Испытание водолазных дыхательных аппаратов на стенде «искусственные легкие»

В этой статье рассмотрим прикладной аспект стендовых испытаний и возможности автоматизированного стенда "искусственные легкие" Окси Робот Глубина от ООО “АМБИТЕКС”.

испытание водолазных дыхательных аппаратов с открытой, полузамкнутой и замкнутой системой дыхания, ГОСТ Р 52639-2006, ГОСТ Р 57528-2017, ГОСТ Р 70746-2023,

Испытание водолазных дыхательных аппаратов с открытой, полузамкнутой и замкнутой системой дыхания в процессе разработки и производства, сертификации выполняются в рамках требований ГОСТ Р 52639-2006, ГОСТ Р 57528-2017, ГОСТ Р 70746-2023 и других регламентов. На практике ключевым инструментом таких испытаний остаётся стенд с имитацией внешнего дыхания человека («искусственные легкие»), позволяющий воспроизводить реальные режимы дыхательной нагрузки и оценивать работу аппарата в условиях избыточного давления.

 

Динамические стендовые испытания дыхательных аппаратов

Независимо от схемы дыхания, испытания водолазных  дыхательных аппаратов сводятся к проверке:

— работы аппарата при различных значениях легочной вентиляции;

— устойчивости параметров дыхательной газовой смеси;

— времени защитного действия аппарата.

Для этого используется контрольно-измерительное испытательное оборудование, способное точно воспроизводить кривую дыхания по заданным параметрам.

 

Возможности испытательного стенда “искусственные легкие” Окси Робот. Глубина

 

Окси Робот. Глубина — автоматизированный стенд «искусственные легкие» для испытаний водолазных дыхательных аппаратов под избыточным давлением.

Он позволяет имитировать разные сценарии дыхания пользователя в аппарате при разной нагрузке, чтобы проверить время защитного действия СИЗОД в соответствии с конструкторской документацией, требованиям ГОСТ и т.п.

Рис 1. Автоматизированный стенд «искусственные легкие» Окси Робот Глубина

 

Основные технические характеристики:

• легочная вентиляция — от 5 до 120 дм³/мин

• частота дыхания — от 10 до 41 мин⁻¹

• дыхательный объём (глубина дыхания) — от 0,5 до 3,1 дм³

• сопротивление дыханию — от  -6 до 6 кПа;

• температура “выдоха” — 37 °С ± 1

• влажность “выдоха” — 96%  ± 4

•  концентрация СО2 на “выдохе” — 4 % об.

• работа при избыточном давлении — до 600 кПа (6 бар).

Эти диапазоны полностью перекрывают режимы, используемые при испытаниях водолазных дыхательных аппаратов всех типов и относятся к базовой конфигурации стенда Окси Робот Глубина. При наличии дополнительных требований возможна оценка реализации изменений и адаптации оборудования под техническое задание заказчика.

 

Эксплуатация стенда и интеграция в лабораторию

Испытательный стенд Окси Робот Глубина представляет собой единый компактный модуль, который не требует стационарного монтажа и создания дополнительной инфраструктуры в лаборатории. Его можно расположить на тележке и перемещать в помещении вручную. Его продуманная  конструкция легко синхронизируется с барокамерой (НЕ ВХОДИТ В КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ). 

Рис 2. Соединение барокамеры, стенда и тестируемого дыхательного аппарата

Комплектация стенда зависит от потребностей заказчика. Стенд может поставляться с манекеном головы человека, в том числе подогреваемым.

 

Автоматизация стендовых испытаний дыхательных аппаратов

Несмотря на широкий диапазон параметров, стенд “искусственные легкие” Окси Робот Глубина не требует ручных настроек для запуска и отключения, калибровки, настройки режимов дыхания, их стабилизации, контроля параметров дыхательной газовой смеси (ДГС) и т.п.

Благодаря программно-аппаратному комплексу стенд работает в автоматическом режиме, что исключает дрейф параметров и снижает влияние человеческого фактора.



Процесс работы на стенде Окси Робот Глубина

— Оператор через приложение на ПК выставляет необходимые параметры дыхания — глубину, частоту дыхания, температуру и влажность “выхода”, параметры ДГС.

— Создает режимы испытания, т.е. с какой легочной вентиляцией в течение каких отрезков времени стенд имитирует дыхание водолаза.

— После создания сценария испытания стенд по команде с сенсорного экрана выходит на рабочий режим (не более 40 мин). P.S. в этот момент от оператора не требуется никаких действий.  

— В процессе оператору не требуется вручную фиксировать значения испытания, они автоматически записываются и формируются в удобный отчет с возможностью экспорта. Кроме табличных значений, программное обеспечение формирует и кривую дыхания.

— Если нужно испытать другой аппарат с таким же сценарием испытания, оператор может просто выбрать его из приложения, не выставляя настройки заново. Это удобно, сокращает время на подготовку к испытанию и увеличивает производительность лаборатории. 

— По результатам испытания оператор оценивает, соответствует ли тестируемый образец требуемым  конструкторской документации, ГОСТом значениям.

Рис 3. Управление стендом

 

Программное обеспечение стенда

В комплект поставки стенда входит ПО с  приложением для персонального компьютера. Оно обеспечивает:

перед началом испытания:

  • создание базы данных СИЗОД, производителей, ГОСТ, профилей оператора;
  • настройку параметров текущего испытания, создание режимов дыхания;
  • выбор уже созданных сценариев / режимов испытаний;

в момент испытания:

  • отображение параметров в реальном времени;
  • формирование кривой дыхания;
  • запись результатов испытания;

по окончанию испытания:

  • формирование отчета  и журнала испытаний;
  • экспорт данных на USB.

Таким образом, стенд Окси Робот Глубина принципиально отличается от механических или полуавтоматических решений, где большая часть работы ложится на оператора. Он может эксплуатироваться силами персонала с базовой подготовкой, освобождая высококвалифицированных специалистов для анализа результатов, разработки аппаратов и других стратегических дел.

 

Сфера применения стенда

Испытательный стенд “искусственные легкие” Окси Робот Глубина позволяет проводить стендовые испытания водолазных дыхательных аппаратов с высокой степенью автоматизации и воспроизводимости. Компактность, мобильность и программное управление делают его удобным инструментом для лабораторий, выполняющих разработку, серийное производство и сертификацию дыхательных аппаратов.

Рис 4. Автоматизированный стенд «искусственные легкие» Окси Робот Глубина в лаборатории

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Стендовые динамические испытания водолазных дыхательных аппаратов — это обязательный этап проверки безопасности СИЗОД. Без внутренних испытаний на контрольно-измерительном оборудовании компании-разработчики рискуют не пройти сертификацию, компании-производители — получить штрафы, запрет на продажу и другие юридические, финансовые и репутационные риски..

Собственное испытательное оборудование в лаборатории — это ваш гарант стабильной деятельности в продаже неоспоримо качественного СИЗОД.
Свяжитесь с нами для подготовки технического предложения на испытательный стенд «искусственные легкие» Окси Робот  Глубина.

Мы проанализируем ваши требования и предложим оптимальную конфигурацию оборудования для лабораторных и сертификационных испытаний.
Для запроса ТКП направьте техническое задание или описание требований на: info@амбитекс.рф

Комментарии

Инновационный испытательный стенд для изолирующих дыхательных аппаратов

Статья Окси робот Горнодобывающая промышленность Пожарная безопасность и защита от ЧС Работа при повышенных давлениях Промышленная безопасность Сертификация СИЗОД

Возможности и описание инновационной разработки ООО "АМБИТЕКС" для испытаний СИЗОД изолирующего типа - дыхательных аппаратов (ИДА).

Окси робот, искусственные легкие, дыхательные аппараты со сжатым кислородом, дыхательные аппараты на химически связанном кислороде, ликвидация пожаров и ЧС, эвакуация, самоспасатель, разработка СИЗОД, входной контроль и мониторинг СИЗОД, сертификационные испытания СИЗОД, исследование СИЗОД в экстремальных условиях эксплуатации

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.

Путин Сергей Борисович

Автор

Генеральный директор ООО "АМБИТЕКС", канд. техн. наук, д-р экон. наук

фотография автора

Бабков Виктор Сергеевич

Автор

Начальник лаборатории ООО "АМБИТЕКС"

Комментарии

Получить консультацию

Оставьте ваши контактные данные, и мы свяжемся с Вами!