STM32与口罩检测

2万 · 2020-1-21 17:19

现在，大家可能都需要一个口罩。

2万 · 2020-1-21 17:19

2万 · 2020-1-21 17:38

普通人群选择民用口罩时应根据口罩的颗粒物防护性、口罩的安全性和口
罩的呼吸舒适性三大原则来选择[ys}。根据调研，目前针对口罩颗粒物防护性和
安全性的研究己相对完善，并且随着口罩使用的大众化，人们对于口罩的呼吸
舒适性愈来愈重视。呼吸舒适性的研究上主要是对佩戴口罩时所产生的呼吸阻
力的研究，目前我国国家标准上仅指出了静态的呼吸阻力限值，这个限值随着
口罩产业的发展，逐步的降低，未来口罩产业将向着高安全性，高防护性，低
呼吸阻力的方向发展。
基于口罩产业的发展方向，有必要对民用口罩呼吸阻力特性进行研究，建
立快速、综合的评价指标体系，为今后口罩行业的生产提供相关的检测手段。
本课题通过对口罩呼吸阻力静态测试方法、测试系统的研究从而初步建立民用
口罩呼吸阻力动态特性的综合测试方法及评价指标体系。本课题所提出的呼吸
阻力综合测试与评价方法，可以为口罩生产企业生产口罩时作为一种新的检测
手段。

2万 · 2020-1-21 17:39

Reza Mostofi}2o}等人研究了口罩的过滤机理、理论模型以及过滤效率的影响
因素，提出在不同的工作环境下应选择不同的类型的口罩，来降低外届环境的
有毒有害物质对人体的影响。Shu-an Lee}21]等人为确定N9_5口罩和医用口罩对
细菌和病毒等颗粒物的防护效果做了相关实验，得出N9_5过滤式防护口罩的防
护效果无法达到医用口罩对病毒及细菌颗粒物防护的水平。Afireza Mahdavi}22}
等人研究了在恒定流量(85L/min, 170L/min)和循环流量(8_SL/min作为平均
流量)下，粒子的加载时间对N9_5过滤式口罩效率的影响，结果表明，其余条
件相同的情况下，恒定流量下的口罩的过滤效率和循环流量下的口罩过滤效率
起初没有明显的差异，但随着测试时间的加长，两种条件下的过滤效果差异显
著。

2万 · 2020-1-21 17:39

2万 · 2020-1-21 17:40

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2万 · 2020-1-21 17:45

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2万 · 2020-1-21 17:45

我国北京市劳动保护科学研究所依据GB2626-2006标准要求，开发了QZ-II
型气密阻力测试装置如图1.3所示。装置为箱体状，中间为气体质量流量计，用
于显示气体流量的大小，靠近流量计的左侧为调节阀，用于微调气体流量大小。
在箱体的四角处有机械式切换阀，用于切换呼气与吸气两个方向，箱体左上角
有进气口，用于连接压缩泵和真空泵两个供气气源。箱体的右下角为出气口，
用于与头模连接，管道上方有一个细口径的测压口，用于连接倾斜式微压计。

2万 · 2020-1-21 17:46

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2万 · 2020-1-21 17:48

现有口罩特性的测试目前主要集中在颗粒物防护性的评价上，主要使用泄
漏率、过滤效率作为其评价指标。口罩材料的安全性能及口罩的颗粒物防护性
的研究己相对完善，但口罩的呼吸阻力大小直接影响着佩戴者的呼吸感受，呼
吸阻力过大，会引起人身体的不适。
一些用来测量过滤效率的装置，在给出过滤效果的同时也能给出一个能用
来作为呼吸阻力参考的数值。例如GK-1000自动过滤效率测试仪和TSI-8130自
动滤料测试仪所得到的口罩面料主体的透气率或者阻力值可以用于评价滤料过
滤品质因子，在一定程度上能反映口罩呼吸阻力数值。但这些装置只能模拟吸
气过程，且在测试过程中口罩的呼吸阀进行了密封处理，不能反映口罩佩戴时
的实际情况。因此，口罩颗粒物防护性的测试方法中得到的压力降数值，并不
能全面地评价其呼吸阻力特性。

2万 · 2020-1-21 17:48

目前国家标准中呼吸阻力测试方法为:将被测样品佩戴在匹配的试验头模
上，将面罩的佩戴位置及头带的松紧度调节适当，并确保面罩与试验头模的密
合，然后把通气量调节至(8_5士1) L/min，分别测定并记录口罩的呼气阻力和吸
气阻力。该测试方法用倾斜式微压计测量恒流8_SL/min时的呼吸阻力，虽然精
度高，但是为人工读数，存在读数误差。
由北京劳动保护所依据GB 2626-2006的要求研制的QZ-II型气密阻力测试
装置是目前国内使用的最广泛的阻力测试装置。该装置的气体管路需手工切换4
个位置，旋钮较紧，测试过程中从呼气测试切换到吸气测试需转动2个机械阀;
通过调节阀手工调整气体流量;呼吸阻力用倾斜式微压计测量，微压计的玻璃
管易碎且测试时需更换正压负压测试口，工作液体为浓度为9_5%的酒精，易挥
发;原始数据为人为读数，记录麻烦，且存在读数误差。该装置在进行测试时
操作较为不方便，且测试是在一个稳定流量下进行的，无法真实反映人佩戴口
罩时的动态过程。
此外，刘秋新等人对防霆口罩的呼吸阻力采用真人进行测试实验，得到了
呼吸阀可以降低口罩呼气阻力的结论，但该方法先通过测定口罩的初始呼吸阻
力，经过一定的时间间隔后，再测得使用相应时间后的阻力，不能模拟口罩的
真实佩戴过程。

2万 · 2020-1-21 17:48

James Sinkule采用自动呼吸代谢模拟器，完成了CO:浓度与O:浓度与医用
口罩过滤效果及呼吸阻力之间的关系，对口罩动态呼吸阻力的测试方法有着重
要的指导意义，但该方法并未提及民用口罩动态呼吸阻力的测试方法，且未提
出相关评价指标。
由此可见，目前的测试方法和测试装置并没有建立一个综合、动态、安全
且可适用于不同条件下的测试方法和测试装置，不能模拟口罩的实际佩戴情况，
无法全面测试与评价民用口罩的呼吸阻力动态特性。

2万 · 2020-1-21 17:49

现有的国内外标准大多主体在于对过滤效率的测试，关于口罩呼吸阻力的
测试有提及，并给出了呼吸阻力和吸气阻力的限值。
测试标准大多是集中在静态呼气阻力和静态吸气阻力的测定，其中我国标
准和美国NIOSH标准，检测流量均为8_SL/min，而欧洲标准中检测流量为吸气
阻力测试时30L/min, 95L/min，呼气阻力测试时160L/min。国内外标准均是在
稳定的流量下所测得的结果，指标较为单一，不能反映人佩戴口罩时的实际情
况，且无法判断在流量变化时口罩呼吸阻力的动态变化过程。
虽然欧标引入了使用呼吸模拟器测试的动态呼吸阻力，通过设定一定的呼
吸频率和模拟呼吸潮气量，选取峰值阻力作为实测值，但目前按欧标出具的检
测报告也多采用静态呼吸阻力测试方法。

2万 · 2020-1-21 17:50

2万 · 2020-1-21 17:51

人体佩戴口罩的时候的呼吸过程是一个动态的、实时变化的过程，用一个
J恒定的气流量来测试口罩阻力的大小，只能得出口罩在一个恒定流速下的静态
阻力指标。为了更好的评价佩戴口罩呼吸阻力的动态过程，需模拟动态呼吸过
程，实时记录口罩阻力的变化情况。研究表明，人体呼吸过程中的气流量变化
可用正弦气流来表征[[62,63]
针对民用口罩呼吸阻力的动态测试的实现，本课题的测试系统包含两个部
分，包括模拟连续呼吸系统和呼吸阻力采集系统。如图2.1所示，为本课题民用
口罩呼吸阻力动态测试原理框图。

2万 · 2020-1-21 17:51

STM32与口罩检测

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