Методы

Для измерения просачивания как контрольный газ использовали СО2, а измерения проводили на респираторе, одетом на манекен в испытательной камере.  Для подачи в респиратор “очищенного” воздуха использовали атмосферный воздух, так как содержание СО2 в нём было пренебрежимо мало. Для имитации носки использовалась дыхательная машина, но выдыхаемый ей воздух собирался в отдельную ёмкость. Для количественной оценки просачивания под маску респиратора использовали  измерение концентрации контрольного газа в выдыхаемом воздухе (Фиг. 1).

            При проведении измерений респиратор устанавливался на голову манекена в большой испытательной камере. Для обнаружения зазоров использовалась дыхательная машина и СО2. Выдыхаемый воздух собирался в отдельную ёмкость, и там измерялась концентрация СО2.  Эту концентрацию сравнивали с концентрацией в камере. Камера размером 137*76*180 см была сделана из фанеры и из прозрачного пластика Lexan. Для герметизации фанеры использовали краску. Манекен установили в камеру, и одели на него респиратор. “Рот” манекена присоединили к дыхательной машине (Krug Life Sciences, Houston, Tex, США), которая находилась снаружи камеры, с помощью гибкого вентиляционного шланга 3.8 (A-M Systems Spiral Tubing, Carlsborg, Wash, США). Два обратных клапана направляли воздух из респиратора в дыхательную машину, а из машины – в отдельный контейнер. Клапаны сняли с военного противогаза М17.

            Контейнер для выдыхаемого воздуха сделали из нескольких пластиковых бутылок 2л, загерметизированных чёрной изолентой. (Мы) не проверяли, может ли контрольный газ просачиваться через стенки контейнера, но из-за маленького интервала между вдохами, использованного пластика и объёма контейнера вероятность значительной ошибки была невелика.

Как контрольный газ использовали СО2. Его концентрация в испытательной камере была 6-7% (подавали из баллона), С помощью масс-спектрометра (Model 1100, Perkin-Elmer, St. Louis, MO) концентрация непрерывно измерялась. Так как углекислый газ в испытательной камере непрерывно замещался выдыхаемым воздухом, поступавшим из респиратора, то для сохранения концентрации в камеру непрерывно подавали газ из баллона. Концентрация СО2 в выдыхаемом воздухе, собиравшемся в специальном контейнере, сначала была пренебрежимо малой, а затем она возрастала - по мере вытеснения находившегося там воздуха. В этой смеси непрерывно с частотой 50 Гц измерялась концентрация СО2 с помощью масс-спектрометра и “запрашивающей” системы. Когда концентрация СО2 устанавливалась, то эту величину использовали, считая её равной концентрации во вдыхаемом воздухе. Единственным местом, в которое мог двигаться СО2, был этот контейнер.

Проверялись респираторы: Racal AirMate 3 (Racal, Frederick, Md, США) – респиратор с ППВ и неплотно прилегающей лицевой частью, Breathe Easy (3M, St. Paul, Миннесота, США) – респиратор с ППВ и плотно прилегающей лицевой частью, Butyl Head Cover с Cape, #522-02-23 (3M) респиратор с ППВ и неплотно прилегающей лицевой частью - капюшоном, Centurion MAX (Martindale Protection; Thetford, Норфолк, Англия) – многоцелевой респиратор с ППВ и неплотно прилегающей лицевой частью и “передником” (scarfs), SE 400 (SEA, Meadowlands, Пенсильвания, США)  респиратор с ППВ, отслеживающий дыхание, и FRM 40 (3M) фильтрующий респиратор. Для измерения расхода воздуха, подаваемого вентилятором, и расхода воздуха у дыхательной машины, использовали трубку Пито MedGraphics (St. Paul, Миннесота, США) #5038773. Трубку аккуратно откалибровали, чтобы при одинаковых расходах получить одинаковые показания. К отверстиям для входа воздуха у Racal, Centurion и SEA прикрепили расходомеры. У 2 респираторов 3М расходомеры присоединили к шлангам, соединяющим лицевую часть с вентилятором. Шланг у фильтрующего респиратора присоединили к фильтру.

Вентиляторы респиратора работали при полностью заряженных аккумуляторах, и каждый замер продолжался около 2 мин. К входным отверстиям вентиляторов присоединили шланги так, что они могли всасывать воздух снаружи камеры, где он не был загрязнён СО2. Концы этих шлангов находились на расстоянии около 1 м над камерой, а избыток СО2 мог выходить снизу камеры. Так как СО2 тяжелее воздуха, это предотвращало загрязнение воздуха, подаваемого в СИЗОД.

            Дыхательную машину отрегулировали на расход воздуха 112 л/мин, объём вдоха 2.4 л/мин и пиковый расход 317 л/мин. Характер дыхания был синусоидальный. Этот режим использовался и в этом, и в ранее проводившемся исследовании, чтобы получить просачивание под маску – если есть зазоры. Минутный расход у дыхательной машины был примерно такой же, как и у вентилятора СИЗОД, но пиковый расход значительно превышал подачу под маску.

            Для сбора информации использовали аналого-цифровой преобразователь (National  Instruments, Austin, Tex, США), присоединённый к разъёму USB персонального компьютера. Для записи расходов и концентраций, вычисления разности расходов и выдыхаемого объёма использовалась программа, написанная в LabView 7 (National Instruments, Austin, Техас, США).

 

Объём вдыхаемого СО2 – это объём просочившегося (может быть, вдыхаемого?) воздуха, (умноженный на) концентрацию CO2 в камере для улавливания выдыхаемого воздуха, а это равняется объёму выдыхаемого воздуха, умноженному на концентрацию СО2 в выдыхаемом воздухе. Таким образом, объём просочившегося воздуха можно было узнать по объёму выдыхаемого воздуха, и по отношению концентраций СО2 в выдыхаемом воздухе и в камере.

Предыдущая Вперед





Полезная информация: