基于國產(chǎn)呼吸器校驗(yàn)儀校驗(yàn)進(jìn)口正壓氧氣呼吸的可行性研究

王海寬

（國家礦山應(yīng)急救援開灤隊(duì)，河南 唐山 063000）

引言

本文以德國進(jìn)口的PssBG4 型正壓氧氣呼吸器為例進(jìn)行研究探討，目前其配套的為Test-it 6100 型校驗(yàn)儀，每臺(tái)價(jià)格在13 萬元左右，每年校驗(yàn)儀自身需要校驗(yàn)一次，費(fèi)用每臺(tái)每次2000 元。如果在使用過程中出現(xiàn)了故障，其檢測(cè)和維修費(fèi)用更加昂貴，在目前煤炭行業(yè)虧損，安全投入有限的背景下，救護(hù)隊(duì)的資金投入捉襟見肘，無法大筆資金投入滿足需要。

1 PssBG4 正壓氧氣呼吸器配套校驗(yàn)儀的構(gòu)造及應(yīng)用

PssBG4 正壓氧氣呼吸器是一款從德國進(jìn)口的囊式正壓氧氣呼吸器，主要用于救護(hù)隊(duì)的個(gè)人防護(hù)裝備，按照礦山救護(hù)隊(duì)的相關(guān)管理規(guī)定，正壓氧氣呼吸器必須根據(jù)說明書要求定期進(jìn)行校驗(yàn)，PssBG4 正壓氧氣呼吸器需要校驗(yàn)低壓報(bào)警響應(yīng)值、呼吸兩閥、排水閥、排氣閥、正壓氣密性、高壓氣密性、流量、自補(bǔ)閥、手補(bǔ)閥、余壓報(bào)警和電池電量等13 項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，使用配套的德國進(jìn)口Test-it 6100 型校驗(yàn)儀。該型校驗(yàn)儀主要由壓力傳感檢測(cè)單元、流量傳感檢測(cè)單元、檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示單元、測(cè)試接口單元、氣路控制單元組成。

在校驗(yàn)PssBG4 正壓氧氣呼吸器的各項(xiàng)指標(biāo)中，主要包括壓力指標(biāo)、流量指標(biāo)、儀器自檢指標(biāo)三大類，其中低壓報(bào)警響應(yīng)值、呼吸兩閥、排水閥、排氣閥、正壓氣密性、自補(bǔ)閥屬于壓力指標(biāo)，主要使用壓力傳感檢測(cè)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)，定量供氧屬于流量指標(biāo)，主要使用流量傳感檢測(cè)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)。高壓氣密性、余壓報(bào)警、電池電量屬于儀器自檢指標(biāo)，不需要校驗(yàn)儀，根據(jù)儀器自身的顯示器數(shù)據(jù)、聲光信號(hào)顯示、外觀進(jìn)行檢測(cè)。這三大類指標(biāo)檢測(cè)合格，就可以認(rèn)為是滿足災(zāi)區(qū)救援工作需要合格的PssBG4正壓氧氣呼吸器。

2 國產(chǎn)AJH-3 型校驗(yàn)儀構(gòu)造及工作原理

AJH-3 型校驗(yàn)儀是由重慶煤礦安全儀器廠研制的，主要配備于軍事化礦山救護(hù)隊(duì)，用于呼吸器產(chǎn)品的整機(jī)與組件性能的檢測(cè)或校驗(yàn)，也可用于其它方面對(duì)氣體壓力、流量的檢查。

AJH-3 型校驗(yàn)儀由兩大部分組成：上部是測(cè)量部分，下部是供氣部分。測(cè)量部分包括2 L/min 玻璃管轉(zhuǎn)子流量計(jì)，100 L/min 玻璃管轉(zhuǎn)子流量計(jì)，-1 000～1 200 Pa 液體壓力計(jì)三部分組成。下面的供氣部分包括手搖供氣系統(tǒng)，定量供氣系統(tǒng)兩部分組成。

儀器用水柱液體壓力計(jì)、玻璃管轉(zhuǎn)子流量計(jì)等來測(cè)定氧氣呼吸器成品及其組件的氣密程度，氧氣流量等，具備氧氣呼吸器各項(xiàng)壓力指標(biāo)、流量指標(biāo)的校驗(yàn)功能。

3 國產(chǎn)AJH-3 型校驗(yàn)儀校驗(yàn)進(jìn)口PssBG4 正壓氧氣呼吸器的可行性研究

基于兩款校驗(yàn)儀在結(jié)構(gòu)、原理和測(cè)試組件方面有所區(qū)別，但在測(cè)試指標(biāo)和功能上類似的情況，將國產(chǎn)AJH-3 型校驗(yàn)儀的壓力指標(biāo)測(cè)試接頭進(jìn)行了改造，能夠與PssBG4 正壓氧氣呼吸器的面罩三通接口緊密連接，將流量指標(biāo)測(cè)試接頭進(jìn)行了改造，可以連接呼吸器的定量供氧管接頭，通過多項(xiàng)改造具備了與PssBG4 正壓氧氣呼吸器配套的校驗(yàn)連接功能。并對(duì)組織使用進(jìn)口的Test-it 6100 型校驗(yàn)儀與國產(chǎn)改造后的AJH-3 型校驗(yàn)儀，對(duì)多臺(tái)PssBG4 正壓氧氣呼吸器在不同溫度、不同故障設(shè)置的情況下進(jìn)行了校驗(yàn)指標(biāo)結(jié)果的大量檢測(cè)對(duì)比，兩種校驗(yàn)儀的在同一臺(tái)呼吸器上的校驗(yàn)指標(biāo)數(shù)據(jù)基本一致，都能夠滿足PssBG4 正壓氧氣呼吸器的校驗(yàn)指標(biāo)需要，并總結(jié)出一套使用國產(chǎn)AJH-3 型校驗(yàn)儀校驗(yàn)進(jìn)口PssBG4正壓氧氣呼吸器操作規(guī)范。

4 AJH-3 型校驗(yàn)儀校驗(yàn)BG4(PssBG4)正壓氧氣呼吸器操作方法

4.1 檢查低壓報(bào)警的響應(yīng)值

1）卸下快速接頭密封帽，將快速接頭插入到改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)接頭內(nèi)（如圖1 所示）。

圖1 連接實(shí)圖

2）將實(shí)驗(yàn)接頭一端硅膠供氣管與水柱計(jì)接頭連接，另一端硅膠供氣管與手搖供氣接頭連接。

3）將換向閥轉(zhuǎn)到“+”號(hào)處，慢慢用手搖泵向呼吸器系統(tǒng)供氣。

4）觀察水柱計(jì)：當(dāng)水柱計(jì)液面低于140 Pa 時(shí)，低壓報(bào)警器會(huì)立即啟動(dòng)。若儀器正常，低壓報(bào)警指示背景燈和LED 紅燈開啟；顯示出打開氣瓶閥圖標(biāo)；報(bào)警音鳴響一次（如圖2 所示）。

圖2 水柱計(jì)壓力值實(shí)圖

4.2 檢查吸氣閥

1）用手緊緊捏住呼氣軟管，必要時(shí)可用固定扳手操作，保持換向閥處于“+”號(hào)位置。

2）慢慢用手搖泵進(jìn)行供氣，直到壓力水柱計(jì)液面高于1 000 Pa 為合格。

4.3 檢查呼氣閥

1）用手緊緊捏住吸氣軟管，將換向閥轉(zhuǎn)到“-”號(hào)位置。

2）慢慢用手搖泵進(jìn)行抽氣，直到壓力水柱計(jì)液面低于-1 000 Pa 為合格。

4.4 檢查排水閥

1）將換向閥轉(zhuǎn)到“+”號(hào)處，進(jìn)行供氣。

2）當(dāng)供氣時(shí)，用密封帽開口端罩住排氣閥頂桿，握住密封帽直到其被氣囊壓力板壓住為止。

3）直到壓力水柱計(jì)液面指示大于1 000 Pa 時(shí)排水閥不能開啟（不能聽到氣流聲），即為排水閥完好。

4.5 檢查正壓氣密性

1）將換向閥轉(zhuǎn)到“+”號(hào)處，進(jìn)行供氣直到壓力水柱計(jì)液面到750 Pa 時(shí)，關(guān)閉換向閥。

2）開始觀察壓力水柱計(jì)液面，一分鐘內(nèi)壓力下降不應(yīng)大于100 Pa，整機(jī)氣密合格。

3）然后換向閥轉(zhuǎn)到“-”號(hào)位置進(jìn)行卸壓。

4.6 檢查排氣閥

1）將換向閥轉(zhuǎn)到“+”號(hào)處慢慢供氣。

2）連續(xù)慢慢供氣，直到排氣閥開啟，壓力水柱計(jì)液面指示應(yīng)該在400～700 Pa 之間為合格（如圖3）。

圖3 檢查排氣閥水柱計(jì)壓力值實(shí)圖

4.7 檢查高壓氣密性

1）關(guān)閉換向閥開關(guān)。

2）打開氧氣瓶，當(dāng)氣瓶壓力在大于16.5 MPa（165 bar）時(shí)，圖標(biāo)“關(guān)閉瓶閥”出現(xiàn)在屏幕上，背景燈亮，報(bào)警鳴響2 次，關(guān)閉瓶閥。大約15 s 后輸出檢測(cè)結(jié)果，如高壓氣密合格：圖標(biāo)（打開瓶閥）出現(xiàn)在屏幕上，蜂鳴倆次，打開瓶閥，高壓氣密性測(cè)試成功完成。如出現(xiàn)故障，屏幕上出現(xiàn)“×”符號(hào)，報(bào)警鳴響4 次。需要注意的是，氧氣壓力低于16.5 MPa（165 bar）時(shí)，不能進(jìn)行高壓系統(tǒng)測(cè)試。

4.8 檢查定量供氧閥

1）換向閥還處于關(guān)閉位置，將定量藍(lán)色中壓管從降溫器上的快速接頭卸下，并插在事先與小流量計(jì)接口相連的膠管接頭上，然后卸下正壓彈簧，為防止在檢測(cè)定量供氧流量時(shí)自動(dòng)補(bǔ)給閥開啟（如圖4）。

2）打開瓶閥供氣，觀察小流量計(jì)里面的浮子指示的讀數(shù)，定量供氧流量應(yīng)在1.5～1.9 L/min 之間即為合格（如圖4）。

圖4 檢查定量供氧小流量計(jì)壓力值圖

3）最后將定量藍(lán)色中壓管和正壓彈簧恢復(fù)安裝到位。

4.9 檢查自動(dòng)補(bǔ)給閥

1）將換向閥轉(zhuǎn)到“-”號(hào)位置，打開瓶閥，進(jìn)行慢慢抽氣。

2）觀察水柱壓力計(jì)液面指示應(yīng)在10～250 Pa 之間，聽到氣囊內(nèi)的自動(dòng)補(bǔ)給閥開啟，即為合格。

4.10 檢查手動(dòng)補(bǔ)給閥

1）關(guān)閉換向閥開關(guān)。2）按動(dòng)手動(dòng)補(bǔ)給閥，聽到氧氣流入氣路的聲音，氣囊鼓起即為合格。

4.11 檢查余壓報(bào)警

1）關(guān)閉氧氣瓶，觀察報(bào)警器，在大約5.5 MPa（55 bar）時(shí)發(fā)出報(bào)警，紅色指示燈閃爍為合格。

2）將快速接頭從改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)接頭上拔出，重新將密封帽套在快速接頭上。

4.12 檢查電池容量

報(bào)警器激活或關(guān)閉時(shí)會(huì)自動(dòng)檢查和顯示電池容量，電池所剩容量以三個(gè)符號(hào)代表：

1）符號(hào)：電池OK 表示不需要更換。

2）符號(hào)：電池報(bào)警1 表示呼吸器至多還能用4個(gè)小時(shí)。應(yīng)立即更換電池。

3）符號(hào)：電池報(bào)警2 此情況下，LED 紅燈持續(xù)亮，報(bào)警器發(fā)出5 個(gè)短的“嘩”音，報(bào)警器會(huì)自動(dòng)關(guān)閉終止其它操作，必須更換電池。

注意：在利用AJH-3 型校驗(yàn)儀進(jìn)行上述12 項(xiàng)檢測(cè)時(shí)，應(yīng)觀察水柱壓力計(jì)內(nèi)水柱的變化，防止水柱內(nèi)的水噴出或倒吸到校驗(yàn)儀的水盒內(nèi)，造成校驗(yàn)失敗或數(shù)據(jù)不準(zhǔn)等現(xiàn)象。

5 結(jié)語

經(jīng)過對(duì)國產(chǎn)AJH-3 型校驗(yàn)儀的改造升級(jí)，在校驗(yàn)工作原理、校驗(yàn)指標(biāo)分析、大量校驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比和實(shí)際應(yīng)用中的校驗(yàn)效果，得出如下結(jié)論：

1）改造升級(jí)后的國產(chǎn)AJH-3 型校驗(yàn)儀具備校驗(yàn)進(jìn)口PssBG4 正壓氧氣呼吸器各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)的功能。

2）國產(chǎn)AJH-3 型校驗(yàn)儀所采用的水柱液體壓力計(jì)、玻璃管轉(zhuǎn)子流量計(jì)具有精度高、測(cè)量數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，壓力指標(biāo)、流量指標(biāo)的各項(xiàng)校驗(yàn)數(shù)據(jù)精度滿足進(jìn)口呼吸器要求。

3）國產(chǎn)AJH-3 型校驗(yàn)儀可以替代進(jìn)口的Test-it 6100 校驗(yàn)儀完成進(jìn)口PssBG4 正壓氧氣呼吸器的校驗(yàn)工作。

4）國產(chǎn)AJH-3 型校驗(yàn)儀市場(chǎng)價(jià)格便宜僅為3 000～4 000 元，與進(jìn)口的Test-it 6100 校驗(yàn)儀對(duì)比具有價(jià)格低、維保費(fèi)用少、資金投入壓力小、不需要接入電源即可使用，適用環(huán)境廣等優(yōu)點(diǎn)，具有較強(qiáng)的推廣應(yīng)用價(jià)值。