自吸过滤式防颗粒呼吸器检测:保障呼吸防护安全的关键环节
自吸过滤式防颗粒物呼吸器(如常见的N95、KN95口罩)是保护劳动者或公众在粉尘、烟雾、气溶胶(包括某些病原体)等颗粒物污染环境中呼吸安全的重要个人防护装备。其防护效果直接关系到使用者的健康甚至生命安全。因此,对这类呼吸器进行严格、科学、全面的检测至关重要,确保其符合国家及国际相关标准的要求,能有效阻隔目标颗粒物,并具备良好的密合性、舒适性和耐用性。检测不仅是产品上市前的强制性门槛,也是生产质量控制、产品性能验证以及使用者安全的重要保障。
核心检测项目
对自吸过滤式防颗粒物呼吸器的检测涵盖多个关键性能指标:
1. 过滤效率: 这是衡量呼吸器核心防护能力的指标,指呼吸器滤除特定测试介质(如NaCl盐颗粒、石蜡油/玉米油油雾、特定粒径的固体颗粒等)的能力。通常以百分比表示,如对0.3微米左右颗粒的过滤效率(N95即要求≥95%)。
2. 总泄漏率(或密合性): 指在模拟人脸佩戴状态下,检测通过滤材和面部泄漏进入面罩内的颗粒物总量占总吸入量的百分比。即使过滤效率很高,若密合性差,泄漏量大,整体防护效果也会大打折扣。测试通常在标准头模上进行。
3. 呼吸阻力: 包括吸气阻力和呼气阻力。过高的阻力会增加佩戴者的呼吸负担,导致不适,影响佩戴意愿和持续时间,甚至可能对心肺功能较弱者造成危险。
4. 死腔: 指佩戴后,面罩内无法参与有效气体交换的那部分空间容积。过大的死腔可能导致CO2滞留,引起不适。
p>5. 视野: 评估呼吸器佩戴后对使用者视野的影响范围。6. 头带强度: 测试头带在经受规定拉力时的抗断裂能力。
7. 连接部件强度: 如呼气阀(若有)与面罩本体的连接强度。
8. 可燃性: 评估面罩材料的阻燃性能(特定环境要求)。
9. 呼气阀气密性(若带阀): 检查呼气阀在吸气时是否漏气。
10. 材料生物相容性/皮肤刺激性: 确保接触皮肤的材料安全无刺激。
11. 预处理(温度湿度处理): 将样品置于特定的温湿度环境中(如38°C, 85% RH)处理规定时间后,再进行上述性能测试(尤其是过滤效率和阻力),以模拟实际使用环境或验证材料稳定性。
主要检测仪器
完成上述检测项目需要一系列专业仪器:
p>1. 颗粒过滤效率测试系统: * 核心: 颗粒物发生器(如NaCl溶液雾化发生器、DEHS/石蜡油/玉米油雾化发生器、固态气溶胶发生器)、颗粒粒径分析仪(如激光粒子计数器)、测试仓(含标准头模)、流量控制系统、浓度监测传感器。 * 代表设备: TSI 8130 Automated Filter Tester, PALAS MFP 3000G 等符合标准的自动化测试台。2. 密合性测试装置: * 定量测试: 通常整合在过滤效率测试系统中,使用带模拟人脸(硅胶头模)的测试仓和浓度传感器,测量内外部浓度差计算总泄漏率。 * 定性测试(适合现场/个体适合性检验): 如Bitrex™(苦味剂)或Saccharin™(糖精)雾化装置,配合气味检测通道(如吸管、面罩适配器)。
3. 呼吸阻力测试仪: 具备精确流量控制和压力传感器,能够在规定流量(如85 L/min用于防颗粒物呼吸器)下测量面罩内外压差。通常集成在过滤效率测试系统或作为独立设备。
4. 材料试验机(拉力机): 用于测试头带、连接部件(如呼气阀底座)的拉伸强度、断裂强度。
p>5. 死腔测定装置: 通常采用水置换法或注模法测量面罩腔体体积。6. 视野测定装置: 如视野计,在佩戴状态下测量视野范围。
7. 可燃性测试仪: 如垂直燃烧测试仪,评估材料的阻燃等级。
8. 呼气阀测试装置: 模拟吸气负压,检测呼气阀的泄漏量。
9. 环境试验箱: 提供恒温恒湿环境,用于样品预处理(如38°C±2.5°C, 85%±5% RH, 24h±1h)。
关键检测方法
检测方法严格遵循相关标准的规定:
p>1. 过滤效率与总泄漏率(定量法): * 在标准头模上佩戴好被测呼吸器。 * 向测试仓通入规定浓度和粒径分布(通常是质量中位径MMAD 0.3μm左右)的测试气溶胶(NaCl盐颗粒用于非油性测试,石蜡油/玉米油等用于油性测试)。 * 控制模拟呼吸的流量(如防颗粒物呼吸器常用85 L/min)。 * 同时检测面罩内外的颗粒物浓度。 * 计算过滤效率((1 - 下游浓度/上游浓度) * 100%)和总泄漏率((面罩内浓度 / 面罩外浓度) * 100%)。2. 密合性(定性法 - 如Bitrex/Saccharin法): * 受试者正确佩戴呼吸器。 * 在受试者面前喷雾化后的苦味剂(Bitrex)或甜味剂(Saccharin)。 * 让受试者按标准程序(如正常呼吸、深呼吸、转头、说话、弯腰等)进行动作。 * 询问受试者是否能尝到味道。若尝不到,则认为该次适合性测试通过。
3. 呼吸阻力测试: 在规定流量(恒定或模拟呼吸波形)下,测量吸气时面罩内部的负压值(吸气阻力)和呼气时面罩内部的正压值(呼气阻力)。
4. 头带/连接件强度测试: 将部件固定在拉力机上,以规定速度(如100 mm/min)拉伸,记录断裂时的力值。
5. 预处理: 将未开封的样品放置在设定好温湿度的环境试验箱中处理规定时间,取出后在规定时间内(如标准实验室环境)完成关键性能测试(过滤效率、阻力等)。
遵循的核心检测标准
中国的自吸过滤式防颗粒物呼吸器检测主要依据强制性国家标准:
GB 2626-2019 《呼吸防护 自吸过滤式防颗粒物呼吸器》 * 这是最核心、最全面、强制执行的标准。它详细规定了防护口罩的分类(随弃式、可更换式)、防护级别(KN90, KN95, KN100 对应非油性颗粒;KP90, KP95, KP100 对应油性颗粒)、技术要求(包括上述所有检测项目的要求和限值)、检测方法(规定了测试气溶胶、流量、预处理条件、具体操作流程等)、标识要求等。
其他重要相关标准:
* GB/T 32610-2016 《日常防护型口罩技术规范》: 适用于日常生活中防护空气污染物的口罩(非劳保用途),也有过滤效率和呼吸阻力等要求,但测试条件(如流量30/85 L/min)、分类(A-D级)和侧重点(舒适性、安全性)与GB 2626不同。
* YY 0469-2011 《医用外科口罩》: 虽然主要针对医用外科口罩,但其细菌过滤效率(BFE)≥95%、颗粒过滤效率(PFE)≥30%(对非油性0.075μm颗粒)等要求也部分涉及颗粒物防护性能。医用防护口罩(N95级别)则需同时满足GB 19083《医用防护口罩技术要求》。
* 国际/区域标准

