Система дыхания манекена — это высокоточный экспериментальный прибор, предназначенный для работы в сочетании с 16-зонным термальным манекеном или как автономное устройство. Она используется для моделирования реальных условий дыхания человека с точным контролем параметров вдоха и выдоха. Система позволяет изучать распределение аэрозольных частиц, воздействие загрязнителей воздуха и риски перекрестного инфицирования воздушно-капельными заболеваниями в различных условиях окружающей среды. Прибор поддерживает широкий спектр научных исследований и оценки общественного здоровья, где требуется реалистичная имитация дыхания человека.
Применение
Образование и исследования в области HVAC, включая оценку качества воздуха в помещениях, оценку воздействия дыхания человека в замкнутых пространствах и анализ рисков перекрестного инфицирования воздушно-капельными заболеваниями;
Медицинские и общественные исследования, включая изучение воздействия загрязнителей, распространения аэрозолей и эффективности защитных мер;
Оценка профессионального здоровья, включая воздействие пыли, PM2.5 и газообразных загрязнителей в цехах и производственных помещениях;
Оценка дыхательного воздействия в аэрокосмических и замкнутых средах, включая гражданские и военные самолеты, вертолеты, космические станции, спускаемые капсулы, подводные лодки и глубоководные системы;
Оценка дыхательного воздействия внутри транспортных средств, включая автобусы, легковые автомобили, электромобили, высокоскоростные поезда, метро, корабли и подводные лодки;
Оценка дыхательного воздействия и комфорта ношения масок, включая скафандры, кислородные маски пилотов, кислородные маски пассажиров и системы химической защиты.
Стандарты
GB/T 14296-2005 — Методы оценки качества воздуха в помещениях (воздействие загрязнителей воздуха);
GB/T 18883-2022 — Стандарт качества воздуха в помещениях;
ISO 7730:2005 — Эргономика тепловой среды — Аналитическое определение и интерпретация теплового комфорта;
ASTM F1291-2020 — Методы испытаний, связанные с измерением дыхания и воздействия.
Технические характеристики
| Компонент | Технические параметры |
|---|---|
| Функция дыхания | Синусоидальный профиль дыхания; частота 10 вдохов/мин (один цикл 6 с: выдох 2 с, вдох 2 с, пауза 2 с); по запросу настраиваемый |
| Объем выдоха | Регулируемый: 7, 15, 23 л/мин; положительное давление выдоха 10–80 кПа (0,1–0,8 бар); отрицательное давление вдоха ≈ −0,4 бар |
| Режим дыхания | Возможность переключения носового или ротового дыхания (при использовании с термальным манекеном) |
| Поток выдыхаемого воздуха | Оснащен нагревательным модулем; температура регулируется 34–36 °C |
| Вспомогательная ветвь | Основная дыхательная линия с портом для отбора аэрозоля или проб воздуха |
| Электронное управление | Встроенный шкаф управления с манометрами и индикатором потока; питание AC 220 В / 50 Гц; общая мощность ≤ 350 Вт; модуль нагрева выдыхаемого воздуха ≤ 1000 Вт |
| Рабочая среда | Температура 10–40 °C; влажность 15–95% |
| Прочее | Может использоваться с термальным манекеном или автономно с головой манекена; платформа на колесах с фиксацией; защита от избыточного давления и короткого замыкания; общий вес ~45 кг |
Особенности
Точное моделирование дыхательного цикла человека с контролем параметров потока воздуха и поддержкой настраиваемых функций дыхания;
Регулируемая температура выдыхаемого воздуха для максимально реалистичных условий эксперимента;
Совместимость с 16-зонным термальным манекеном для имитации взаимодействия теплового потока тела и дыхательного воздуха;
Модульная конструкция для автономного использования или локальных экспериментов на отдельных частях тела;
Высокочувствительные компоненты управления потоком воздуха с миллисекундной реакцией, импортные комплектующие из Германии;
Комплексная защита: защита от избыточного давления, короткого замыкания и колеса с фиксацией.
Комплектующие
| Наименование | Спецификация |
|---|---|
| Шкаф управления дыханием | Включает PID-контроль, манометры и модули отображения потока |
| Нагревательный модуль | Модуль нагрева выдыхаемого воздуха, температура регулируется 34–36 °C |
| Основная дыхательная линия | Включает порт отбора проб аэрозоля или загрязнителей |
| Быстроразъемные кабели | Для подключения к термальному манекену или модели головы, простая установка и демонтаж |
| Опциональные модули | Интерфейсы носового или ротового дыхания; совместимые модули для манекена ребенка или младенца |
Принцип работы
Система дыхания манекена воспроизводит синусоидальный цикл дыхания человека, контролируя поток воздуха, давление и температуру при вдохе и выдохе. В сочетании с термальным манекеном система формирует тепловые потоки и распределение воздуха, аналогичные человеческим. В контролируемых условиях можно собирать данные о концентрации частиц, распределении газообразных загрязнителей и поведении воздушных потоков. Эти данные используются для оценки воздействия дыхания, исследований воздушно-капельных заболеваний и анализа распределения воздуха в помещениях.
Инструкции по эксплуатации
Перед установкой убедитесь, что температура окружающей среды 10–40 °C, относительная влажность 15–95%;
Подключите питание AC 220 В / 50 Гц, общая мощность ≤ 350 Вт, мощность нагревательного модуля ≤ 1000 Вт;
Подключите систему дыхания к термальному манекену через быстроразъемные интерфейсы и проверьте целостность кабелей;
Настройте параметры дыхания: частоту, объем, время вдоха/выдоха и режим дыхания; PID-параметры настраиваются автоматически;
При необходимости переключения между носовым и ротовым дыханием используйте соответствующий режим;
Если используется порт отбора проб, убедитесь, что устройства для отбора аэрозоля подключены герметично;
После тестирования выключите систему, сохраните данные и отсоедините все соединения.
Процедура тестирования
Подключите систему дыхания к термальному манекену или модели головы и проверьте кабели и интерфейсы;
Включите систему управления и установите параметры дыхания и температуру воздуха;
Активируйте нагревательный модуль и дождитесь стабилизации температуры выдыхаемого воздуха;
Выберите режим носового или ротового дыхания согласно требованиям теста;
Запустите эксперимент, фиксируя давление дыхания, расход, температуру и распределение частиц в реальном времени;
После завершения выключите систему, отсоедините питание и очистите порты отбора проб и трубопроводы.
Часто задаваемые вопросы
Что это за продукт?
Система дыхания манекена для реалистичной имитации вдоха и выдоха человека в лабораторных условиях.
Для чего используется этот продукт?
Для изучения воздействия дыхания, распространения аэрозолей, рисков загрязнения воздуха и передачи воздушно-капельных заболеваний в помещениях и замкнутых средах.
Почему это важно?
Обеспечивает повторяемую и контролируемую имитацию дыхания, исключая вариативность и риски, связанные с тестированием на людях.
В каких отраслях применяется?
Исследования HVAC, общественное здоровье, охрана труда, аэрокосмическая промышленность, транспорт, медицинские исследования и лаборатории экологического контроля.
Какие типы доступны?
Система может использоваться автономно или интегрироваться с 16-зонным термальным манекеном, с опциональными модулями носового/ротового дыхания и конфигурациями для детей и младенцев.
