ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОЩАДИ ПОЛЯ ЗРЕНИЯ ЛИЦЕВЫХ ЧАСТЕЙ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ И СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЯ ЗРЕНИЯ СРЕДСТВ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ ПОСРЕДСТВОМ УКАЗАННОГО СТЕНДА Российский патент 2024 года по МПК A62B27/00 A61B3/24 

Изобретение относится к испытательному оборудованию для испытания средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД), а именно в части определения площади поля зрения смотрового узла лицевой части [A61B 5/08, A62B 27/00].

Из уровня техники известно УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛЕЙ ЗРЕНИЯ [RU2376929C1, опубл. 2012-12-27], которое относится к медицине, содержит полупрозрачную полусферу, установленную на основании, и источник со световым лучом, выполняющим роль тест-объекта и перемещаемым вручную по координатной сетке меридиан и окружностей, нанесенной на наружной поверхности полусферы. В качестве источника использован осветитель со световой яркостью свыше 1000 кд/м2, передающий световой луч по оптико-волоконному световоду, на конце которого размещен сменный колпачок-диафрагма. Диаметр полусферы, установленной на основании с возможностью перемещения в трех направлениях системы координат, составляет 0,222 м. На внутренней поверхности полусферы расположены дополнительные цветные точечные стимулы. Применение данного устройства позволит повысить эффективность проведения обследования у пациентов с низкой остротой зрения.

Из уровня техники известен стенд для измерения площади поля зрения средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД), описанный в ГОСТ Р 12.4.189-99 (Средства индивидуальной защиты органов дыхания. Маски), в котором имеется голова-манекен с лампочками засветки и сферическую поверхность с координационной сеткой (апертометр). В соответствии с методикой испытаний, СИЗ надевают на муляж головы человека (голову манекен) лицевую часть в соответствии руководством по эксплуатации (РЭ) на лицевую часть и включат лампочки засветки. Вручную считывают координаты линии засветки и переносят их на диаграмму. Планиметрируется площадь диаграммы поля зрения с использованием лицевой части и делится на полное поле зрения, регламентируемое ГОСТом. Полученное значение сравнивается требованием ГОСТа.

Такой же стенд описан в других документах, в частности ГОСТ Р 53257-2019 (Техника пожарная. Лицевые части средств индивидуальной защиты органов дыхания. Общие технические требования. Методы испытаний).

Такой же стенд описан и в ГОСТ 12.4.293-2015 (EN 136:1998) (Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты органов дыхания. МАСКИ).

Такой же стенд описан в европейском документе DIN EN 14143:2013 (Дыхательные аппараты. Автономные регенеративные подводные дыхательные аппараты).

Недостатками всех аналогов является то, что в них используется ручной метод измерений, когда со сферы (апертометра) вручную считывают координаты зоны засветки и переносят их на диаграмму. На диаграмме по координатам строят границу поля зрения, а затем вручную, планиметрическим методом подсчитывают площадь в см².

Наиболее близким аналогом по технической сущности является изобретение - Измеритель поля зрения [CN115517624, опубл. 2022-12-27], которое относится к периметру, включающему смотровую полусферу, вертикальную раму для крепления смотровой полусферы, основание оголовка, на которое опирается опоясывающее устройство, подъемный механизм, служащий для регулировки высоты основания оголовка, и нижнюю раму, нижний конец вертикальной рамы неподвижно соединен с нижней рамой, а обзорная полусфера содержит полусферическую светопропускающую сферическую оболочку; верхний конец и нижний конец светопропускающей сферической оболочки снабжены заворотами, обращенными вверх, завороты жестко связаны с вертикальной рамой, а левый конец и правый конец светопропускной сферической оболочки снабжены с удлиняющими частями. А надставная часть расположена между основанием формы головки и светопропускающей сферической оболочкой. Измеритель поля зрения разработан в соответствии с требованиями стандартного документа об утверждении медицинских респираторов с подачей воздуха под положительным давлением в индустрии медицинских инструментов в соответствии со стандартами ISO16900-11: 2013 и 2021 и подходит для определения диапазона поля зрения медицинских респираторов воздуха с положительным давлением, респираторов приточного типа (респираторов с открытой лицевой частью, респираторов с открытым капюшоном и респираторов с закрытым капюшоном).

Недостатком прототипа является неудобство при исследовании объекта ввиду отсутствия поворотного стола и плотно закрепленного объекта исследования.

Задачей изобретения является уменьшение времени, затрачиваемого на исследование объекта.

Технический результат изобретения заключается в повышении качества испытательного стенда и автоматизации в его управлении.

Указанные технические результаты достигаются за счет того, что:

испытательный стенд для определения площади поля зрения лицевых частей средств индивидуальной защиты органов дыхания, содержащий фотодиоды, установленные на сферической поверхности в узлах координационной сетки с равномерным шагом и определяющие границы зоны засветки, при этом стенд снабжен горизонтальным поворотным столом, на котором закреплена голова манекена, снабженная установленными в его глазницах лампами засветки.

В частности, в области границы засветки расположены дополнительные фотодиоды.

Способ автоматического определения поля зрения средств индивидуальной защиты органов дыхания посредством стенда, включающий расположение испытуемой лицевой части средства индивидуальной защиты органов дыхания на голове манекена, повернутой наружу сферической поверхности, поворот головы манекена внутрь сферической поверхности в требуемое положение, включение лампочек засветки, автоматическое считывание координат и границ зоны засветки и автоматический расчет площади поля зрения при использовании указанной испытуемой лицевой части.

В частности, площадь поля зрения принимают как площадь поля засветки на сферической поверхности, которую в свою очередь рассчитывают как сумму площадей 36 треугольников со сторонами a и b и углом между ними.

Программное обеспечение позволяет фиксировать время и дату проведения испытаний, стандарт по которому проводились испытания и фамилию испытателя.

Сама программа, на основании собранных и полученных данных, основана на геометрических формулах. Площадь находится как сумма площадей 36 треугольников со сторонами a и b и углом α по формуле где α=°).

Нахождение длин отрезков a и b показан на фиг.6.

На которой стороны треугольника a и b являются дугами Х, указано на фигуре 6 красным.

Вычисляем длину дуги X по формуле:

X=R*N*π/180, где N – максимальный номер освещенного фотодиода в своем угле (N*10 - угол в градусах).

Масштабный радиус R вычисляется в программе, показанной на фиг.7. Значение радиуса R по умолчанию вычислялось следующим образом:

Задаемся площадью полусферической поверхности внутри круга 90°, равного 126,9 см² (из ГОСТ Р 12.4.189-2006). Тогда радиус r такого развернутого на плоскость круга будет:

С точки зрения трехмерной полусферы радиус r является дугой сектора с углом 90°. Поэтому искомый радиус свернутой трехмерной полусферы R будет равен:

=4.046

Если же задать в программе реальный радиус сферы, который известен, программа посчитает реальную площадь полусферической поверхности внутри линии ограниченной освещенными фотодиодами.

Краткое описание чертежей.

На фиг. 1 представлена общая схема стенда.

На фиг. 2 представлен общий вид сферы апертометра.

На фиг. 3 представлен вид сверху сферы апертометра с увеличенным количеством фотодиодов.

На фиг. 4 представлена схема использования поворотного стола стенда.

На фиг. 5 представлен фронтальный вид на сферу.

На фиг. 6 представлен вид на сферу сверху (в сечении).

На фиг. 7 представлен радиус сферы в программе.

На фигурах обозначено: 1 – сфера апертометра, 2 – фотодиоды, 3 – голова манекен, 4 – лампы накаливания (засветки), 5 – стол поворотный горизонтальный, 6 – стол стенда, 7 – ноутбук, 8 – дополнительные фотодиоды.

Стенд испытательный для определения поля зрения лицевых частей содержит голову манекен 3, с лампами засветки 4, сферическую поверхность с координатной сеткой (апертометр), на сферической поверхности в узлах координационной сетки расположены фотодиоды 2. Голова манекен 3, закреплена на горизонтальном поворотном столе 5, все это расположено на столе стенда 6, там же расположен ноутбук 7.

Лицевую часть, которую необходимо испытать, располагают на голове манекена 5 (фиг. 4), которая для облегчения повернута наружу сферы, затем голову поворачивают внутрь сферы, и она сразу занимает требуемое положение.

При включении лампочек засветки на сфере апертометра появляется контур засветки, границы которого определяются фотодиодами и автоматически рисуются на диаграмме поля зрения. Далее с помощью специального программного обеспечения рассчитывается площадь поля зрения при использовании лицевой части и сравнивается с площадью поля зрения предусмотренную ГОСТом, чтобы определить величину в процентах.

Погрешность измерения зависит от шага расположения фотодиодов, чем шаг больше, тем погрешность выше. Для уменьшения погрешности, в области, в которой наиболее вероятно наличие границы засветки располагаются дополнительные фотодиоды 8 (фиг. 2). Они позволяют более точно определить границу засветки и уменьшить погрешность стенда.

Для еще более точного соответствия ГОСТу используется полуавтоматический метод. В этом случае считывание координат засветки определяется вручную, путем аппроксимации между двумя обозначенными значениями, а затем эти значения вводятся в компьютер. Компьютер сам строит диаграмму и определяет ее площадь, а затем сам рассчитывает поле зрение в процентах.

Таким образом, создан испытательный стенд, значительно снижающий трудоемкость измерений и сокращающий время проведения испытаний.

Изобретение относится к испытательному оборудованию для испытания средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД), а именно в части определения площади поля зрения смотрового узла лицевой части. Испытательный стенд для определения площади поля зрения лицевых частей средств индивидуальной защиты органов дыхания содержит фотодиоды, установленные на сферической поверхности в узлах координационной сетки с равномерным шагом и определяющие границы зоны засветки, при этом стенд снабжен горизонтальным поворотным столом, на котором закреплена голова манекена, снабженная установленными в его глазницах лампами засветки. Способ автоматического определения поля зрения средств индивидуальной защиты органов дыхания посредством стенда включает расположение испытуемой лицевой части средства индивидуальной защиты органов дыхания на голове манекена, повернутой наружу сферической поверхности, поворот головы манекена внутрь сферической поверхности в требуемое положение, включение лампочек засветки, автоматическое считывание координат и границ зоны засветки и автоматический расчет площади поля зрения при использовании указанной испытуемой лицевой части. Технический результат изобретения заключается в повышении качества испытательного стенда и автоматизации в его управлении. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Испытательный стенд для определения площади поля зрения лицевых частей средств индивидуальной защиты органов дыхания, содержащий фотодиоды, установленные на сферической поверхности в узлах координационной сетки с равномерным шагом и определяющие границы зоны засветки, при этом стенд снабжен горизонтальным поворотным столом, на котором закреплена голова манекена, снабженная установленными в его глазницах лампами засветки.

2. Испытательный стенд по п.1, отличающийся тем, что в области границы засветки расположены дополнительные фотодиоды.

3. Способ автоматического определения поля зрения средств индивидуальной защиты органов дыхания посредством стенда по п.1, включающий расположение испытуемой лицевой части средства индивидуальной защиты органов дыхания на голове манекена, повернутой наружу сферической поверхности, поворот головы манекена внутрь сферической поверхности в требуемое положение, включение лампочек засветки, автоматическое считывание координат и границ зоны засветки и автоматический расчет площади поля зрения при использовании указанной испытуемой лицевой части.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что площадь поля зрения принимают как площадь поля засветки на сферической поверхности, которую в свою очередь рассчитывают как сумму площадей 36 треугольников со сторонами a и b и углом между ними.