

采用任意一种化学防护面料防护性能试验装置进行防护性能试验方法，它包括以下步骤：

S1：当装置进行防护服面料防护性能测试时，先将防护服面料剪成规定的形状，然后将规定形状的防护服面料安装在夹具13中规定的位置处，再拧紧夹具；

S2：开启电控箱2上的总电源开关，开启真空泵3为系统提供流量，并通过干燥器4、小型过滤器5后进入总流量计10，调节进气阀18、放空阀19使该流量计达到规定值；

S3：气流再经过湿度调节器15进行湿度调节后进入混合器7，通过湿度调节器15、加热装置16控制混合器7内的气流温湿度恒定；

S4：当整个混合器7内部温湿度稳定一段时间后，再利用微量注射泵14往混合器7内加入化学毒剂，加入毒剂后立即开始计时；带有毒剂的气流分流，一部分进入试验夹具13，一部分直接进入测试浓度的吸收瓶12或流经测浓电磁阀20进入色谱接口11，从试验夹具13出来的气流，直接进入尾气吸收瓶21或流经电磁阀6，进入色谱接口11；

S5：当需要采用色谱检测方式检测从某个试验夹具13中出来的气体是否含有化学毒剂时，按下该试验夹具13上对应的电磁阀开关进而与色谱仪自动检测仪相连对其进行色谱分析；或者通过将试验夹具13的测浓电磁阀开关开启，即可实现试验气体浓度的手工化学检测；

S6：当需要全色谱检测，按下所有的电磁阀开关后，电控箱2可按照规定的间隔时间依次逐个开启选定的电磁阀，实现一种化学防护面料测试完成之后，自动开启下一种面料检测的测试。

实施例3：

针对防护性能试验方法的防护性能计算方法，其特征在于：

1、当全手工化学检测时

1.1从开始计时时计算，通气规定时间T₁后，迅速依次取下各吸收瓶，装上另外准备好的吸收瓶，继续试验；

1.2称量测浓吸收瓶12的重量M₁，计算出T₁时间内测浓吸收瓶12吸收的化学毒剂重量：

△M₁＝M₁-M₀；

式中：M₀为0min时测浓吸收瓶12的重量；

1.3计算此段时间内化学毒剂的浓度C₁：

C₁＝△M₁/(Q×T₁)

式中：Q为测浓吸收瓶的气体流量；

1.4每隔T₁时间重复1.1、1.2和1.3步骤一次，直至化学毒剂剂量∑C_i×t_i值大于规定值X时停止测量；

式中：t_i为每次通气取样时间间隔；C_i为受试时间内，由测浓吸收瓶12测得的化学毒剂浓度平均值；

1.5若尾气吸收瓶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的任一吸收瓶在t时间，化学毒剂剂量∑C_i×t_i值小于或等于规定值X的时间内变色，则其对应的防护服面料的防护性能不合格，其具体防护性能的计算方法为：∑C_i-1×t_i-1+C_i×(t-∑t_i-1)；

若尾气吸收瓶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的任一吸收瓶在化学毒剂剂量∑C_i×t_i值小于或等于规定值X的时间内均未变色，则未变色吸收瓶对应夹具中所测试防护服面料的防护性能均合格，其具体防护性能的计算可参照以上方法进行计算。

2、当全色谱检测时

1.1当进行全色谱检测时，必须首先控制试验气体的浓度C_i稳定在规定值一段时间后才可进行；

1.2在t时间内，若色谱检测仪未报警，则进行检测的防护布料性能合格。若色谱检测仪报警，则不合格。其防护剂量为C_i×t。

若想知道某块合格布料的具体防护性能指标，也可在色谱检测装置上加装控制装置，在某块布料检测报警后，自动记录检测时间，并控制下一个电磁阀的开启，进行下一块防护布料的性能检测。其防护剂量为C_i×t。

实施例4：

当装置进行防护服面料防护性能测试时，先将防护服面料剪成规定的形状，然后将规定形状的防护服面料安装在夹具13中规定的位置处，再拧紧夹具，再将夹具安装在图1所示位置处，然后开始试验。

开启电控箱2上的总电源开关，再开启真空泵开关，这时，真空泵3开始供气给系统提供流量。气流经过进气阀、放空阀的流量调节，流经干燥器4、小型过滤器5后进入总流量计10，调节进气阀、放空阀使该流量计达到规定值800mL/min，同时调节各分流量计，使四个分流量计均稳定在200mL/min，气流再经过湿度调节器15进行湿度调节后进入混合器7，混合器下面有加热装置16，可以通过湿度调节器15、加热装置16控制混合器7内的气流温湿度恒定，使其温度为20±3℃，相对湿度为50％±3％，当整个装置的温湿度稳定20min后，再利用微量注射泵14往混合器内加入化学毒剂，加入毒剂后立即开始计时。此时，带有毒剂的气流分流，一部分进入试验夹具13，一部分直接进入测试浓度的吸收瓶12或流经测浓电磁阀20进入色谱接口；从试验夹具13出来的气流，直接进入尾气吸收瓶21或尾气吸收瓶21进入色谱接口。当全手工化学检测时，气流直接进入尾气吸收瓶21，无需开启电磁阀6，即可同时进行多种防护面料的性能检测，

当需要采用色谱检测方式进行从某个试验夹具13中出来的气体是否含有化学毒剂或试验气体的浓度即测浓浓度检测时，按下该试验夹具13或测浓浓度对应的电磁阀开关即可实现试验气体浓度的手工化学检测和色谱仪自动检测之间的智能切换。

也可全色谱检测，当按下所有的电磁阀开关后，电控箱2可按照规定的间隔时间依次逐个开启选定的电磁阀，实现一种化学防护面料测试完成之后，自动开启下一种面料检测的测试方法。这种方法可自动控制检测过程与样品的切换，便于试验人员灵活操作。工作原理简图见图5。

实施例5：

具体防护性能计算方法：

1、当全手工化学检测时：

1.1从开始计时时计算，通气规定时间T₁即60min后，迅速依次取下各吸收管，装上另外准备好的吸收管，继续试验。

1.2称量图5中测浓吸收瓶的重量M₁，计算出T₁时间内测浓吸收瓶吸收的化学毒剂重量△M₁＝M₁-M₀(0min时测浓吸收瓶的重量)。

1.3计算此段时间内化学毒剂的浓度：C₁＝△M₁/(Q×T₁)；

式中：Q为测浓吸收瓶的气体流量(如200mL/min)；

1.4每隔T₁(如60min时间重复a)、b)、c)一次，直至化学毒剂剂量∑C_i×t_i值大于规定值X(如0.1mg.min/L)截止。

式中：t_i为每次通气取样时间间隔。

C_i为受试时间内，由测浓吸收瓶测得的化学毒剂浓度平均值。

1.5若尾气吸收瓶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的任一吸收瓶在t时间(化学毒剂剂量∑C_i×t_i值小于或等于规定值X(如0.1mg.min/L)的时间内)变色，则其对应的防护服面料的防护性能不合格，其具体防护性能的计算方法为：∑C_i-1×t_i-1+C_i×(t-∑t_i-1)；

若尾气吸收瓶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的任一吸收瓶在化学毒剂剂量∑C_i×t_i值小于或等于规定值X(如0.1mg.min/L)的时间内均未变色，则未变色吸收瓶对应夹具中所测试防护服面料的防护性能均合格。其具体防护性能的计算可参照以上方法进行计算。

2、当全色谱检测时：

当进行全色谱检测时，必须首先控制试验气体的浓度C_i稳定在规定值一段时间后才可进行。

在t时间(规定的间隔时间)内，若色谱检测仪未报警，则进行检测的防护布料性能合格。若色谱检测仪报警，则不合格。其防护剂量为C_i×t。

若想知道某块合格布料的具体防护性能指标，也可在色谱检测装置上加装控制装置，在某块布料检测报警后，自动记录检测时间，并控制下一个电磁阀的开启，进行下一块防护布料的性能检测。其防护剂量为C_i×t。

该装置主要试验毒剂为有毒气体或毒剂替代品，为防止试验装置老化或者锈蚀造成毒剂泄漏，整个试验装置主要选择不锈钢材料制成。

上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。