УСТРОЙСТВО ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ КАМЕРЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ ФИЛЬТРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2024 года по МПК G01N15/08 G01N15/06 A24C5/34 

Настоящее изобретение относится к устройству для оценки фильтрующего материала испытуемого изделия. Настоящее изобретение также относится к устройству, которое имитирует аспект дыхания или имитирует аспект внешней среды, или имитирует как аспект дыхания, так и аспект внешней среды.

Маски или другие носимые устройства могут содержать фильтрующий материал, уменьшающий количество загрязняющих веществ из внешней среды, вдыхаемых субъектом. Примеры загрязняющих веществ, которые могут быть отфильтрованы материалами, включают химические соединения или комплексные соединения, пыль или другие частицы, а также биологические материалы, такие как пыльца, бактерии и вирусы.

Динамика потока воздуха и физиологические аспекты дыхания могут влиять на способность фильтрующего материала носимого устройства фильтровать загрязняющие вещества и могут влиять на способность загрязняющего вещества взаимодействовать с субъектом. Среди прочего, скорость потока воздуха, влажность, температура и содержание углекислого газа во вдыхаемом или выдыхаемом воздухе могут влиять на способность материала фильтровать загрязняющее вещество или могут влиять на само загрязняющее вещество.

Подобным образом, внешняя среда, в которой присутствует загрязняющее вещество, и особенность попадания загрязняющего вещества во внешнюю среду, могут влиять на способность загрязняющего вещества взаимодействовать с субъектом. Среди прочего, температура окружающей среды, влажность и ультрафиолетовый свет могут влиять на способность материала фильтровать загрязняющее вещество или могут влиять на само загрязняющее вещество.

Согласно аспектам настоящего изобретения предложено устройство для оценки фильтрующего материала испытуемого изделия. Устройство содержит испытательную камеру, систему введения, опору, устройство подачи потока воздуха и (i) систему имитации респираторных состояний, (ii) систему имитации условий внешней среды или (iii) как систему имитации респираторных состояний, так и систему имитации внешней среды. Испытательная камера содержит впускное отверстие и выпускное отверстие. Система введения выполнена с возможностью введения испытуемого загрязняющего вещества в испытательную камеру таким образом, что испытуемое загрязняющее вещество захватывается воздухом, протекающим от впускного отверстия к выпускному отверстию. Опора выполнена с возможностью удерживания испытуемого изделия. Опора образует проход дальше по ходу потока относительно местоположения испытуемого изделия таким образом, что воздух, протекающий от впускного отверстия к выпускному отверстию, проходит через фильтрующий материал перед попаданием в проход. Устройство подачи потока воздуха выполнено с возможностью втягивания воздуха из испытательной камеры через проход и выпускное отверстие. Система имитации респираторных состояний выполнена с возможностью имитации аспекта дыхания. Система имитации внешней среды выполнена с возможностью имитации аспекта внешней среды.

Примеры аспектов, связанных с дыханием, которые могут быть смоделированы системой имитации респираторных состояний, включают один или более из объема потока воздуха, скорости потока воздуха, периодичности потока воздуха, температуры, влажности, кислотности, содержания углекислого газа и т. п. Примеры аспектов внешней среды, которые могут быть смоделированы системой имитации внешней среды, включают один или более из температуры, влажности, ультрафиолетового света, особенности выброса испытуемого загрязняющего вещества и т. п.

Путем моделирования аспекта дыхания, аспекта внешней среды субъекта или как аспекта дыхания, так и аспекта внешней среды, устройства согласно настоящему изобретению преимущественно позволяют оценить испытуемое изделие в условиях, которые могут быть очень похожи на условия, в которых можно использовать испытуемое изделие. Кроме того, испытуемое изделие можно оценивать в различных условиях для определения потенциальной эффективности изделия. Такое испытание может, например, позволить пользователю, изготовителю или пользователю и изготовителю определить, существуют ли определенные условия, в которых испытуемое изделие может функционировать хорошо и в которых испытуемое изделие может функционировать плохо. Это может позволить пользователю эффективно использовать испытуемое изделие. Проведение испытаний в различных условиях может позволить производителю лучше проинформировать пользователя, как эффективно использовать испытуемое изделие.

Устройство согласно настоящему изобретению может содержать любую подходящую испытательную камеру. Испытательная камера содержит впускное отверстие и выпускное отверстие. Воздух может протекать через испытательную камеру от впускного отверстия к выпускному отверстию. Обратный клапан или другой подходящий клапан может быть функционально соединен с впускным отверстием. Клапан, соединенный с впускным отверстием, может обеспечивать протекание воздуха в испытательную камеру через впускное отверстие и может препятствовать вытеканию воздуха из испытательной камеры через впускное отверстие.

Испытательная камера может содержать один или более проемов. Проемы могут позволить воздуху внутри камеры выходить из камеры, когда относительное давление в камере достаточно увеличивается, или окружающему воздуху поступать в камеру, когда относительное давление в камере достаточно снижается. Проемы могут содержать фильтры для предотвращения или уменьшения выхода загрязняющих веществ из испытательной камеры через проемы или для предотвращения попадания загрязняющих веществ из окружающей среды в испытательную камеру через проемы. Фильтры могут содержать любой подходящий фильтрующий материал, такой как высокоэффективный фильтрующий материал для твердых частиц (HEPA) или угольные фильтры.

Испытательная камера может содержать отверстие, через которое может быть введено испытуемое загрязняющее вещество. Отверстие может быть таким же, как и впускное отверстие или отличаться от него. Предпочтительно испытуемое загрязняющее вещество вводят в испытательную камеру через отверстие, отличное от впускного отверстия.

Испытательная камера может содержать рамку, выполненную с возможностью удержания одной или более панелей, ограничивающих замкнутое внутреннее пространство. Рамка может быть выполнена из любого подходящего материала. Рамка может содержать инертный материал. Предпочтительно любая часть рамки, которая может находиться в сообщении с замкнутым внутренним объемом испытательной камеры, является инертной. Рамка или части рамки могут быть покрыты или обработаны, чтобы быть инертными. Рамка может содержать пластик, такой как поликарбонат, или металлический материал, такой как алюминий или нержавеющая сталь.

Панели могут быть выполнены из любого подходящего материала или материалов. Предпочтительно по меньшей мере поверхность панели, которая образует внутреннюю часть испытательной камеры, является инертной. Может быть использован любой подходящий инертный материал. Инертный материал может образовывать основную часть панели или может быть нанесен на поверхность панели. Предпочтительно поверхность панели, которая образует внутреннюю часть испытательной камеры, является гидрофобной.

Примеры подходящих материалов для создания основной части панелей включают стекло, пластик и металлические материалы. Примеры подходящих пластиковых материалов включают поликарбонат, полиэфирэфиркетон (PEEK), поли(метилметакрилат) (PMMA) и т. п. Примеры подходящих металлических материалов включают алюминий, нержавеющую сталь и т. п. Материалы могут быть изначально инертными или для того, чтобы быть инертными, могут быть обработаны или покрыты чем-то. Например, на поверхность могут быть нанесены покрытия, или она может быть обработана для того, чтобы сделать поверхности инертными.

Предпочтительно по меньшей мере одна панель является прозрачной, чтобы обеспечить возможность визуального наблюдения за замкнутым внутренним пространством. Внутренняя панель или часть панели может быть прозрачной. Предпочтительно вся панель или большая часть панели является прозрачной. Подходящие прозрачные материалы для образования панелей включают прозрачные пластики или стекло. Визуальное наблюдение за замкнутым внутренним пространством может позволить пользователю испытательного устройства определить, проходит ли процесс испытания так, как ожидалось.

Испытательная камера может содержать больше одной панели. Например, испытательная камера может содержать верхнюю панель, нижнюю панель и одну или более панелей боковых стенок. В некоторых примерах испытательная камера содержит верхнюю панель, нижнюю панель, панель передней боковой стенки, панель задней боковой стенки, панель левой боковой стенки и панель правой боковой стенки.

Предпочтительно рама герметично соединяет панели таким образом, чтобы замкнутый внутренний объем испытательной камеры был воздухонепроницаемым по отношению к окружающей среде. Удерживание испытательной камеры, герметически закрытой, может быть важным, когда загрязняющее вещество предусматривает, например, инфекционное или токсичное вещество. Герметически закрытая испытательная камера может предотвратить утечку инфекционного или токсичного вещества за пределы испытательной камеры. Это может защитить пользователя испытательного устройства или любого человека, находящегося поблизости от испытательного устройства, от воздействия инфекционного или токсичного вещества. Один или более уплотнительных элементов могут быть использованы для уплотнения панелей относительно рамки. Может быть использован любой подходящий уплотнительный элемент. Например, синтетический каучук или фторполимерные эластомеры, такие как фторэластомеры Viton® (DuPont, Уилмингтон, Делавэр, США), прокладки или шнуры могут быть использованы для уплотнения краев панелей относительно рамки. Предпочтительно уплотнительный элемент является инертным, или любая часть уплотнительного элемента, которая может находиться в сообщении с замкнутым внутренним объемом испытательной камеры, является инертной.

Испытательная камера может иметь любую подходящую форму. Одна или более панелей могут быть выполнены и расположены для достижения соответствующей формы испытательной камеры. В некоторых примерах испытательная камера имеет форму куба. Предпочтительно замкнутый внутренний объем и внешняя форма испытательной камеры имеют форму куба.

Испытательная камера может иметь любой подходящий размер. В некоторых примерах замкнутый внутренний объем испытательной камеры составляет от 5 до 30 литров, например от 10 до 20 литров.

Испытательная камера может быть электрически заземлена. Введение испытательного загрязняющего вещества в испытательную камеру может привести к накоплению электростатического заряда. Электростатический заряд может привести к тому, что загрязняющее вещество или компонент загрязняющего вещества прилипнет к внутренним поверхностям испытательной камеры. Электрическое заземление испытательной камеры может уменьшить сорбцию загрязняющего вещества или компонента загрязняющего вещества на внутренних поверхностях испытательной камеры. Уменьшение сорбции может увеличить количество загрязняющих веществ, контактирующих с фильтрующим материалом испытуемого изделия. Таким образом, уменьшение сорбции может обеспечить точную оценку испытуемого изделия в условиях, в которых может использоваться испытуемое изделие.

Внутренние поверхности испытательной камеры, которые могут контактировать с испытуемым загрязняющим веществом предпочтительно являются электропроводящими. Электропроводящие поверхности могут сделать электрическое заземление эффективным. Если материал, из которого изготовлены структурные элементы испытательной камеры, не является электропроводящим, поверхности структурных элементов могут быть покрыты или обработаны электропроводящим материалом. Примеры подходящих электропроводящих материалов включают золото, серебро, никель, хром, титан и платину. В предпочтительном примере внутренняя поверхность испытательной камеры, которая может контактировать с испытуемым загрязняющим веществом, содержит титан.

Материал, образующий отверстие, через которое вводится испытуемое загрязняющее вещество, предпочтительно является инертным по отношению к испытуемому материалу и не подвержен накоплению электростатического заряда. В одном примере материал, образующий отверстие, через которое вводится испытуемое загрязняющее вещество, выполнен из силикона, покрытого платиной. Материал, образующий выпускное отверстие, может быть выполнен из силикона, покрытого платиной. Платина может быть электрически заземлена.

Устройство согласно настоящему изобретению может содержать любую подходящую опору. Опора может быть выполнена с возможностью удерживания испытуемого изделия. Опора предпочтительно удерживает испытуемое изделие таким образом, что воздух в испытательной камере протекает через фильтрующий материал испытуемого изделия до протекания через выпускное отверстие испытательной камеры. Опора может образовывать проход, который находится в сообщении с выпускным отверстием испытательной камеры. Воздух в испытательной камере может протекать через проход к выпускному отверстию. Опора может быть выполнена с возможностью удерживания испытуемого изделия таким образом, чтобы фильтрующий материал был расположен в проходе или был расположен на входе в проход.

Опора может проходить в замкнутое внутреннее пространство испытательной камеры от поверхности испытательной камеры, например, от поверхности панели. Например, опора может проходить от дна испытательной камеры, например, от нижней панели испытательной камеры. Опора может содержать корпус, проходящий от дна испытательной камеры, например, от нижней панели испытательной камеры. Корпус может быть установлен на дне испытательной камеры, например, на нижней панели испытательной камеры, вокруг выпускного отверстия испытательной камеры. Корпус может образовывать проход.

Опора может содержать одну или более частей. В некоторых примерах опора содержит корпус и вставку. Вставка может быть вставлена в корпус снаружи испытательной камеры через выпускное отверстие испытательной камеры. Вставка может зацепляться с корпусом любым подходящим образом. Например, вставка может зацепляться с корпусом с помощью резьбового зацепления или с помощью таких особенностей зацепления, как поворот и запирание. Корпус и вставка могут вместе образовывать проход опоры.

Проход опоры может быть любой подходящей формы и размера. Например, проход может иметь прямоугольную, треугольную, круглую или овальную форму сечения. Предпочтительно проход имеет круглую форму сечения. В некоторых примерах проход имеет круглую или по существу круглую форму сечения с диаметром в диапазоне от 50 миллиметров до 80 миллиметров. Например, проход может иметь круглую или по существу круглую форму сечения с диаметром в диапазоне от 40 миллиметров до 100 миллиметров или от 30 миллиметров до 120 миллиметров.

Проход опоры может иметь любую подходящую длину. В некоторых примерах проход имеет длину в диапазоне от 50 миллиметров до 80 миллиметров. Например, проход может иметь длину от 40 миллиметров до 100 миллиметров или от 30 миллиметров до 120 миллиметров.

Форма сечения, размер или форма и размер прохода опоры могут быть одинаковыми вдоль длины прохода. Форма сечения, размер или форма и размер прохода опоры могут отличаться вдоль длины прохода.

Проход опоры может быть выполнен с возможностью имитации потока воздуха через дыхательный проход человека. Например, проход может иметь форму и размеры, подобные одному или более из трахеи, гортани, надгортанника, глотки или ротовой полости, рта, носовой полости и ноздри.

Опора может быть выполнена с возможностью образования более одного прохода, который находится в сообщении с выпускным отверстием испытательной камеры. Опора может быть выполнена с возможностью удерживания испытуемого изделия таким образом, чтобы воздух, протекающий из испытательной камеры через более чем один проход, протекал через фильтрующий материал испытуемого изделия до протекания через выпускное отверстие.

Опора может удерживать испытуемое изделие любым подходящим образом. Опора может содержать поверхность, на которую может опираться испытуемое изделие. Поверхность может иметь любую подходящую форму. Например, поверхность может быть плоской или изогнутой. Поверхность может быть смоделирована таким образом, чтобы дополнять поверхность испытуемого изделия. Поверхность опоры может иметь форму, имитирующую поверхность человеческого лица.

Опора может содержать компоненты, выполненные с возможностью зацепления с удерживающими элементами испытуемого изделия. Например, если испытуемое изделие содержит одну или более тесемок, опорный элемент может содержать фиксаторы, такие как штыри, выполненные с возможностью зацепления с тесемками. Опора может содержать элементы для удержания для удерживания испытуемого изделия. Например, опора может содержать зажим, тесемку, утяжеляющий элемент или т. п., чтобы удерживать испытуемое изделие таким образом, чтобы воздух, протекающий из испытательной камеры через проход, проходил через фильтрующий материал испытуемого изделия.

В некоторых примерах опора содержит зажимной элемент. Зажимной элемент может прикладывать усилие к испытуемому изделию, чтобы прижимать испытуемое изделие к поверхности опоры. Зажимной элемент может содержать зажимной диск. Зажимной элемент может быть прикреплен к части опоры любым подходящим образом. В некоторых примерах зажимной элемент прикреплен к части опоры с помощью резьбовых элементов, таких как винты или болты. В некоторых примерах зажимной элемент прикреплен к корпусу опоры с помощью резьбовых элементов.

Между испытуемым изделием и опорой можно поместить один или более уплотнительных элементов. Например, между испытуемым изделием и опорой можно поместить уплотнительное кольцо или другой подходящий уплотнительный элемент.

Опора может быть выполнена из любого подходящего материала или материалов. Например, опора может содержать одно или более из полимерного материала, металлического материала, керамического материала и стеклянного материала. Опора может быть образована из одной части или нескольких частей. Предпочтительно опора образована из материалов, которые могут выдерживать автоклавирование.

Устройство согласно настоящему изобретению может содержать любую подходящую систему введения. Система введения может быть выполнена с возможностью введения любого подходящего испытуемого загрязняющего вещества в испытательную камеру. Например, испытуемое загрязняющее вещество может содержать химическое соединение или комплексное соединение, пыль или другие частицы или биологический материал. Биологический материал может содержать пыльцу, споры или патогены. Патогены могут включать бактерии и вирусы. Предпочтительно испытуемое загрязняющее вещество содержит биологический материал. Более предпочтительно испытуемое загрязняющее вещество содержит патоген. Еще более предпочтительно испытуемое загрязняющее вещество содержит вирус.

Предпочтительно система введения выполнена с возможностью введения испытуемого загрязняющего вещества таким же образом, как субъект, который может использовать испытуемое изделие, может подвергаться воздействию испытуемого загрязнителя. Например, патогены могут передаваться от первого человека ко второму человеку при контакте с биологическим материалом, который был перенесен мелкими каплями слизи или слюны, содержащей биологический материал, и выделен первым человеком при дыхании, кашле или чихании. Общее распределение частиц по размеру суспензий этих мелких капель определяет их динамику. Распределение частиц по размеру в случае выдыхаемых аэрозолей, например, при дыхании, кашле, чихании и разговоре, варьируется от субмикронных до субмиллиметровых размеров частиц.

Соответственно, система введения может быть выполнена с возможностью введения вирусов и бактерий в виде мелких капель, имеющих распределение частиц по размеру от 0,1 микрометра до 0,5 миллиметра. В некоторых примерах система введения приспособлена для введения вирусов в виде частиц размером в диапазоне от 0,1 микрометра до 0,1 миллиметра.

Система введения может вводить испытуемое загрязняющее вещество в любой подходящей форме. Предпочтительно форма аналогична форме, которой может подвергаться субъект, который может использовать испытуемое изделие. Например, система введения может вводить испытуемые загрязняющие вещества в жидкой форме или твердой форме. Система введения может вводить испытуемое загрязняющее вещество в виде аэрозоля. Аэрозоль может содержать мелкие жидкие или твердые частицы. Когда система введения вводит бактерии или вирусы, система введения предпочтительно выполнена с возможностью введения бактерий или вирусов в виде мелких капель жидкости.

Система введения может содержать источник сжатого газа или устройство для генерирования потока воздуха. Сжатый газ или воздух могут протекать через источник, содержащий испытуемое загрязняющее вещество. Поток сжатого газа через источник может вызвать распыление испытуемого загрязняющего вещества в виде мелких жидких или твердых частиц. В некоторых примерах система введения содержит генератор аэрозоля. В некоторых примерах система введения содержит небулайзер. Небулайзер может вводить испытуемое загрязняющее вещество в виде мелкодисперсной взвеси.

Система введения может вводить испытуемые загрязняющие вещества непосредственно в испытательную камеру. Система введения может вводить испытуемые загрязняющие вещества раньше по ходу потока относительно впускного отверстия в испытательной камере или через него. Предпочтительно система введения вводит испытуемые загрязняющие вещества непосредственно в испытательную камеру. Независимо от того, куда система введения вводит испытуемые загрязняющие вещества, система введения вводит испытуемые загрязняющие вещества таким образом, что испытуемые загрязняющие вещества могут захватываться воздухом, протекающим от впускного отверстия испытательной камеры к выпускному отверстию испытательной камеры.

Система введения может быть выполнена с возможностью введения испытуемого загрязняющего вещества в испытательную камеру через отверстие для введения на поверхности испытательной камеры. Поверхность, снабженная отверстием для введения для введения испытуемого загрязняющего вещества в камеру, предпочтительно представляет собой верхнюю поверхность испытательной камеры.

Устройство может содержать один или более элементов, которые облегчают протекание испытуемых загрязняющих веществ, захваченных воздухом, из отверстия для введения к проходу опоры через фильтрующий материал испытуемого изделия, удерживаемого опорой.

Устройство может содержать один или более элементов, которые уменьшают потерю испытуемого загрязняющего вещества на внутренние поверхности испытательной камеры. Например, испытуемое загрязняющее вещество может сорбироваться или осаждаться на внутренних поверхностях испытательной камеры.

Устройство может содержать впускную трубу для испытуемого загрязняющего вещества, которая может облегчать протекание испытуемых загрязняющих веществ, захваченных воздухом, из отверстия для введения в проход опоры и может уменьшать потерю испытуемого загрязняющего вещества на внутренние поверхности испытательной камеры.

Устройство может содержать направляющую, которая может облегчать протекание испытуемых загрязняющих веществ, захваченных воздухом, из отверстия для введения в проход опоры и может уменьшать потерю испытуемого загрязняющего вещества на внутренние поверхности испытательной камеры.

Предпочтительно устройство может содержать впускную трубу для испытуемого загрязняющего вещества и направляющую. Комбинация впускной трубы для испытуемого загрязняющего вещества и направляющей может облегчать протекание испытуемых загрязняющих веществ, захваченных воздухом, из отверстия для введения в проход опоры и уменьшает потерю испытуемого загрязняющего вещества на внутренние поверхности испытательной камеры.

Впускная труба для испытуемого загрязняющего вещества может окружать отверстие для введения и может проходить в испытательную камеру. Впускная труба для испытуемого загрязняющего вещества может быть выполнена как одно целое с поверхностью испытательной камеры или может представлять собой отдельный элемент, который может быть закреплен относительно поверхности испытательной камеры любым подходящим образом. Например, впускная труба для испытуемого загрязняющего вещества может быть закреплена относительно верхней поверхности испытательной камеры с помощью зажима.

Впускная труба для испытуемого загрязняющего вещества может иметь любые подходящие размеры. Впускная труба для испытуемого загрязняющего вещества может определять внутренний диаметр, равный или превышающий диаметр отверстия для введения. Впускная труба для испытуемого загрязняющего вещества может проходить в испытательную камеру на любое подходящее расстояние. Например, впускная труба для испытуемого загрязняющего вещества может проходить в испытательную камеру на расстояние от 2 сантиметров до 15 сантиметров, например, от 5 сантиметров до 10 сантиметров.

Впускная труба для испытуемого загрязняющего вещества может быть изготовлена из любого подходящего материала или материалов. Предпочтительно, впускная труба для испытуемого загрязняющего вещества содержит инертный материал. Предпочтительно любая часть впускной трубы для испытуемого загрязняющего вещества, которая может контактировать с испытуемым загрязняющим веществом, является инертной. Впускная труба для испытуемого загрязняющего вещества или части впускной трубы для испытуемого загрязняющего вещества могут быть покрыты или обработаны, чтобы быть инертными. Предпочтительно испытуемое загрязняющее вещество, контактирующее с поверхностью впускной трубы для испытуемого загрязняющего вещества, является гидрофобным. Примеры подходящих материалов для образования основной части впускной трубы для испытуемого загрязняющего вещества включают стекло, пластик и металлические материалы. Примеры подходящих пластиковых материалов включают поликарбонат, полиэфирэфиркетон (PEEK), полистирол, поли(метилметакрилат) (PMMA), поли(тетрафторэтилен) и т. п. Примеры подходящих металлических материалов включают алюминий, нержавеющую сталь и т. п. Материалы могут быть изначально инертными или для того, чтобы быть инертными, могут быть обработаны или покрыты чем-то. Предпочтительно по меньшей мере часть впускной трубы для испытуемого загрязняющего вещества является прозрачной. Более предпочтительно вся впускная труба для испытуемого загрязняющего вещества является прозрачной. В целях стерилизации впускная труба для испытуемого загрязняющего вещества предпочтительно является устойчивой к одной или более температурам вплоть до 130°С; органические растворители, обычно присутствующие в дезинфицирующих растворах, такие как этанол или изопропанол; окислители, такие как отбеливатель или озон; и УФ-облучение.

Направляющая имеет внутреннюю поверхность, чтобы направлять поток воздуха из отверстия для введения в проход. Направляющая проходит от первого конца ко второму концу. Первый конец направляющей может находиться вблизи отверстия для введения. «В непосредственной близости от» предусматривает пребывание в контакте с. Первый конец направляющей может быть герметически закрыт относительно поверхности испытательной камеры вокруг отверстия для введения. Например, уплотнительное кольцо или прокладку можно поместить между первым концом направляющей и поверхностью испытательной камеры с отверстием для введения. Когда устройство находится в собранной конфигурации, направляющая может быть закреплена относительно поверхности испытательной камеры вокруг отверстия для введения. Направляющая может быть закреплена относительно поверхности любым подходящим образом. Например, направляющая может быть закреплена относительно поверхности вокруг отверстия для введения с помощью зажима. Первый конец направляющей может определять первый внутренний диаметр, превышающий внешний диаметр отверстия для введения на поверхности для введения.

Второй конец направляющей может находиться вблизи прохода опоры. «В непосредственной близости от» предусматривает пребывание в контакте с. Второй конец направляющей может определять второй внутренний диаметр, превышающий внешний диаметр испытуемого изделия. Второй конец направляющей может быть герметически закрыт относительно опоры вокруг местоположения испытуемого изделия. Например, уплотнительное кольцо или прокладку можно поместить между вторым концом направляющей и поверхностью опоры. Когда устройство находится в собранной конфигурации, направляющая может быть закреплена относительно поверхности опоры. Направляющая может быть закреплена относительно поверхности опоры любым подходящим образом. Например, направляющая может быть закреплена относительно поверхности опоры с помощью зажима, посредством резьбового зацепления или т. п.

Направляющая может содержать внутренние поверхности, определяющие внутренний объем направляющей между первым и вторым концами. Внутренние поверхности направляющей могут направлять испытуемый аэрозоль, захваченный воздухом, для протекания из отверстия для введения в проход опоры. Направляющая может иметь любую подходящую внутреннюю форму и размеры. Например, направляющая может быть цилиндрической.

Направляющая может содержать одно или более впускных отверстий для воздуха. Впускные отверстия для воздуха могут быть предпочтительными, когда направляющая герметически закрыта относительно поверхности испытательной камеры и поверхности опоры. Впускные отверстия для воздуха направляющей могут помещать внутренний объем направляющей в сообщение по текучей среде с впускным отверстием испытательной камеры. Предпочтительно одно или более впускных отверстий для воздуха направляющей находятся вблизи от первого конца направляющей. Находясь вблизи от первого конца направляющей, одно или более впускных отверстий для воздуха направляющей могут обеспечить возможность протекания воздуха из впускного отверстия испытательной камеры в пространство внутри камеры вблизи местоположения, в которое вводится испытуемое загрязняющее вещество. Воздух может смешиваться с испытуемым загрязняющим веществом по мере того, как испытуемое загрязняющее вещество течет через направляющую ко второму концу.

Впускные отверстия для воздуха направляющей могут быть расположены любым подходящим образом. Если направляющая содержит более одного впускного отверстия для воздуха направляющей, впускные отверстия для воздуха направляющей предпочтительно расположены в осевой симметрии относительно продольной оси направляющей. Впускные отверстия для воздуха направляющей могут иметь любые подходящие размеры. Например, диаметры впускных отверстий для воздуха направляющей могут составлять от 0,2 сантиметра до 3 сантиметров, например, от 0,5 сантиметра до 2 сантиметров.

Направляющая может быть выполнена из любого подходящего материала или материалов. Предпочтительно направляющая содержит инертный материал. Предпочтительно любая часть направляющей, которая может контактировать с испытуемым загрязняющим веществом, является инертной. Направляющая или части направляющей могут быть покрыты или обработаны, чтобы быть инертными. Предпочтительно испытуемое загрязняющее вещество, контактирующее с поверхностью направляющей, является гидрофобным. Примеры подходящих материалов для создания основной части направляющей включают стекло, пластик и металлические материалы. Примеры подходящих пластиковых материалов включают поликарбонат, полиэфирэфиркетон (PEEK), полистирол, поли(метилметакрилат) (PMMA), поли(тетрафторэтилен) и т. п. Примеры подходящих металлических материалов включают алюминий, нержавеющую сталь и т. п. Материалы могут быть изначально инертными или для того, чтобы быть инертными, могут быть обработаны или покрыты чем-то. Предпочтительно по меньшей мере часть направляющей является прозрачной. Более предпочтительно вся направляющая является прозрачной. В целях стерилизации направляющая предпочтительно является устойчивой к одной или более температурам вплоть до 130°С; органические растворители, обычно присутствующие в дезинфицирующих растворах, такие как этанол или изопропанол; окислители, такие как отбеливатель или озон; и УФ-облучение.

Направляющая может быть электрически заземлена. Электрическое заземление может уменьшить накопление электростатического заряда, что может уменьшить удерживание конкретного количества испытуемого загрязняющего вещества или компонента испытуемого загрязняющего вещества внутренней поверхностью направляющей. Внутренние поверхности направляющей, которые могут контактировать с испытуемым загрязняющим веществом предпочтительно являются электропроводящими. Электропроводящие поверхности могут сделать электрическое заземление эффективным. Если материал, из которого изготовлены структурные элементы направляющей, не является электропроводящими, поверхности структурных элементов могут быть покрыты или обработаны электропроводящим материалом. Примеры подходящих электропроводящих материалов включают золото, серебро, никель, хром, титан и платину.

Впускная труба для испытуемого загрязняющего вещества может быть размещена в направляющей вблизи первого конца направляющей. Соответственно, внутренний диаметр направляющей на первом конце может быть больше внешнего диаметра впускной трубы для испытуемого загрязняющего вещества. Впускная труба для испытуемого загрязняющего вещества может проходить во внутренний объем направляющей на любое подходящее расстояние. Если направляющая включает одно или более впускных отверстий для воздуха направляющей, впускная труба для испытуемого загрязняющего вещества предпочтительно проходит во внутренний объем направляющей в направлении второго конца направляющей за пределы впускных отверстий для воздуха направляющей. Таким образом, воздух, поступающий во впускные отверстия для воздуха направляющей, может течь вдоль внешней поверхности впускной трубы для испытуемого загрязняющего вещества, чтобы обеспечить более ламинарный и менее турбулентный поток воздуха через направляющую. Ламинарный поток может образовывать оболочку вокруг испытуемого загрязняющего вещества, поступающего в устройство из отверстия устройства введения. Оболочка может по меньшей мере частично сохраняться вдоль длины направляющей по мере того, как воздух течет в направлении второго конца направляющей, что может уменьшить взаимодействие испытуемого загрязняющего вещества с внутренней поверхностью направляющей. Это может привести к уменьшению потери испытуемого загрязняющего вещества и может увеличить массу испытуемого загрязняющего вещества, доступного для испытания.

Если направляющая содержит более одного впускного отверстия для воздуха направляющей, расположенного в осевой симметрии относительно продольной оси направляющей, то расположение в радиальной симметрии может увеличить однородность потока испытуемого загрязняющего вещества и может увеличить смешивание испытуемого загрязняющего вещества с воздухом, что может привести к более однородному в пространственном отношении и во времени введению испытуемого загрязняющего вещества в испытуемое изделие, удерживаемое опорой.

Преимущественно впускная труба для испытуемого загрязняющего вещества и направляющая могут решать проблемы, связанные с потерей аэрозоля, которые могут возникать в испытательном устройстве, которое не содержит впускную трубу для испытуемого загрязняющего вещества и направляющую. При отсутствии впускной трубы для испытуемого загрязняющего вещества и направляющей воздух, поступающий в одно или более впускных отверстий в одной или более стенках испытательной камеры, может создавать турбулентность. Когда воздух смешивается с испытуемым загрязняющим веществом, некоторое количество испытуемого загрязняющего вещества может быть перенесено турбулентным воздухом к внутренним поверхностям испытательной камеры, где может произойти потеря испытуемого загрязняющего вещества. Такая потеря может уменьшить общую массу испытуемого загрязняющего вещества, доступного для анализа, и тем самым может уменьшить экспериментальную чувствительность. Кроме того, потери может быть трудно спрогнозировать. Следовательно, масса испытуемого загрязняющего вещества, которая проходит через испытуемое изделие, не может быть хорошо охарактеризована, и невозможно точно рассчитать эффективность фильтрации испытуемого изделия.

В дополнение к турбулентностям, которые могут возникать в испытательных устройствах, которые не содержат впускную трубу для испытуемого загрязняющего вещества и направляющую, может возникнуть неравномерное смешивание испытуемого загрязняющего вещества с разбавляющим воздухом. Следовательно, испытуемое загрязняющее вещество может достигать испытуемого изделия неоднородным в пространственном отношении и во времени образом. Это может привести к локальной перегрузке испытуемого изделия загрязняющим веществом, что может повлиять на эффективность фильтрации испытуемого изделия, что может повлиять на экспериментальные результаты.

Эти искажающие факторы могут быть уменьшены с помощью направляющей и впускной трубы для испытуемого загрязняющего вещества.

Устройство для оценки фильтрующего материала испытуемого изделия согласно настоящему изобретению может содержать любое подходящее устройство подачи потока воздуха. Устройство подачи потока воздуха выполнено с возможностью втягивания воздуха из испытательной камеры через проход опоры и через выпускное отверстие испытательной камеры. Когда испытуемое изделие удерживается опорой, воздух будет протекать через фильтрующий материал испытуемого изделия по мере того, как воздух течет из испытательной камеры в проход.

Для отвода воздуха из испытательной камеры через выпускное отверстие можно использовать любое подходящее устройство подачи потока воздуха. Например, устройство подачи потока воздуха может содержать источник отрицательного давления по отношению к давлению в испытательной камере или устройство для генерирования относительного отрицательного давления для отвода воздуха из камеры через выпускное отверстие. Примеры устройств, которые могут генерировать относительное отрицательное давление, включают насос Вентури, вентилятор или любое другое подходящее устройство. Такие устройства называются в данном документе вакуумными насосами.

Устройство подачи потока воздуха может содержать расходомер, преобразователь для измерения давления воздуха или расходомер и преобразователь. Расходомер, преобразователь или расходомер и преобразователь могут быть функционально соединены с контроллером. Контроллер может быть соединен с устройством, генерирующим относительное отрицательное давление. Контроллер может быть приспособлен для регулирования потока воздуха через испытуемое изделие на основании входных данных от расходомера, преобразователя или расходомера и преобразователя.

Устройство подачи потока воздуха может быть выполнено с возможностью введения воздуха через выпускное отверстие и проход опоры в испытательную камеру. Когда испытуемое изделие удерживается опорой, воздух будет протекать через фильтрующий материал испытуемого изделия по мере того, как воздух течет из выпускного отверстия и прохода в испытательную камеру. Для введения воздуха в испытательную камеру через выпускное отверстие можно использовать любое подходящее устройство подачи потока воздуха. Например, устройство подачи потока воздуха может содержать источник относительного положительного давления по отношению к давлению в испытательной камере или устройство для генерирования относительного положительного давления для введения воздуха в испытательную камеру через выпускное отверстие. Примеры источников и устройств, которые могут генерировать относительное положительное давление, включают источник сжатого воздуха, вентилятор, воздушный насос или любое другое подходящее устройство для подачи воздуха в камеру через выпускное отверстие.

Устройство подачи потока воздуха может содержать поршневой насос, в котором перемещение поршня в первом направлении вызывает отвод воздуха из испытательной камеры, и перемещение поршня в противоположном втором направлении вызывает введение воздуха в испытательную камеру. Поршневые насосы могут преимущественно обеспечивать физиологические объемы и перемещение воздуха.

Устройство подачи потока воздуха может содержать дыхательный аппарат, который также может называться механическим вентилятором.

Устройство подачи потока воздуха может быть присоединено к выходному отверстию испытательной камеры или проходу опоры любым подходящим образом. Например, канал может быть соединен с устройством подачи потока воздуха и выпускным отверстием или проходом опоры для переноса воздуха от устройства подачи потока воздуха к выпускному отверстию или проходу из выпускного отверстия или прохода к устройству подачи потока воздуха.

Канал может быть соединен с коллектором, чтобы обеспечить соединение с устройством подачи потока воздуха, выполненным с возможностью отвода воздуха из испытательной камеры, и для обеспечения соединения с устройством подачи потока воздуха, выполненным с возможностью обеспечения введения воздуха в испытательную камеру.

Устройство подачи потока воздуха может содержать один или более клапанов. Например, первый клапан может быть соединен с устройством, выполненным с возможностью обеспечения отвода воздуха из испытательной камеры. Второй клапан может быть соединен с устройством, выполненным с возможностью обеспечения введения воздуха в испытательную камеру. Клапаны могут открываться или закрываться в соответствующее время, чтобы обеспечить возможность протекания воздуха в испытательную камеру или чтобы обеспечить возможность отвода воздуха из испытательной камеры. Клапаны могут преимущественно обеспечивать точное управление потоком.

Фильтр может быть расположен в канале между выпускным отверстием и устройством подачи потока воздуха. Фильтр может защищать устройство подачи потока воздуха от загрязнителей, таких как загрязняющие вещества, которые могут присутствовать в испытательной камере. Фильтр может защищать устройство подачи потока воздуха от влаги в воздухе, протекающем из испытательной камеры. Фильтр также может обеспечивать то, что воздух из устройства подачи потока воздуха в испытательную камеру является чистым, без примесей, таких как загрязняющие вещества. Фильтр может предусматривать НЕРА-фильтр, угольный фильтр или как НЕРА-фильтр, так и угольный фильтр.

Устройство для оценки фильтрующего материала испытуемого изделия согласно настоящему изобретению может содержать систему имитации респираторных состояний. Система имитации респираторных состояний может имитировать любой подходящий аспект дыхания, например, один или более или весь объем потока воздуха, скорость потока воздуха, продолжительность потока воздуха, периодичность потока воздуха, направление потока воздуха, температуру, влажность, содержание углекислого газа и рН. Предпочтительно система имитации респираторных состояний имитирует один или более аспектов человеческого дыхания.

Система имитации респираторных состояний может быть функционально соединена с устройством подачи потока воздуха. Система имитации респираторных состояний может содержать контроллер устройства подачи потока воздуха, выполненный с возможностью обеспечения имитации устройством подачи потока воздуха одного или более аспектов дыхания субъекта, который может использовать испытуемое изделие. Например, контроллер устройства подачи потока воздуха может быть выполнен с возможностью обеспечения имитации устройством подачи потока воздуха одного или более из периодичности дыхательного цикла, объема вдоха, скорости вдоха, продолжительности вдоха, объема выдоха, скорости выдоха и продолжительности выдоха.

Предпочтительно контроллер устройства подачи потока воздуха выполнен с возможностью обеспечения чередования устройства подачи потока воздуха между (i) втягиванием воздуха из испытательной камеры через проход опоры и выпускное отверстие и (ii) введением воздуха через выпускное отверстие и проход опоры в испытательную камеру.

Контроллер устройства подачи потока воздуха может быть выполнен с возможностью обеспечения отвода устройством подачи потока воздуха любого подходящего объема воздуха из испытательной камеры через выпускное отверстие. Контроллер устройства подачи потока воздуха может быть выполнен с возможностью обеспечения отвода устройством подачи потока воздуха постоянного или переменного объема воздуха из испытательной камеры через выпускное отверстие. Контроллер устройства подачи потока воздуха может быть выполнен с возможностью обеспечения отвода воздуха устройством подачи потока воздуха из испытательной камеры через выпускное отверстие с любой подходящей скоростью. Контроллер устройства подачи потока воздуха может быть выполнен с возможностью обеспечения отвода воздуха устройством подачи потока воздуха из испытательной камеры через выпускное отверстие с постоянной или переменной скоростью. Контроллер устройства подачи потока воздуха может быть выполнен с возможностью обеспечения отвода воздуха устройством подачи потока воздуха из испытательной камеры через выпускное отверстие с любой подходящей продолжительностью.

Например, устройство подачи потока воздуха может быть выполнено с возможностью обеспечения втягивания от 0,2 литра до 6 литров, предпочтительно от 0,5 литра до 3 литров воздуха из испытательной камеры через проход опоры и выпускное отверстие за период времени от 0,5 секунд до 15 секунд, предпочтительно от 1 секунды до 6 секунд. Такие скорости потока, объемы потока и продолжительности имитируют многие условия, связанные с вдыханием человека.

Контроллер устройства подачи потока воздуха может быть выполнен с возможностью обеспечения введения устройством подачи потока воздуха любого подходящего объема воздуха в испытательную камеру через выпускное отверстие. Контроллер устройства подачи потока воздуха может быть выполнен с возможностью обеспечения введения устройством подачи потока воздуха постоянного или переменного объема воздуха в испытательную камеру через выпускное отверстие. Контроллер устройства подачи потока может быть выполнен с возможностью обеспечения введения воздуха в испытательную камеру устройством подачи потока воздуха через выпускное отверстие с любой подходящей скоростью. Контроллер устройства подачи потока воздуха может быть выполнен с возможностью обеспечения введения воздуха в испытательную камеру устройством подачи потока воздуха через выпускное отверстие с постоянной или переменной скоростью. Контроллер устройства подачи потока воздуха может быть выполнен с возможностью обеспечения введения воздуха в испытательную камеру устройством подачи потока воздуха через выпускное отверстие с любой подходящей продолжительностью.

Например, устройство подачи потока воздуха может быть выполнено с возможностью обеспечения введения от 0,2 литра до 6 литров, предпочтительно от 0,5 литра до 3 литров воздуха в испытательную камеру через проход опоры и выпускное отверстие за период времени от 0,5 секунд до 15 секунд, предпочтительно от 1 секунды до 6 секунд. Такие скорости потока, объемы потока и продолжительности имитируют большую часть условий, связанных с вдыханием человека.

Контроллер устройства подачи потока воздуха может быть выполнен с возможностью управления устройством подачи потока воздуха любым подходящим образом. Например, контроллер устройства подачи потока воздуха может быть функционально соединен с двигателем поршневого насоса, если устройство подачи потока воздуха содержит поршневой насос. Контроллер устройства подачи потока воздуха может быть функционально соединен с клапаном, который регулирует скорость потока воздуха из устройства подачи потока воздуха, отводимого из испытательной камеры, таким как вакуумный насос. Альтернативно или в дополнение контроллер устройства подачи потока воздуха может быть функционально соединен с двигателем устройства подачи потока воздуха для отвода воздуха из испытательной камеры, таким как вакуумный насос. В качестве другого примера, устройство подачи потока воздуха может быть функционально соединено с клапаном, выполненным с возможностью регулирования скорости потока воздуха из устройства подачи потока воздуха в испытательную камеру, таким как источник сжатого газа.

Система имитации респираторных состояний может быть выполнена с возможностью обеспечения введения воздуха с заданной влажностью через выпускное отверстие испытательной камеры, через проход опоры и в испытательную камеру. Если испытуемое изделие удерживается опорой, воздух с заданной влажностью может протекать через фильтрующий материал испытуемого изделия.

Система имитации респираторных состояний может содержать увлажнитель. Увлажнитель может быть функционально соединен с устройством подачи потока воздуха. Увлажнитель и устройство подачи потока воздуха вместе могут быть выполнены с возможностью обеспечения регулируемой влажностью воздуха, вводимого через выпускное отверстие и проход опоры в испытательную камеру.

Система имитации респираторных состояний может содержать любой подходящий увлажнитель. Например, увлажнитель может содержать резервуар для удержания воды. Воздух, протекающий из устройства подачи потока воздуха в испытательную камеру, может протекать через воду для добавления влажности в воздух. Увлажнитель может содержать фитиль для втягивания воды из резервуара. Относительная влажность воздуха, протекающего из устройства подачи потока воздуха в испытательную камеру, может увеличиваться, поскольку вода из фитиля может переноситься в воздух по мере того, как поток воздуха проходит через фитиль. Устройство подачи потока воздуха может содержать ультразвуковое устройство вибраций или другое подходящее устройство для улучшения переноса воды из резервуара в воздух по мере того, как воздух проходит через резервуар. Ультразвуковое устройство вибраций может содержать элемент, расположенный в контакте с водой в резервуаре. Когда элемент вибрирует с помощью ультразвука, могут образовываться капли воды. Воздух, проходящий через воду, может контактировать с каплями воды для повышения влажности воздуха. Увлажнитель может содержать нагреватель для нагрева воды в резервуаре. Нагрев воды может привести к попаданию большего количества влаги в воздух, протекающий мимо нагретой воды. Увлажнитель может содержать крыльчатку, которая воздействует на воду для рассеивания воды в воздухе, протекающем мимо резервуара.

Предпочтительно воздух с регулируемой влажностью имеет относительную влажность, подобную относительной влажности воздуха, выдыхаемого человеком. Например, воздух с регулируемой влажностью может иметь относительную влажность в диапазоне от 70 процентов относительной влажности до 100 процентов относительной влажности.

Система имитации респираторных состояний может содержать датчик влажности дыхательных путей и контроллер влажности дыхательных путей, функционально соединенный с датчиком влажности дыхательных путей. Датчик влажности дыхательных путей может быть расположен в любом подходящем месте дальше по ходу потока относительно увлажнителя. В этом контексте расположенный дальше по ходу потока означает относительно воздуха, протекающего из увлажнителя через выпускное отверстие, через проход опоры и в испытательную камеру. Например, датчик влажности может быть расположен в канале, через который воздух с регулируемой влажностью течет к выпускному отверстию испытательной камеры, или может быть расположен в проходе опоры. Контроллер влажности дыхательных путей может быть функционально соединен с компонентом увлажнителя, выполненным с возможностью регулирования количества воды, переносимой в воздух, протекающий через увлажнитель или мимо него. Например, контроллер влажности дыхательных путей может быть функционально соединен с ультразвуковым устройством вибраций. Ультразвуковое устройство вибраций может содержать пьезоэлектрический элемент, выполненный с возможностью ультразвуковой вибрации при подаче тока. Элемент контроллера влажности дыхательных путей может быть выполнен с возможностью обеспечения подачи соответствующего тока на пьезоэлектрический элемент.

Система имитации респираторных состояний может быть выполнена с возможностью обеспечения воздуха в непосредственной близости от испытуемого изделия c температурой, которая имитирует температуру вблизи рта или носа субъекта, который может использовать испытуемое изделие. Система имитации респираторных состояний может содержать систему нагрева. Система нагрева может быть расположена и выполнена с возможностью обеспечения воздуха, вводимого устройством подачи потока воздуха через выпускное отверстие и проход опоры в испытательную камеру, с регулируемой температурой, когда он находится в проходе.

Система имитации респираторных состояний может содержать любую подходящую систему нагрева. Система нагрева может содержать нагреватель и систему циркуляции воды, способную обеспечивать циркуляцию воды, нагретой нагревателем. Система циркуляции воды может содержать насос для циркуляции воды. Система нагрева может содержать теплопроводный элемент, передающий тепло от циркулирующей нагретой воды воздуху, протекающему из устройства подачи потока воздуха в проход опоры и в испытательную камеру. Система нагрева может быть выполнена с возможностью нагрева опоры.

Система нагрева может содержать резистивный элемент, который можно нагревать для передачи тепла воздуху, протекающему из устройства подачи потока воздуха через проход опоры и в испытательную камеру. Можно использовать любой подходящий резистивный элемент, такой как резистивная проволока, резистивная пластина, резистивная решетка, резистивный гель и т. п.

Система нагрева может быть выполнена с возможностью нагрева посредством индукции. Например, индукционный нагревательный элемент можно использовать для нагрева воды в системе циркуляции или для переноса тепла в воздух, протекающий из устройства подачи потока воздуха через проход опоры и в испытательную камеру.

Компоненты опоры или канал, который переносит воздух из устройства подачи потока воздуха в канал или проход опоры, могут быть теплопроводными. Для целей настоящего изобретения материал считается «теплопроводным», если материал имеет теплопроводность 5 ватт на метр-Кельвин [Вт/(м⋅К)] или более, например, 10 Вт/(м⋅К) или более или 50 Вт/(м⋅K) или более. Компоненты могут находиться в тепловом контакте с теплопроводными элементами системы нагрева. Тепло из системы нагрева может быть перенесено в воздух, протекающий из устройства подачи потока воздуха через проход опоры и в испытательную камеру.

Система нагрева может содержать датчик температуры дыхательных путей и контроллер температуры дыхательных путей, функционально соединенный с датчиком температуры дыхательных путей. Контроллер температуры дыхательных путей также может быть функционально соединен с нагревателем, таким как резистивный элемент или водонагреватель. Датчик температуры дыхательных путей может быть расположен в любом подходящем месте. Предпочтительно датчик температуры дыхательных путей расположен в проходе опоры или вблизи него.

Система нагрева может быть выполнена с возможностью обеспечения воздуха, протекающего через проход опоры вблизи испытуемого изделия, с любой подходящей температурой. Например, система нагрева может быть выполнена с возможностью обеспечения воздуха, вводимого устройством подачи потока воздуха через выпускное отверстие и проход в испытательную камеру, с температурой в диапазоне от 28 градусов Цельсия до 45 градусов Цельсия, когда он находится в проходе. Предпочтительно воздух имеет температуру в диапазоне от 30 градусов Цельсия до 42 градусов Цельсия. Более предпочтительно воздух имеет температуру в диапазоне от 35 градусов Цельсия до 40 градусов Цельсия.

Система нагрева или компоненты системы нагрева могут быть включены в опору, образующую проход.

Система имитации респираторных состояний может быть выполнена с возможностью обеспечения воздуха, протекающего из выпускного отверстия испытательной камеры через проход опоры, с содержанием углекислого газа, подобным его содержанию в выдыхаемом воздухе субъекта, который может использовать испытуемое изделие. Если испытуемое изделие удерживается опорой, воздух с регулируемым содержанием углекислого газа будет протекать через фильтрующий материал испытуемого изделия.

Система имитации респираторных состояний может содержать систему управления концентрацией углекислого газа. Система управления углекислым газом может быть выполнена с возможностью введения углекислого газа в воздух, который вводят через выпускное отверстие и проход опоры в испытательную камеру. Процентное содержание углекислого газа в воздухе в проходе можно регулировать до необходимого диапазона.

Система управления углекислым газом может содержать источник сжатого углекислого газа. Источник сжатого углекислого газа может содержать необходимую концентрацию углекислого газа. Если источник сжатого углекислого газа содержит необходимую концентрацию углекислого газа, то источник сжатого углекислого газа может служить компонентом устройства подачи потока воздуха, выполненного с возможностью введения воздуха в испытательную камеру.

Источник сжатого углекислого газа может содержать концентрацию углекислого газа, превышающую необходимую концентрацию углекислого газа. Например, источник может содержать углекислый газ в концентрации 50 процентов по объему или более. Источник может содержать углекислый газ в концентрации вплоть до 100 процентов по объему. Если источник сжатого углекислого газа содержит концентрацию углекислого газа, превышающую необходимую концентрацию углекислого газа, то углекислый газ может быть введен из источника в воздух, который протекает из устройства подачи потока воздуха к выпускному отверстию испытательной камеры и в проход опоры любым подходящим образом. Система управления углекислым газом может содержать смеситель для смешивания углекислого газа из источника и воздуха из устройства подачи потока воздуха.

Система управления углекислым газом может содержать датчик углекислого газа и контроллер углекислого газа, функционально соединенный с датчиком углекислого газа. Контроллер углекислого газа может быть функционально соединен с клапаном, который регулирует количество углекислого газа из источника, вводимого в воздух. Датчик углекислого газа может быть расположен в любом подходящем месте. Предпочтительно датчик углекислого газа расположен в проходе опоры или вблизи него.

Система управления углекислым газом может быть выполнена с возможностью обеспечения воздуха, протекающего через проход опоры вблизи испытуемого изделия, с любой подходящей концентрацией углекислого газа. Например, система управления углекислым газом может быть выполнена с возможностью обеспечения воздуха, вводимого устройством подачи потока воздуха через выпускное отверстие и проход в испытательную камеру, с концентрацией углекислого газа в диапазоне от 2 процентов по объему до 7 процентов по объему, предпочтительно от 4 процентов по объему до 5 процентов по объему.

Система имитации респираторных состояний может быть выполнена с возможностью обеспечения воздуха, протекающего через выпускное отверстие испытательной камеры через проход опоры (и, таким образом, через фильтрующий материал испытуемого изделия), с содержанием pH, подобным его содержанию в выдыхаемом воздухе субъекта, который может использовать испытуемое изделие. Например, система имитации респираторных состояний содержит систему управления pH. Система управления pH может содержать устройство управления pH, выполненное с возможностью регулирования pH воздуха, вызванного устройством подачи потока воздуха, который необходимо ввести через выпускное отверстие и проход в испытательную камеру.

Система управления pH может содержать насос для перекачки кислоты, соединенный с резервуаром для вмещения кислоты и выполненный с возможностью введения кислоты в воздух, вызванный устройством подачи потока воздуха, который необходимо ввести через выпускное отверстие и проход опоры в испытательную камеру. Насос для перекачки кислоты может быть приспособлен для доставки кислоты в резервуар увлажнителя, например, увлажнителя, рассмотренного выше. Насос для перекачки кислоты может перекачивать кислоту из резервуара для кислоты в резервуар увлажнителя для снижения pH воды в увлажнителе. Это может снизить pH воздуха, контактирующего с водой со сниженным pH.

Резервуар для кислоты может содержать любой подходящий раствор, содержащий кислоту. Например, раствор может содержать лимонную кислоту.

Система управления pH может содержать насос для перекачки основания, соединенный с резервуаром для вмещения основания и выполненный с возможностью введения основания в воздух, вызванный устройством подачи потока воздуха, который необходимо ввести через выпускное отверстие и проход опоры в испытательную камеру. Насос для перекачки основания может быть приспособлен для доставки основания в резервуар увлажнителя, например, увлажнителя, рассмотренного выше. Насос для перекачки основания может перекачивать основание из резервуара для основания в резервуар увлажнителя для повышения pH воды в увлажнителе. Это может повысить pH воздуха, контактирующего с водой с повышенным pH.

Резервуар для основания может содержать любой подходящий раствор, содержащий основание. Например, раствор может содержать раствор цитрата натрия.

Система управления pH может содержать датчик pH и контроллер pH, функционально соединенный с датчиком pH. Контроллер рН может быть функционально соединен с насосом для перекачки кислоты, насосом для перекачки основания или насосом для перекачки кислоты и насосом для перекачки основания. Датчик pH может быть расположен в любом подходящем месте. Предпочтительно датчик pH расположен в проходе опоры или вблизи него.

Система управления pH может быть выполнена с возможностью обеспечения воздуха, протекающего через проход опоры вблизи испытуемого изделия, с любым подходящим pH. Например, система управления pH может быть выполнена с возможностью обеспечения воздуха, который вводится устройством для подачи потока воздуха через выпускное отверстие и проход в испытательную камеру, с рН в диапазоне от 8 до 8,3, предпочтительно от приблизительно 8,1 до 8,2.

Система имитации респираторных состояний может содержать контроллер системы имитации респираторных состояний, который служит в качестве или функционально соединен с одним или более из контроллера влажности дыхательных путей, контроллера температуры дыхательных путей, контроллера углекислого газа и контроллера системы pH. Система имитации респираторных состояний может быть функционально соединена с пользовательским интерфейсом. Пользовательский интерфейс можно использовать для установки необходимых условий имитации респираторных состояний, которые будут использоваться при оценке фильтрующего материала испытуемого изделия.

Устройство для оценки фильтрующего материала испытуемого изделия согласно настоящему изобретению может содержать любую подходящую систему имитации внешней среды. Система имитации внешней среды может имитировать любой подходящий аспект среды, в которой пользователь может использовать испытуемое изделие. Например, система имитации внешней среды может быть выполнена с возможностью регулирования одного или более, или всех из: температуры воздуха, вводимого в испытательную камеру, температуры воздуха в испытательной камере, влажности воздуха, вводимого в испытательную камеру, влажности воздуха в испытательной камере, концентрации загрязняющих веществ окружающего воздуха в воздухе, вводимом в испытательную камеру, концентрации загрязняющих веществ окружающего воздуха в воздухе в испытательной камере, УФ-излучения, вводимого в испытательную камеру. Система имитации внешней среды может имитировать внутреннюю среду или наружную среду.

Система имитации внешней среды может быть выполнена с возможностью регулирования температуры воздуха, вводимого в испытательную камеру, температурой воздуха в испытательной камере или как температурой воздуха, вводимого в испытательную камеру, так и температурой воздуха в испытательной камере. Система имитации внешней среды может содержать систему управления внешней температурой, выполненную с возможностью обеспечения поступления воздуха с регулируемой температурой в испытательную камеру через впускное отверстие. Система имитации внешней среды может содержать любую подходящую систему управления внешней температурой.

Система управления внешней температурой может содержать внешний нагреватель системы, выполненный с возможностью нагрева окружающего воздуха таким образом, чтобы воздух, вводимый в испытательную камеру, имел температуру, превышающую температуру окружающего воздуха, охладитель, выполненный с возможностью охлаждения окружающего воздуха таким образом, чтобы воздух, вводимый в испытательную камеру, имел температуру ниже, чем температура окружающего воздуха, или как нагреватель, так и охладитель.

Система управления внешней температурой может содержать любой подходящий нагреватель. Нагреватель может содержать резистивный элемент, индуктивный элемент или т. п. Нагреватель может содержать теплопроводный элемент, который может передавать тепло от резистивного элемента воздуху, поступающему в испытательную камеру через впускное отверстие.

Система управления внешней температурой может содержать любой подходящий охладитель. Охладитель может содержать охладитель Пельтье, компрессор хладагента или т. п. Охладитель может содержать теплопроводный элемент, на который может переноситься тепло от воздуха, поступающего в испытательную камеру через впускное отверстие.

Система управления внешней температурой может содержать систему циркуляции воды, в которой циркулирует вода с температурой выше или ниже температуры окружающего воздуха. Система управления внешней температурой может содержать теплопроводный элемент, передающий тепло от циркулирующей воды окружающему воздуху или передающий тепло циркулирующей воде от окружающего воздуха.

Система управления внешней температурой может содержать внешний датчик температуры системы и внешний контроллер температуры системы, функционально соединенный с внешним датчиком температуры системы. Внешний контроллер температуры системы также может быть функционально соединен с нагревателем, охладителем или нагревателем и охладителем. Внешний датчик температуры системы может быть расположен в любом подходящем месте. Предпочтительно внешний датчик температуры системы расположен с возможностью определения температуры в испытательной камере.

Система управления внешней температурой может быть выполнена с возможностью обеспечения воздуха, протекающего через впускное отверстие в испытательную камеру, с любой подходящей температурой. Например, если система управления внешней температурой выполнена с возможностью имитации наружной среды, система управления внешней температурой может быть выполнена с возможностью обеспечения воздуха, протекающего через впускное отверстие в испытательную камеру, с температурой в диапазоне от -40 градусов Цельсия до 45 градусов Цельсия, предпочтительно от 0 градусов Цельсия до 30 градусов Цельсия, более предпочтительно от 10 градусов Цельсия до 27 градусов Цельсия. Если система управления внешней температурой выполнена с возможностью имитации внутренней среды, система управления внешней температурой может быть выполнена с возможностью обеспечения воздуха, протекающего через впускное отверстие в испытательную камеру, с температурой, например, в диапазоне от 17 градусов Цельсия до 26 градусов Цельсия.

Система имитации внешней среды может быть выполнена с возможностью регулирования влажности воздуха, вводимого в испытательную камеру, влажности воздуха в испытательной камере или как влажности воздуха, вводимого в испытательную камеру, так и влажности воздуха в испытательной камере. Система имитации внешней среды может содержать систему управления внешней влажностью, выполненную с возможностью обеспечения поступления воздуха с регулируемой влажностью в испытательную камеру через впускное отверстие. Система имитации внешней среды может содержать увлажнитель, влагопоглотитель, или как увлажнитель, так и влагопоглотитель, расположенные и приспособленные для повышения или снижения относительной влажности воздуха, поступающего в испытательную камеру.

Система управления внешней температурой может содержать внешний датчик влажности системы и внешний контроллер влажности системы, функционально соединенный с внешним датчиком влажности системы. Внешний контроллер влажности системы также может быть функционально соединен с увлажнителем, влагопоглотителем, или увлажнителем и влагопоглотителем. Внешний датчик влажности системы может быть расположен в любом подходящем месте. Предпочтительно внешний датчик влажности системы расположен с возможностью определения влажности в испытательной камере.

Система управления внешней влажностью может быть выполнена с возможностью обеспечения воздуха, протекающего через впускное отверстие в испытательную камеру, с любой подходящей влажностью. Например, если система управления внешней влажностью выполнена с возможностью имитации наружной среды, система управления внешней влажностью может быть выполнена с возможностью обеспечения воздуха, протекающего через впускное отверстие в испытательную камеру, с относительной влажностью в диапазоне от 20 процентов до 90 процентов, предпочтительно от 50 процентов до 70 процентов. Если система управления внешней влажностью выполнена с возможностью имитации внутренней среды, система управления внешней влажностью может быть выполнена с возможностью обеспечения воздуха, протекающего через впускное отверстие в испытательную камеру, с относительной влажностью, например, в диапазоне от 30 процентов до 55 процентов.

Имитация внешней среды может быть выполнена с возможностью введения ультрафиолетового (УФ) света в испытательную камеру. Например, система имитации внешней среды может содержать источник ультрафиолетового света, выполненный с возможностью обеспечения прохождения ультрафиолетового света через внутреннее пространство испытательной камеры. Источник УФ-излучения может быть расположен во внутреннем пространстве испытательной камеры или снаружи испытательной камеры. Если источник УФ-излучения находится снаружи испытательной камеры, испытательная камера содержит часть, прозрачную для УФ-излучения, которая позволяет УФ-излучению от источника света проходить через часть испытательной камеры во внутреннее пространство испытательной камеры. Имитация внешней среды может быть выполнена с возможностью регулирования интенсивности источника УФ-излучения или спектрального распределения выходной мощности источника УФ-излучения. Путем изменения интенсивности источника УФ-излучения, можно имитировать различное время суток, различное время года и различные погодные условия. Предпочтительно источник УФ-излучения излучает свет, имеющий спектр, подобный солнечному свету. Например, источник УФ-излучения может излучать свет с длиной волны в диапазоне от 300 нанометров до 400 нанометров. Солнечный свет излучает 95 процентов УФ-лучей А с длиной волны от 315 нанометров до 400 нанометров и 5 процентов УФ-лучей В с длиной волны в диапазоне от 280 нанометров до 315 нанометров. Предпочтительно источник УФ-излучения излучает 95 процентов УФ-лучей А и 5 процентов УФ-лучей В.

Система имитации внешней среды может содержать датчик УФ-излучения, такой как фотодиод, и контроллер источника УФ-излучения, функционально соединенный с датчиком УФ-излучения. Контроллер источника УФ-излучения может регулировать интенсивность или спектральное распределение выходной мощности, при которой источник УФ-излучения излучает световые сигналы, на основании входных данных от датчика УФ-излучения. Датчик УФ-излучения предпочтительно расположен с возможностью обнаружения УФ-излучения внутри испытательной камеры.

Система имитации внешней среды может быть выполнена с возможностью введения загрязняющего вещества окружающего воздуха в испытательную камеру. Система имитации внешней среды может быть выполнена с возможностью регулирования количества загрязняющего воздух вещества в воздухе, вводимом в испытательную камеру, количества загрязняющего воздух вещества в воздухе в испытательной камере, или как количества загрязняющего воздух вещества в воздухе, вводимом в испытательную камеру, так и количества загрязняющего воздух вещества в воздухе в испытательной камере. Загрязняющее вещество окружающего воздуха может быть введено в испытательную камеру любым подходящим образом.

Например, система имитации внешней среды может вводить загрязняющие вещества окружающего воздуха в жидкой форме или твердой форме. Система имитации внешней среды может вводить испытуемое загрязняющее вещество в виде аэрозоля. Аэрозоль может содержать мелкие жидкие или твердые частицы. Система имитации внешней среды может содержать внешний генератор аэрозоля системы, расположенный и выполненный с возможностью генерирования аэрозоля, содержащего загрязняющее вещество окружающего воздуха таким образом, чтобы аэрозоль мог втягиваться в испытательную камеру через впускное отверстие испытательной камеры. Внешний генератор аэрозоля системы может содержать внешний небулайзер системы для введения загрязняющего вещества окружающей среды в виде мелкодисперсной взвеси.

Система имитации внешней среды может содержать предкамеру, в которую вводят загрязняющее вещество окружающей среды. Предкамера может находиться в сообщении с впускным отверстием испытательной камеры таким образом, что воздух протекает через предкамеру до протекания через впускное отверстие. Загрязняющее вещество окружающей среды может захватываться в воздух, протекающий в испытательную камеру через впускное отверстие.

Система имитации внешней среды может содержать разбавительный клапан, функционально соединенный с впускным отверстием. Разбавительный клапан может быть выполнен с возможностью введения загрязняющего вещества окружающего воздуха в испытательную камеру через впускное отверстие.

Система имитации внешней среды может содержать датчик загрязняющего вещества окружающей среды и контроллер загрязняющего вещества окружающей среды, функционально соединенный с датчиком загрязняющего вещества окружающей среды. Контроллер загрязняющего вещества окружающей среды может быть функционально соединен со средством ввода загрязняющего вещества окружающей среды, таким как внешний генератор аэрозоля системы, для контроля количества загрязняющего вещества окружающей среды, производимого и переносимого воздухом, поступающим во впускное отверстие испытательной камеры, на основе входных данных от датчика загрязняющего вещества окружающей среды. Контроллер загрязняющего вещества окружающей среды может быть функционально соединен с разбавительным клапаном для регулирования количества загрязняющего вещества, переносимого в воздухе, поступающем во впускное отверстие испытательной камеры, на основе входных данных от датчика загрязняющего вещества окружающей среды.

Система имитации внешней среды может быть выполнена с возможностью введения любого подходящего загрязняющего вещества окружающей среды в систему. Примеры загрязняющих веществ окружающего воздуха включают загрязнение в виде твердых частиц, озон, угарный газ, сернистый газ, диоксид азота, свинец, дым и смог.

Система имитации внешней среды может содержать контроллер системы внешней среды, который функционально служит в качестве внешнего контроллера температуры системы, внешнего контроллера влажности системы, контроллера источника УФ-излучения и контроллера загрязняющего вещества окружающей среды, или соединен с одним или более из них. Контроллер системы внешней среды может быть функционально соединен с пользовательским интерфейсом. Пользовательский интерфейс можно использовать для установки необходимого условия имитации внешней среды, которое будет использоваться при оценке фильтрующего материала испытуемого изделия.

Устройство для оценки фильтрующего материала испытуемого изделия может содержать контроллер основной системы. Контроллер основной системы может служить в качестве или быть функционально соединен с одним или более из контроллеров системы имитации респираторных состояний, одним или более из контроллеров системы имитации внешней среды, или одним или более из контроллеров системы имитации респираторных состояний и одним или более из контроллеров системы имитации внешней среды. Контроллер основной системы может быть функционально соединен с пользовательским интерфейсом. Пользовательский интерфейс можно использовать для установки одного или более необходимых параметров системы имитации респираторных состояний, одного или более необходимых параметров системы имитации внешней среды или одного или более необходимых параметров системы имитации респираторных состояний и необходимых параметров системы имитации внешней среды, которые будут использоваться при оценке фильтрующего материала испытуемого изделия.

Устройство для оценки фильтрующего материала испытуемого изделия согласно настоящему изобретению может содержать сборник для испытуемых загрязняющих веществ. Сборник для испытуемых загрязняющих веществ может быть расположен на пути потока воздуха дальше по ходу потока относительно испытуемого изделия. В этом контексте расположенный дальше по ходу потока означает относительно воздуха, протекающего из испытательной камеры через проход опоры и из выпускного отверстия испытательной камеры. Предпочтительно сборник для испытуемых загрязняющих веществ расположен таким образом, чтобы воздух, втягиваемый из испытательной камеры через проход опоры, контактировал со сборником для испытуемых загрязняющих веществ.

Сборник для испытуемых загрязняющих веществ может содержать материал для сбора испытуемого загрязняющего вещества. Собирающий материал может храниться в устройстве для сбора испытуемого загрязняющего вещества. Собирающий материал или собирающее устройство может быть непроницаемым для воздуха или может быть проницаемым для воздуха. Если собирающий материал и собирающее устройство, которые могут быть изготовлены из одного и того же материала, являются проницаемыми для воздуха, то проницаемый собирающий материал предпочтительно перекрывает проход опоры. Соответственно, весь воздух, протекающий через проход, может контактировать с собирающим материалом.

Если собирающий материал или собирающее устройство являются непроницаемыми, воздух может протекать вокруг собирающего материала или собирающего устройства после контакта с материалом или собирающим устройством. Непроницаемый собирающий материал или собирающее устройство предпочтительно не перекрывает проход опоры, так что воздух может протекать вокруг непроницаемого материала или собирающего устройства и продолжает протекать через проход дальше по ходу потока относительно непроницаемого материала или собирающего устройства. Воздух в проходе опоры может быть направлен к собирающему материалу, так что весь или по сути весь воздух, протекающий через проход из испытательной камеры, контактирует с собирающим материалом.

Предпочтительно воздух, который переносит испытуемое загрязняющее вещество, воздействует на собирающий материал. Конусообразный элемент может быть расположен в проходе опоры раньше по ходу потока относительно поверхности собирающего материала или образовывать часть него. В этом контексте расположенный раньше по ходу потока означает относительно воздуха, протекающего из испытательной камеры через проход опоры и из выпускного отверстия испытательной камеры. Можно использовать любой подходящий конусообразный элемент. Например, конусообразный элемент может содержать каскадное ударное кольцо. Конусообразный элемент может направлять поток воздуха из испытательной камеры через проход опоры к собирающему материалу. Собирающий материал, с которым контактирует или на который воздействует воздух, может быть расположен в центре прохода.

Сборник для испытуемых загрязняющих веществ и проход опоры могут быть выполнены таким образом, чтобы воздух мог продолжать протекать через проход и из выпускного отверстия испытательной камеры после контакта или воздействия на собирающий материал или собирающее устройство. В некоторых примерах сборник для испытуемых загрязняющих веществ или проход содержит одну или более прорезей, расположенных сбоку от ударной поверхности испытуемого загрязняющего вещества. Боковые прорези могут позволить воздуху протекать вокруг поверхности сборника и продолжать протекать через проход и из выпускного отверстия испытательной камеры после удара о поверхность сборника для испытуемых загрязняющих веществ.

В некоторых примерах сборник для испытуемых загрязняющих веществ содержит чашу и держатель, выполненный с возможностью размещения и удерживания чаши. Чаша или материал, расположенный в чаше, может содержать поверхность, с которой контактирует или на которую воздействует воздух, протекающий через проход опоры. Держатель может содержать одну или более прорезей сбоку от места, в котором размещена чаша. Одна или более боковых прорезей могут быть кольцевыми. Чашу можно удерживать таким образом, чтобы она размещалась в проходе опоры, а одна или более боковых прорезей держателя находились в сообщении с проходом.

Сборник для испытуемых загрязняющих веществ может содержать любой подходящий материал для сбора испытуемого загрязняющего вещества, когда воздух, который переносит испытуемое загрязняющее вещество, контактирует со сборником для испытуемых загрязняющих веществ. Например, сборник для испытуемых загрязняющих веществ может содержать гидрогель, фильтр или другой материал, который может захватывать испытуемое загрязняющее вещество, когда воздух, который переносит испытуемое загрязняющее вещество, контактирует со сборником для испытуемых загрязняющих веществ. Гидрогель может быть особенно подходящим для использования, когда испытуемое загрязняющее вещество содержит биологический материал, такой как бактерии или вирус. Сборник для испытуемых загрязняющих веществ может содержать любой подходящий гидрогель, такой как агарозный, полиакриламидный или альгинатный гель.

Гидрогели могут сохранять жизнеспособность захваченных бактерий или вирусов. Соответственно, сборники для испытуемых загрязняющих веществ или компоненты испытуемых загрязняющих веществ, которые содержат гидрогели, которые захватили биологические испытуемые загрязняющие вещества, такие как бактерии или вирусы, могут быть удалены из испытательного устройства. После удаления, свойства захваченных бактерий или вирусов могут быть оценены снаружи испытательного устройства. Например, можно оценить количество собранных патогенов, или жизнеспособность или патогенность собранного патогена.

В некоторых примерах сборник для испытуемых загрязняющих веществ или части сборника для испытуемых загрязняющих веществ могут быть удалены из испытательного устройства без доступа во внутреннее пространство испытательной камеры. Например, испытательный сборник или компоненты испытательного сборника могут быть удалены через выпускное отверстие испытательной камеры. В некоторых примерах испытательный сборник может быть удален через выпускное отверстие испытательной камеры, при этом испытуемое изделие все еще удерживается опорой.

Опора может содержать корпус, расположенный в испытательной камере. Корпус может быть установлен на испытательной камере вокруг выпускного отверстия испытательной камеры. Опора может содержать вставку, которую можно вставлять через выпускное отверстие испытательной камеры для съемного соединения с корпусом. Вставка может быть соединена с корпусом любым подходящим образом. Например, вставка может быть соединена с корпусом с помощью резьбового зацепления или с помощью таких особенностей зацепления, как поворот и запирание. Вставка может быть закручена в одном направлении для зацепления с корпусом или закручена в другом направлении для отсоединения от корпуса. Вставка может удерживать сборник для испытуемых загрязняющих веществ. Сборник для испытуемых загрязняющих веществ может быть извлечен из вставки после того, как вставку отсоединяют от корпуса и извлекают через выпускное отверстие испытательной камеры.

Вставка может содержать рукоятку, которая проходит за пределы внешней поверхности испытательной камеры, когда вставка полностью зацеплена с корпусом. Рукоятку можно использовать для облегчения зацепления и отсоединения вставки от корпуса.

Возможность удаления сборника для испытуемых загрязняющих веществ без доступа во внутреннее пространство испытательной камеры может быть преимущественным, когда испытуемое загрязняющее вещество может представлять собой опасный возбудитель. Возможность удаления сборника для испытуемых загрязняющих веществ без доступа во внутреннее пространство испытательной камеры может быть особенно преимущественным, когда испытуемое загрязняющее вещество может представлять собой инфекционное вещество, такое как бактерии или вирус. Соответственно, пользователь испытательной системы может удалить испытательный сборник, не подвергаясь воздействию какого-либо опасного возбудителя или инфекционного вещества, которое может присутствовать в испытательной камере.

Поскольку сборник для испытуемых загрязняющих веществ можно удалять и заменять, систему можно использовать для изучения эффектов изменяющихся или различных воздействий на дыхательные пути, воздействий на окружающую среду или комбинации воздействий на дыхательные пути и воздействий на окружающую среду.

Материал для сбора испытуемого загрязняющего вещества испытательного сборника может быть удален и изучен для любой подходящей цели. Например, может быть определена масса собранного испытуемого загрязняющего вещества. Может быть выполнен анализ аэрозольной дозиметрии. Если испытуемым загрязняющим веществом является патоген, может быть проведена проверка на патогенность. Например, можно проверить жизнеспособность патогена. Если патоген заражает клетку, например вирус, можно проверить способность собранного патогена инфицировать клетку.

В некоторых примерах сборник для испытуемых загрязняющих веществ содержит культивируемые клетки. Культивируемые клетки могут имитировать ткань. Например, культивируемые клетки могут включать эпителиальные клетки легких, культивируемые для имитации легочной ткани. Такие системы культивируемых клеток могут быть особенно преимущественными, когда испытуемое загрязняющее вещество содержит респираторный вирус, такой как вирус SARS-CoV-2, или другое испытуемое загрязняющее вещество, которое, как известно, поражает легкие.

В некоторых примерах культивируемые клетки могут включать клетки кожи, такие как один или более кератиноцитов, эпителиальных клеток кожи и т. п.

В некоторых примерах сборник для испытуемых загрязняющих веществ содержит клетки первого типа или тип смоделированной ткани и гепатоциты или смоделированную ткань печени. Предпочтительно сборник для испытуемых загрязняющих веществ содержит смоделированную ткань легкого и смоделированные ткани печени. Путем культивирования клеток или смоделированной ткани первого типа с гепатоцитами или тканью легкого можно оценить влияния метаболизма печени на испытуемые загрязняющие вещества. В частности, можно оценить влияния метаболитов испытуемых загрязняющих веществ на первый тип клеток или тип ткани.

Гепатоциты или смоделированная ткань печени и первый тип клеток или тип смоделированной ткани могут находиться в контакте или могут быть отделены. Если гепатоциты или смоделированная ткань печени отделена от культивируемых клеток первого типа или типа смоделированной ткани, отделенные клетки предпочтительно находятся в сообщении по текучей среде. В некоторых примерах сборник для испытуемых загрязняющих веществ содержит микрофлюидную систему циркуляции, которая обеспечивает циркуляцию текучей среды между отделенными клетками. Циркулирующие текучие среды могут обеспечивать перенос молекул и материалов между отделенными клетками. Циркулирующие текучие среды могут подавать питательные вещества в культивируемые клетки или смоделированные ткани и удалять продукты жизнедеятельности из культивируемых клеток или смоделированной ткани. Сборник для испытуемых загрязняющих веществ может быть расположен таким образом, что один или оба типа клеток первоначально подвергаются воздействию испытуемого загрязняющего вещества при контакте с воздухом, протекающим через проход опоры.

Конусообразный элемент может быть расположен в проходе опоры для направления воздуха, протекающего через проход, в культивируемые клетки или образовывать его часть. Перед контактом с культивируемыми клетками, поток воздуха можно рассеивать, чтобы предотвратить повреждение клеток потоком воздуха. Может быть использовано любое подходящее устройство распределения. Например, внутренний диаметр прохода может увеличиваться на участке раньше по ходу потока относительно культивируемых клеток. Увеличенный внутренний диаметр может служить для замедления и рассеивания воздуха перед контактом с клетками.

В некоторых примерах клетки культивируют на проницаемой мембране. Воздух, протекающий через проход опоры, может контактировать с проницаемой мембраной или воздействовать на нее. Тестовые загрязняющие вещества, которые контактируют с проницаемой мембраной, могут перемещаться через мембрану, чтобы контактировать с клетками.

Устройство для оценки фильтрующего материала испытуемого изделия согласно настоящему изобретению может быть использовано для оценки любого подходящего испытуемого изделия, включая любой подходящий фильтрующий материал. Например, испытуемые изделия могут содержать фильтры для оборудования для нагрева, вентиляционного оборудования и оборудования для кондиционирования воздуха (HVAC), производственной, климатической и медицинской техники, содержащей фильтрующий материал, и средств индивидуальной защиты, содержащих фильтрующий материал. Предпочтительно фильтрующий материал используется в устройствах, выполненных с возможностью надевания или размещения над ртом, носом или ртом и носом субъекта. Такие устройства включают маски и респираторы.

Фильтрующий материал может препятствовать прохождению по меньшей мере некоторого количества испытуемого загрязняющего вещества, может по существу изменять испытуемое загрязняющее вещество или может предотвращать прохождение по меньшей мере некоторого количества испытуемого загрязняющее вещества, и может по существу изменять испытуемое загрязняющее вещество.

Фильтрующий материал, который может по существу изменить испытуемое загрязняющее вещество, может быть преимущественным, когда испытуемое загрязняющее вещество содержит токсичное испытуемое загрязняющее вещество, инфекционное испытуемое загрязняющее вещество, патогенное испытуемое загрязняющее вещество или т. п. Такой фильтрующий материал может преимущественно сделать испытуемое загрязняющее вещество нетоксичным, неинфекционным, непатогенным и т. п.

Когда испытательное устройство согласно настоящему изобретению содержит сборник для испытуемых загрязняющих веществ, захваченное испытуемое загрязняющее вещество может быть оценено на токсичность, зараженность, патогенность или т. п. Влияния различных респираторных состояний, условий внешней среды или респираторных состояний и условий внешней среды на токсичность, зараженность, патогенность и т. п. также можно проверить с помощью испытательного устройства согласно настоящему изобретению.

В некоторых примерах испытательное устройство согласно настоящему изобретению можно использовать без испытуемого изделия, содержащего фильтрующий материал. Например, испытательное устройство можно использовать для изучения воздействий испытуемого загрязняющего вещества при отсутствии фильтрующего материала.

Согласно аспектам настоящего изобретения предложено устройство для оценки фильтрующего материала испытуемого изделия. Устройство содержит испытательную камеру, систему введения, опору, устройство подачи потока воздуха и сборник для испытуемых загрязняющих веществ. Испытательная камера, которая может быть такой, как описано выше, содержит впускное отверстие и выпускное отверстие. Система введения, которая может быть такой, как описано выше, выполнена с возможностью введения испытуемого загрязняющего вещества в испытательную камеру таким образом, что испытуемое загрязняющее вещество захватывается воздухом, протекающим от впускного отверстия к выпускному отверстию. Опора, которая может быть такой, как описано выше, выполнена с возможностью удерживания испытуемого изделия. Опора образует проход дальше по ходу потока относительно местоположения испытуемого изделия таким образом, что воздух, протекающий от впускного отверстия к выпускному отверстию, проходит через фильтрующий материал перед попаданием в проход. Сборник для испытуемых загрязняющих веществ, который может быть таким, как описано выше, расположен на пути потока воздуха внутри прохода таким образом, что воздух, втягиваемый из испытательной камеры через проход, контактирует со сборником для испытуемых загрязняющих веществ. Устройство подачи потока воздуха, которое может быть таким, как описано выше, выполнено с возможностью втягивания воздуха из испытательной камеры через проход и выпускное отверстие. Испытуемое загрязняющее вещество предпочтительно содержит биологический материал. Биологический материал предпочтительно содержит патоген. Патоген предпочтительно содержит вирус.

В контексте данного документа формы единственного числа также включают варианты осуществления со ссылками на множественное число, если из содержания явно не следует иное.

Слова «предпочтительный» и «предпочтительно» относятся к вариантам осуществления изобретения, которые могут обеспечить определенные преимущества при определенных обстоятельствах. Однако другие варианты осуществления также могут быть предпочтительными при тех же или других обстоятельствах. Кроме того, перечисление одного или более предпочтительных вариантов осуществления не подразумевает, что другие варианты осуществления не являются полезными, и не предназначено для исключения других вариантов осуществления из объема изобретения, включая формулу изобретения.

В контексте данного документа, «предоставление» в контексте предоставления устройства или системы означает изготовление устройства или системы, приобретение устройства или системы или иное получение устройства или системы.

Любое направление, упомянутое в данном документе, такое как «верх», «низ», «левый», «правый», «верхний», «нижний», и другие направления или ориентации описаны в данном документе для ясности и краткости, но не предназначены для ограничения фактического устройства или системы. Устройства и системы, описанные в данном документе, могут быть использованы во многих направлениях и ориентациях.

«Инертный» означает, что инертный материал по существу не вступает в химическую или физическую реакцию с испытуемым компонентом, таким как аэрозоль, и что инертный материал по существу не выделяет веществ, которые могут повлиять на результаты испытаний путем загрязнения испытуемого компонента. Аналогично инертный материал может по существу не сорбировать испытуемый компонент.

«Сорбция» относится к одной или обеим из абсорбции и адсорбции. Абсорбция представляет собой явление или процесс, при котором молекулы поглощаются в объемной фазе, которая может предусматривать жидкий или твердый материал. Адсорбция относится к адгезии молекул к поверхности.

В контексте данного документа «гидрофобная» поверхность представляет собой поверхность, которая проявляет водоотталкивающие свойства. Поверхность может считаться гидрофобной, если поверхность имеет угол контакта с водой, который больше 90 градусов. «Угол контакта с водой» представляет собой угол, обычно измеряемый посредством жидкости, под которым граница жидкость/пар соприкасается с твердой поверхностью. Угол контакта с водой в количественном выражении означает смачиваемость твердой поверхности жидкостью согласно уравнению Юнга. Угол контакта может быть измерен с использованием гониометра угла контакта, который использует объектив микроскопа для непосредственного наблюдения угла. Угол контакта можно наблюдать через объектив микроскопа и определить, рассматривая каплю воды, осевшую на поверхность.

В контексте данного документа «контроллер» представляет собой одно или более аппаратных устройств, одну или более реализованных программно программ или микропрограмм или одно или более аппаратных устройств и одну или более реализованных программно программ или микропрограмм, которые управляют потоком данных или направляют его между двумя или более объектами. Контроллер может содержать запоминающее устройство: машину состояний на основе специализированной интегральной схемы (ASIC), цифровой процессор сигналов, вентильную матрицу, микропроцессор или эквивалентную дискретную либо интегрированную логическую схему. Контроллер может содержать запоминающее устройство, которое содержит команды, которые обеспечивают выполнение одним или более компонентами схемы функции или аспекта контроллера. Функции, отнесенные к контроллеру в этом изобретении, могут быть реализованы в виде одного или более из программных средств, программно-аппаратных средств и аппаратных средств. Контроллер может содержать микропроцессор.

Ниже представлен не являющийся исчерпывающим перечень неограничивающих изобретение примеров. Любой один или более из признаков этих примеров можно комбинировать с любым одним или более признаками другого примера, варианта осуществления или аспекта, описанных в данном документе.

Пример Ex1. Устройство для оценки фильтрующего материала испытуемого изделия, содержащее (i) испытательную камеру, содержащую впускное отверстие и выпускное отверстие; (ii) систему введения, выполненную с возможностью введения испытуемого загрязняющего вещества в испытательную камеру таким образом, чтобы испытуемое загрязняющее вещество захватывалось воздухом, протекающим от впускного отверстия к выпускному отверстию; (iii) опору, выполненную с возможностью удерживания испытуемого изделия, при этом опора образует проход дальше по ходу потока относительно местоположения испытуемого изделия таким образом, чтобы воздух, протекающий от впускного отверстия к выпускному отверстию, проходил через фильтрующий материал перед поступлением в проход; (iv) устройство подачи потока воздуха, выполненное с возможностью втягивания воздуха из испытательной камеры через проход и выпускное отверстие; и (v) систему имитации респираторных состояний, выполненную с возможностью имитации аспекта дыхания, систему имитации внешней среды, выполненную с возможностью имитации аспекта внешней среды, или как систему имитации респираторных состояний, так и систему имитации внешней среды.

Пример Ex2. Устройство согласно примеру Ex1, где система введения выполнена с возможностью введения испытуемого загрязняющего вещества в испытательную камеру через отверстие для введения на поверхности испытательной камеры.

Пример Ex3. Устройство согласно примеру Ex2, содержащее впускную трубу для испытуемого загрязняющего вещества, окружающую отверстие для введения и проходящую в испытательную камеру.

Пример Ex4. Устройство согласно примеру Ex2 или примеру Ex3, содержащее направляющую, имеющую внутреннюю поверхность для направления потока воздуха от отверстия для введения к проходу, причем направляющая проходит от первого конца ко второму концу.

Пример Ex5. Устройство согласно примеру Ex4, где первый конец направляющей находится вблизи отверстия для введения, а второй конец направляющей находится вблизи прохода.

Пример Ex6. Устройство согласно примеру Ex4 или Ex5, где первый конец направляющей герметически закрыт относительно поверхности для введения вокруг отверстия для введения.

Пример Ex7. Устройство согласно примеру Ex6, где первый конец направляющей определяет первый внутренний диаметр, при этом первый внутренний диаметр превышает внешний диаметр отверстия для введения на поверхности для введения.

Пример Ex8. Устройство согласно примеру Ex6 или Ex7, содержащее впускную трубу для испытуемого загрязняющего вещества по примеру Ex3, где первый внутренний диаметр превышает внешний диаметр впускной трубы для испытуемого загрязняющего вещества.

Пример Ex9. Устройство согласно любому из примеров Ex4-Ex8, где второй конец направляющей герметически закрыт относительно опоры вокруг местоположения испытуемого изделия.

Пример Ex10. Устройство согласно примеру Ex 9, где второй конец направляющей определяет второй внутренний диаметр, при этом второй внутренний диаметр превышает внешний диаметр испытуемого изделия.

Пример Ex11. Устройство согласно любому из примеров Ex4-Ex10, где направляющая определяет внутренний объем направляющей между первым и вторым концами.

Пример Ex12. Устройство согласно примеру Ex11, содержащее впускную трубу для испытуемого загрязняющего вещества по примеру Ex3, где впускная труба для испытуемого загрязняющего вещества проходит во внутренний объем направляющей.

Пример Ex13. Устройство согласно примеру Ex10 или Ex11, где направляющая является цилиндрической.

Пример Ex14. Устройство согласно любому из примеров Ex11-Ex13, где направляющая содержит первое впускное отверстие для воздуха направляющей.

Пример Ex15. Устройство согласно примеру Ex14, где первое впускное отверстие для воздуха направляющей находится вблизи первого конца направляющей.

Пример Ex16. Устройство согласно примеру Ex14 или Ex15, где первое впускное отверстие для воздуха направляющей помещает внутренний объем направляющей в сообщение с впускным отверстием испытательной камеры.

Пример Ex17. Устройство согласно любому из примеров Ex14-Ex16, содержащее впускную трубу для испытуемого загрязняющего вещества по примеру Ex3, где впускная труба для испытуемого загрязняющего вещества проходит во внутренний объем направляющей по направлению ко второму концу направляющей за пределами первого впускного отверстия для воздуха направляющей.

Пример Ex18. Устройство согласно любому из примеров Ex11-Ex17, где направляющая определяет второе впускное отверстие для воздуха направляющей.

Пример Ex19. Устройство согласно примеру Ex18, где первое впускное отверстие для воздуха направляющей и второе впускное отверстие для воздуха направляющей расположены в осевой симметрии относительно продольной оси направляющей.

Пример Ex20. Устройство согласно примеру Ex18 или Ex19, где второе впускное отверстие для воздуха направляющей помещает внутренний объем направляющей в сообщение с впускным отверстием испытательной камеры.

Пример Ex21. Устройство согласно любому из примеров Ex4-Ex20, где направляющая электрически заземлена.

Пример Ex22. Устройство согласно любому из примеров Ex1-Ex21, где устройство подачи потока воздуха дополнительно выполнено с возможностью введения воздуха через выпускное отверстие и проход в испытательную камеру.

Пример Ex23. Устройство согласно примеру Ex22, где система имитации респираторных состояний содержит контроллер устройства подачи потока воздуха, функционально соединенный с устройством подачи потока воздуха, при этом контроллер устройства подачи потока воздуха выполнен с возможностью обеспечения чередования устройства подачи потока воздуха между втягиванием воздуха из испытательной камеры через проход и выпускное отверстие и введением воздуха через выпускное отверстие и проход опоры в испытательную камеру.

Пример Ex24. Устройство согласно примеру Ex23, где контроллер устройства подачи потока воздуха выполнен с возможностью обеспечения втягивания устройством подачи потока воздуха от 0,2 литра до 6 литров, предпочтительно от 0,5 литра до 3 литров воздуха из камеры через проход и выпускное отверстие за период времени от 0,5 секунды до 15 секунд, предпочтительно от 1 секунды до 6 секунд.

Пример Ex25. Устройство согласно примеру Ex23 или Ex24, где контроллер устройства подачи потока воздуха выполнен с возможностью обеспечения введения устройством подачи потока воздуха 0,2 литра до 6 литров, предпочтительно от 0,5 литра до 3 литров воздуха через выпускное отверстие и проход в камеру за период времени от 0,5 секунды до 15 секунд, предпочтительно от 1 секунды до 6 секунд.

Пример Ex26. Устройство согласно любому из примеров Ex21-Ex25, где устройство подачи потока воздуха содержит поршневой насос.

Пример Ex27. Устройство согласно любому из примеров Ex23-Ex25, где устройство подачи потока воздуха содержит: (i) насос с положительным давлением и первый клапан, функционально соединенный с насосом с положительным давлением; (ii) вакуумный насос функционально и второй клапан функционально соединены с насосом; и при этом контроллер устройства подачи потока воздуха функционально соединен с первым клапаном и со вторым клапаном, чтобы обеспечить открытие и закрытие первого и второго клапанов для чередования между (а) втягиванием воздуха из испытательной камеры через проход и выпускное отверстие, и (b) введением воздуха через выпускное отверстие и проход в испытательную камеру.

Пример Ex28. Устройство согласно любому из примеров Ex22-Ex27, где система имитации респираторных состояний содержит увлажнитель, функционально соединенный с устройством подачи потока воздуха и выполненный с возможностью обеспечения регулируемой влажностью воздуха, вводимого через выпускное отверстие и проход в испытательную камеру.

Пример Ex29. Устройство согласно примеру Ex28, где система имитации респираторных состояний содержит датчик влажности дыхательных путей расположенный и выполненный с возможностью определения относительной влажности в воздухе, вызванном устройством подачи потока воздуха, вводимом через выпускное отверстие и проход в испытательную камеру.

Пример Ex30. Устройство согласно примеру Ex29, где система имитации респираторных состояний содержит контроллер влажности дыхательных путей, функционально соединенный с датчиком влажности дыхательных путей и с увлажнителем, при этом контроллер влажности дыхательных путей выполнен с возможностью обеспечения возможности увеличения или уменьшения увлажнителем относительной влажности воздуха, вводимого через выпускное отверстие и проход в испытательную камеру для поддержания регулируемой влажности на основе входных данных от датчика влажности дыхательных путей.

Пример Ex31. Устройство согласно примеру Ex29 или Ex30, где регулируемая влажность представляет собой относительную влажность в диапазоне от 70 процентов до 100 процентов.

Пример Ex32. Устройство согласно любому из примеров Ex22-Ex31, где система имитации респираторных состояний содержит систему нагрева, расположенную и выполненную с возможностью обеспечения воздуха, вводимого устройством подачи потока воздуха через выпускное отверстие и проход в испытательную камеру, с регулируемой температурой, когда он находится в проходе.

Пример Ex33. Устройство согласно примеру Ex 32, где система нагрева расположена и выполнена с возможностью обеспечения воздуха, вводимого устройством подачи потока воздуха через выпускное отверстие и проход в испытательную камеру, с температурой в диапазоне от 28 градусов Цельсия до 45 градусов Цельсия, когда он находится в проходе, предпочтительно от 30 градусов Цельсия до 38 градусов Цельсия.

Пример Ex34. Устройство согласно примеру Ех32 или Ех33, где система нагрева расположена и выполнена с возможностью нагрева по меньшей мере части опоры, которая удерживает испытуемое изделие, до температуры в диапазоне от 35 градусов Цельсия до 40 градусов Цельсия, предпочтительно от 36 градусов Цельсия до 38 градусов Цельсия.

Пример Ex35. Устройство согласно любому из примеров Ex32-Ex34, где система нагрева содержит нагревательный элемент.

Пример Ex36. Устройство согласно примеру Ex35, где система нагрева содержит датчик температуры дыхательных путей и контроллер температуры дыхательных путей, при этом контроллер температуры дыхательных путей функционально соединен с датчиком температуры дыхательных путей и нагревательным элементом, при этом датчик температуры дыхательных путей выполнен с возможностью обеспечения увеличения или уменьшения нагревательным элементом температуры для поддержания регулируемой температуры на основе входных данных от датчика температуры.

Пример Ex37. Устройство согласно примеру Ex35 или примеру Ex36, где нагревательный элемент содержит резистивный элемент или индукционный нагревательный элемент.

Пример Ex38. Устройство согласно любому из примеров Ex32-Ex37, где система нагрева содержит нагревательный элемент, выполненный с возможностью нагрева воды, и насос для циркуляции нагретой воды.

Пример Ex39. Устройство согласно любому из примеров Ex22-Ex38, где система имитации респираторных состояний содержит систему управления концентрацией углекислого газа, выполненную с возможностью введения углекислого газа в воздух, который вводится через выпускное отверстие и проход в испытательную камеру таким образом, что процентное содержание углекислого газа в воздухе в проходе можно регулировать до необходимого диапазона.

Пример Ex40. Устройство согласно примеру Ex39, где нужный диапазон процентного содержания углекислого газа в воздухе составляет от 2% до 7% по объему, предпочтительно от 4% до 5% по объему.

Пример Ex41. Устройство согласно примеру Ex39-Ex40, где система управления концентрацией углекислого газа выполнена с возможностью введения углекислого газа в воздух, который вводится через выпускное отверстие и проход в испытательную камеру из источника сжатого углекислого газа, с концентрацией углекислого газа, превышающей необходимый диапазон.

Пример Ex42. Устройство согласно примеру Ex41, где система управления концентрацией углекислого газа содержит детектор углекислого газа и контроллер углекислого газа, функционально соединенный с детектором углекислого газа и с клапаном, в сообщении с источником углекислого газа, при этом контроллер углекислого газа выполнен с возможностью обеспечения клапаном возможности поступления большего или меньшего количества углекислого газа из источника в воздух на основе входных данных от детектора углекислого газа.

Пример Ex43. Устройство согласно любому из примеров Ex22-Ex42, где система имитации респираторных состояний содержит систему управления pH, при этом система управления pH содержит устройство управления pH, выполненное с возможностью регулирования pH воздуха, вызванного устройством подачи потока воздуха, который необходимо ввести через выпускное отверстие и проход в испытательную камеру.

Пример Ex44. Устройство согласно примеру Ex43, где система управления pH выполнена с возможностью обеспечивания воздуха с pH от 8,0 до 8,3, предпочтительно от 8,1 до 8,2.

Пример Ex45. Устройство согласно примеру Ex43 или Ex44, где система управления pH может содержать насос для перекачки кислоты, соединенный с резервуаром для вмещения кислоты и выполненный с возможностью введения кислоты в воздух, вызванный устройством подачи потока воздуха, который необходимо ввести через выпускное отверстие и проход опоры в испытательную камеру.

Пример Ex46. Устройство согласно примеру Ex45, где система управления pH содержит датчик рН, расположенный и выполненный с возможностью определения рН в воздухе, вызванном устройством подачи потока воздуха, который необходимо ввести через выпускное отверстие и проход в испытательную камеру; и контроллер pH, функционально соединенный с датчиком pH, при этом контроллер pH выполнен с возможностью обеспечения увеличения или уменьшения насосом для перекачки кислоты количества кислоты, добавленной в воздух, на основе входных данных от датчика pH.

Пример Ex47. Устройство согласно примеру Ex45 или Ex46, поскольку они относятся к любому из примеров Ex28-Ex31, где увлажнитель содержит источник воды, и при этом насос для перекачки кислоты выполнен с возможностью введения кислоты из резервуара, содержащего кислоту, в источник воды.

Пример Ex48. Устройство согласно любому из примеров Ex43-Ex47, где система управления pH содержит насос для перекачки основания, соединенный с резервуаром для вмещения основания и выполненный с возможностью введения основания в воздух, вызванный устройством подачи потока воздуха, который необходимо ввести через выпускное отверстие и проход в испытательную камеру.

Пример Ex49. Устройство согласно примеру Ex48, где система управления pH содержит датчик рН, расположенный и выполненный с возможностью определения рН в воздухе, вызванном устройством подачи потока воздуха, который необходимо ввести через выпускное отверстие и проход в испытательную камеру; и контроллер pH, функционально соединенный с датчиком pH, при этом контроллер pH выполнен с возможностью обеспечения увеличения или уменьшения насосом для перекачки основания количества основания, добавленного в воздух на основе входных данных от датчика pH.

Пример Ex50. Устройство согласно примеру Ex48 или Ex49, где увлажнитель содержит источник воды, и при этом насос для перекачки основания выполнен с возможностью введения основания из резервуара, содержащего кислоту, в источник воды.

Пример Ex51. Устройство согласно любому из примеров Ex1-Ex50, где устройство содержит систему имитации внешней среды.

Пример Ex52. Устройство согласно примеру Ex51, где система имитации внешней среды содержит систему управления внешней температурой, выполненную с возможностью обеспечения поступления воздуха с регулируемой температурой в испытательную камеру через впускное отверстие.

Пример Ex53. Устройство согласно примеру Ex52, где система управления внешней температурой содержит нагреватель, выполненный с возможностью нагрева окружающего воздуха таким образом, чтобы воздух, вводимый в испытательную камеру, имел температуру, превышающую температуру окружающего воздуха.

Пример Ex54. Устройство согласно примеру Ex52 или Ex53, где система управления внешней температурой содержит охладитель, выполненный с возможностью охлаждения окружающего воздуха таким образом, чтобы воздух, вводимый в испытательную камеру, имел температуру ниже, чем температура окружающего воздуха.

Пример Ex55. Устройство согласно любому из примеров Ex51-Ex54, где система управления внешней температурой содержит внешний датчик температуры системы, расположенный и выполненный с возможностью определения температуры воздуха в испытательной камере, и внешний контроллер температуры системы, функционально соединенный с внешним датчиком температуры системы, при этом внешний контроллер температуры системы выполнен с возможностью управления внешним нагревателем системы или охладителем для изменения температуры воздуха в испытательной камере на основе входных данных от датчика температуры.

Пример Ex56. Устройство согласно любому из примеров Ex51-Ex55, где система имитации внешней среды содержит систему управления внешней влажностью, выполненную с возможностью обеспечения поступления воздуха с регулируемой влажностью в испытательную камеру через впускное отверстие.

Пример Ex57. Устройство согласно примеру Ex56, где система управления внешней влажностью содержит внешний датчик влажности системы, расположенный и выполненный с возможностью определения относительной влажности в воздухе, поступающем в испытательную камеру через впускное отверстие.

Пример Ex58. Устройство согласно примеру Ex56 или Ex57, где система управления внешней влажностью содержит внешний датчик влажности системы, расположенный и выполненный с возможностью определения относительной влажности в воздухе в испытательной камере.

Пример Ex59. Устройство согласно любому из примеров Ex56-Ex58, где система управления внешней влажностью содержит влагопоглотитель и выполнена с возможностью введения воздуха в испытательную камеру с более низкой относительной влажностью, чем окружающий воздух.

Пример Ex60. Устройство согласно примеру Ex59, поскольку оно ссылается на пример Ex57 или Ex58, где система управления внешней влажностью содержит внешний контроллер влажности системы, функционально соединенный с внешним датчиком влажности системы и с влагопоглотителем, при этом контроллер влажности дыхательных путей выполнен с возможностью регулирования влагопоглотителя на основе входных данных от внешнего датчика влажности системы.

Пример Ex61. Устройство согласно любому из примеров Ex56-Ex60, где устройство управления влажностью содержит увлажнитель и выполнено с возможностью введения воздуха в испытательную камеру с более высокой относительной влажностью, чем окружающий воздух.

Пример Ex62. Устройство согласно примеру Ex61, поскольку оно ссылается на пример Ex57 или Ex68, где система управления внешней влажностью содержит внешний контроллер влажности системы, функционально соединенный с внешним датчиком влажности системы и с увлажнителем, при этом контроллер влажности дыхательных путей выполнен с возможностью регулирования увлажнителя на основе входных данных от внешнего датчика влажности системы.

Пример Ex63. Устройство согласно любому из примеров Ex51-Ex62, где система имитации внешней среды содержит источник ультрафиолетового света, выполненный с возможностью обеспечения прохождения ультрафиолетового света через внутреннее пространство испытательной камеры.

Пример Ex64. Устройство согласно примеру Ex63, где источник ультрафиолетового света находится за пределами испытательной камеры.

Пример Ex65. Устройство согласно примеру Ex63, где источник ультрафиолетового света находится внутри испытательной камеры.

Пример Ex66. Устройство согласно любому из примеров Ex63-Ex65, содержащее датчик ультрафиолетового света и контроллер источника ультрафиолетового излучения, функционально соединенный с датчиком ультрафиолетового света, при этом контроллер источника ультрафиолетового излучения функционально соединен с источником ультрафиолетового света и выполнен с возможностью изменения интенсивности или спектрального распределения выходной мощности источника света на основе входных данных от датчика ультрафиолетового света.

Пример Ex67. Устройство согласно любому из примеров Ex51-Ex66, где система имитации внешней среды выполнена с возможностью введения загрязняющего вещества окружающего воздуха в испытательную камеру.

Пример Ex68. Устройство согласно примеру Ex67, где система имитации внешней среды, содержит разбавительный клапан, функционально соединенный с впускным отверстием испытательной камеры, при этом разбавительный клапан выполнен с возможностью введения загрязняющего вещества окружающего воздуха в испытательную камеру через впускное отверстие.

Пример Ex69. Устройство согласно примерам Ex67 или Ex68, где система внешней среды содержит внешний генератор аэрозоля системы, при этом внешний генератор аэрозоля системы расположен и выполнен с возможностью генерирования аэрозоля, содержащего загрязняющее вещество окружающего воздуха таким образом, чтобы аэрозоль можно было втягивать в испытательную камеру через впускное отверстие.

Пример Ex70. Устройство согласно примеру Ex69, где внешний генератор аэрозоля системы содержит внешний небулайзер системы.

Пример Ex71. Устройство согласно любому из примеров Ex67-Ex70, где система имитации внешней среды содержит датчик загрязняющего вещества окружающего воздуха и контроллер загрязняющего вещества окружающего воздуха, функционально соединенный с датчиком загрязняющего вещества окружающего воздуха, при этом контроллер загрязняющего вещества окружающего воздуха функционально соединен с внешним генератором аэрозоля системы согласно примеру Ех69 или Ех70, с разбавительным клапаном по примеру Ех67, или как с внешним генератором аэрозоля системы согласно примеру Ех69 или Ех70, так и с разбавительным клапаном по примеру Ех67 для регулирования количества загрязняющего вещества окружающего воздуха, поступающего в испытательную камеру через впускное отверстие на основе входных данных от датчика загрязняющего вещества окружающей среды.

Пример Ex72. Устройство согласно любому из примеров Ex1-Ex71, содержащее сборник для испытуемых загрязняющих веществ, расположенный на пути потока воздуха внутри прохода таким образом, что воздух, втягиваемый из испытательной камеры через проход, контактирует со сборником для испытуемых загрязняющих веществ.

Пример Ex73. Устройство согласно примеру Ex72, где сборник для испытуемых загрязняющих веществ содержит собирающий материал, выполненный с возможностью захватывания испытуемого загрязняющего вещества.

Пример Ex74. Устройство согласно примеру Ex73, где собирающий материал, выполненный с возможностью захватывания испытуемого загрязняющего вещества, является проницаемым для воздуха.

Пример Ex75. Устройство согласно примеру Ex74, где собирающий материал перекрывает проход.

Пример Ex76. Устройство согласно примеру Ex73 или Ex74, где собирающий материал расположен в собирающем устройстве или на нем.

Пример Ex77. Устройство согласно примеру Ex76, где собирающее устройство расположено в проходе таким образом, что воздух может протекать вокруг собирающего устройства и может продолжать протекать через проход и через выпускное отверстие.

Пример Ex78. Устройство согласно примеру Ex77, где собирающее устройство содержит чашу.

Пример Ex79. Устройство согласно примеру Ex78, где сборник для испытуемых загрязняющих веществ дополнительно содержит держатель, выполненный с возможностью размещения чаши, при этом держатель содержит одну или более прорезей, расположенных сбоку от положения, в котором размещена чаша.

Пример Ex80. Устройство согласно любому из примеров Ех73-Ех78, дополнительно содержащее конусообразный элемент, расположенный раньше по ходу потока относительно собирающего материала, при этом конусообразный элемент направляет воздух, втягиваемый через проход, к собирающему материалу.

Пример Ex81. Устройство согласно любому из примеров Ex73-Ex80, где собирающий материал содержит гидрогель.

Пример Ex82. Устройство согласно любому из примеров Ex73-Ex81, где собирающий материал содержит фильтрующий материал.

Пример Ex83. Устройство согласно любому из примеров Ex73-Ex81, где собирающий материал содержит культивируемые клетки.

Пример Ex84. Устройство согласно примеру Ex83, где культивируемые клетки имитируют ткань.

Пример Ex85. Устройство согласно примеру Ex83 или Ex84, где культивируемые клетки содержат клетки кожи, клетки легких или клетки легких и клетки кожи.

Пример Ex86. Устройство согласно примеру Ex85, где культивируемые клетки содержат клетки легких.

Пример Ex87. Устройство согласно примеру Ex86, дополнительно содержащее культивируемые клетки печени.

Пример Ex88. Устройство согласно примеру Ex86, где культивируемые клетки печени находятся в контакте с культивируемыми клетками легких.

Пример Ex89. Устройство согласно примеру Ex86, где культивируемые клетки печени отделены от культивируемых клеток легких.

Пример Ex90. Устройство согласно примеру Ex89, дополнительно содержащее микрофлюидную систему циркуляции, которая обеспечивает циркуляцию текучей среды между отделенными клетками.

Пример Ex91. Устройство согласно любому из примеров Ex1-Ex90, где система введения выполнена с возможностью введения испытуемого загрязняющего вещества непосредственно в испытательную камеру.

Пример Ex92. Устройство согласно любому из примеров Ex1-Ex91, где система введения содержит генератор аэрозоля.

Пример Ex93. Устройство согласно примеру Ex92, где генератор аэрозоля содержит небулайзер.

Пример Ex94. Устройство согласно любому из примеров Ex1-Ex93, где испытательная камера электрически заземлена.

Пример Ex95. Устройство согласно любому из примеров Ex1-Ex94, где устройство подачи потока воздуха содержит вакуумный насос, выполненный с возможностью генерирования отрицательного давления относительно давления в испытательной камере и обеспечения протекания воздуха из испытательной камеры через проход и через выпускное отверстие.

Пример Ex96. Устройство согласно примеру Ex95, где устройство подачи потока воздуха содержит клапан, выполненный с возможностью управления потоком воздуха из испытательной камеры к вакуумному насосу.

Пример Ex97. Устройство согласно примеру Ex96, где устройство подачи потока воздуха содержит расходомер, преобразователь для измерения давления воздуха или расходомер и преобразователь.

Пример Ex98. Устройство согласно примеру Ex97, где устройство подачи потока воздуха содержит регулятор потока, функционально соединенный с расходомером, преобразователем или расходомером и преобразователем, при этом регулятор потока функционально соединен с вакуумным насосом для регулирования потока воздуха через систему, на основании входных данных от расходомера, преобразователя или расходомера и преобразователя.

Пример Ex99. Устройство для оценки фильтрующего материала испытуемого изделия, содержащее (i) испытательную камеру, содержащую впускное отверстие и выпускное отверстие; ii) систему введения, выполненную с возможностью введения испытуемого загрязняющего вещества в испытательную камеру таким образом, чтобы испытуемое загрязняющее вещество захватывалось воздухом, протекающим от впускного отверстия к выпускному отверстию; (iii) опору, выполненную с возможностью удерживания испытуемого изделия, при этом опора образует проход дальше по ходу потока относительно местоположения испытуемого изделия таким образом, чтобы воздух, протекающий от впускного отверстия к выпускному отверстию, проходил через фильтрующий материал перед поступлением в проход; (iv) устройство подачи потока воздуха, выполненное с возможностью втягивания воздуха из испытательной камеры через проход и выпускное отверстие; и (v) сборник для испытуемых загрязняющих веществ, расположенный на пути потока воздуха внутри прохода таким образом, что воздух, втягиваемый из испытательной камеры через проход, контактирует со сборником для испытуемых загрязняющих веществ.

Пример Ex100. Устройство согласно примеру Ex99, где сборник для испытуемых загрязняющих веществ выполнен с возможностью отсоединения от прохода без доступа во внутреннее пространство испытательной камеры.

Пример Ex101. Устройство согласно примеру Ex100, где опора содержит корпус, прикрепленный к испытательной камере вокруг выпускного отверстия, при этом опора содержит вставку, выполненную с возможностью зацепления и отсоединения от корпуса, при этом вставка выполнена с возможностью вставки через выпускное отверстие, и при этом вставка удерживает сборник для испытуемых загрязняющих веществ.

Пример Ex102. Устройство согласно любым из примеров Ex99-Ex101, где сборник для испытуемых загрязняющих веществ содержит собирающий материал, выполненный с возможностью захватывания испытуемого загрязняющего вещества.

Пример Ex103. Устройство согласно примеру Ex102, где собирающий материал, выполненный с возможностью захватывания испытуемого загрязняющего вещества, является проницаемым для воздуха.

Пример Ex104. Устройство согласно примеру Ex103, где собирающий материал перекрывает проход.

Пример Ex105. Устройство согласно примеру Ex102 или Ex103, где сборник для испытуемых загрязняющих веществ содержит собирающее устройство, при этом собирающий материал расположен в собирающем устройстве или на нем.

Пример Ex106. Устройство согласно примеру Ex105, где собирающее устройство расположено в проходе таким образом, что воздух может протекать вокруг собирающего устройства и может продолжать протекать через проход и через выпускное отверстие.

Пример Ex107. Устройство согласно примеру Ex106, где собирающее устройство содержит чашу.

Пример Ex108. Устройство согласно примеру Ex107, где сборник для испытуемых загрязняющих веществ дополнительно содержит держатель, выполненный с возможностью размещения чаши, при этом держатель содержит одну или более прорезей, расположенных сбоку от положения, в котором размещена чаша.

Пример Ex109. Устройство согласно любому из примеров Ех102-Ех108, дополнительно содержащее конусообразный элемент, расположенный раньше по ходу потока относительно собирающего материала, при этом конусообразный элемент направляет воздух, втягиваемый через проход, к собирающему материалу.

Пример Ex110. Устройство согласно любому из примеров Ex102-Ex109, где собирающий материал содержит гидрогель.

Пример Ex111. Устройство согласно любому из примеров Ex102-Ex109, где собирающий материал содержит фильтрующий материал.

Пример Ex112. Устройство согласно любому из примеров Ex102-Ex109, где собирающий материал содержит культивируемые клетки.

Пример Ex113. Устройство согласно примеру Ex112, где культивируемые клетки имитируют ткань.

Пример Ex114. Устройство согласно примеру Ex112 или Ex113, где культивируемые клетки содержат клетки кожи, клетки легких или клетки легких и клетки кожи.

Пример Ex115. Устройство согласно примеру Ex114, где культивируемые клетки содержат клетки легких.

Пример Ex116. Устройство согласно примеру Ex115, дополнительно содержащее культивируемые клетки печени.

Пример Ex117. Устройство согласно примеру Ex115, где культивируемые клетки печени находятся в контакте с культивируемыми клетками легких.

Пример Ex118. Устройство согласно примеру Ex115, где культивируемые клетки печени отделены от культивируемых клеток легких.

Пример Ex119. Устройство согласно примеру Ex118, дополнительно содержащее микрофлюидную систему циркуляции, которая обеспечивает циркуляцию текучей среды между отделенными клетками.

Пример Ex120. Устройство согласно любому из примеров Ex99-Ex119, где система введения выполнена с возможностью введения испытуемого загрязняющего вещества непосредственно в испытательную камеру.

Пример Ex121. Устройство согласно любому из примеров Ex99-Ex120, где система введения содержит генератор аэрозоля.

Пример Ex122. Устройство согласно примеру Ex121, где генератор аэрозоля содержит небулайзер.

Пример Ex123. Устройство согласно любому из примеров Ex99-Ex122, где испытательная камера электрически заземлена.

Пример Ex124. Устройство согласно любому из примеров Ex99-Ex123, где устройство подачи потока воздуха содержит вакуумный насос, выполненный с возможностью генерирования отрицательного давления относительно давления в испытательной камере и обеспечения протекания воздуха из испытательной камеры через проход и через выпускное отверстие.

Пример Ex125. Устройство согласно примеру Ex124, где устройство подачи потока воздуха содержит клапан, выполненный с возможностью управления потоком воздуха из испытательной камеры к вакуумному насосу.

Пример Ex126. Устройство согласно примеру Ex125, где устройство подачи потока воздуха содержит расходомер, преобразователь для измерения давления воздуха или расходомер и преобразователь.

Пример Ex127. Устройство согласно примеру Ex126, где устройство подачи потока воздуха содержит регулятор потока, функционально соединенный с расходомером, преобразователем или расходомером и преобразователем, при этом регулятор потока функционально соединен с вакуумным насосом для регулирования потока воздуха через систему, на основании входных данных от расходомера, преобразователя или расходомера и преобразователя.

Пример Ex128. Способ оценки фильтрующего материала испытуемого изделия, включающий: (i) размещение испытуемого изделия в испытательной камере, содержащей впускное отверстие и выпускное отверстие таким образом, чтобы воздух, протекающий из впускного отверстия к выпускному отверстию, протекал через фильтрующий материал испытуемого изделия, и воздух, протекающий от выпускного отверстия к впускному отверстию, протекал через фильтрующий материал испытуемого изделия; (ii) введение испытуемого загрязняющего вещества в испытательную камеру таким образом, чтобы испытуемое загрязняющее вещество захватывалось воздухом, который протекает от впускного отверстия к выпускному отверстию; (iii) обеспечение протекания воздуха из испытательной камеры через фильтрующий материал и через выпускное отверстие; и (iv) моделирование аспекта дыхания, моделирование аспекта внешней среды или моделирование аспекта дыхания и аспекта внешней среды.

Пример Ex129. Способ согласно примеру Ex128, где имитация аспекта дыхания предусматривает обеспечение протекания воздуха из испытательной камеры через фильтрующий материал и через выпускное отверстие со скоростью, объемом, или продолжительностью, или периодичностью вдыхания человека.

Пример Ex130. Способ согласно примеру Ex129, где обеспечено протекание от 0,2 литра до 6 литров, предпочтительно от 0,5 литра до 3 литров воздуха из испытательной камеры через фильтрующий материал и через выпускное отверстие за период времени от 0,5 секунды до 15 секунд, предпочтительно от 1 секунды до 6 секунд.

Пример Ex131. Способ согласно примеру Ex129 или Ex130, включающий отслеживание скорости потока воздуха из испытательной камеры через фильтрующий материал и к выпускному отверстию, и регулирование скорости потока для поддержания необходимой скорости.

Пример Ex132. Способ согласно любому из примеров Ex128-Ex131, где имитация аспекта дыхания предусматривает обеспечение протекания воздуха из выпускного отверстия через фильтрующий материал и в испытательную камеру.

Пример Ex133. Способ согласно примеру Ex132, где имитация аспекта дыхания предусматривает обеспечение чередования воздуха между протеканием из испытательной камеры через фильтрующий материал и через выпускное отверстие, и протеканием из выпускного отверстия через фильтрующий материал и в испытательную камеру.

Пример Ex134. Способ согласно примеру Ex132 или Ex133, где имитация аспекта дыхания предусматривает обеспечение протекания воздуха из выпускного отверстия через фильтрующий материал и в испытательную камеру со скоростью, объемом, продолжительностью или периодичностью вдыхания человека.

Пример Ex135. Способ согласно примеру Ex134, где обеспечено протекание от 0,2 литра до 6 литров, предпочтительно от 0,5 литра до 3 литров воздуха из выпускного отверстия через фильтрующий материал и в испытательную камеру за период времени от 0,5 секунды до 15 секунд, предпочтительно от 1 секунды до 6 секунд.

Пример Ex136. Способ согласно любому из примеров Ex132-Ex135, включающий отслеживание скорости потока воздуха из выпускного отверстия через фильтрующий материал и в испытательную камеру, и регулирование скорости потока для поддержания необходимой скорости.

Пример Ex137. Способ согласно любому из примеров Ex132-Ex136, где имитация аспекта дыхания предусматривает обеспечение регулируемой влажностью воздуха, протекающего из выпускного отверстия через фильтрующий материал и в испытательную камеру.

Пример Ex138. Способ согласно примеру Ex137, включающий отслеживание относительной влажности воздуха, протекающего из выпускного отверстия через фильтрующий материал и в испытательную камеру, и регулирование относительной влажности воздуха для поддержания регулируемой влажности.

Пример Ex139. Способ согласно примеру Ex137 или Ex138, где имитация аспекта дыхания предусматривает обеспечение воздуха, протекающего из выпускного отверстия через фильтрующий материал и в испытательную камеру, с относительной влажностью в диапазоне от 70 процентов до 100 процентов.

Пример Ex140. Способ согласно любому из примеров Ex132-Ex139, где имитация аспекта дыхания предусматривает обеспечение воздуха, протекающего из выпускного отверстия через фильтрующий материал и в испытательную камеру, с регулируемой температурой.

Пример Ex141. Способ согласно примеру Ex140, включающий отслеживание температуры воздуха из выпускного отверстия через фильтрующий материал и в испытательную камеру, и регулирование температуры воздуха для поддержания регулируемой температуры.

Пример Ex142. Способ согласно примеру Ex140 или Ex141, где имитация аспекта дыхания предусматривает обеспечение воздуха, протекающего из выпускного отверстия через фильтрующий материал и в испытательную камеру, с температурой в диапазоне от 28 градусов Цельсия до 40 градусов Цельсия, когда он находится в проходе, предпочтительно от 30 градусов Цельсия до 38 градусов Цельсия.

Пример Ex143. Способ согласно любому из примеров Ex132-Ex142, где имитация аспекта дыхания предусматривает обеспечение воздуха, протекающего из выпускного отверстия через фильтрующий материал и в испытательную камеру, с управляемой концентрацией углекислого газа.

Пример Ex144. Способ согласно примеру Ex143, включающий отслеживание концентрации углекислого газа воздуха из выпускного отверстия через фильтрующий материал и в испытательную камеру, и регулирование концентрации углекислого газа воздуха для поддержания регулируемой концентрации углекислого газа.

Пример Ex145. Способ согласно примеру Ex143 или Ex144, где имитация аспекта дыхания предусматривает обеспечение воздуха, протекающего из выпускного отверстия через фильтрующий материал и в испытательную камеру, с концентрацией углекислого газа от 2% до 7% по объему, предпочтительно от 4% до 5% по объему.

Пример Ex146. Способ согласно любому из примеров Ex132-Ex145, где имитация аспекта дыхания предусматривает обеспечение воздуха, протекающего из выпускного отверстия через фильтрующий материал и в испытательную камеру, с регулируемым pH.

Пример Ex147. Способ согласно примеру Ex146, включающий отслеживание pH воздуха из выпускного отверстия через фильтрующий материал и в испытательную камеру, и регулирование pH воздуха для поддержания регулируемого pH.

Пример Ex148. Способ согласно примеру Ex146 или Ex147, где имитация аспекта дыхания предусматривает обеспечение воздуха, протекающего из выпускного отверстия через фильтрующий материал и в испытательную камеру, с pH от 8,0 до 8,3, предпочтительно от 8,1 до 8,2.

Пример Ex149. Способ согласно любому из примеров Ex128-Ex148, где моделирование аспекта внешней среды предусматривает обеспечение поступления воздуха с регулируемой температурой в испытательную камеру через впускное отверстие.

Пример Ex150. Способ согласно примеру Ex149, включающий отслеживание температуры воздуха, поступающего в испытательную камеру через впускное отверстие, и регулирование температуры воздуха для поддержания регулируемой температуры.

Пример Ex151. Способ согласно примеру Ex150, где регулирование температуры воздуха предусматривает нагрев воздуха или охлаждение воздуха.

Пример Ex152. Способ согласно любому из примеров Ex108-Ex131, где имитация аспекта внешней среды предусматривает обеспечение регулируемой влажностью воздуха, протекающего из выпускного отверстия через фильтрующий материал и в испытательную камеру.

Пример Ex153. Способ согласно примеру Ex152, включающий отслеживание относительной влажности воздуха из выпускного отверстия через фильтрующий материал и в испытательную камеру, и регулирование относительной влажности воздуха для поддержания регулируемой влажности.

Пример Ex154. Способ согласно примеру Ex153, где регулирование относительной влажности воздуха предусматривает повышение относительной влажности воздуха или снижение относительной влажности воздуха.

Пример Ex155. Способ согласно любому из примеров Ex128-Ex154, где имитация аспекта внешней среды предусматривает обеспечение прохождения ультрафиолетового света через внутреннее пространство испытательной камеры.

Пример Ex156. Способ согласно примеру Ex155, включающий отслеживание интенсивности, спектрального распределения выходной мощности или интенсивности и спектрального распределения выходной мощности ультрафиолетового света в испытательной камере, и регулирование интенсивности, спектрального распределения выходной мощности или интенсивности и спектрального распределения выходной мощности для поддержания необходимой интенсивности, спектрального распределения выходной мощности или интенсивности и спектрального распределения выходной мощности.

Пример Ex157. Способ согласно любому из примеров Ex128-Ex156, где имитация аспекта внешней среды предусматривает введение загрязняющего вещества окружающего воздуха в испытательную камеру.

Пример Ex158. Способ согласно примеру Ex157, включающий отслеживание концентрации загрязняющего вещества окружающего воздуха, вводимого в камеру, и регулирование количества загрязняющего вещества окружающего воздуха, вводимого в камеру, для поддержания необходимой концентрации загрязняющего вещества окружающего воздуха.

Пример Ex159. Способ согласно любому из примеров Ех128-Ех158, включающий сбор испытуемого загрязняющего вещества после того, как воздух из испытательной камеры прошел через фильтрующий материал.

Пример Ex160. Способ согласно примеру Ex159, включающий определение количества собранного испытуемого загрязняющего вещества.

Пример Ex161. Способ согласно примеру Ex159 или Ex160, где испытуемое загрязняющее вещество содержит патоген.

Пример Ex162. Способ согласно примеру Ex161, включающий определение жизнеспособности патогена.

Пример Ex163. Способ согласно примеру Ex162, включающий определение патогенности патогена.

Пример Ex164. Способ согласно любому из примеров Ex128-Ex163, включающий контакт с воздухом, который вытек из испытательной камеры мимо фильтрующего материала, с культивируемыми клетками.

Пример Ex165. Способ согласно примеру Ex164, где культивируемые клетки имитируют ткань.

Пример Ex166. Способ согласно примеру Ex164 или Ex165, где культивируемые клетки содержат клетки кожи, клетки легких или клетки легких и клетки кожи.

Пример Ex167. Способ согласно примеру Ex166, где культивируемые клетки содержат клетки легких.

Пример Ex168. Способ согласно примеру Ex167, дополнительно включающий культивируемые клетки печени.

Пример Ex169. Способ согласно примеру Ex167, где культивируемые клетки печени находятся в контакте с культивируемыми клетками легких.

Пример Ex170. Устройство согласно примеру Ex167, где культивируемые клетки печени отделены от культивируемых клеток легких.

Пример Ex171. Способ согласно примеру Ex170, дополнительно включающий обеспечение циркуляции текучей среды между отделенными клетками.

Пример Ex172. Способ согласно любому из примеров Ex128-Ex171, где введение испытуемого загрязняющего вещества в испытательную камеру предусматривает введение испытуемого загрязняющего вещества в камеру в виде аэрозоля.

Пример Ex173. Способ согласно примеру Ex172, где аэрозоль содержит взвесь.

Пример Ex174. Способ оценки фильтрующего материала испытуемого изделия, включающий: (i) размещение испытуемого изделия в испытательной камере, содержащей впускное отверстие и выпускное отверстие таким образом, чтобы воздух, протекающий из впускного отверстия к выпускному отверстию, протекал через фильтрующий материал испытуемого изделия, и воздух, протекающий от выпускного отверстия к впускному отверстию, протекал через фильтрующий материал испытуемого изделия; (ii) введение испытуемого загрязняющего вещества в испытательную камеру таким образом, чтобы испытуемое загрязняющее вещество захватывалось воздухом, который протекает от впускного отверстия к выпускному отверстию; (iii) обеспечение протекания воздуха из испытательной камеры через фильтрующий материал и через выпускное отверстие; и (iv) сбор испытуемого загрязняющего вещества после того, как воздух из испытательной камеры прошел через фильтрующий материал.

Пример Ex175. Способ согласно примеру Ex174, включающий определение количества собранного испытуемого загрязняющего вещества.

Пример Ex176. Способ согласно примеру Ex174 или Ex175, где испытуемое загрязняющее вещество содержит патоген.

Пример Ex177. Способ согласно примеру Ex176, включающий определение жизнеспособности патогена.

Пример Ex178. Способ согласно примеру Ex177, включающий определение патогенности патогена.

Пример Ex179. Способ согласно любому из примеров Ex174-Ex178, включающий контакт с воздухом, который вытек из испытательной камеры мимо фильтрующего материала, с культивируемыми клетками.

Пример Ex180. Способ согласно примеру Ex179, где культивируемые клетки имитируют ткань.

Пример Ex181. Способ согласно примеру Ex179 или Ex180, где культивируемые клетки содержат клетки кожи, клетки легких или клетки легких и клетки кожи.

Пример Ex182. Способ согласно примеру Ex181, где культивируемые клетки содержат клетки легких.

Пример Ex183. Способ согласно примеру Ex182, дополнительно включающий культивируемые клетки печени.

Пример Ex184. Способ согласно примеру Ex183, где культивируемые клетки печени находятся в контакте с культивируемыми клетками легких.

Пример Ex185. Устройство согласно примеру Ex183, где культивируемые клетки печени отделены от культивируемых клеток легких.

Пример Ex186. Способ согласно примеру Ex185, дополнительно включающий обеспечение циркуляции текучей среды между отделенными клетками.

Пример Ex187. Способ согласно любому из примеров Ex174-Ex186, где введение испытуемого загрязняющего вещества в испытательную камеру предусматривает введение испытуемого загрязняющего вещества в камеру в виде аэрозоля.

Пример Ex188. Способ согласно примеру Ex187, где аэрозоль содержит взвесь.

Далее примеры будут дополнительно описаны со ссылкой на фигуры, на которых:

на фиг. 1 представлен схематический вид в изометрии испытательной камеры;

на фиг. 2 представлена блок-схема устройства для оценки фильтрующего материала испытуемого изделия;

на фиг. 3 представлен схематический вид в сечении устройства, содержащего впускную трубу для испытуемого загрязняющего вещества и направляющую;

на фиг. 4 представлен схематический вид в разрезе опоры и сборника для испытуемых загрязняющих веществ;

на фиг. 5 представлен схематический вид в разрезе опоры и сборника для испытуемых загрязняющих веществ, показывающий некоторые проиллюстрированные компоненты на фиг. 4;

на фиг. 6 представлен схематический вид в разрезе сборника для испытуемых загрязняющих веществ;

на фиг. 7 представлен схематический вид в перспективе сборника для испытуемых загрязняющих веществ;

на фиг. 8 представлен схематический вид в сечении сборника для испытуемых загрязняющих веществ;

на фиг. 9 представлена блок-схема некоторых компонентов устройства подачи потока воздуха и системы имитации респираторных состояний;

на фиг. 10 представлена блок-схема некоторых компонентов устройства подачи потока воздуха и системы имитации респираторных состояний;

на фиг. 11 представлена блок-схема некоторых компонентов устройства, содержащего систему увлажнителя дыхательных путей;

на фиг. 12 представлена блок-схема некоторых компонентов устройства, содержащего систему управления температурой дыхательных путей;

на фиг. 13 представлена блок-схема некоторых компонентов устройства, содержащего систему управления углекислым газом;

на фиг. 14 представлена блок-схема некоторых компонентов устройства, содержащего систему управления pH;

на фиг. 15 представлена блок-схема некоторых компонентов системы управления температурой внешней системы;

на фиг. 16 представлена блок-схема некоторых компонентов системы управления влажностью внешней системы;

на фиг. 17 представлена блок-схема некоторых компонентов системы управления УФ-излучением внешней системы; и

на фиг. 18 представлена блок-схема некоторых компонентов системы управления загрязняющим веществом окружающего воздуха.

На фиг. 1 проиллюстрирован пример испытательной камеры 100. Испытательная камера содержит впускное отверстие 110, выпускное отверстие 120 и отверстие 130 для введения. Когда выпускное отверстие соединено с источником отрицательного давления или насосом, воздух может протекать через впускное отверстие в испытательную камеру 100. Устройство для введения аэрозоля может быть функционально соединено с отверстием 130 для введения аэрозоля в испытательную камеру. Введенный аэрозоль может быть захвачен воздухом, который протекает от впускного отверстия 110 через испытательную камеру 100 через выпускное отверстие 120.

На фиг. 2 проиллюстрирован пример устройства 900 для оценки фильтрующего материала испытуемого изделия. Устройство 900 содержит испытательную камеру 100, например, испытательную камеру 100 по фиг. 1; систему 200 введения, опору 300, устройство 400 подачи потока воздуха, систему 500 имитации респираторных состояний и систему 600 имитации внешней среды. Система введения 200 содержит генератор аэрозоля, установленный на испытательной камере 100 и выполненный с возможностью введения аэрозоля, содержащего исследуемое загрязняющее вещество, в испытательную камеру 100. Опора 300 выполнена с возможностью образования прохода в сообщении с внутренним пространством испытательной камеры 100 и выпускным отверстием испытательной камеры (например, выпускным отверстием 120, изображенным на фиг. 1). Опора 300 выполнена с возможностью удерживания испытуемого изделия таким образом, что воздух, проходящий из испытательной камеры 100 через проход и выпускное отверстие, проходит через фильтрующий материал испытуемого изделия.

Устройство 400 подачи потока воздуха выполнено с возможностью втягивания воздуха из испытательной камеры 100 через проход опоры 300 и выпускное отверстие, и для принудительного прохождения воздуха через выпускное отверстие испытательной камеры 100, проход опоры 300 и в испытательную камеру 100. Испытательная камера 100 может содержать фильтрующий вентиляционный канал (не показан), обеспечивающий возможность выхода воздуха, который был принудительно введен в испытательную камеру 100 из устройства 400 подачи потока воздуха, из внутреннего пространства испытательной камеры 100.

Система 500 имитации респираторных состояний может управлять, работать совместно или управлять и работать совместно с устройством 400 подачи потока воздуха для имитации одного или более аспектов дыхания, таких как скорость, объем, продолжительность и периодичность потока воздуха, влажность, температура, рН и концентрация углекислого газа.

Система 600 имитации внешней среды или компоненты системы 600 имитации внешней среды могут быть функционально соединены с впускным отверстием для управления содержанием воздуха, поступающего во впускное отверстие (такое как впускное отверстие 110 по фиг. 1) испытательной камеры 100. Система 600 имитации внешней среды содержит клапан 610, функционально (при работе) соединенный с впускным отверстием испытательной камеры. Клапан 610 может представлять собой обратный клапан, который обеспечивает возможность протекания воздуха снаружи испытательной камеры 100 во внутреннее пространство испытательной камеры 100, но предотвращает вытекание воздуха из испытательной камеры 100 наружу испытательной камеры 100. Клапан 610 может представлять собой разбавительный клапан для введения регулируемых количеств загрязняющих веществ окружающего воздуха в испытательную камеру 100.

На фиг. 3 проиллюстрирован пример некоторых компонентов устройства, содержащего впускную трубу 2000 для испытуемого загрязняющего вещества и направляющую 2100. Пунктирные линии иллюстрируют поток воздуха через впускные отверстия 110 испытательной камеры 100 через направляющую 2100 и проход 320 опоры 300 и из выпускного отверстия 120 испытательной камеры 100. Первый конец 2102 направляющей 2100 герметически закрыт на верхней поверхности 150 испытательной камеры 100, которая содержит отверстие 130 для введения. Второй конец 2104 направляющей прочно прикреплен к поверхности опоры 300. Направляющая 2100 имеет расположенные в осевом направлении впускные отверстия 2106 направляющей, чтоб обеспечить возможность протекания воздуха, протекающего через впускные отверстия 110 испытательной камеры 100, во внутренний объем направляющей 2100 и через проход 320 опоры 300 и из выпускного отверстия 120 испытательной камеры 100. Впускная труба 2000 для испытуемого загрязняющего вещества окружает отверстие 130 для введения и проходит в направляющую 2100 на расстоянии за пределами впускных отверстий 2106 направляющей. Аэрозоль 2200, содержащий испытуемое загрязняющее вещество, вводится системой 200 введения через отверстие 130 для введения и впускную трубу 2000 для испытуемого загрязняющего вещества и течет в направляющую 2100, которая направляет аэрозоль 2200, содержащий испытуемое загрязняющее вещество, в проход 320 опоры 300. Воздух (показанный пунктирными линиями), поступающий через впускные отверстия 2106 направляющей, течет вдоль внешней поверхности впускной трубы 2000 для испытуемого загрязняющего вещества, что вводит более ламинарный и менее турбулентный поток воздуха. По меньшей мере, некоторые из ламинарных аспектов потока воздуха сохраняются по мере того, как воздух течет ко второму концу 2104 направляющей 2100, что уменьшает взаимодействие аэрозоля 2200 с внутренними поверхностями направляющей 2100. Это может снизить потери испытуемого загрязняющего вещества при сорбции, что может улучшить экспериментальную точность, надежность или точность и надежность устройства.

На фиг. 4-8 проиллюстрирован пример опоры 300 и сборника 700 для испытуемых загрязняющих веществ. Опора 300 содержит корпус 310, который может быть установлен на испытательной камере вокруг выпускного отверстия (например, выпускного отверстия 120 по фиг. 1) с помощью болтов 311. Опора 300 содержит вставку 360, выполненную с возможностью вставки через выпускное отверстие испытательной камеры. Вставка 360 выполнена с возможностью разъемного соединения с корпусом 310 посредством, например, резьбового зацепления или зацепления с поворотом и запиранием. Уплотнительные кольца 365 могут способствовать уплотнению между корпусом 310 и вставкой 360.

Корпус 310 и вставка 360 вместе образуют проход 320 через опору 300. Воздух из испытательной камеры может протекать через проход 320 через выпускное отверстие. Вставка 360 содержит муфту 380 для соединения с каналом 410, таким как трубка, для соединения с устройством подачи потока воздуха, которое может втягивать воздух из испытательной камеры через проход 320.

Опора 300 содержит удерживающий узел 350, который может быть установлен на корпус 310 с помощью болтов 351. Удерживающий узел 350 удерживает испытуемое изделие 999, содержащее фильтрующий материал, таким образом, что когда воздух протекает из испытательной камеры через проход 320, воздух проходит через фильтрующий материал. Удерживающий узел 350 содержит зажимной диск 355, содержащий прорези, через которые проходят болты 351, верхний уплотнительный диск 330 для испытуемого изделия, нижний уплотнительный диск 335 для испытуемого изделия, диск 340 для регулировки высоты и кольцевой уплотнительный диск 333. Испытуемое изделие 999 можно поместить на нижний уплотнительный диск 335 для испытуемого изделия, диск 340 для регулировки высоты можно поместить на испытуемое изделие 999, верхний уплотнительный диск 330 для испытуемого изделия можно поместить на диск 340 для регулировки высоты, зажимной диск 355 можно поместить на верхний уплотнительный диск 330 для испытуемого изделия, и узел можно затянуть относительно корпуса 310 с помощью болтов 351, чтобы удерживать испытуемое изделие 999.

Рукоятка 370 соединена со вставкой 360 для облегчения захвата и поворота вставки 360 для зацепления или отсоединения вставки 360 от корпуса 310. Вставка 360 может быть удалена через выпускное отверстие (такое как выпускное отверстие 120 на фиг. 1) испытательной камеры. Сборник 700 для испытуемых загрязняющих веществ удерживается на вставке 360. Когда вставку 360 удаляют через выпускное отверстие испытательной камеры, сборник 700 для испытуемых загрязняющих веществ также удаляют. Соответственно, сборник 700 для испытуемых загрязняющих веществ может быть удален из испытательной камеры без доступа во внутреннее пространство испытательной камеры.

Сборник 700 для испытуемых загрязняющих веществ содержит чашу 710 и держатель 730. Держатель 730 содержит контейнер 737 для размещения и удержания чаши 710. Материал 720, выполненный с возможностью захвата испытуемого загрязняющего вещества, расположен в чаше 710. Материал 720 может содержать гидрогель, когда испытуемое загрязняющее вещество содержит биологический материал, такой как вирус. Конусообразный элемент 800, такой как каскадное ударное кольцо, направляет воздух, протекающий через проход 320, к материалу 720 таким образом, что воздух воздействует на материал 720. После воздействия воздуха на материал 720, воздух может протекать через боковые прорези 735 держателя 730, так что воздух может продолжать протекать через проход 320 для выхода из испытательной камеры.

На фиг. 9 проиллюстрированы некоторые компоненты примера устройства подачи потока воздуха и системы имитации респираторных состояний. Устройство подачи потока воздуха содержит поршневой насос 420, содержащий поршень 425. Насос 420 функционально соединен с каналом 410, который соединен со вставкой опоры (например, как показано на фиг. 8), так что перемещение поршня 425 вызывает отвод воздуха из испытательной камеры через проход опоры в канал 410 или введение через канал 410 и проход опоры, и в испытательную камеру, в зависимости от того, в каком направлении движется поршень 425.

Поршень 425 функционально (при работе) соединен с двигателем 430. Двигатель 430 может быть выполнен с возможностью обеспечения линейного движения или вращательного движения. Если двигатель 430 обеспечивает вращательное движение, двигатель 430 может содержать преобразователь 435 движения для преобразования вращательного движения в линейное движение. Двигатель 435 содержит кодер 437 для управления двигателем. Кодер 437 функционально соединен с контроллером 510 движения, который подает команды на двигатель 430, чтобы заставить поршень 425 двигаться таким образом, который имитирует один или более аспектов вдоха или выдоха, таких как скорость, объем, продолжительность и периодичность. Контроллер 510 движения может быть функционально соединен с контроллером 1000 системы, который может быть функционально соединен с пользовательским интерфейсом.

На фиг. 10 проиллюстрированы некоторые компоненты примера устройства подачи потока воздуха и системы имитации респираторных состояний. Устройство подачи потока воздуха содержит насос 450 с положительным давлением, вакуумный насос 460, первый клапан 442, второй клапан 444 и контроллер 440 дифференциального потока, соединенный с каналом 410, который соединен со вставкой опоры (например, как показано на фиг. 8). Контроллер 520 функционально соединен с первым клапаном 442, вторым клапаном 444 и контроллером 440 дифференциального потока и может быть функционально соединен с насосом 450 с положительным давлением и вакуумным насосом 460. Контроллер 520 может вызвать открытие или закрытие первого 442 и второго 444 клапанов на основе входных данных от контроллера 440 дифференциального потока, чтобы заставить воздух протекать от насоса 450 с положительным давлением через канал 410 в проход опоры и в испытательную камеру или из испытательной камеры через проход опоры, через канал и к вакуумному насосу 460. Контроллер 520 может быть функционально соединен с контроллером 1000 системы, который может быть функционально соединен с пользовательским интерфейсом.

На фиг. 11 проиллюстрирована блок-схема устройства, содержащего систему увлажнителя дыхательных путей. Устройство содержит увлажнитель 570, расположенный и выполненный с возможностью увлажнения воздуха, протекающего из устройства подачи потока воздуха через канал 410, через проход опоры 300 и в испытательную камеру 100. Датчик 572 влажности расположен в проходе опоры 300. Датчик 572 влажности функционально соединен с контроллером 574 влажности, который функционально соединен с увлажнителем 570. Контроллер 574 заставляет увлажнитель 570 увеличивать или уменьшать влажность воздуха на основе входных данных от датчика 572. Контроллер 574 влажности может быть функционально соединен с контроллером 1000 системы, который может быть функционально соединен с пользовательским интерфейсом.

На фиг. 12 проиллюстрирован пример устройства, содержащего систему управления температурой дыхательных путей. Система выполнена с возможностью управления температурой воздуха в проходе опоры 300, так что воздух, протекающий из прохода в испытательную камеру 100, обеспечен регулируемой температурой. Система содержит нагреватель 560, расположенный и выполненный с возможностью нагрева воздуха в проходе, датчик 562 температуры, расположенный и выполненный с возможностью определения температуры в проходе, и контроллер 564 температуры, функционально соединенный с датчиком 562 температуры и нагревателем 560. Контроллер 562 температуры выполнен с возможностью управления нагревателем 560 для регулирования температуры воздуха на основе входных данных от датчика 562 температуры. Контроллер 564 температуры может быть функционально соединен с контроллером 1000 системы, который может быть функционально соединен с пользовательским интерфейсом.

На фиг. 13 проиллюстрирован пример устройства, содержащего систему управления углекислым газом. Система содержит источник сжатого 100% углекислого газа 550, функционально соединенный с первым клапаном 552, насос 450 с положительным давлением, функционально соединенный со вторым клапаном 554, и встроенный смеситель 559, расположенный раньше по ходу потока относительно клапанов 552, 554. Система также содержит датчик 558 углекислого газа, расположенный раньше по ходу потока относительно смесителя 559, контроллер 556 углекислого газа, функционально соединенный с датчиком 558 углекислого газа, и первым 552 и вторым 554 клапанами. Контроллер 556 выполнен с возможностью открытия и закрытия первого 552 и второго 554 клапанов на основании входных данных от датчика 558 для поддержания необходимой концентрации углекислого газа в воздухе, протекающем через канал 410 в проход опоры и в испытательную камеру. Контроллер 556 углекислого газа может быть функционально соединен с контроллером 1000 системы, который может быть функционально соединен с пользовательским интерфейсом.

На фиг. 14 проиллюстрирован пример устройства, содержащего систему управления pH. Система содержит увлажнитель 570, имеющий резервуар с водой, смеситель 586 в резервуаре увлажнителя 570, насос 582 для перекачки кислоты, соединенный с источником 581 кислоты и выполненный с возможностью перекачивания кислоты из источника 581 в резервуар увлажнителя 470. Система также содержит насос 584 для перекачки основания, соединенный с источником 583 основания и выполненный с возможностью перекачивания основания из источника 583 в резервуар увлажнителя 470, датчик 588 pH, расположенный раньше по ходу потока относительно резервуара 570, и контроллер 580 pH. Контроллер 580 pH функционально соединен с датчиком 588 pH, насосом 582 для перекачки кислоты, насосом 584 для перекачки основания и смесителем 586. Контроллер 580 pH может вызвать перекачивание кислоты или основания насосом 582 для перекачки кислоты или насосом 584 для перекачки основания в резервуар увлажнителя 570 и активировать смеситель 586 на основании входных данных от датчика 588 pH. Контроллер 580 pH может быть функционально соединен с контроллером 1000 системы, который может быть функционально соединен с пользовательским интерфейсом.

На фиг. 15 проиллюстрирован пример некоторых компонентов системы имитации внешней среды с системой управления температурой. Система управления температурой содержит блок 620 управления температурой, функционально соединенный с клапаном 610, который функционально соединен с впускным отверстием испытательной камеры 100. Блок 620 управления температурой может содержать нагреватель, охладитель или нагреватель и охладитель. Система содержит датчик 624 температуры, расположенный и выполненный с возможностью измерения температуры воздуха, поступающего в испытательную камеру 100 через впускное отверстие. Датчик 624 температуры функционально соединен с контроллером 622 температуры, который функционально соединен с блоком 620 управления температурой. Контроллер 622 температуры выполнен с возможностью обеспечения регулирования блоком 620 управления температурой температуры воздуха, поступающего в испытательную камеру, на основании входных данных от датчика 624 температуры. Контроллер 622 температуры может быть функционально соединен с контроллером 1000 системы, который может быть функционально соединен с пользовательским интерфейсом.

На фиг. 16 проиллюстрирован пример некоторых компонентов системы имитации внешней среды с системой управления влажностью. Система управления влажностью содержит блок 630 управления влажностью, функционально соединенный с клапаном 610, который функционально соединен с впускным отверстием испытательной камеры 100. Блок 630 управления влажностью может содержать увлажнитель, влагопоглотитель или увлажнитель и влагопоглотитель. Система содержит датчик 634 влажности, расположенный и выполненный с возможностью измерения влажности воздуха, поступающего в испытательную камеру 100 через впускное отверстие. Датчик 634 влажности функционально соединен с контроллером 632 влажности, который функционально соединен с блоком 630 управления влажностью. Контроллер 632 влажности выполнен с возможностью обеспечения регулирования блоком 630 управления влажностью влажности воздуха, поступающего в испытательную камеру, на основании входных данных от датчика 634 влажности. Контроллер 632 влажности может быть функционально соединен с контроллером 1000 системы, который может быть функционально соединен с пользовательским интерфейсом.

На фиг. 17 проиллюстрирован пример некоторых компонентов системы имитации внешней среды с системой управления УФ-излучением. Система управления УФ-излучением содержит источник 640 УФ-излучения, расположенный снаружи испытательной камеры 100. Испытательная камера 100 или части испытательной камеры 100 являются прозрачными для УФ-излучения, чтобы обеспечить возможность прохождения УФ-излучения от источника через внутреннее пространство испытательной камеры 100. Источник 640 УФ-излучения может быть расположен над средством ввода 200 испытуемого загрязняющего вещества. Система УФ-излучения содержит датчик 644 УФ-излучения, расположенный в испытательной камере 100, и контроллер 642 УФ-излучения. Датчик 644 УФ-излучения может определять интенсивность УФ-излучения, длину волны или интенсивность и длину волны. Контроллер 642 УФ-излучения функционально соединен с источником 640 УФ-излучения и датчиком 644 УФ-излучения и выполнен с возможностью обеспечения регулирования источником УФ-излучения интенсивности, спектрального распределения выходной мощности, или интенсивности и спектрального распределения выходной мощности на основании входных данных от датчика 644 УФ-излучения. Контроллер 642 УФ-излучения может быть функционально соединен с контроллером 1000 системы, который может быть функционально соединен с пользовательским интерфейсом.

На фиг. 18 проиллюстрирован пример некоторых компонентов системы управления загрязняющим веществом окружающего воздуха. Система содержит средство ввода 650 загрязняющего вещества, которое может содержать генератор аэрозоля, такой как небулайзер. Средство ввода 650 загрязняющего вещества функционально соединено с разбавительным клапаном 611, который может регулировать количество загрязняющего вещества, поступающего во впускное отверстие испытательной камеры 100. Система содержит датчик 654 загрязнения, расположенный и выполненный с возможностью определения количества загрязняющего вещества окружающего воздуха, поступающего в испытательную камеру 100 через впускное отверстие. Система содержит контроллер 652 загрязняющего вещества, функционально соединенный со средством ввода 650 загрязняющего вещества, разбавительным клапаном 611 и датчиком 654 загрязняющего вещества. Контроллер 650 загрязняющего вещества управляет средством ввода 650 загрязняющего вещества и разбавительным клапаном 611 для регулирования количества загрязняющего вещества, поступающего в испытательную камеру через впускное отверстие, на основании входных данных от датчика 654 загрязняющего вещества. Контроллер 652 загрязняющего вещества может быть функционально соединен с контроллером 1000 системы, который может быть функционально соединен с пользовательским интерфейсом.

Следует понимать, что одна или более или все системы, изображенные на фиг. 9-18, могут быть включены в испытательное устройство, как описано в настоящем изобретении.

Для целей настоящего описания и приложенной формулы изобретения, за исключением случаев, когда указано иное, все числа, выражающие величины, количества, процентные доли и т. д., необходимо понимать как модифицированные во всех случаях термином «приблизительно». Также все диапазоны включают раскрытые точки максимума и минимума и включают любые промежуточные диапазоны между ними, которые могут быть или не быть конкретно перечислены в данном документе. Поэтому в этом контексте число А понимают как А ± 2% А. В этом контексте число А можно считать включающим численные значения, находящиеся в пределах обычной стандартной погрешности для измерения того свойства, которое модифицирует число А. Число А в некоторых случаях при использовании в прилагаемой формуле изобретения может отклоняться на перечисленные выше процентные доли при условии, что величина, на которую отклоняется А, существенно не влияет на основное и новое свойство (свойства) заявленного изобретения. Также все диапазоны включают раскрытые точки максимума и минимума и включают любые промежуточные диапазоны между ними, которые могут быть или не быть конкретно перечислены в данном документе.

Настоящее изобретение относится к устройству для оценки фильтрующего материала испытуемого изделия. Устройство содержит (i) испытательную камеру, содержащую впускное отверстие и выпускное отверстие; (ii) систему введения, выполненную с возможностью введения испытуемого загрязняющего вещества в испытательную камеру таким образом, чтобы испытуемое загрязняющее вещество захватывалось воздухом, протекающим от впускного отверстия к выпускному отверстию; (iii) опору, выполненную с возможностью удерживания испытуемого изделия, при этом опора образует проход дальше по ходу потока относительно местоположения испытуемого изделия таким образом, чтобы воздух, протекающий от впускного отверстия к выпускному отверстию, проходил через фильтрующий материал перед поступлением в проход; (iv) устройство подачи потока воздуха, выполненное с возможностью втягивания воздуха из испытательной камеры через проход и выпускное отверстие; и (v) систему имитации респираторных состояний, выполненную с возможностью имитации аспекта дыхания, систему имитации внешней среды, выполненную с возможностью имитации аспекта внешней среды, или как систему имитации респираторных состояний, так и систему имитации внешней среды. Технический результат - создание универсального компактного устройства для оценки фильтрующего материала испытуемого изделия с расширенными возможностями анализа. 13 з.п. ф-лы, 18 ил.

1. Устройство для оценки фильтрующего материала испытуемого изделия, содержащее:

испытательную камеру, содержащую отверстие для введения на поверхности испытательной камеры, впускное отверстие и выпускное отверстие;

систему введения, выполненную с возможностью введения испытуемого загрязняющего вещества через отверстие для введения в испытательную камеру с захватом испытуемого загрязняющего вещества воздухом, протекающим от впускного отверстия к выпускному отверстию;

опору, выполненную с возможностью удерживания испытуемого изделия, при этом опора образует проход ниже по ходу потока относительно местоположения испытуемого изделия для прохода воздуха, протекающего от впускного отверстия к выпускному отверстию, через фильтрующий материал перед поступлением в проход;

средство подачи потока воздуха, выполненное с возможностью втягивания воздуха из испытательной камеры через проход и выпускное отверстие, а также выполненное с возможностью введения воздуха через выпускное отверстие и проход в испытательную камеру;

сборник испытуемых загрязняющих веществ, расположенный на пути потока воздуха внутри прохода для контакта воздуха, втягиваемого из испытательной камеры через проход, со сборником испытуемых загрязняющих веществ; и

систему имитации респираторных состояний, выполненную с возможностью имитации аспекта дыхания, или систему имитации внешней среды, выполненную с возможностью имитации аспекта внешней среды, или систему имитации респираторных состояний и систему имитации внешней среды.

2. Устройство по п.1, содержащее направляющую, содержащую внутреннюю поверхность для направления потока воздуха из отверстия для введения по направлению прохода опоры.

3. Устройство по п.2, содержащее впускную трубу для испытуемого загрязняющего вещества, охватывающую отверстие для введения и проходящую от поверхности испытательной камеры во внутренний объем направляющей.

4. Устройство по любому из пп.2, 3, в котором направляющая имеет первый конец и второй конец, при этом первый конец герметически закрыт относительно поверхности испытательной камеры вокруг отверстия для введения, а второй конец герметически закрыт относительно поверхности опоры.

5. Устройство по п.4, в котором направляющая содержит впускное отверстие для воздуха направляющей вблизи первого конца направляющей.

6. Устройство по п.5, в котором впускная труба для испытуемого загрязняющего вещества проходит во внутренний объем направляющей по направлению ко второму концу направляющей за пределы первого впускного отверстия для воздуха направляющей.

7. Устройство по любому из пп.1-6, в котором система имитации респираторных состояний содержит контроллер для средства подачи потока воздуха, соединенный при работе со средством подачи потока воздуха, при этом контроллер для средства подачи потока воздуха выполнен с возможностью обеспечения чередования режимов средства подачи потока воздуха между втягиванием воздуха из испытательной камеры через проход и выпускное отверстие и введением воздуха через выпускное отверстие и проход в испытательную камеру.

8. Устройство по любому из пп.1-9, в котором система имитации респираторных состояний содержит увлажнитель, связанный при работе со средством подачи потока воздуха и выполненный с возможностью обеспечения регулируемой влажности воздуха, вводимого через выпускное отверстие и проход в испытательную камеру.

9. Устройство по любому из пп.1-8, в котором система имитации респираторных состояний содержит систему нагрева, расположенную и выполненную с возможностью обеспечения регулируемой температуры воздуха, вводимого средством подачи потока воздуха через выпускное отверстие и проход в испытательную камеру, при нахождении воздуха в проходе.

10. Устройство по любому из пп.1-9, в котором система имитации респираторных состояний содержит систему управления концентрацией углекислого газа, выполненную с возможностью введения углекислого газа в воздух, который вводится через выпускное отверстие и проход в испытательную камеру, с обеспечением регулировки процентного содержания углекислого газа в воздухе в проходе в желаемом диапазоне.

11. Устройство по любому из пп.1-10, в котором система имитации респираторных состояний содержит систему управления pH, при этом система управления pH содержит средство управления pH, выполненное с возможностью регулирования pH воздуха, вводимого средством подачи потока воздуха через выпускное отверстие и проход в испытательную камеру.

12. Устройство по любому из пп.1-11, содержащее систему имитации внешней среды, содержащую одну или более из системы управления внешней температурой, выполненной с возможностью обеспечения поступления воздуха с регулируемой температурой в испытательную камеру через впускное отверстие, системы управления внешней влажностью, выполненной с возможностью обеспечения поступления воздуха с регулируемой влажностью в испытательную камеру через впускное отверстие, и источника ультрафиолетового излучения, выполненного с возможностью обеспечения прохождения ультрафиолетового излучения через внутреннее пространство испытательной камеры.

13. Устройство по п.12, в котором система имитации внешней среды, содержит разбавительный клапан, связанный при работе с впускным отверстием, при этом разбавительный клапан выполнен с возможностью введения загрязняющего вещества окружающего воздуха в испытательную камеру через впускное отверстие.

14. Устройство по любому из пп.1-13, в котром испытательная камера электрически заземлена.