Инновационный испытательный стенд для изолирующих дыхательных аппаратов

При тушении пожаров и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций, при самостоятельной эвакуации человека из опасных зон используются изолирующие дыхательные аппараты (ИДА) – респираторы и самоспасатели. Их характеристики определяют возможности человека выполнить ту или иную задачу в непригодной для дыхания среде. Для достижения требований, предъявляемых к ИДА, проводится большое количество исследований и работ, направленных на обеспечение комфортного и безопасного дыхания человека с учетом его физиологических особенностей и для различных нагрузок (бег, покой, перенос груза, подъем, спуск и т.д.).

При разработке и производстве ИДА – со сжатым кислородом, со сжатым воздухом или на химически связанном кислороде, требуется проведение большого количества натурных испытаний. Часть таких испытаний может быть проведена с помощью испытателей-добровольцев, но это сопряжено с высокой стоимостью, риском нанесения вреда здоровью, а также с тем, что невозможно добиться повторяемости условий эксперимента. Также существует ряд задач, которые сложно или невозможно решить с использованием испытателей-добровольцев, в связи с условиями испытаний или существенным риском для здоровья и жизни (предельные нагрузки, ресурсные испытания, жесткие условия окружающей среды, риск баротравмы).

Исключить человека из испытаний, а также получить более широкие возможности проверки параметров ИДА позволяет испытательный (исследовательский) стенд — имитатор внешнего дыхания человека (ИВД) «Окси робот» (рис. 1.), разработанный российскими инженерами и
полностью имитирующий дыхание человека при различных физических нагрузках. При этом ИВД, как и человек, потребляет кислород, выделяет
углекислый газ, влагу и тепло, имитирует необходимые глубину и частоту
дыхания.

рис. 1 — Испытательный стенд «Окси робот» ООО «АМБИТЕКС»

«Окси робот» является инновационной разработкой и имеет значительные отличия от существующих установок типа «искусственные легкие», основным из которых является возможность динамического изменения параметров «дыхания» в ходе проведения эксперимента, а также полного повторения дыхания конкретного человека при любой динамически меняющейся нагрузке. Для повторения дыхания конкретного человека необходимо записать требуемую спирограмму и ввести ее в программу управления ИВД.

Кроме того ОКСИ-РОБОТ отличается от аналогов:

• Непревзойденным уровнем автоматизации (управление полностью осуществляется через персональный компьютер);
• Наивысшей скоростью выхода на нужный режим по всем параметрам – до 15 минут;
• Высокой производительностью (перерыв между последующими испытаниями не более 5 минут);
• Автоматической проверкой собственной герметичности;
• Простотой использования, которая позволяет быстро освоить все возможности ИВД. Это позволяет оператору без специальной подготовки
  эксплуатировать стенд;
• Низкой стоимостью владения, модульной заменой ЗИП. (Стенд автоматически сообщает о своих неисправностях и плановых работах, что значительно снижает время простоя);
• Автономностью работы. (Стенд не требует постоянного присутствия человека, что экономит рабочее время оператора);
• Уникальными массогабаритными параметрами, которые позволяют легко перемещать стенд при необходимости.

Для проведения испытаний ИДА в различных климатических условиях, в том числе в условиях Арктики, «Окси робот» может комплектоваться климатической камерой и макетом головы человека, позволяющий исключать потерю тепла на линии передачи дыхательной смеси от ИВД до климатической камеры, имеющий собственную автоматическую систему подогрева, обеспечивающую на выдохе необходимую температуру. Это позволяет испытывать ИДА в условиях низкой температуры (-40ºС и ниже). Кроме того, макет головы позволяет регулировать собственные размеры, что существенно упрощает достижения герметичности по линии обтюрации лицевых частей ИДА.

Представленный стенд автоматически сохраняет всю информацию, получаемую от датчиков в электронной базе данных, что создает основу для применения любых программных аналитических инструментов, инструментов математического моделирования. Это также является существенным преимуществом по сравнению со стендами, имитирующими дыхание человека и используемыми на сегодняшний день в науке и производстве.

рис. 2 — Испытательный стенд «Окси робот» ООО «АМБИТЕКС»

«Окси робот» предназначен для:
1. Разработчиков ИДА. (Исследование и проверка идей и решений при разработке и модернизации ИДА, их рабочих частей и элементов. Исследование изделий конкурентов. Создание предельных (экстремальных) условий эксплуатации ИДА. Проведение ресурсных испытаний. Проверка требований Заказчиков при проведении НИР и ОКР).
2. Производителей ИДА. (Проведение всех видов испытаний на всех стадиях жизненного цикла ИДА в соответствии со стандартами на ИДА и нормативными документами СМК).
3. Потребителей ИДА. (Входной контроль, промежуточный контроль, мониторинг качества ИДА на протяжении всего срока их эксплуатации. Возможность продления срока хранения и эксплуатации, по результатам собственных испытаний. Возможность проверки параметров и подбор типа ИДА, подходящих для заданных динамических нагрузок (имитация параметров дыхания, снятых с конкретного человека, выполняющего реальную работу). Проверка работы ИДА в различных режимах и внешних условиях, формирование ТЗ для разработчиков и производителей).
4. Сертификационных лабораторий и центров. (Проведение сертификационных испытаний. Мониторинг качества ИДА. Проведение объективных испытаний для сравнения характеристик аналогичных ИДА).
5. Исследовательских центров, НИИ, ВУЗов. (Исследование и проверка ИДА, их рабочих частей и элементов. Исследование параметров различного дыхательного оборудования. Исследование предельных (экстремальных) условий эксплуатации ИДА. Использование в процессе обучения, лабораторных работах, демонстрации работы ИДА в различных режимах).

Аналогов представленного инновационного оборудования, разработанного в России для исследователей, разработчиков, производителей и потребителей ИДА в мире не существует.