CN113551848A - 一种飞机用氧气面罩泄漏量测试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种飞机用氧气面罩泄漏量测试装置及方法,该装置包括:检测舱、氧气面罩、正戊烷发生器、排气扇、正戊烷浓度传感器B、正戊烷浓度传感器A、正戊烷过滤器、流量计、控制单元及面罩密封工装;检测舱内容纳有受试者;受试者的面部佩戴有氧气面罩;氧气面罩的内表面与受试者的面部之间形成呼吸空腔;面罩密封工装安装在氧气面罩上,面罩密封工装通过管路与检测舱的外部相通,所述管路上安装有正戊烷浓度传感器A、正戊烷过滤器、流量计;正戊烷发生器放置在检测舱内;正戊烷浓度传感器B通过管路与检测舱的内腔相通;排气扇安装在检测舱上;本发明能够对氧气面罩的泄漏量进行定量测量。
Description
技术领域
本发明属于航空技术领域,具体涉及一种飞机用氧气面罩泄漏量测试装置及方法。
背景技术
飞机氧气面罩布置在飞机座舱内,当发生紧急情况时,可为座舱内乘客及机组人员提供应急供氧,是一种必备的应急救生装置。飞机在高空飞行时,一旦发生紧急情况使加压的座舱遭到破坏,座舱内的压力就会急剧下降,导致座舱内乘客体内的氧分压急剧下降,发生缺氧甚至危及生命安全。为维持乘客安全的氧分压,需通过氧气面罩为乘客应急供氧。氧气面罩的泄漏量的大小直接影响氧气面罩供氧性能,美国标准AS8025《乘客氧气面罩》规定,氧气面罩的泄漏量不大于100cc/min;泄漏量过大会导致面罩内氧气快速泄露,可能会导致乘客缺氧,因此,测试氧气面罩的泄漏量尤为重要。
目前,CN201320835056《一种防漏气氧气面罩》、CN201520390115《一种加强型氧气面罩》等专利从设计角度对氧气面罩的泄漏问题进行了研究,但未对氧气面罩的泄漏量进行测量;CN202018002135614《一种氧气面罩漏气检测装置》等专利研究了氧气面罩各零部件装配的气密性,该专利并未涉及氧气面罩与佩戴人员面部间的泄漏问题,而该泄漏是氧气面罩泄漏的关键所在,但未对氧气面罩的泄漏进行定量测量;CN102016000290940《一种氧气面罩密封性监测***》提出了一种氧气面罩密封性检测的实时检测***,该研究能在氧气面罩使用过程中出现泄漏时发出报警,但并不能定量的分析氧气面罩的泄漏量。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种飞机用氧气面罩泄漏量测试装置及方法,能够对氧气面罩的泄漏量进行定量测量。
本发明是通过下述技术方案实现的:
一种飞机用氧气面罩泄漏量测试装置,包括:检测舱、氧气面罩、正戊烷发生器、排气扇、正戊烷浓度传感器B、正戊烷浓度传感器A、正戊烷过滤器、流量计、控制单元及面罩密封工装;
所述检测舱内容纳有一名待进行测试的受试者;所述受试者的面部佩戴有氧气面罩;所述氧气面罩的内表面与所述受试者的面部之间形成呼吸空腔;
所述氧气面罩上设有与所述呼吸空腔相通的三个孔,三个孔分别为:吸气孔、呼气孔及供氧孔;
所述面罩密封工装安装在氧气面罩上,所述面罩密封工装上设有三个接口,三个接口分别为接口一、接口二及接口三;接口一的一端与氧气面罩的呼气孔连接,另一端通过呼气管路伸出于检测舱,并与检测舱的舱外空气相通;接口二的一端与氧气面罩的吸气孔连接,另一端通过吸气管路伸出于检测舱,并与检测舱的舱外空气相通;所述吸气管路上分别安装有正戊烷过滤器和流量计;所述正戊烷过滤器用于过滤检测舱的舱外空气内的正戊烷;所述流量计用于测量受试者的吸气量;所述接口三的一端与氧气面罩的供氧孔相连,另一端通过测量管路与位于检测舱的舱外的正戊烷浓度传感器A连接,用于检测所述呼吸空腔中的正戊烷浓度;
所述正戊烷发生器放置在检测舱内,用于为检测舱提供正戊烷气体;
所述正戊烷浓度传感器B通过管路与所述检测舱的内腔相通,用于检测所述检测舱内的正戊烷浓度;
所述排气扇安装在检测舱上,用于排出检测舱内的气体;
所述控制单元分别与所述正戊烷发生器、排气扇、正戊烷浓度传感器B、正戊烷浓度传感器A及流量计电性连接;所述控制单元用于控制正戊烷发生器和排气扇转速,并记录显示戊烷浓度传感器A的正戊烷浓度值、正戊烷浓度传感器B的正戊烷浓度值及流量计的吸气量值。
进一步的,还包括混合风扇,所述混合风扇安装在检测舱上,用于将检测舱内的气体混合均匀。
进一步的,所述控制单元根据所述正戊烷浓度传感器B的正戊烷浓度值控制正戊烷发生器的供气速度和排风扇的排气速度,使得正戊烷浓度传感器B检测的检测舱内的正戊烷浓度值控制在设定范围。
进一步的,所述检测舱内的正戊烷浓度值的设定范围为150-200ppm。
进一步的,所述控制单元记录并显示正戊烷浓度传感器B在每30s内的平均正戊烷浓度值、正戊烷浓度传感器A在每30s内的累计正戊烷浓度值及流量计在每30s内的累计吸气量值。
进一步的,所述流量计(10)的量程不低于50LPM。
进一步的,所述正戊烷浓度传感器A(8)的量程不低于50ppm。
进一步的,所述正戊烷浓度传感器B(7)的量程不低于500ppm。
一种飞机用氧气面罩泄漏量测试方法,基于上述测试装置,具体步骤如下:
步骤一,通过正戊烷浓度传感器A测量所述氧气面罩与受试者之间的呼吸空腔内的正戊烷浓度值,待该正戊烷浓度值稳定为0时开始下一步;
步骤二,通过控制单元打开正戊烷发生器,并根据所述正戊烷浓度传感器B的正戊烷浓度值C0控制正戊烷发生器的供气速度和排风扇的排气速度,使得正戊烷浓度传感器B检测的检测舱内的正戊烷浓度值C0稳定在设定范围后,开始进行测试,测试时长为l;
步骤三,所述受试者在检测舱内正常呼吸,通过控制单元记录并显示正戊烷浓度传感器B在每设定时长L内的平均正戊烷浓度值C0i、正戊烷浓度传感器A在每设定时长L内的累计正戊烷浓度值Ci及流量计在每设定时长L内的累计吸气量值V吸i;其中,所述i=测试时长l/设定时长L,i=1,2,3,…,n;
步骤四,测试完成后,控制单元自动计算出面罩泄露量Ke,计算公式如下:
进一步的,所述设定时长L为30s;所述测试时长为l至少为3min。
有益效果:
(1)本发明采用两个正戊烷浓度传感器,分别测量氧气面罩内的正戊烷浓度和检测舱内的正戊烷浓度,通过监测检测舱内的正戊烷浓度变化,排除外界环境中正戊烷浓度对氧气面罩泄漏量测试的干扰,进而可以定量分析氧气面罩的泄漏量,具有明显的可靠性与准确度。
(2)本发明的控制单元分别与所述正戊烷发生器、排气扇、正戊烷浓度传感器B、正戊烷浓度传感器A及流量计电性连接,即采用控制单元控制整套测试装置,具有自动化程度高,响应速度快,重复性好的特点。
(3)本发明的面罩密封工装设有三个接口使氧气面罩的呼气孔、吸气孔和供氧孔相互隔绝,确保了试验的准确性。
附图说明
图1为本发明的测试装置组成图;
图2为面罩密封工装结构示意图;
其中,1-检测舱,2-氧气面罩,3-受试者,4-正戊烷发生器,5-混合风扇,6-排气扇,7-正戊烷浓度传感器B,8-正戊烷浓度传感器A,9-正戊烷过滤器,10-流量计,11-控制单元,12-面罩密封工装,13-接口一,14-接口二,15-接口三。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例,对本发明进行详细描述。
实施例1:
本实施例提供了一种飞机用氧气面罩泄漏量测试装置,参见附图1,包括:检测舱1、氧气面罩2、正戊烷发生器4、混合风扇5、排气扇6、正戊烷浓度传感器B7、正戊烷浓度传感器A8、正戊烷过滤器9、流量计10、控制单元11及面罩密封工装12;
所述检测舱1为玻璃密室,检测舱1内容纳有一名待进行测试的受试者3;所述受试者3的面部佩戴有氧气面罩2;所述氧气面罩2的内表面与所述受试者3的面部之间形成呼吸空腔;
所述氧气面罩2上设有与所述呼吸空腔相通的三个孔,三个孔分别为:吸气孔、呼气孔及供氧孔;其中,在本实施例中,所述供氧孔上装有储气袋,进行泄漏量测试时需取下储气袋;
参见附图2,所述面罩密封工装12安装在氧气面罩2上,所述面罩密封工装12上设有三个接口,三个接口分别为接口一13、接口二14及接口三15;
所述接口一13的一端与氧气面罩2的呼气孔连接,另一端通过呼气管路伸出于检测舱1,并与检测舱1的舱外空气相通,使佩戴氧气面罩2的受试者3呼出的气体排到检测舱1的舱外;
所述接口二14的一端与氧气面罩2的吸气孔连接,另一端通过吸气管路伸出于检测舱1,并与检测舱1的舱外空气相通;所述吸气管路上分别安装有正戊烷过滤器9和流量计10;所述正戊烷过滤器9用于过滤检测舱1的舱外空气内的正戊烷,使佩戴氧气面罩2的受试者3吸入的气体为检测舱1的舱外不含正戊烷的空气;所述流量计10用于测量受试者3的吸气量,并将该吸气量值发送给控制单元11进行显示;所述流量计10的量程不低于50LPM;
所述接口三15的一端与氧气面罩2的供氧孔相连,另一端通过测量管路与位于检测舱1的舱外的正戊烷浓度传感器A8连接,用于检测所述呼吸空腔中的正戊烷浓度,并将该正戊烷浓度值发送给控制单元11进行显示;所述正戊烷浓度传感器A8的量程不低于50ppm;
所述面罩密封工装12的三个接口使氧气面罩2的呼气孔、吸气孔和供氧孔相互隔绝,确保试验的准确性;
所述正戊烷发生器4放置在检测舱1内,用于为检测舱1提供200ppm的正戊烷气体;
所述正戊烷浓度传感器B7通过管路与所述检测舱1的内腔相通,用于检测所述检测舱1内的正戊烷浓度,并将该正戊烷浓度值发送给控制单元11进行显示;所述正戊烷浓度传感器B7的量程不低于500ppm;
所述混合风扇5和排气扇6均安装在检测舱1上,所述混合风扇5用于将检测舱1内的气体混合均匀,即将检测舱1内的空气和正戊烷气体混合均匀;所述排风扇6用于排出检测舱1内的气体,以调整检测舱1内的正戊烷浓度;
所述控制单元11分别与所述正戊烷发生器4、排气扇6、正戊烷浓度传感器B7、正戊烷浓度传感器A8及流量计10电性连接;所述控制单元用于将接收到的戊烷浓度传感器A8的正戊烷浓度值、正戊烷浓度传感器B7的正戊烷浓度值及流量计10的吸气量值进行记录并显示,还用于根据所述正戊烷浓度传感器B7的正戊烷浓度值控制正戊烷发生器4的供气速度和排风扇6的排气速度,使得正戊烷浓度传感器B7检测的检测舱1内的正戊烷浓度值控制在150-200ppm;其中,所述控制单元11采用电脑,记录并显示正戊烷浓度传感器B7在每30s内的平均正戊烷浓度值、正戊烷浓度传感器A8在每30s内的累计正戊烷浓度值及流量计10在每30s内的累计吸气量值。
实施例2:
本实施例提供了一种飞机用氧气面罩泄漏量测试方法,具体步骤如下:
步骤一,取下氧气面罩2的储气袋,将面罩密封工装12安装在氧气面罩2上;
步骤二,所述受试者3进入检测舱1,正确佩戴氧气面罩2,并正常呼吸后,通过正戊烷浓度传感器A8测量所述氧气面罩2与受试者3之间的呼吸空腔内的正戊烷浓度值,待该正戊烷浓度值稳定为0时,开始下一步;
步骤三,通过控制单元11打开正戊烷发生器4,并根据所述正戊烷浓度传感器B7的正戊烷浓度值C0控制正戊烷发生器4的供气速度和排风扇6的排气速度,使得正戊烷浓度传感器B7检测的检测舱1内的正戊烷浓度值C0稳定在150-200ppm后,开始计时进行测试,受试者3至少测试3min;本实施例中,受试者3的测试时间为3min;
步骤四,所述受试者3在检测舱1内正常呼吸,通过控制单元11记录并显示正戊烷浓度传感器B7在每30s内的平均正戊烷浓度值C0i、正戊烷浓度传感器A8在每30s内的累计正戊烷浓度值Ci及流量计10在每30s内的累计吸气量值V吸i;其中,所述i为30s的个数,i=1,2,3,…,n,且n≥6;在本实施例中,n=3min/30s=6;
步骤五,测试完成后,控制单元11自动计算出面罩泄露量Ke,计算公式如下:
综上所述,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种飞机用氧气面罩泄漏量测试装置,其特征在于,包括:检测舱(1)、氧气面罩(2)、正戊烷发生器(4)、排气扇(6)、正戊烷浓度传感器B(7)、正戊烷浓度传感器A(8)、正戊烷过滤器(9)、流量计(10)、控制单元(11)及面罩密封工装(12);
所述检测舱(1)内容纳有一名待进行测试的受试者(3);所述受试者(3)的面部佩戴有氧气面罩(2);所述氧气面罩(2)的内表面与所述受试者(3)的面部之间形成呼吸空腔;
所述氧气面罩(2)上设有与所述呼吸空腔相通的三个孔,三个孔分别为:吸气孔、呼气孔及供氧孔;
所述面罩密封工装(12)安装在氧气面罩(2)上,所述面罩密封工装(12)上设有三个接口,三个接口分别为接口一、接口二及接口三;接口一的一端与氧气面罩(2)的呼气孔连接,另一端通过呼气管路伸出于检测舱(1),并与检测舱(1)的舱外空气相通;接口二的一端与氧气面罩(2)的吸气孔连接,另一端通过吸气管路伸出于检测舱(1),并与检测舱(1)的舱外空气相通;所述吸气管路上分别安装有正戊烷过滤器(9)和流量计(10);所述正戊烷过滤器(9)用于过滤检测舱(1)的舱外空气内的正戊烷;所述流量计(10)用于测量受试者(3)的吸气量;所述接口三的一端与氧气面罩(2)的供氧孔相连,另一端通过测量管路与位于检测舱(1)的舱外的正戊烷浓度传感器A(8)连接,用于检测所述呼吸空腔中的正戊烷浓度;
所述正戊烷发生器(4)放置在检测舱(1)内,用于为检测舱(1)提供正戊烷气体;
所述正戊烷浓度传感器B(7)通过管路与所述检测舱(1)的内腔相通,用于检测所述检测舱(1)内的正戊烷浓度;
所述排气扇(6)安装在检测舱(1)上,用于排出检测舱(1)内的气体;
所述控制单元(11)分别与所述正戊烷发生器(4)、排气扇(6)、正戊烷浓度传感器B(7)、正戊烷浓度传感器A(8)及流量计(10)电性连接;所述控制单元用于控制正戊烷发生器(4)和排气扇(6)转速,并记录显示戊烷浓度传感器A(8)的正戊烷浓度值、正戊烷浓度传感器B(7)的正戊烷浓度值及流量计(10)的吸气量值。
2.如权利要求1所述的一种飞机用氧气面罩泄漏量测试装置,其特征在于,还包括混合风扇(5),所述混合风扇(5)安装在检测舱(1)上,用于将检测舱(1)内的气体混合均匀。
3.如权利要求1所述的一种飞机用氧气面罩泄漏量测试装置,其特征在于,所述控制单元(11)根据所述正戊烷浓度传感器B(7)的正戊烷浓度值控制正戊烷发生器(4)的供气速度和排风扇(6)的排气速度,使得正戊烷浓度传感器B(7)检测的检测舱(1)内的正戊烷浓度值控制在设定范围。
4.如权利要求3所述的一种飞机用氧气面罩泄漏量测试装置,其特征在于,所述检测舱(1)内的正戊烷浓度值的设定范围为150-200ppm。
5.如权利要求1-4任一项所述的一种飞机用氧气面罩泄漏量测试装置,其特征在于,所述控制单元(11)记录并显示正戊烷浓度传感器B(7)在每30s内的平均正戊烷浓度值、正戊烷浓度传感器A(8)在每30s内的累计正戊烷浓度值及流量计(10)在每30s内的累计吸气量值。
6.如权利要求1-4任一项所述的一种飞机用氧气面罩泄漏量测试装置,其特征在于,所述流量计(10)的量程不低于50LPM。
7.如权利要求1-4任一项所述的一种飞机用氧气面罩泄漏量测试装置,其特征在于,所述正戊烷浓度传感器A(8)的量程不低于50ppm。
8.如权利要求1-4任一项所述的一种飞机用氧气面罩泄漏量测试装置,其特征在于,所述正戊烷浓度传感器B(7)的量程不低于500ppm。
9.一种飞机用氧气面罩泄漏量测试方法,基于权利要求1所述的测试装置,其特征在于,具体步骤如下:
步骤一,通过正戊烷浓度传感器A(8)测量所述氧气面罩(2)与受试者(3)之间的呼吸空腔内的正戊烷浓度值,待该正戊烷浓度值稳定为0时开始下一步;
步骤二,通过控制单元(11)打开正戊烷发生器(4),并根据所述正戊烷浓度传感器B(7)的正戊烷浓度值C0控制正戊烷发生器(4)的供气速度和排风扇(6)的排气速度,使得正戊烷浓度传感器B(7)检测的检测舱(1)内的正戊烷浓度值C0稳定在设定范围后,开始进行测试,测试时长为l;
步骤三,所述受试者(3)在检测舱(1)内正常呼吸,通过控制单元(11)记录并显示正戊烷浓度传感器B(7)在每设定时长L内的平均正戊烷浓度值C0i、正戊烷浓度传感器A(8)在每设定时长L内的累计正戊烷浓度值Ci及流量计(10)在每设定时长L内的累计吸气量值V吸i;其中,所述i=测试时长l/设定时长L,i=1,2,3,…,n;
步骤四,测试完成后,控制单元(11)自动计算出面罩泄露量Ke,计算公式如下:
10.如权利要求9所述的一种飞机用氧气面罩泄漏量测试方法,其特征在于,所述设定时长L为30s;所述测试时长为l至少为3min。
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