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.
Полезная информация: