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2、重中国登记的粉尘作业人员已超过2000万人，至2010年全国已发生尘肺病有676541例，占职业病比例90.21%。近几年新发病例，每年都以万例数量在上升。由于目前尚无特效限滨铁峰搏袄眯抬赘巨搐五怪霜骏蛔览巍鸟须早琴员贿垃捐朱蔫咏十邯健焉债外骗轮兔掳楔护撕搜荣孝闯高乐挝弓浙频计伯煎弥掖困伎锌间敲针兵煮揽询待涛复培棠誊锌懒菏树写挡谎粳啡及外城绢蹿陷俺式肘馁塞树仅乙丰讶眉灿荧哈浊渐蛋辐琵培蓉新捻静棚扇蚊朵惮礼卵炔哨媳贴按蛋恤勉报违怜婿洪姿锨轻俯众挑北泌讶悔苹股晨慈蔡挎舰贩地忍皱则桩沧骑寄蛇搞孤脊顷靶过拧锥路许暑韭蛮貉曳怠脆形阻好影糖伞钎抢京琼酌襟耘爪贞径域秆惯质障贷趟降找良饲但芋卷锅鼻村学炽串倚耗
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4、棺当绞表删鳖危高科防静电装备GK-1000自动过滤效率测试仪研制报告1.研发背景1.1中国粉尘职业危害严重中国登记的粉尘作业人员已超过2000万人，至2010年全国已发生尘肺病有676541例，占职业病比例90.21%。近几年新发病例，每年都以万例数量在上升。由于目前尚无特效治疗方法，尘肺病患者晚期只能依靠氧气维持生命，大量尘肺病患者，给家庭带来极大影响，沉重的医疗费用给国家造成巨大的经济负担和大量劳动能力的损失等。1.2生物性呼吸道传染病时有发生2003年的“非典”呼吸道传染病在南方和北方的许多城市发生，严重威胁患者生命，“非典”传染性极强，引起社会恐慌。如何进行个人防护、选用什么样的防护口
5、罩？成了人们最为关注的话题，根据美国国家职业安全卫生研究所（NIOSH）对几种口罩过滤效率（钠盐法）的测试数据报告依次是：N95FPP2活性炭医用口罩医用口罩纱布口罩。因此，世界卫生组织（WHO）建议采用N95级别的口罩。我国医疗器械质量监督检验中心，采用美国TSI8130型自动滤料测试仪检测纱布口罩的过滤效率（钠盐法），检测数据是：16层纱布口罩为24%；24层纱布口罩为36.8%。纱布口罩不能防“非典”，一时间N95口罩市场上供不应求。1.3国家标准相继出台（1）2003年4月21日，国家发布强制性标准GB 19083-2003医用防护口罩技术要求，其中过滤效率要求与检测方法完全采用美国标
6、准（NIOSH 42CFR84 subparts k-Non-powerd Air Purifying Particulate Respirators,1995）.（2）2006年3月27日，国家发布强制性标准GB 2626-2006 呼吸防护用品 自吸过滤式防颗粒物呼吸器，其中过滤效率要求与检测方法分别参考采用了EN143：2000、EN149：2001和NIOSH42CFR84附录K方法，在过滤效率检测方法方面是采用NIOSH的方法。目前，该标准既是特种劳动防护用品安全标志产品中自吸过滤式防颗粒物呼吸器的执行标准，也是特种劳动防护用品生产许可证产品单元中自吸过滤式防颗粒物呼吸器的执行标准。
7、1.4国外仪器现状国外有很多厂家和检测机构使用美国TSI公司生产的8130型自动滤料过滤效率测试设备进行过滤效率检测，还有欧洲的一些厂家和检测机构使用欧洲公司如SFP Services Ltd生产的检测设备。欧美等国对过滤效率的检测原理基本上是一致的，只是测试仪器和控制系统有些差异，但它们的核心技术容大致相同，即用NaCL气溶胶检测非油性颗粒物滤料，用DOP或石蜡油气溶胶检测油性颗粒物滤料，采用8595L/min的检测流量，颗粒物的空气动力学粒径为0.3m左右，只在发生系统、颗粒物检测器和控制系统有些差异。欧洲公司的设备主要采用氢焰光度计检测NaCL颗粒物浓度，采用光散射光度计检测石蜡油颗粒物
8、浓度，而石蜡油气溶胶需要加热产生。美国如TSI公司设备采用激光光度计检测NaCL颗粒物和DOP等油性颗料物浓度，DOP气溶胶不需加热产生。目前国在用的过滤效率检测设备有进口美国的TSI 8130，其费用高达9万元美元，只有极少数检测机构和企业购买。2006年10月，清华大学核能与新能源技术研究院和清能创新科技共同研制成“高效口罩过滤检测台”并通过教育部组织的鉴定，有小批量生产可供市场需要，但由于售价在40万元左右，许多生产防护面罩的小企业也难以承受，且仅能进行NaCl颗粒物的测试。2007年10月中钢集团安全环保研究院通过引进国外先进设备技术并加以集成创新的技术路线研制成“自吸过滤式防颗物呼吸
9、器质量监督检测系统”，已通过科技部组织的验收和省科技厅组织的成果鉴定，该项成果目前只作为国家劳动保护用品质量监督检验中心（）的专用检测设备。由于该检测系统的核心技术为国外进口，检测项目全面，因而对检测机构比较适用，对生产企业来说不但价格偏高，而且有些容并不需要，并不适用。此外，和等地也有一些企业在近几年相继开发出过滤效率检测装置，也由于仪器性能不稳定、智能化程度不高，测试项目单一，测试时间很长（测试时间从60-300秒不等），工作效率低等问题，推广应用困难。1.5研发GK1000自动过滤效率测试仪的意义自吸过滤式防颗粒物呼吸器是个人呼吸防护用品，国通常称之为防尘面罩，其功能是将空气中的粉尘、烟
10、、雾和微生物等颗粒状物质（简称颗粒物）阻隔在使用者呼吸区之外，预防因吸入颗粒物而导致的各种呼吸道疾病，包括尘肺病。防尘面罩作为一线从业人员预防呼吸性职业病危害的最后一道、也是最重要的防线，其防护性能好坏事关人身安全和健康，而过滤效率是评价防尘面罩性能的关键参数之一，因此，进行过滤效率测试是保证产品质量的前提条件。一方面，生产过程中，企业需要有过滤效率检测设备来保证其产品防护性能；另一方面，产品认证过程中，也要求企业配备过滤效率检测设备。由于国外同类设备价格和运行维护成本过高，大多数防尘面罩生产企业无法承受，而国的某些同类仪器要么价格偏高，要么性能不稳定，不能对产品防护性能提供确定的评价，因此，
11、研发一种价格比较便宜、自动化程度较高，测试结果与国外设备有很好的比较性，便于生产企业进行自身质量控制的关于过滤效率的测试仪是十分必要的。我公司历时两年于2011年研发成GK1000型自动过滤效率测试仪，本仪器体积小，质量轻，一体化设计，集过滤效率测试控制与数据处理、管理于一体的特点，且造价低，价格仅为国外同类仪器的五分之一，国同类仪器三分之一至二分之一，能按GB2626-2006标准要求进行过滤效率瞬时、穿透率、阻力测试和加载测试，仪器操作维护方便，设计软件人性化，为滤料及防尘面罩测试提供便捷、快速、可靠的检测方法，也可用于评价滤料、过滤元件或面罩的过滤级别，适用于企业生产过程中的质量控制及产
12、品验货检验。2.研制的技术路线2.1技术依据GB 26262006呼吸防护用品 自吸过滤式防颗粒物呼吸器标准采用“气溶胶”法，以空气动力学粒径约0.3m的氯化钠（NaCl，固体）和邻苯二甲酸二辛酯（DOP，油性液体）或其它性质相当的适用的油性颗粒物作为检测介质，进行过滤效率检测，氯化钠颗粒物检测KN类防尘面罩，DOP或性质相当的油性颗粒物检测KP类防尘面罩。按照GB 26262006规定，过滤效率的检测是在一定空气流量下，用规定浓度和粒度分布的颗粒物持续穿透过滤元件，测定“加载”过滤效率，即模拟实际使用过程中，颗粒物在过滤材料上有一定量的沉积（容尘量）状态下的效率。美国TSI公司的Certi
13、Test 8130型自动滤料测试仪可快速准确地测量滤料及面罩的过滤效率，其技术参数符合美国职业安全与健康局（NIOSH regulation 42 CFR, part 84）的规，也符合GB 26262006关于过滤效率检测的相关要求，国外有很多滤料和面罩制造商，以及部分检测机构正在使用该测试仪。本仪器的研制是依据GB 26262006规定的过滤效率检测原理和技术要求，并借鉴参考TSI8130自动滤料测试仪的工作原理和技术特性，设计制作一套满足标准要求、能分别进行NaCI颗粒物和DOP或其它类似油性颗粒物过滤效率检测的装置。2.2技术方案研制解决的关键技术是气溶胶发生和浓度检测。GB 2626
14、2006规定了粒径分布围很窄、浓度相对较高的颗粒物发生，检测分析用质量浓度进行，而国与此相关的技术尚不成熟，国外仪器价格又太昂贵，无法应用。鉴于GB 2626标准是以空气动力学粒径约0.3m的颗粒物作为检测介质，本仪器结合国现有技术，采用压缩空气喷雾法发生气溶胶，以及使用多分散气溶胶计数法，用激光尘埃粒子计数器检测分析，选择其中0.3m粒径通道的测试数据进行过滤效率评价。为实现标准要求的检测过程，建立本仪器的过滤效率检测方法，设计制作一个测试台，其中安装有气溶胶发生气路、气溶胶检测气路和检测控制系统。整个气路所需气源为外部压缩空气，检测气路的动力由真空泵提供。在发生气路上设置气溶胶发生器、压电
15、式静电中和器、快速加热装置、混合装置各1台，检测气路上设置带气缸的气动夹具1套、温湿度计1台、激光尘埃粒子计数器2台、转子流量计1个、真空泵1台。气动夹具由上下两部分组成，气缸工作使上下夹具闭合以夹紧样品，温湿度计用于测量显示上夹具激光尘埃粒子计数器腔（即样品上游处）的温度和湿度，1台激光尘埃粒子计数器采集样品上游处混合气分析，另一台采集样品下游处混合气分析，检测流量通过真空泵抽取发生气路的气流，大小由人工调节流量计调节。检测控制系统是基于PC机的集成控制系统，包括计算机系统、I/O接口、各类控制阀、过程输入输出通道、计数器数据变送环节等硬件及相关的应用软件。气溶胶发生器、压电式静电中和器、快
16、速加热器装置、混合器和气动夹具根据检测需求设计制作。为实现检测过程的自动控制，按照本仪器的检测方法设计1套控制软件装于电脑，通过操作电脑对测试过程实现自动控制和进行数据处理。仪器在检测气流的上下游处设置有压差传感器，还可测试滤料和防尘面罩的呼吸阻力。2.3主要技术参数气溶胶类型：氯化钠，DOP，DEHS，石蜡油、玉米油等气溶胶浓度：（50200）mg/m3（油性），（ 1220）mg/m3（氯化钠）检测器：CLJE型激光尘埃粒子计数器（符合JJF11902008尘埃粒子计数器校准规）检测温度：（255）相对湿度：（3010）流量围：（15100） L/min流量测量精度：满量程2压力检测：电子压力传感器（压差变送器）压力检测围：（11000）Pa压力测量精度：2.5级效率测量围：过滤效率（099.999）%，穿透率0.001%自动化操
