一种呼吸器检测仪及其检测方法

摘要

本发明公开了一种呼吸器检测仪，包括：待测呼吸器气瓶；高压传感器，其一端与所述待测呼吸器气瓶连接，另一端与信号接收端连接；第一截止阀，其一端与所述待测呼吸器气瓶连接；待测呼吸器减压阀，其与所述第一截止阀连接；中压传感器，其一端与所述待测呼吸器减压阀连接，另一端与所述信号接收端连接；第二截止阀，其与所述待测呼吸器减压阀连接；待测呼吸器调节器，其与所述第二截止阀连接；人工肺，其与所述待测呼吸器调节器连接；低压传感器，其一端与所述人工肺连接，另一端与所述信号接收端连接。本发明还提供一种呼吸器检测仪的检测方法，能够一次性性测出整机气密性、呼吸器减压阀的出口压力、呼吸调节器的呼吸阻力及流量检测。

权利要求

1.一种呼吸器检测仪的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：连接待检测部件，开启气瓶截止阀和第一截止阀，关闭第二截止阀，通过传感器检测待测呼吸器减压阀处的压力pv；

当0.54≤pv≤0.64时，待测呼吸器减压阀的状态安全；

当pv＜0.54或者pv＞0.64时，调节待测呼吸器减压阀的螺母，使得0.54≤pv≤0.64；

步骤2：继续保持气瓶截止阀和第一截止阀开启，打开第二截止阀，通过传感器检测待测呼吸器减压阀处的压力，呼吸阻力、吸气阻力以及待测呼吸器调节器的出口流量，确定待测呼吸器调节器的安全系数：其中，ξ为待测呼吸器调节器的安全系数，ψ为校正系数，p1为呼气阻力，p2为吸气阻力，pv为待测呼吸器减压阀处的压力，Q为待测呼吸器调节器的出口流量；

当ξ≤0.85时，待测呼吸器调节器的状态安全；

当ξ＞0.85时，待测呼吸器调节器的状态不安全；

其中，所述呼吸器检测仪包括：

待测呼吸器气瓶；以及

高压传感器，其一端与所述待测呼吸器气瓶连接，另一端与信号接收端连接；

第一截止阀，其一端与所述待测呼吸器气瓶连接；

待测呼吸器减压阀，其与所述第一截止阀连接；

中压传感器，其一端与所述待测呼吸器减压阀连接，另一端与所述信号接收端连接；

其中，所述高压传感器与所述第一截止阀、待测呼吸器减压阀和中压传感器并联；

第二截止阀，其与所述待测呼吸器减压阀连接；

待测呼吸器调节器，其与所述第二截止阀连接；

人工肺，其与所述待测呼吸器调节器连接；

低压传感器，其一端与所述人工肺连接，另一端与所述信号接收端连接；

其中，所述中压传感器与所述第二截止阀、待测呼吸器调节器、人工肺和低压传感器并联；

气瓶截止阀，其设置在所述待测呼吸器气瓶的出口处。

2.如权利要求1所述的呼吸器检测仪的检测方法，其特征在于，还包括：关闭第一截止阀和第二截止阀，通过传感器检测待测呼吸器气瓶的压力，当气瓶压力小于18MPa时，向待测呼吸器气瓶内充气，使得气瓶压力大于等于18MPa。

3.如权利要求2所述的呼吸器检测仪的检测方法，其特征在于，在检测前，对整机气密性进行检测，当管路内的压降小于等于2MPa/min时，整机气密性良好。

4.如权利要求3所述的呼吸器检测仪的检测方法，其特征在于，当待测呼吸器减压阀失效时，开始安全阀，且所述安全阀的开启压力为1～1.3MPa。

说明书

一种呼吸器检测仪及其检测方法

技术领域

[0001] 本发明涉及呼吸器检测技术领域，更具体的是，本发明涉及一种呼吸器检测仪及其检测方法。

背景技术

[0002] 开放式空气潜水装具，它主要用于潜水和救生时使用。呼吸器要求在检测方面有出厂检验、巡检、使用前检查这三方面的要求。实际上，由于条件所限普遍缺乏这种检测设备，而呼吸器不经检测，若一旦技术参数发生改变达不到要求，有可能使潜水和逃生效果大大减小，甚至会危害使用者的生命。

[0003] 呼吸器在出厂前有综合检测台对各项技术指标进行检测，这种检测台存在体积大、重量大、移动不便、现在使用的调试台是纯机械式结构，采用的是机械式压力表和浮子流量计检测压力和流量，这种压力表及流量计由于结构所限，会增加整个调试台的体积和重量。在维护报检时，一个部件在测试压力和流量时要经过多次连接和装拆，操作繁琐，需要专业人员培训后才能使用，而且频繁的装拆会影响部件的状态。用户在使用前检查时没有专用设备，需要分别用高、中、低压检测表分别检测气瓶组、减压阀、呼吸调节器压力，需要凭个人感觉感受呼吸器呼吸是否平稳、流畅、供气正常。还要用肥皂水涂抹各接头处，检查各连接处是否漏气，方法比较落后，误差较大。

发明内容

[0004] 本发明的一个目的是设计开发了一种呼吸器检测仪，将呼吸器拆为气瓶组件、减压阀、呼吸调节器三大部分，并与检测仪相连接，可以一次性测出整机气密性、呼吸器减压阀的出口压力、呼吸调节器的呼吸阻力及流量检测，操作方便。

[0005] 本发明的另一个目的是设计开发了一种呼吸器检测仪的检测方法，能够一次性性测出整机气密性、呼吸器减压阀的出口压力、呼吸调节器的呼吸阻力及流量检测，并确定呼吸器减压阀和呼吸调节器的安全性。

[0006] 本发明提供的技术方案为：

[0007] 一种呼吸器检测仪，包括：

[0008] 待测呼吸器气瓶；以及

[0009] 高压传感器，其一端与所述待测呼吸器气瓶连接，另一端与信号接收端连接；

[0010] 第一截止阀，其一端与所述待测呼吸器气瓶连接；

[0011] 待测呼吸器减压阀，其与所述第一截止阀连接；

[0012] 中压传感器，其一端与所述待测呼吸器减压阀连接，另一端与所述信号接收端连接；

[0013] 其中，所述高压传感器与所述第一截止阀、待测呼吸器减压阀和中压传感器并联；

[0014] 第二截止阀，其与所述待测呼吸器减压阀连接；

[0015] 待测呼吸器调节器，其与所述第二截止阀连接；

[0016] 人工肺，其与所述待测呼吸器调节器连接；

[0017] 低压传感器，其一端与所述人工肺连接，另一端与所述信号接收端连接；

[0018] 其中，所述中压传感器与所述第二截止阀、待测呼吸器调节器、人工肺和低压传感器并联。

[0019] 优选的是，还包括：

[0020] 三通阀，其包括入口端、第一出口端、第二出口端和第三出口端；

[0021] 其中，所述三通阀的入口端与所述待测呼吸器减压阀连接，第一出口端与所述中压传感器连接，第二出口端与所述第二截止阀连接；

[0022] 安全阀，其与所述三通阀的第三出口端连接。

[0023] 优选的是，还包括：

[0024] 质量传感器，其一端与所述待测呼吸器调节器连接，另一端与所述信号接收端连接，

[0025] 其中，所述质量传感器与所述人工肺和低压传感器并联；

[0026] 气瓶截止阀，其设置在所述待测呼吸器气瓶的出口处。

[0027] 优选的是，还包括：

[0028] 电磁阀，其设置在所述待测呼吸器气瓶与高压传感器和第一截止阀的连接处；

[0029] 电磁换向阀，其设置在所述待测呼吸器调节器与所述人工肺和质量传感器的连接处。

[0030] 优选的是，所述信号接收端包括：

[0031] 信号转换模块，其与所述高压传感器、中压传感器、低压传感器和质量传感器连接，用于接收转换所述高压传感器、中压传感器、低压传感器和质量传感器的检测数据；

[0032] 计算机，其与所述信号转换模块连接。

[0033] 优选的是，所述人工肺包括：

[0034] 伺服电机；以及

[0035] 曲柄连接机构，其一端与所述伺服电机的输出端偏心连接，另一端套设在连接杆上，且能够沿所述连接杆轴向运动；

[0036] 连接座，其与所述连接杆固定连接；

[0037] 活塞，其一端与所述连接座固定连接，

[0038] 缸筒，所述活塞另一端设置在所述缸筒内，且能够沿所述缸筒轴向运动。

[0039] 一种呼吸器检测仪的检测方法，包括如下步骤：

[0040] 步骤1：连接待检测部件，开启气瓶截止阀和第一截止阀，关闭第二截止阀，通过传感器检测待测呼吸器减压阀处的压力pv；

[0041] 当0.54≤pv≤0.64时，待测呼吸器减压阀的状态安全；

[0042] 当pv＜0.54或者pv＞0.64时，调节待测呼吸器减压阀的螺母，使得[0043] 0.54≤pv≤0.64；

[0044] 步骤2：继续保持气瓶截止阀和第一截止阀开启，打开第二截止阀，通过传感器检测待测呼吸器减压阀处的压力，呼吸阻力、吸气阻力以及待测呼吸器调节器的出口流量，确定待测呼吸器调节器的安全系数：

[0045]

[0046] 其中，ξ为待测呼吸器调节器的安全系数，ψ为校正系数，p1为呼气阻力，p2为吸气阻力，pv为待测呼吸器减压阀处的压力，Q为待测呼吸器调节器的出口流量；

[0047] 当ξ≤0.85时，待测呼吸器调节器的状态安全；

[0048] 当ξ＞0.85时，待测呼吸器调节器的状态不安全。

[0049] 优选的是，还包括：

[0050] 关闭第一截止阀和第二截止阀，通过传感器检测待测呼吸器气瓶的压力，当气瓶压力小于18MPa时，向待测呼吸器气瓶内充气，使得气瓶压力大于等于18MPa。

[0051] 优选的是，在检测前，对整机气密性进行检测，当管路内的压降小于等于2MPa/min时，整机气密性良好。

[0052] 优选的是，当待测呼吸器减压阀失效时，开始安全阀，且所述安全阀的开启压力为1～1.3MPa。

[0053] 本发明所述的有益效果：

[0054] (1)本发明开发了一种呼吸器检测仪，将呼吸器拆为气瓶组件、减压阀、呼吸调节器三大部分，并与检测仪相连接，可以一次性测出整机气密性、呼吸器减压阀的出口压力、呼吸调节器的呼吸阻力及流量检测，操作方便。

[0055] (2)设计了变工况人工肺结构，选用了伺服电机并带有可调曲柄驱动机构进行驱动，有效解决了连杆摆动问题，通过数据模块发出模拟信号电压来控制电机转速，有效解决了连杆摆动问题，并易于实现肺活量的定额调节，以此实现人工肺工况转换。

[0056] (3)设计了专用操作软件对呼吸器进行检测，并对检测数据进行记录和分析，形成检测报告，并打印出来，软件具备界面直观，操作简单，降低了操作者的工作量。

[0057] (4)本发明设计开发了一种呼吸器检测仪的检测方法，能够一次性性测出整机气密性、呼吸器减压阀的出口压力、呼吸调节器的呼吸阻力及流量检测，并确定呼吸器减压阀和呼吸调节器的安全性。

附图说明

[0058] 图1为本发明所述呼吸器检测仪的示意图。

[0059] 图2为本发明所述人工肺的结构示意图。

[0060] 图3为本发明所述呼吸器检测仪的连接示意图。

具体实施方式

[0061] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

[0062] 本发明提供一种呼吸器检测仪，由检测装置、电脑、检测软件、数据连接带等构成。检测装置主要包括检测仪箱体、信号转换模块，高、中、低压传感器、手动截止阀、质量传感器、安全阀、人工肺、电机和控制模块等组成，电脑与信号转换模块通过数据连接带连接，通过检测软件在电脑上对检测数据进行实时检测，

[0063] 按照救生呼吸器的工作原理，将呼吸器的各被测部件串联在模拟使用系统中进行在线检测，在各个节点上设置传感器、电控部件等，通过计算机程序控制进行检测操作和数据管理。

[0064] 具体连接方式如图1所示，其包括待测呼吸器气瓶；以及高压传感器，其一端与待测呼吸器气瓶连接，另一端与信号接收端连接；第一截止阀，其一端与待测呼吸器气瓶连接；待测呼吸器减压阀，其与第一截止阀连接；中压传感器，其一端与待测呼吸器减压阀连接，另一端与信号接收端连接；高压传感器与所述第一截止阀、待测呼吸器减压阀和中压传感器并联；第二截止阀，其与待测呼吸器减压阀连接；待测呼吸器调节器，其与第二截止阀连接；人工肺，其与待测呼吸器调节器连接；低压传感器，其一端与人工肺连接，另一端与信号接收端连接；中压传感器与所述第二截止阀、待测呼吸器调节器、人工肺和低压传感器并联。

[0065] 三通阀，其包括入口端、第一出口端、第二出口端和第三出口端；其中，三通阀的入口端与所述待测呼吸器减压阀连接，第一出口端与所述中压传感器连接，第二出口端与所述第二截止阀连接。第三出口端连接有安全阀，当呼吸器减压阀失效时，可以通过安全阀进行泄压操作。在待测呼吸器气瓶与高压传感器和第一截止阀的连接处设置有电磁阀，用于检测完成后泄出管路内气体，便于各个部件的卸下。在待测呼吸器调节器与所述人工肺和质量传感器的连接处设置有电磁换向阀，便于人工肺和质量传感器之间的管路切换。

[0066] 质量传感器，其一端与所述待测呼吸器调节器连接，另一端与所述信号接收端连接，所述质量传感器与所述人工肺和低压传感器并联；气瓶截止阀，其设置在所述待测呼吸器气瓶的出口处。

[0067] 信号接收端包括：信号转换模块，其与所述高压传感器、中压传感器、低压传感器和质量传感器连接，用于接收转换所述高压传感器、中压传感器、低压传感器和质量传感器的检测数据；计算机，其与所述信号转换模块连接。

[0068] 如图2所示，人工肺包括：伺服电机100；以及曲柄连接机构110，其一端与所述伺服电机的输出端偏心连接，另一端套设在连接杆120上，且能够沿所述连接杆120轴向运动；连接座130，其与所述连接杆120固定连接；活塞140，其一端与所述连接座130固定连接，缸筒150，所述活塞140另一端设置在所述缸筒150内，且能够沿所述缸筒150轴向运动。根据使用耐久性要求，确定使用电机驱动金属缸筒-活塞的人工肺结构，按照30L/min和15次/分的工作定额，确定了每个工作行程2L的工作容积，结合空间布置的要求，选用典型的180cm直径的缸筒-活塞结构，便于调整活塞行程，增加了可调曲柄驱动机构，用伺服电机带动活塞伸缩，有效解决了连杆摆动问题，通过数据模块发出模拟信号电压来控制电机转速，实现肺活量的定额调节。

[0069] 检测装置分别与气瓶组、减压阀、呼吸调节器相连，构成一套整机，即可进行整机的检测，又可对部件进行检测。气瓶截止阀打开后，高压气从气瓶中喷出，因为第一截止阀还处于关闭状态，所以高压气进入高压传感器，高压传感器感应气压，检测出高压值；打开第一截止阀后，高压气进入减压阀内，进行减压，此时第二截止阀还处于关闭状态，气体进入中压传感器，中压传感器检测出中压值，在正常状态下，安全阀始终处于闭合状态，如果减压阀失效，压力过高就会使安全阀打开泄压，保证检测系统安全；装上呼吸调节器，此时打开第二截止阀，通过旋动减压阀上的螺母控制呼吸调节器的输入压力，开启人工肺驱动呼吸调节器，可以通过低压传感器检测到呼吸阻力，控制电磁换向阀，气体进入质量传感器，得到流量值。

[0070] 检测仪分为高压系统、中压系统、低压系统，高压系统测试气瓶组件的参数，中压系统测试减压阀的参数，低压系统测试呼吸调节器的参数。

[0071] 高压系统的交叉处连接了高压传感器以及常闭式电磁阀，高压传感器用于测试气瓶组件的压力，电磁阀用于完成检测以后排去管路的压力，以便取下各部件。

[0072] 中压系统的交叉处连接了中压传感器以及安全阀，中压传感器用于检测减压阀的压力，安全阀是为了防止减压阀失效时保护整个管路。

[0073] 低压系统处用电磁换向阀做管路的切换，在人工肺管路上，低压传感器用于测试呼吸调节器的呼吸阻力，在流量计管路中，流量计用于测试呼吸调节器的出口流量。

[0074] 根据呼吸器使用验收规范要求，检测仪应对气瓶压力、减压阀压力、呼吸调节器呼吸阻力、呼吸调节器开启压力、呼吸调节器流量、整机气密性进行检测，其参数如下：

[0075] ①气瓶压力≥18MPa；

[0076] ②减压阀压力在0.54～0.64MPa之间；

[0077] ③呼吸调节器呼吸阻力≤490Pa；

[0078] ④呼吸调节器出口流量≥120L/min；

[0079] ⑤整机气密性检测时高压管路压降不超过2MPa。

[0080] 检测仪箱体用于安装检测仪主要零部件，箱体由45钢制成，外表面喷塑，造型美观，两侧安装有提手，质量轻，方便移动。

[0081] 信号转换模块接受各个传感器传递来的数据，并将数据转换后发送到电脑进行处理。

[0082] 根据传感器的选用规范，传感器检测范围的70％和正常检测数据的最大值相近。根据传感器型号，最终选择了量程为0～30MPa，0～1MPa，0～1000Pa的传感器。

[0083] 在减压阀失效时进行泄压，保护部件和管路，选择安全阀开启压力1～1.3MPa。

[0084] 对出口流量，根据检测，最大时一般为150L/min，根据以上传感器的选型方式，应选择0～200L/min的流量传感器。

[0085] 在电磁换向阀的选用上，因为要检测呼吸调节器的呼吸阻力以及出口流量，根据实际试验和经验数据，为了不对呼吸阻力及出口流量产生影响，选用了大通径DN20的电磁换向阀；因为高压管路的最高压力为20MPa，为安全起见，选用了30MPa下都可以关闭的电磁阀。

[0086] 在气密性参数的确定上，因为空气呼吸器的结构类似，所以参照了空气呼吸器的气密性检测标准，经试验测定，确定在检测状态下，高压管路在60秒时间内压力下降不超过2兆帕视为合格。

[0087] 本发明按照救生呼吸器的工作原理，将呼吸器的各被测部件串联在模拟使用系统中进行在线检测，在各个节点上设置传感器、电控部件等，通过计算机程序控制进行检测操作和数据管理。通过计算机控制呼吸机，用压力传感器、流量传感器，能够检测呼吸器的整机气密性、减压阀的出口压力及呼吸调节器的开闭、呼吸阻力、出口流量，并通过专用软件对检测数据进行记录和分析，具有操作简单、布局紧凑、体积小巧、具备较高的强度和较轻的重量，可随作战车辆运输，存放方便等优点，解决了出厂检测设备笨重、复杂，用户无设备可检的问题。

[0088] 本发明还提供一种呼吸器检测仪的测试方法，包括如下步骤：

[0089] 步骤1：将救生呼吸器拆为气瓶组件、减压阀、呼吸调节器三大部分，将气瓶截止阀与高压调试管(外缠弹簧的细管)连接；减压阀进口端安装在检测仪面板上，减压阀出口与低压导气管(胶管，两面都是球型接头)相连接；呼吸调节器接口与呼吸调节器相连，咬嘴口通过波纹管与检测仪上的呼吸管路接口连接，原理如图3所示。

[0090] 步骤2：接通电源，将USB连接线插入电脑(此时电机通电有电流声音，为正常现象)，在电脑上打开救生呼吸器检测系统。

[0091] 步骤3：进行整机气密性检测，电脑自动控制电磁换向阀让呼吸调节器与人工肺相通，人工肺启动，呼吸器开始工作，达到设定的时间后，电脑控制人工肺关闭，此时必须在5S内关闭气瓶截止阀，软件开始检测整机气密性，若保压计时60S后，高压管路压降(即初始压力减去终止压力)不超过2MPa，则整机气密性合格。

[0092] 步骤4：开启气瓶截止阀和第一截止阀，关闭第二截止阀，通过传感器检测待测呼吸器减压阀处的压力pv；

[0093] 当0.54≤pv≤0.64时，待测呼吸器减压阀的状态安全；

[0094] 当pv＜0.54或者pv＞0.64时，调节待测呼吸器减压阀的螺母，使得[0095] 0.54≤pv≤0.64；

[0096] 步骤5：继续保持气瓶截止阀和第一截止阀开启，打开第二截止阀，通过传感器检测待测呼吸器减压阀处的压力，呼吸阻力、吸气阻力以及待测呼吸器调节器的出口流量，确定待测呼吸器调节器的安全系数：

[0097]

[0098] 其中，ξ为待测呼吸器调节器的安全系数，ψ为校正系数，p1为呼气阻力，p2为吸气阻力，pv为待测呼吸器减压阀处的压力，Q为待测呼吸器调节器的出口流量；

[0099] 当ξ≤0.85时，待测呼吸器调节器的状态安全；

[0100] 当ξ＞0.85时，待测呼吸器调节器的状态不安全。

[0101] 步骤6：关闭气瓶截止阀，控制电磁阀泄压，由于电磁阀泄压时有放气响声特别大，所以在电磁阀处添加了消音器，有效降低了放气的声音。

[0102] 本发明设计开发了一种呼吸器检测仪的检测方法，能够一次性性测出整机气密性、呼吸器减压阀的出口压力、呼吸调节器的呼吸阻力及流量检测，并确定呼吸器减压阀和呼吸调节器的安全性。

[0103] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。