CN113538871B - 一种用于液密型防护服的失效报警装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于皮肤防护装备的技术领域，涉及防护服的失效检测，具体为一种用于液密型防护服的失效报警装置及方法，解决了背景技术中的技术问题，其包括湿度传感器和单片机运算处理模块，湿度传感器外部包裹有失效检测材料层，失效检测材料层的厚度小于原液密型防护服的厚度，湿度传感器通过多谐振荡器连接至单片机运算处理模块，单片机运算处理模块还连接有蜂鸣器报警电路以及用于显示单片机运算处理模块的开关状态的显示装置。本发明所述的失效报警装置及方法在保证液密型防护服的防护性能、使用性能均未下降的同时，提高防护服的使用安全性；而且在不计算防护服的穿着时间的情况下，也能及时检测到防护服的防护效果，有效保障使用者的生命安全。

Description

一种用于液密型防护服的失效报警装置及方法

技术领域

本发明属于皮肤防护装备的技术领域，涉及防护服的失效检测，具体为一种用于液密型防护服的失效报警装置及方法。

背景技术

液密型防护服是指用来防护化学液体泄漏的防护服，防护等级为B级，主要应用于酸、碱、液态化学品等环境中，防护服定义为有限次使用，即经过洗消后可以再次使用。液密型防护服面料主要为高分子材料，化学品液体在防护服上的渗透属于活化扩散过程。过程的具体描述为化学品从防护服外层的防护面料外表面渗入，并且向防护面料内部扩散，在低浓度的内表面（防护服衣内）蒸发具体可见图1。防护服的防护时间在产品说明书中有明确规定，一般从60min~480min不等，即使用者在化学品环境中暴露超过防护时间后，该防护服必须报废处理。但在实际工作中很难记录防护服使用时间，并且作业环境复杂多元，防护时效有所不同，为确保使用者的生命安全，大部分防护服在单次使用后就会报废处理，造成物料和经济上的浪费。因此，有必要对液密型防护服的防护性能进行检测，即在防护服防护性能失效前，向使用者发出报警，保障使用者安全有效的撤离化学品环境。

发明内容

本发明旨在解决现有防护服在单词使用后就报废处理造成物料和经济上的浪费，而且存在实际工作难以记录防护服使用时间的技术问题，提供了一种用于液密型防护服的失效报警装置及方法。

本发明解决其技术问题采用的技术手段是：一种用于液密型防护服的失效报警装置，包括湿度传感器和单片机运算处理模块，湿度传感器外部包裹有失效检测材料层，失效检测材料层的材质与液密型防护服的材质相同，失效检测材料层的厚度小于原液密型防护服的厚度，湿度传感器通过多谐振荡器连接至单片机运算处理模块，单片机运算处理模块还连接有蜂鸣器报警电路以及用于显示单片机运算处理模块的开关状态的显示装置。失效检测材料利用防护服防护面料的防护机理，模拟防护面料的防护余量。失效检测材料的防护时间低于防护面料，其时间差的设计即是为使用者预留的撤离时间。化学品液体在失效检测材料上的活化扩散遵循菲克第二定律：

式中：c为毒剂的体积浓度；t为扩散时间；D为扩散系数； x为距离。显然，材料表面允许的透过毒剂浓度为定值，整理得到毒剂透过失效检测材料和防护面料的时间与材料厚度的关系是：

；式中K为常数。令

=D'，由上式可得：

。

该式表示在单位时间间隔内、单位浓度梯度下，化学品透过量和单位厚度的关系，即调整失效检测材料与防护面料的厚度差，会为防护时间提供厚度两次方值的防护时间差值。通过材料厚度与防护时间的关系，确定失效检测材料与防护面料的厚度差值，即得到失效检测材料的参数。本发明所述的用于液密型防护服的失效报警装置在保证液密型防护服的防护性能、使用性能均未下降的同时，提高防护服的使用安全性，有效保障使用者的生命安全。

优选的，显示装置为信号指示灯或者实时显示屏。信号指示灯和实时显示屏均是开关信号最直接的显示装置，原理简单，容易操作。

优选的，至少一个失效报警装置粘附至液密型防护服的外表面。更优选的，失效报警装置位于液密型防护服外表面的左臂部、右臂部、左胸前、右胸前、左腰部或右腰部或其他接触化学液体较多的部位。失效报警装置主要是粘附至在接触到危险化学品比较多的位置，而且为了保证检测效果，一件液密型防护服上可以粘附2个失效报警装置。具体位置可以根据实际操作选择。

本发明解决其技术问题还提供了一种用于液密型防护服的失效报警方法，是基于本发明所述的一种用于液密型防护服的失效报警装置实现的，该方法为：将失效报警装置粘附至液密型防护服的外表面，湿度传感器实时将检测数据通过多谐振荡器处理之后发送至单片机运算处理模块，单片机运算处理模块对湿度传感器的检测数据进行失效判断，当化学品液体穿透湿度传感器外部的失效检测材料层时， 此时湿度传感器的检测数据超过单片机运算处理模块中的湿度阈值，判定所述液密型防护服已失效，则单片机运算处理模块控制蜂鸣器报警电路发出报警声音，提醒使用者即时撤离作业现场并脱掉液密型防护服，失效检测材料层与液密型防护服之间的厚度差带来的扩散时间差即为使员工证预留的撤离时间；否则单片机运算处理模块控制显示装置实时显示单片机运算处理模块的开关状态。当则单片机运算处理模块控制蜂鸣器报警电路发出报警声音后，失效检测材料层与液密型防护服之间的厚度差带来的扩散时间差即是为使用者预留的撤离时间。

本发明的有益效果是：与国内现有技术相比，本发明所述的用于液密型防护服的失效报警装置及方法在保证液密型防护服的防护性能、使用性能均未下降的同时，提高防护服的使用安全性；通过本发明所述的用于液密型防护服的失效报警装置在不计算防护服的穿着时间的情况下，也能及时检测到防护服的防护效果，有效保障使用者的生命安全；而且避免了液密型防护服因缺少非破环性的失效判断手段而导致的单次使用后即做报废处理的情况，而且避免了造成物料和经济上的浪费。

附图说明

图1为背景技术中液密型防护服的防护示意图。

图2为本发明所述一种用于液密型防护服的失效报警装置与液密型防护服的相对位置关系结构示意图。

图3为本发明所述一种用于液密型防护服的失效报警装置的电路模块框图。

图4为本发明所述一种用于液密型防护服的失效报警方法的流程图。

图中：1、液密型防护服；2、湿度传感器；3、单片机运算处理模块；4、失效检测材料层；5、多谐振荡器；6、蜂鸣器报警电路；7、显示装置。

具体实施方式

参照图2、图3和图4，对本发明所述的一种用于液密型防护服的失效报警装置及方法进行详细说明。

一种用于液密型防护服的失效报警装置，如图2和图3所示，至少一个失效报警装置粘附至液密型防护服1的外表面，该失效报警装置包括湿度传感器2和单片机运算处理模块3，湿度传感器2外部包裹有失效检测材料层4，失效检测材料层4的材质与液密型防护服1的材质相同，失效检测材料层4的厚度小于原液密型防护服1的厚度，湿度传感器2通过多谐振荡器5连接至单片机运算处理模块3，单片机运算处理模块3还连接有蜂鸣器报警电路6以及用于显示单片机运算处理模块3的开关状态的显示装置7；显示装置7为信号指示灯或者实时显示屏，实时显示屏上可以显示正常启动的提示；失效报警装置位于液密型防护服1外表面的左臂部、右臂部、左胸前、右胸前、左腰部或右腰部。失效报警装置主要是粘附至在接触到危险化学品比较多的位置，而且为了保证检测效果，一件液密型防护服1上可以粘附2个失效报警装置。具体位置可以根据实际操作选择。

失效检测材料利用防护服防护面料的防护机理，模拟防护面料的防护余量。失效检测材料的防护时间低于防护面料，其时间差的设计即是为使用者预留的撤离时间。化学品液体在失效检测材料上的活化扩散遵循菲克第二定律：

式中：c为毒剂的体积浓度；t为扩散时间；D为扩散系数； x为距离。显然，材料表面允许的透过毒剂浓度为定值，整理得到毒剂透过失效检测材料和防护面料的时间与材料厚度的关系是：

；式中K为常数。令

=D'，由上式可得：

。

该式表示在单位时间间隔内、单位浓度梯度下，化学品透过量和单位厚度的关系，即调整失效检测材料与防护面料的厚度差，会为防护时间提供厚度两次方值的防护时间差值。通过材料厚度与防护时间的关系，确定失效检测材料与防护面料的厚度差值，即得到失效检测材料的参数。本发明所述的用于液密型防护服1的失效报警装置在保证液密型防护服1的防护性能、使用性能均未下降的同时，提高防护服的使用安全性，有效保障使用者的生命安全。

本发明还提供了一种用于液密型防护服的失效报警方法，如图4所示，是基于本发明所述的一种用于液密型防护服的失效报警装置实现的，该方法为：将失效报警装置粘附至液密型防护服1的外表面，湿度传感器2实时将检测数据通过多谐振荡器5处理之后发送至单片机运算处理模块3，单片机运算处理模块3对湿度传感器2的检测数据进行失效判断，当化学品液体穿透湿度传感器2外部的失效检测材料层4时， 此时湿度传感器2的检测数据超过单片机运算处理模块3中的湿度阈值，判定所述液密型防护服1已失效，则单片机运算处理模块3控制蜂鸣器报警电路6发出报警声音，提醒使用者即时撤离作业现场并脱掉液密型防护服1，失效检测材料层4与液密型防护服1之间的厚度差带来的扩散时间差即为使员工证预留的撤离时间；否则单片机运算处理模块3控制显示装置7实时显示单片机运算处理模块3的开关状态。当则单片机运算处理模块3控制蜂鸣器报警电路6发出报警声音后，失效检测材料层4与液密型防护服1之间的厚度差带来的扩散时间差即是为使用者预留的撤离时间。

以上具体结构是对本发明的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或者替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (5)

1.一种用于液密型防护服的失效报警装置，其特征在于，包括湿度传感器(2)和单片机运算处理模块(3)，湿度传感器(2)外部包裹有失效检测材料层(4)，失效检测材料层(4)的材质与液密型防护服(1)的材质相同，失效检测材料层(4)的厚度小于原液密型防护服(1)的厚度，失效检测材料层(4)利用防护服防护面料的防护机理，模拟防护面料的防护余量，化学品液体在失效检测材料层(4)上的活化扩散遵循菲克第二定律：

，式中：c为毒剂的体积浓度；t为扩散时间；D为扩散系数； x为距离；材料表面允许的透过毒剂浓度为定值，整理得到毒剂透过失效检测材料层(4)和防护面料的时间与材料厚度的关系是：

，式中K为常数；通过材料厚度与防护时间的关系，确定失效检测材料层(4)与防护面料的厚度差值，即得到失效检测材料层(4)的参数，失效检测材料层(4)与液密型防护服之间的厚度差带来的扩散时间差即是为使用者预留的撤离时间；湿度传感器(2)通过多谐振荡器(5)连接至单片机运算处理模块(3)，单片机运算处理模块(3)还连接有蜂鸣器报警电路(6)以及用于显示单片机运算处理模块(3)的开关状态的显示装置(7)。

2.根据权利要求1所述的一种用于液密型防护服的失效报警装置，其特征在于，显示装置(7)为信号指示灯或者实时显示屏。

3.根据权利要求1所述的一种用于液密型防护服的失效报警装置，其特征在于，至少一个失效报警装置粘附至液密型防护服(1)的外表面。

4.根据权利要求1所述的一种用于液密型防护服的失效报警装置，其特征在于，失效报警装置位于液密型防护服(1)外表面的左臂部、右臂部、左胸前、右胸前、左腰部或右腰部。

5.一种用于液密型防护服的失效报警方法，其特征在于，是基于权利要求1-4任一项所述的一种用于液密型防护服的失效报警装置实现的，该方法为：将失效报警装置粘附至液密型防护服(1)的外表面，湿度传感器(2)实时将检测数据通过多谐振荡器(5)处理之后发送至单片机运算处理模块(3)，单片机运算处理模块(3)对湿度传感器(2)的检测数据进行失效判断，当化学品液体穿透湿度传感器(2)外部的失效检测材料层(4)时，此时湿度传感器(2)的检测数据超过单片机运算处理模块(3)中的湿度阈值，判定所述液密型防护服(1)已失效，则单片机运算处理模块(3)控制蜂鸣器报警电路(6)发出报警声音，提醒使用者即时撤离作业现场并脱掉液密型防护服(1) ，失效检测材料层(4)与液密型防护服(1)之间的厚度差带来的扩散时间差即为使用者预留的撤离时间；否则单片机运算处理模块(3)控制显示装置(7)实时显示单片机运算处理模块(3)的开关状态。

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