JJF 2141-2024 自给开路式压缩空气呼吸器检测技术规范

中华人民共和国国家计量技术规范
JJF2141—2024
自给开路式压缩空气呼吸器
检测技术规范
TestingNormofSelf-containedandOpen-circuitCompressed
AirBreathingApparatus
2024-09-18发布2025-03-18实施
国家市场监督管理总局 发布
自给开路式压缩空气呼吸器
检测技术规范
TestingNormofSelf-containedandOpen-circuit
CompressedAirBreathingApparatus
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JJF2141—2024
归口单位:全国压力计量技术委员会
主要起草单位:新疆维吾尔自治区计量测试研究院
上海市计量测试技术研究院
参加起草单位:吉林省计量科学研究院
梅思安(中国)安全设备有限公司
上海市安全生产科学研究所
本规范委托全国压力计量技术委员会负责解释
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本规范主要起草人:
陈武卿(新疆维吾尔自治区计量测试研究院)
卓 华(新疆维吾尔自治区计量测试研究院)
李海兵(新疆维吾尔自治区计量测试研究院)
屠立猛(上海市计量测试技术研究院)
参加起草人:
孙俊峰(吉林省计量科学研究院)
姚海峰[梅思安(中国)安全设备有限公司]
商景林(上海市安全生产科学研究所)
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目 录
引言……………………………………………………………………………………… (Ⅱ)
1 范围…………………………………………………………………………………… (1)
2 引用文件……………………………………………………………………………… (1)
3 术语和计量单位……………………………………………………………………… (1)
3.1 术语………………………………………………………………………………… (1)
3.2 计量单位…………………………………………………………………………… (2)
4 概述…………………………………………………………………………………… (2)
5 技术要求……………………………………………………………………………… (3)
5.1 整机气密性………………………………………………………………………… (3)
5.2 供气阀激活压力………………………………………………………………… (3)
5.3 呼气阀开启压力…………………………………………………………………… (3)
5.4 面罩静态压力……………………………………………………………………… (3)
5.5 警报器性能………………………………………………………………………… (3)
5.6 面罩呼吸阻力……………………………………………………………………… (3)
5.7 减压器安全阀开启/关闭压力…………………………………………………… (3)
5.8 压力仪表的示值误差……………………………………………………………… (3)
6 检测条件……………………………………………………………………………… (4)
6.1 环境条件…………………………………………………………………………… (4)
6.2 检测用仪器设备…………………………………………………………………… (4)
7 检测项目和检测方法………………………………………………………………… (4)
7.1 检测项目…………………………………………………………………………… (4)
7.2 检测方法…………………………………………………………………………… (4)
8 检测结果表达………………………………………………………………………… (6)
8.1 检测数据处理……………………………………………………………………… (6)
8.2 检测证书(或检测报告)………………………………………………………… (6)
8.3 检测结果不确定度评定…………………………………………………………… (6)
附录A 空气呼吸器检测记录(式样) ……………………………………………… (7)
附录B 检测证书(或检测报告)内页(式样) …………………………………… (8)
附录C 空气呼吸器压力表示值误差检测结果不确定度评定示例………………… (9)
Ⅰ
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引 言
本规范以JJF1001—2011 《通用计量术语与定义》、JJF1059.1—2012 《测量不确
定度评定与表示》、JJF1071—2010 《国家计量校准规范编写规则》和JJF1008—2008
《压力计量名词术语及定义》为基础性系列规范进行制定。
本规范主要参考GB/T 16556—2007 《自给开路式压缩空气呼吸器》、
GB/T31975—2015 《呼吸防护用压缩空气技术要求》、XF124—2013 《正压式消防空气
呼吸器》、JJG52—2013 《弹性元件式一般压力表、压力真空表和真空表检定规程》、
JJG875—2019 《数字压力计检定规程》。
本规范为首次发布。
Ⅱ
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自给开路式压缩空气呼吸器
检测技术规范
1 范围
本规范适用于自给开路式压缩空气呼吸器(以下简称空气呼吸器)的检测,适用范
围为正压空气呼吸器、消防和应急空气呼吸器、工业空气呼吸器。
2 引用文件
本规范引用了下列文件:
JJG52—2013 弹性元件式一般压力表、压力真空表和真空表检定规程
JJG875—2019 数字压力计检定规程
JJF1008—2008 压力计量名词术语及定义
GB/T16556—2007 自给开路式压缩空气呼吸器
GB/T31975—2015 呼吸防护用压缩空气技术要求
XF124—2103 正压式消防空气呼吸器
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文
件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。
3 术语和计量单位
3.1 术语
3.1.1 自给开路式压缩空气呼吸器 self-containedandopen-circuitcompressedair
breathingapparatus
利用面罩与佩戴人员面部周边结合,使人员呼吸器官、眼睛和面部与外界染毒空气
或缺氧环境完全隔离,具有自带压缩空气源供给人员呼吸所用的洁净空气,呼出的气体
直接排入大气中的一种呼吸器,一般包括正压空气呼吸器、消防和应急空气呼吸器和工
业空气呼吸器。
[来源:GB/T16556—2007,3.1]
3.1.2 正压空气呼吸器 positivepressureairbreathingapparatus
在任一呼吸循环过程,面罩与人员面部之间形成的腔体内压力不低于环境压力的一
种空气呼吸器。
[来源:GB/T16556—2007,3.2]
3.1.3 消防和应急空气呼吸器 airbreathing apparatusforfire-fighting and
emergencyservice
消防人员、承担核生化突发事件应急处置任务的人员使用的一种空气呼吸器。
[来源:GB/T16556—2007,3.3]
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3.1.4 工业空气呼吸器 airbreathingapparatusforindustrialservice
矿山、石油化工、冶金、船舶运输、公用事业等行业人员使用的一种空气呼吸器。
[来源:GB/T16556—2007,3.4]
3.1.5 中压压力 moderatepressure
经减压器泄压阀进入中压管道从而供给供气阀的压力。
[来源:GB/T16556—2007,5.19]
3.1.6 供气阀激活压力 activatepressure
使供气阀处于导通状态时,所施加的最小压力。
[来源:GB/T16556—2007,5.20]
3.1.7 面罩静态压力 staticstatepressure
在供气阀正压装置开启后,空气呼吸器气路平衡时面罩腔体内的压力。
[来源:XF124—2013,3.2]
3.1.8 面罩吸气阻力 inhalationpressure
试验装置的吸气口与面罩腔体之间吸气时的瞬时压力差。
[来源:XF124—2013,3.5]
3.1.9 面罩呼气阻力 exhalationpressure
试验装置的呼气口与面罩腔体之间呼气时的瞬时压力差。
[来源:XF124—2013,3.6]
3.2 计量单位
空气呼吸器的压力计量单位为Pa (帕斯卡),或是它的十进倍数单位kPa,MPa。
声级计计量单位为dB (A),时间计量单位为s (秒)。
4 概述
空气呼吸器采用开放式结构,一般由全面罩、供气阀、中压和高压导管、压力表、
余压报警器、减压器、气瓶和背托等组成,其工作原理如图1所示。当气源阀开启时,
气瓶中储存的压缩空气由气源阀输入、高压管、中压管、报警器、压力表、减压阀输
出,高压管接入压力表,另一路高压经减压阀,减压至中压压力经中压管道和安全阀门
进入供气阀前端。当佩戴者吸气时使供气阀激活,空气经过全面罩进入佩戴者的呼吸器
官;当使用人员呼气时,从肺部呼出气体通过全面罩的呼气阀排入大气中,完成一个呼
吸循环。此过程中,由于呼气阀和供气阀都是单向阀且不同时开启,保证了呼吸气流始
终单向循环流动。
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图1 空气呼吸器工作原理示意图
5 技术要求
5.1 整机气密性
空气呼吸器整机1min内的示值下降不大于2MPa。
5.2 供气阀激活压力
供气阀激活压力应在(-3~-0.1)kPa范围内。
5.3 呼气阀开启压力
呼气阀的开启压力应不大于700Pa。
5.4 面罩静态压力
静态压力应在(0~500)Pa范围内并小于呼气阀开启压力。
5.5 警报器性能
警报器性能如表1所示。
表1 警报器性能
高压总管报警压力报警声压级警报持续时间
(5.5±0.5)MPa ≥90dB (A) ≥15s
5.6 面罩呼吸阻力
5.6.1 当气瓶压力为2MPa以上时,呼吸频率40次/min,呼吸流量100L/min,吸气
阻力不大于500Pa,呼气阻力不大于1000Pa。
5.6.2 当气瓶压力为1 MPa至2 MPa范围时,呼吸频率25 次/min,呼吸流量
50L/min,吸气阻力不大于500Pa,呼气阻力不大于700Pa。
5.7 减压器安全阀开启/关闭压力
安全阀开启压力应不大于1.5MPa,安全阀关闭压力应不小于0.7MPa。
5.8 压力仪表的示值误差
压力仪表应不低于2.5级的技术要求。
注:上述技术要求不作合格与否的判定。
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6 检测条件
6.1 环境条件
环境温度:(20±5)℃;
相对湿度:不大于85%。
6.2 检测用仪器设备
6.2.1 检测主要仪器
检测用主要仪器如表2所示。
表2 检测用设备一览表
序号检测用设备测量范围技术要求
1
空气呼吸器综合检测仪
(头模,人工肺以及
数据采集器)
高压:(0~35)MPa
低压:(-2.5~2.5)kPa
高压:0.05级
低压:0.2级
自动采集装置:采样频率为20Hz
2 声级计(50~110)dB (A) 2级
3 秒表(0~24)h 分辨力0.1s
6.2.2 其他辅助设备
充满符合GB/T31975—2015要求的压缩空气专用气瓶或储气装置,充气压力应在
(27~30)MPa范围内。需要密封接头、防护罩等辅助设备。
7 检测项目和检测方法
7.1 检测项目
空气呼吸器检测项目如表3所示。
表3 空气呼吸器检测项目
序号1 2 3 4 5 6 7 8
项目
内容
整机气
密性
供气阀激
活压力
面罩静
态压力
呼气阀
开启压力
警报器
性能
面罩呼吸
阻力
减压器安全阀
开启/关闭压力
压力仪表
示值误差
7.2 检测方法
7.2.1 检测前准备
首先将面罩进行清洗,烘干后置于头模。将空气呼吸器的背板连接在综合检测仪
上,确保各部件密封无泄漏现象。空气呼吸器的外形结构应完好,不应有影响性能的机
械损伤,标识应清晰,应标明仪器的名称、型号/规格、制造厂名、出厂编号、制造年
月、气瓶容积、压力表准确度等级、充气压力值等。面罩佩戴后与面部轮廓紧密贴合,
无明显压痛感,可进行正常对话,视线清晰。固定系统能有效工作,并能根据佩戴者的
需要进行调节。背板不允许有影响使用的变形和开裂现象。带、绳、扣件等不允许有龟
裂、异常收缩、脱胶、脆化现象。着装带可自由调节长度,扣紧后不允许滑脱。配件应
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齐全,不允许有整股纤维断裂,塑料和金属扣件不允许变形和开裂。导气管和接头无割
痕,不允许有漏气现象。接头无变形,可以轻松插拔、锁紧。供气阀和减压器不允许有
变形和开裂现象,各功能按键活动有效。
综合检测仪水平放置,避免震动。气源压力在允许范围以内,且能持续稳定输出。
7.2.2 整机气密性
测试过程如图2 所示,在气源压力不小于气源工作压力的90% 时[(27~
30)MPa],将面罩紧密地佩戴在头模上,开启呼吸器供气阀,开启外接气源阀,待系
统气路充满压缩空气后再关闭气源阀,观察气瓶阀关闭后1min内空气呼吸器压力表的
变化值。
图2 空气呼吸器检测原理示意图
1—气源阀;2—压力表;3—报警器;4—减压阀;5—安全阀;6—供气阀;7—全面罩;8—头模;9—人工肺
7.2.3 供气阀激活压力
将被检测空气呼吸器的各组件与综合检测仪连接完毕后,将供气阀连接入测试端接
口后,密封完毕后,开启试验,记录在1min内供气阀内的压力变化值。
7.2.4 面罩静态压力
将面罩紧密地佩戴在空气呼吸器综合检测仪头模上,在供气阀处于关闭状态下完全
开启气源阀,启动人工肺做3至5次缓慢的呼吸后关闭人工肺,当系统气路平衡时,记
录1min面罩内的压力值。
7.2.5 呼气阀开启压力
当完成供气阀检测后,进行呼气试验,呼气阀开启时空气呼吸器检测仪显示的瞬时
压力值。
7.2.6 警报器性能
7.2.6.1 将声级计放在距离报警器1m 处(中间无遮挡),保持测试环境安静,当警
报器起鸣时,测量发声声压级,记录报警持续时间和警报器起鸣时气源的报警压力。
7.2.6.2 当高压总管压力小于1MPa时,测试结束。
7.2.7 面罩呼吸阻力
将面罩气密地佩戴在头模上,完全开启气源阀,启动人工肺。检测应在以下两种情
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况下分别进行:
a)设定人工肺呼吸频率为40次/min,呼吸流量为100L/min。测量高压总管压力
从额定工作压力降至2MPa时面罩内呼吸阻力的最大值和最小值。
b)设定人工肺呼吸频率25次/min,呼吸流量50L/min。测量高压总管压力在
2MPa至1MPa范围时面罩内呼吸阻力的最大值和最小值。
7.2.8 减压器安全阀开启/关闭压力
当输出中压大于说明书的中压压力时,记录使安全阀开启时的压力值。缓慢均匀地
降低压力,直至安全阀关闭,测量并记录安全阀的关闭压力值。
7.2.9 压力仪表示值误差
7.2.9.1 在压力测量范围内较均匀选取4个检测点,开启气源阀对高压总管充气,上
行程和下行程各测量一次,记录气瓶压力表的示值,其示值误差按式(1)计算:
Δpi=pi-pis (1)
式中:
Δpi———气瓶压力表在检测点i 的示值误差,MPa;
pi———气瓶压力表在检测点i 的测量值,MPa;
pis———空气呼吸器综合测试仪在检测点i 的标准值,MPa。
7.2.9.2 通大气后,压力表指针应返回初始位置。
8 检测结果表达
8.1 检测数据处理
空气呼吸器检测记录(式样)见附录A。
8.2 检测证书(或检测报告)
空气呼吸器检测结果出具检测证书(或检测报告),检测证书(或检测报告)检测
结果内页(式样)见附录B。
8.3 检测结果不确定度评定
根据客户的要求或据以做出满足检测规范技术要求的判断时,检测结果出具测量不
确定度,不确定度评定示例见附录C。
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附录A
空气呼吸器检测记录(式样)
记录编号:
送检单位:
仪器名称: 型号规格:
出厂编号: 生产厂家:
主要测量设备: 型号规格:
器具编号: 测量范围:
准确度等级: 证书编号: 有效期:
检测地点: 温度: 相对湿度:
检测内容:
1. 外观: 面罩: 背架:
着装带: 导气管和接头: 供气阀和减压器:
2. 整机气密性:1min压力变化供气阀静态压力:
供气阀激活压力: 呼气阀开启压力: 安全阀开启/关闭压力:
3. 呼吸阻力:
呼吸频率/ (次/min) 流量(L/min) 气瓶压力
吸气阻力
kPa
呼气阻力
kPa
40 100 2MPa~额定压力
25 50 (1~2)MPa
4. 报警哨报警值: 持续时间: 声压级:
5. 气瓶压力:
标准值/MPa 压力表示值/MPa
示值误差符合级。
检测: 核验: 检测日期:
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附录B
检测证书(或检测报告)内页(式样)
证书编号:××××-××××
外观面罩
背架着装带
供气阀减压器
导气管和接头
整机气密性1min压力变化:
供气阀静态压力
供气阀激活压力
呼气阀开启压力
安全阀开启/关闭压力
报警哨报警值
声压级
呼吸阻力:
呼吸频率/ (次/min) 流量(L/min) 气瓶压力
吸气阻力/
kPa
呼气阻力/
kPa
40 100 2MPa~额定压力
25 50 (1~2)MPa
气瓶压力:
标准值/MPa 压力表示值/MPa
示值误差符合级。
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附录C
空气呼吸器压力表示值误差检测结果不确定度评定示例
C.1 测量方法
在规程条件下,依据规程中气密性检测示意图,将空气呼吸器综合检测仪和空气呼
吸器连接,用空气呼吸器综合检测仪对气瓶内压力进行检测,同时读取标准值及气瓶压
力表的示值。
C.2 测量模型
Δi=pi-pis
式中:
Δi———气瓶压力表在检定点i 的示值误差,MPa;
pi———气瓶压力表在检定点i 的测量值,MPa;
pis———空气呼吸器综合检测仪在检定点i 的标准值,MPa。
C.3 不确定度的来源
1)空气呼吸器压力表测量重复性;
2)空气呼吸器压力表估读引入;
3)空气呼吸器综合检测仪准确度。
C.4 不确定度的评定
C.4.1 检测结果重复性引入的不确定度分量u1(pi)
在试验压力为30MPa,重复测量并记录压力值10次,数据见表C.1。
表C.1 重复性测量结果记录
次数1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
耐压强度
MPa 30.2 30.2 30.2 30.4 30.2 30.4 30.4 30.2 30.2 30.4
sp = Σn
i=1(pi -p)2
n -1 =0.103MPa
由于实际测量时取两次测量的读数平均值为测量结果,则:
u1(pi)=0.103MPa
2 ≈0.07MPa
因此,检测结果重复性引入的不确定度分量为u1(pi)=0.07MPa。
C.4.2 空气呼吸器压力表估读引入的不确定度分量u2(pi)
空气呼吸器压力表分度值为1 MPa,根据规程按分度值的1/5估读,估读值为
0.2MPa,该不确定度分量服从均匀分布,则:
u2(pi)=0.2MPa
3 ≈0.115MPa
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检测结果重复性引入的不确定度分量远远小于估读引入的不确定度分量,可忽略不
计。这里取估读引入的不确定度分量,即u(pi)=u2(pi)=0.115MPa。
C.4.3 空气呼吸器综合检测仪引入的不确定度分量u(pis)
空气呼吸器综合检测仪在设定值30MPa时的最大允许误差为±0.015MPa,服从
均匀分布,则u(pis)=0.015MPa
3 ≈0.0087MPa。
C.5 合成标准不确定度uc
uc= u(pi)2+u(pis)2 =0.115MPa
C.6 扩展不确定度的确定
取k=2,则:
U =k×uc=2×0.115MPa≈0.3MPa
C.7 不确定度表示
试验压力为30MPa时,压力仪表示值检测结果测量不确定度U =0.3MPa,k=2。
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