一种空气呼吸器检测设备的制作方法

1.本技术涉及检测设备领域，尤其是涉及一种空气呼吸器检测设备。


背景技术：

2.空气呼吸器主要用于个体生命的呼吸防护与保障，适用于消防灭火、化学工业、石油炼化、金属冶炼、船舶和矿道和实验室等工况环境下的缺氧、毒气、浓烟及颗粒物等的呼吸道危害防护；空气呼吸器包括面罩、供气瓶、减压阀、供气阀、报警哨等等部件，空气呼吸器的工作流程大致为：供气瓶向空气呼吸器内输入高压气体，高压气体通过减压阀进行第一次减压，压力值减小，再通过供气阀进行第二次减压，得到能够被人体吸入的气体，人体呼出的气体通过呼气阀排出空气呼吸器至大气中。
3.由于空气呼吸器通常工作在危险环境中，且用于保障人员的呼吸安全，因此空气呼吸器的设备性能相当重要，一旦空气呼吸器在危险工作环境中发生故障，将对人员安全造成巨大的损害，因此，在空气呼吸器使用前，需要对空气呼吸器进行性能测试。
4.目前，对空气呼吸器的性能测试通常在空气呼吸器出厂时由制造厂家进行，制造厂家的空气呼吸器性能检测设备检测流程复杂，对于操作人员检测操作要求较高，不便于用户在使用空气呼吸器之前对其进行实时便携的性能检测。


技术实现要素：

5.为了能够实现空气呼吸器的便携化检测，本技术提供一种空气呼吸器检测设备。
6.第一方面，本技术提供的一种空气呼吸器检测设备采用如下的技术方案：一种空气呼吸器检测设备，所述设备包括：检测器件、头模及上位机，所述检测器件包括第一检测模块、第二检测模块、第三检测模块、人工肺、伺服电机及电控组件，所述头模用于佩戴空气呼吸器，所述头模上设置有通气孔，所述通气孔通过通气管与所述人工肺连通，所述伺服电机用于控制人工肺收缩，所述伺服电机与所述电控组件的信号输出端耦接，所述第一检测模块用于对空气呼吸器面罩内的压力值进行检测，所述第二检测模块用于对空气呼吸器减压阀的输出压力值进行检测，所述第三检测模块用于对供气瓶的输出压力值进行检测，所述第一检测模块、所述第二检测模块及所述第三检测模块均与所述电控组件的信号输入端耦接，所述电控组件与所述上位机耦接以与所述上位机之间进行双向通信，所述上位机用于根据接收到的配置信息生成对应的测试信号并将所述测试信号发送至所述电控组件以驱动所述电控组件对空气呼吸器进行性能检测。
7.通过采用上述技术方案，根据测试信号控制伺服电机，对人工肺进行控制以模拟呼吸过程，通过设置的第一检测模块、第二检测模块及第三检测模块采集空气呼吸器各部件的压力值，反映空气呼吸器面罩、供气阀等部件的性能参数，对空气呼吸器进行性能检测，空气呼吸器检测设备集成度高，体积小，使用户能够随时对空气呼吸器进行检测，实现了空气呼吸器的便携化检测。
8.优选的，所述第一检测模块包括低压传感器及采样孔，所述采样孔设置于所述头
模上，所述低压传感器设置于所述采样孔内以对空气呼吸器面罩内的压力值进行检测，所述低压传感器与所述电控组件的信号输入端耦接以将采集到的压力值通过所述电控组件传输至所述上位机进行显示。
9.通过采用上述技术方案，通过设置的第一检测模块对空气呼吸器面罩内的压力值进行检测，通过该压力值能够反映面罩泄露性、供气阀性能、呼吸阻力等等空气呼吸器的性能指标。
10.优选的，所述检测器件上设置有中压接口，所述中压接口与空气呼吸器的供气瓶连通，所述第二检测模块包括中压传感器，所述中压传感器用于对所述中压接口的压力值进行检测，所述中压传感器与所述电控组件的信号输入端耦接以将采集到的压力值通过所述电控组件传输至所述上位机进行显示。
11.通过采用上述技术方案，空气呼吸器通过供气瓶向人员供气，但由供气直接输出的高压气体不能被人员直接吸入，因此需要设置减压阀对供气瓶输出的高压气体进行减压，设置的第二检测模块能够检测经减压阀减压的气体压力值，对减压阀的性能进行检测。
12.优选的，所述检测器件上设置有高压接口，所述高压接口与空气呼吸器的减压阀连通，所述第三检测模块包括高压传感器，所述高压传感器用于对所述高压接口的压力值进行检测，所述高压传感器与所述电控组件的信号输入端耦接以将采集到的压力值通过所述电控组件传输至所述上位机进行显示。
13.通过采用上述技术方案，通过设置的第三检测模块对供气瓶输出的高压气体的压力值进行检测，从而检测供气瓶的性能。
14.优选的，所述检测器件内还包括有第四检测模块，所述第四检测模块包括声强传感器，所述声强传感器用于检测空气呼吸器的报警哨压变声强，所述声强传感器与所述电控组件的信号输入端接耦接以将采集到的分贝值通过所述电控组件传输至所述上位机进行显示。
15.通过采用上述技术方案，当空气呼吸器气瓶压力下降时，设置在空气呼吸器减压阀上的报警哨将会报警，通过第四检测模块与各压力传感器的配合，测试空气呼吸器的报警哨压变声强，在上位机上生成空气呼吸器的报警哨声强压变曲线，对空气呼吸器报警哨性能进行直观展示，便于人员对数据进行分析。
16.优选的，所述电控组件与所述上位机通过rs232通信接口和/或usb接口进行双向通信。
17.通过采用上述技术方案，使电控组件与上位机能够通过两种方式进行通信，使检测数据、测试信号等数据的传输更加稳定、及时、准确。
18.优选的，所述上位机内包括以下模块：配置信息接收模块，用于接收所述配置信息；测试信号生成模块，用于根据所述配置信息生成所述测试信号，以对空气呼吸器进行性能检测；测试信号输出模块，用于将所述测试信号发送至所述电控组件以控制其余所述检测器件对空气呼吸器进行性能检测；检测数据接收模块，用于接收检测数据；检测数据判断模块，用于将所述检测数据与预置的性能标准进行比对，生成性能
合格结果或性能不合格结果；检测报表生成模块，用于综合所述性能合格结果或性能不合格结果生成检测报表。
19.通过采用上述技术方案，当用户需要进行对空气呼吸器的性能检测时，只需在上位机上完成本次测试的各项配置，上位机自动将配置信息转换为测试信号并传输至电控组件，控制空气呼吸器检测设备对空气呼吸器的各项性能进行检测；有利于提高空气呼吸器测试过程的自动化程度，便于用户进行操作；提供人机交互界面，对用户更加友好。
20.优选的，所述上位机还耦接有打印设备，所述打印设备用于对所述检测报表进行打印。
21.通过采用上述技术方案，将生成的测试结果通过打印设备进行打印，方便人员对空气呼吸器的测试结果进行留档保存，且有利于测试结果的直观展示。
22.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.完成对空气呼吸器的减压阀、供气阀、面罩、报警哨等等部件的性能测试，通过上位机向电控组件发送测试信号，根据测试信号的不同对空气呼吸器进行不同的性能参数的检测，操作相对便捷，提升用户检测空气呼吸器的便捷性；2.实现数据自动采集与判定，整个空气呼吸器主要测试过程自动化，减少了用户操作量，对于用户测试操作体验友好；3.可由用户通过配置信息自由对测试过程进行配置，使测试过程满足用户个性化需求。
附图说明
23.图1是本技术实施例的一种空气呼吸器检测设备的结构示意图。
24.图2是本技术实施例的一种空气呼吸器检测设备的内部结构图。
25.图3是本技术实施例的一种空气呼吸器检测设备的上位机的系统框图。
26.附图标记说明：1、检测器件；10、第一检测模块；11、第二检测模块；12、第三检测模块；13、人工肺；14、伺服电机；15、电控组件；16、采样孔；17、中压接口；18、高压接口；19、第四检测模块；2、头模；21、通气孔；22、通气管；3、上位机；4、打印设备；5、设备外壳；301、配置信息接收模块；302、测试信号生成模块；303、测试信号输出模块；304、检测数据接收模块；305、检测数据判断模块；306、检测报表生成模块。
具体实施方式
27.为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
28.在本技术实施例的描述中，“示性的”、“例如”或者“举例来说”等词用于表示作例子、例证或说明。本技术实施例中被描述为“示性的”、“例如”或者“举例来说”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示性的”、“例如”或者“举例来说”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
29.在本技术实施例的描述中，术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，
表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，单独存在b，同时存在a和b这三种情况。另外，除非另有说明，术语“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个系统是指两个或两个以上的系统，多个屏幕终端是指两个或两个以上的屏幕终端。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
30.本技术实施例公开一种空气呼吸器检测设备。
31.为更清楚的对本技术采用的技术方案进行说明，在对本技术采用的技术方案进行说明前，对空气呼吸器的工作过程进行说明，空气呼吸器的呼吸过程具体为：供气瓶向空气呼吸器内输入高压气体，高压气体通过减压阀进行第一次减压，压力值减小，再通过供气阀进行第二次减压，得到能够被人体吸入的气体，人体呼出的气体通过呼气阀排出空气呼吸器至大气中。
32.参照图1及图2，一种空气呼吸器检测设备包括检测器件1、头模2及上位机3，其中，检测器件1包括有人工肺13、第一检测模块10、第二检测模块11、第三检测模块12、第四检测模块19、伺服电机14及电控组件15，当需要对空气呼吸器进行检测时，将空气呼吸器佩戴在头模2上，头模2上开设有通气孔21，通气孔21通过通气管22与人工肺13连通，人工肺13受伺服电机14驱动，进行上下收缩以模拟人体呼吸过程，伺服电机14与电控组件15的信号输出端连接以接受电控组件15的控制，电控组件15具体为单片机。
33.具体的，检测器件1外设置有设备外壳5，人工肺13、第一检测模块10、第二检测模块11、第三检测模块12、第四检测模块19、伺服电机14及电控组件15均位于设备外壳5内，头模2固定连接于设备外壳5的顶部，头模2内贯穿设置有通气管22，通气管22的一端通过通气孔21与外部大气连通，通气管22的另一端固定连接在人工肺13的波纹管的上部，人工肺13的波纹管可以上下收缩，将人工肺13内的空气进行吸入或排出以模拟人体呼吸过程，人工肺13的上下收缩受一连杆驱动，连杆的一端与人工肺13波纹管的底部连接，连杆的另一端通过凸轮机构与伺服电机14连接，伺服电机14通过控制连杆以控制人工肺13的上下收缩；详细结构类似于柱塞泵内的往复式活塞运动机构，在此不做描述，在其他实施例中也可以通过电缸或者气缸驱动人工肺13上下收缩；设备外壳5上还设置有高压接口18及中压接口17，高压接口18在设备外壳5外连通有t型接头，t型接口的一端连通有外部气源，该外部气源可以是空气呼吸器用于供气的供气瓶，t型接头的另一端与减压阀的进气端连通，减压阀的出气端与供气阀连通，减压阀的出气端同时与中压接口17连通。
34.第一检测模块10包括低压传感器，头模2的左眼位置设置有采样孔16，采样孔16与低压传感器连接，采样孔16能够对空气呼吸器面罩内的实时压力值进行采样，使放置在采样孔16内的低压传感器能够对空气呼吸器面罩内的实时压力值进行检测，低压传感器与电控组件15的信号输入端连接以将检测到的空气呼吸器面罩内的实时压力值通过电控组件15发送至上位机3，在上位机3内进行处理后向用户展示检测数据。
35.第二检测模块11包括中压传感器，中压接口17通过管道与中压传感器连通，中压传感器用于检测中压接口17的实时压力值，即供气瓶输出的高压气体经减压阀减压后的气体压力值；第三检测模块12包括高压传感器，高压接口18通过管道与高压传感器连通，高压
传感器用于检测高压接口18的实时压力值，即空气呼吸器供气瓶输出的气体压力值。
36.第四检测模块19包括声强传感器，声强传感器设置在设备外壳5上，声强传感器能够检测由空气呼吸器报警哨发出的报警的分贝值，当空气呼吸器的高压气瓶消耗到一定值时，报警哨会进行持续报警，声强传感器与高压传感器的数据综合起来可以对空气呼吸器的报警哨压变声强进行检测，测试报警哨性能，当声强传感器完成对数据的采集后，将采集到的数据通过电控组件15传输至上位机3，上位机3根据采集的数据绘制报警哨声强压变曲线并显示。
37.设备外壳5上还设置有用于使电控组件15与上位机3能够进行双向通信的rs232接口及usb接口，rs232接口及usb接口均与电控组件15耦接，电控组件15与上位机3能够通过rs232接口和/或usb接口进行双向通信，电控组件15将各类传感器采集到的数据向上位机3传输，上位机3向电控组件15传输测试信号以控制电控组件15控制其余检测器件1对空气呼吸器的各项性能进行测试。
38.参考图3，上位机3内包括有空气呼吸器检测设备进行空气呼吸器性能检测的交互程序，具体来说上位机3内至少包括：配置信息接收模块301，用于接收配置信息；测试信号生成模块302，用于根据配置信息生成测试信号，以对空气呼吸器进行性能检测；测试信号输出模块303，用于将测试信号发送至电控组件以控制其余检测器件对空气呼吸器进行性能检测；检测数据接收模块304，用于接收检测数据；检测数据判断模块305，用于将检测数据与预置的性能标准进行比对，生成性能合格结果或性能不合格结果；检测报表生成模块306，用于综合性能合格结果或性能不合格结果生成检测报表。
39.通过上述模块的相互配合，完成对空气呼吸器检测设备的控制，对空气呼吸器进行检测。
40.具体的，当人员希望对空气呼吸器的高压泄露值进行测试时，接通空气呼吸器检测设备电源并为设备接通高压气源，在上位机3上输入配置信息，配置信息具体为在上位机3上设置测试项目为“高压泄露测试”，此时调整高压气源至200bar以上，持续2s，低压传感器、中压传感器及高压传感器将对空气呼吸器各处压力值进行检测，将检测结果传输至上位机3进行判断；若2s后各传感器检测到的压力值减少小于等于0.5%，则说明空气呼吸器高压泄露性能指标合格，生成高压泄露测试合格结果。
41.具体的，当人员希望对空气呼吸器在人员佩戴进行呼吸时的呼吸阻力进行检测，同样的，接通空气呼吸器检测设备电源并为设备接通高压气源，人员在上位机3上输入配置信息，“呼吸阻力测试”的配置信息具体为在上位机3上设置测试项目为“呼吸阻力测试”，再设定呼吸阻力频次及每次呼吸容量，例如选择40*2.5l/min，即每分钟呼吸40次，每次呼吸容量为2.5l；在上位机3上完成配置后，上位机3生成对应的测试信号，将测试信号传输至电控组件15，电控组件15将控制伺服电机14工作，伺服电机14通过设置的机械结构带动人工肺13进行收缩，人工肺13收缩的频次与每次收缩的收缩量与用户设定一致，模拟人体呼吸过程；在人工肺13工作的同时，空气呼吸器面罩内的压力值与高压气源通过减压阀后的中
压值会发生变化，通过低压传感器及中压传感器对面罩内的实时压力值进行检测，通过中压传感器对经过减压阀后的气体压力值进行检测，将实时检测结果通过电控组件15发送至上位机3，上位机3在接收到实时数据后绘制呼吸曲线，记录在检测过程中的动态面罩压力范围及中压压力值范围，与预置的性能标准进行比对；若动态面罩压力范围在1mbar-9mbar之间且中压压力值在4.5mbar-8.5mbar之间，则说明空气呼吸器呼吸阻力性能合格，生成呼吸阻力测试合格结果。
42.上述高压泄露值测试及呼吸阻力测试是为说明本技术的技术方案的示例性举例，本技术还可以对空气呼吸器进行的测试包括但不限于：进气阀与呼气阀开启压力检测、面罩泄露检测、面罩静态压力检测、压力表准确度检测、报警哨启鸣压力检测及安全阀开启力检测等等，用户在使用本技术提供的一种空气呼吸器检测设备对空气呼吸器进行测试时，可以根据实际需求自定义的在上位机3上选择需要的测试项目；在完成用户选取的各项性能测试后，上位机3根据检测结果与预置的性能指标得出各项性能测试的测试合格结果或测试不合格结果，生成检测报表，在打印设备4上进行打印。在本技术一实施例中，打印设备4还将打印测试不合格结果对应测试项目的不合格标签，用户可以将不合格标签张贴至未通过检测的空气呼吸器上，以对通过检测的空气呼吸器与未通过检测的空气呼吸器进行区分，进一步避免未通过检测的空气呼吸器被用户使用的情况。
43.本技术实施例一种空气呼吸器检测设备的实施原理为：用户通过上位机3输入配置信息，选择要测试的项目，上位机3会根据配置信息生成测试信号，将测试信号发送至电控组件15，电控组件15控制伺服电机14启动人工肺13，在经过预设时间后完成对空气呼吸器的性能检测；在测试过程中，各传感器采集数据，将数据传输至电控组件15，再通过电控组件15传输至上位机3以向用户进行展示，在上位机3内还将根据预置的性能标准对采集到的数据进行测评，得出测试合格结果或测试不合格结果；在完成各项测试后，上位机3根据测试结果生成检测报表；本技术提供的一种空气呼吸器检测设备完成了空气呼吸器的自动化检测，减少了用户的不必要操作，对于用户使用友好，且集成度高，设备体积小巧，便于用户进行便携化的空气呼吸器的性能检测。
44.以上所述者，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段，说明书和实施例仅被视为示例性的。