医疗舱室论文（精选4篇）
医疗舱室论文 篇1
1 引言
1.1 噪声对人体损害
凡是对人有害或者不需要的声音就被认为是噪声。噪声用噪声强度、频率和时间来描述,其对人体健康的影响包括心理效应和生理效应。噪声的心理效应主要是使人烦躁,噪声的生理效应涉及噪声对人的听觉系统、心血管系统、消化系统、神经系统和其他脏器的危害[1]。声级大于85 dB,会造成人体明显伤害,短时间暴露于高噪声下会造成暂时听力损失,长期暴露于危险噪声环境则会引起听力永久损害。因此,世界各国卫生组织都将噪声定义为污染物。全球每年因噪声致病和致残的人数不断上升,由此带来的医疗救治和因掌握熟练技术人员的流失而培训新人的经济投入非常巨大。
1.2 国内外噪声研究现状和机动医疗舱的特点
发达国家在军事和民用领域都非常重视噪声的控制和人员噪声健康防护。如美国海军对舰船噪声危害、噪声源、噪声控制方法和噪声防护都开展了深入研究,在舰艇设计上采用先进的系统设计理念,在设备采购、整体结构隔振降噪设计、降噪新材料应用、系统维护、噪声监控报警、远程控制和个人听力防护器材研究应用方面积累了丰富经验,使得装备噪声得到了很好的控制[2]。
我国也日益重视人员的噪声危害防护,并相继开展了这方面的研究。噪声是舱室微环境不容忽视的因素。表1列举我国已制定的部分噪声测试相关标准。
卫生飞机、医院船、医疗卫生技术车辆和医疗帐篷等机动医疗舱室因机动性要求安装发动机、发电机和空调等设备,舱室空间狭小,相应噪声会大大提高。为保证舱室人员处于作业状态时不受噪声污染,就要求舱室总噪声场的等效连续噪声水平应低于75 dB。因此,有必要深入研究机动医疗舱室的噪声源,采取各种噪声控制措施和个人防护手段,加强人员噪声的健康保护[3]。
2 机动医疗舱室噪声源分析
物体的振动是产生噪声的根源。根据噪声源的发声机理可将其分为机械噪声、空气动力性噪声和电磁噪声。噪声源到接收器之间传播途径有直接传播、反射传播和间接传播3种[3]。机动医疗舱室种类众多,主要噪声来源有以下几方面。
2.1 机动载体的发动机振动与舱体作用引起噪声
发动机的噪声是舱室内噪声的主要来源。发动机运转时,部件之间的摩擦力、撞击力或非平衡力使机械部件和舱体产生振动而辐射噪声。此外,车辆行驶时路面颠簸振动作用于舱体也会引起噪声[4]。
2.2 车载上装设备噪声、设备与舱体振动作用引起噪声
舱体内安装的发电机、电源、医疗设备均会辐射噪声,如风机、活塞、齿轮、阀门噪声。设备以及各种工作台固定连接在舱体地板和壁板上,由于周期性的应变力对机件的作用引起的发声振动,使车内设备振动作用于舱体而产生噪声。由于金属构件之间的撞击而引起的发声振动,如舱板、车内薄壁内饰板、配电箱、工作台、药品柜、医疗箱、抽屉等薄板结构与车厢作用都会成为再生噪声源[5]。
2.3 HVAC(加热通风空调)系统引起的噪声
空气动力性噪声是气体流动过程中的相互作用,或气流和固体介质之间的相互作用而产生的噪声。通风系统通常是重要的车厢内噪声源,因为空间限制,风道通常较小,存在尖锐的曲线和折弯,导致空气以非常高的速度通过风道引起噪声和振动[6]。
机动舱室冬季加温采用燃油加热器,产生燃烧噪声、风道噪声、风机噪声。燃烧空气进风管道、废气排放管道、夏季空调风道无论是在行进还是停驻过程中,舱室内HVAC噪声的影响都是不容忽视的。
卫生技术车辆日益强化了核生化防护能力,生物侦察车、生物检验车、战役卫勤快速支援系统需要舱室建立一定正压微环境,传染病负压救护车、移动生物安全实验室则需要建立负压微环境,其风机的机械振动、风道振动、空气流动噪声就成为噪声源,空气压缩机、汽缸也会产生噪声。风扇也是引起通风系统的噪声源,由于不正确的安装、不正确的风道隔离或尺寸不合理,噪声也会在风道出口产生,对工作环境产生噪声干扰。
野战方舱医院中集中供氧、正压气体、负压吸引、供水分配等也会产生噪声。
2.4 信息化发展使附属电器设备增多引起噪声增大
电磁噪声是由电磁场交替变化而引起某些机械部件或空间容积振动而产生的。在处于停驻状态时,发电机的使用使舱内噪声增大,开关电源、逆变器和UPS二次电源会产生辐射噪声。此外,还有舱室内白炽灯的镇流器、高压开关的启动和关闭过程、医疗设备等引起的噪声[7]。
3 噪声抑制控制
过去车辆设计与制造中对噪声控制重视不足。通常只重视功能设计,系统噪声控制理念没有从一开始就完整的贯穿到装备研制中。往往在待定型试验时才开展噪声测试,若噪声测试不合格则较难改进提高。
为此,设计前进行全系统的噪声分析、预测,建立噪声模型,开展噪声优化设计,对现有每种噪声处理方法进行评估,采用系统工程设计方法,将噪声设计嵌入到系统的功能设计中去非常必要。要在总体方案设计、设备选型、工程结构设计、全寿命维护、维修等各个方面,应用新技术、新材料使噪声低于安全值[8]。
3.1 舱室设备集成中使用静音设备
噪声控制的根本途径在于控制噪声源。虽然静音设备价格较高,但设备安装时对噪声控制安装方面需求较小,避免了后续的噪声隔离,节省经费,减少了隔离材料,从而减小了车辆质量,降低了全寿命成本,是在早期降低噪声源的最好方法。购买静音设备要求掌握噪声辐射数据,尽可能选择最静音且价格适中的设备[8]。
3.2 结构设计中隔离噪声源
当从源头降低系统噪声困难或降噪费用太高时,可增加隔离措施吸收及衰减噪声能量。在2个结构之间增加柔性环节,使第一机构向第二机构的传递力或位移得以降低。隔声材料有实心板、带空气层的双层隔声板以及多孔吸声材料。采用高阻尼材料、黏接约束阻尼层,增加振动系统阻尼,如金属弹簧,橡胶、软木、毛毡、合成材料[9]等。
发电机噪声抑制可采用消声箱、隔声板组成的隔声、吸声系统实现。隔声板可采用1.2 mm进口铝板、8 mm厚硬质聚氨酯泡沫板、隔热吸音材料、开孔率为40%的厚多孔板,构成隔声、吸声复合体。为防止噪声从门缝连接处泄漏,在门缝处采用海绵密封条密封,并在外蒙皮内侧刷一层防振胶,以防止蒙皮与骨架发生共振而产生噪声[9]。
安装时,除了在发电机与机组底盘的连接处安装减振器外,还应在机组底盘与舱体底板之间安装减振橡胶板,以达到双重减振效果,可大大降低机械振动噪声。
金属薄板本身阻力很小,而声辐射效率很高。因此,可采用在金属薄板构件上喷涂或粘贴一层高内阻的粘弹性材料、软橡胶或高分子材料,当金属板振动时,由于阻尼作用,一部分振动能量转换为热能,使噪声降低。
3.3 HVAC噪声控制
舱体内进风、排风噪声抑制采取以下措施:(1)通过粘贴在进、排风道上的新型隔热吸音材料对噪声进行吸声处理,在进、排风道的弯角及内衬钢板发生透射、反射和折射,消耗噪声能量,有效地降低噪声的反射、叠加,达到降低噪声目的;(2)优化设计方舱体内风路的流向,排除舱体内涡流区;(3)优化设计导风板、弯板、分流板的结构参数、位置及间距,使其即能满足降低噪声的要求,又能使风速、风量、风路阻力达到最优;(4)通过计算分析,确定最佳进、排风道结构形式及最佳风速、风量。通过上述措施,最大限度地降低了进、排风噪声[10]。发动机、加热器、发电机燃烧废气的噪声抑制是通过排气消声器来实现的。风道配置包括增大柔性管道直径,缓慢转弯,利用旋转纹路使生硬弯曲处特别靠近风机附近。
3.4 新技术应用
3.4.1 使用新的设计技术和工具
系统设计采用有限元分析技术、最优化设计技术、先进计算机辅助设计软件开展噪声分析、预测与控制研究。
3.4.2 工程设计技术控制噪声
将电子技术应用到噪声控制,如通过使用PWM风机调速取代齿轮箱,减少齿轮等机械结构来降低噪声。生物安全舱室负压控制使用变频器取代阀门开度调节,减少阀门噪声。使用固体继电器、电子开关等减少机械开关的开关噪声[11]。
3.4.3 新材料的应用
薄板金属材料有阻尼材料夹心的三明治层,通过阻尼结构转移谐振能量来控制噪声的传播。粘弹性薄板可以用于外表面或放在设备、结构的外表面内层。声音防护高聚物涂覆材料已应用于海军舰载战斗机,可使噪声降低15 dB[12]。
3.5 维修和维护中的噪声控制
机动舱室设备容易松动,气路和液路发生泄露和阻塞都会产生和增大舱室噪声,需要定期维护与维修。如对轴承添加润滑油,及时清理风道,固定松脱设备,对老化和损坏的减振材料和降噪部件的更换等。(1)维修后保持隔热和降噪防护物体的完整;(2)确保隔振器、隔振材料和机械安装阻尼部件用相应的零件更换,不能仅靠螺栓和焊接工艺将单元固定到舱壁,或通风管路无相应的噪声隔离;(3)控制蒸汽、风动、液动系统压力,使泄露降到最小,使用要求为最低压力(过高压力会浪费能源,产生额外噪声);(4)更换、维修管道和设备应保证隔振物的完整,选择风道出口,合理安装以减少振动传播和产生湍流。确保电气管路和电缆安装借助柔性连接,以减少噪声传播。风道出口带锋利边沿或风道快速过度变径与转弯都会引起噪声增加,因此更换水管、风管和其他流体管路要使用合适尺寸,并减少急转弯和突然变径。一般情况下,使用最大尺寸的柔性管道可以减小压力、流速及相应的湍流、压降和噪声。
4 个人防护与噪声教育、管理
4.1 增进提高听力保护
当不能从源头降低噪声,或人员不能从噪声环境隔离时,为了保护听力,必须使用合适的个人防护。防护设备有耳塞、头盔、耳机等。当前,市面上的个人防护主动降噪头盔可为发动机舱人员提供低频衰减20 dB,除了提供被动听力防护,还提高了高噪声环境下的通话交流性能,将主动和被动噪声控制方法集成应用,以覆盖整个听觉频段来衰减噪声。
正确佩戴听力防护器材,加强维护和培训。在硬件上,要提高听力保护,加强人员训练和强化法规。海军舰艇人员测试表明正确佩戴听力防护器材、加强维护和培训非常重要。错误的佩戴会损失10 dB的衰减。个人防护器材应量身定做,个人专用且经过正确的佩戴训练,同时还应提供维修配件和工具,并对人员进行噪声危害教育。
4.2 限制人员暴露
在某些工程中,硬件解决技术方案或许不能很有效地降低噪声,或投资巨大。所以,只能把人员从危害环境中转移出来,或借助自动化技术及人员轮班以减少暴露时间。研究表明,在已明确噪声源的情况下,一定时间的工作倒班对听力保护是最有效的。
4.3 安装警示标志
在标识内嵌入逻辑芯片感应环境噪声。当环境噪声超过预设的上限时,点亮醒目的标识,用于警示工作人员注意个人防护。当绿灯指示噪声低于84 dB,黄灯指示噪声在84～104 d B时,要求工作人员务必采取单一防护措施,如佩戴耳塞或头盔;当噪声超过104 dB时,红灯亮,就要求采取双防护措施[13]。
4.4 高噪声区域安装远程监测设备
在高噪声区域利用传感器遥控监测机械和设备。正确的设计和安置此类远端监测设备可以使工作人员避免进入高噪声场所,减少高噪声环境过长时间手工监控所带来的听力伤害。
5 机动医疗舱室噪声控制效果
注:机动舱室噪声指标要求:舱外80 d B,舱室<75 dB
试验证明,在方舱医院各舱室采取噪声控制后,噪声指标达到标准要求。见表2。
5 结论
职业听力损害对人类健康和经济发展都有着显而易见的影响。听力损害会导致生活质量下降,隔绝社会交流;经济影响包括损失时间和创造性降低,失去有素质的员工,增加人员经费补偿、医疗救治费用(助听器和听力测试)、人员再培训等。噪声还会影响战斗性能,高噪声装备作为信号很容易被跟踪打击。
总之,在多种车辆舱体内,采用主动噪声控制和被动噪声控制降低噪声,可以从源头上降低机动医疗舱室噪声,隔离操作人员与噪声源。通过个人防护器材的应用,降低了噪声的损害;通过提高个人防护器材的性能和规范使用以及轮转倒班,可以促进听力的恢复。
摘要：以系统工程设计的思想,从设备选型、结构设计、降噪材料选用和降噪维护等环节上,采取主动、被动噪声控制方法降低舱室噪声,并用遥控等技术减少工作人员噪声暴露。建议高噪声暴露人员佩戴个人听力防护设备,指出过强的噪声降低医护人员的工作效率,损害医护人员和伤员听力,需要深入开展舱室噪声控制研究。
关键词：机动医疗舱室,噪声控制,HVAC,噪声防护
船舶舱室通风设计与分析 篇2
随着船舶制造及航运业的发展, 从人性化角度出发, 人们越来越重视船上人员的工作及生活条件;从船舶的经济性考虑, 动力设备的工作环境也至关重要。不管是人员还是机器设备的正常工作都需要考虑合理的通风。因此, 在船舶的设计过程中, 通风系统的设计是非常重要的一个环节。
全船通风的任务主要是根据具体舱室的通风要求及有关规范、规则和公约的要求, 提供充足的空气量, 为船上人员创造安全、舒适的工作环境和生活环境。
1 船舶通风设计的基本思路
现阶段, 船舶通风设计思路非常多, 不同设计者的设计方法和设计思想也不尽相同, 同时对不同类型的船舶, 针对船东的不同要求, 其设计理念也存在很大差别。
首先, 应详细分析和总结各规范、规则、公约对船舶通风的要求, 并将其作为设计依据。其次, 应仔细研究有关船舶通风设计的理论。船舶通风设计是一项复杂而严谨的工作, 每个参数的选择都要有据可依, 每个设备的布置都要最大限度地考虑各种影响因素, 这样才能在保证船舶安全运行的基础上, 提高船舶运行效率, 为船上工作人员提供一个安全、舒适的工作条件和生活条件。
船舶通风设计在满足规范、规则及公约基本要求的基础上, 还应根据通风设计的相关理论和设计方法, 进一步做通风的计算和分析, 为各种设备选取和布置提供合理的依据, 给各种机器设备提供一个高效的运行环境, 为工作人员创造一个安全、舒适的工作环境和生活环境。
全船通风设计的主要内容是确定合理的风机和风管尺寸, 合理布置风管位置, 以便满足各舱室的通风要求。
2 通风量的确定
确定通风量时应针对不同的舱室, 按每小时换气次数进行计算:
式中, qv为通风量 (m3/h) ;n为换气次数 (次/h) ;v为通风舱室容积 (m3) 。
一般舱室要求的通风方式和换气次数如表1所示。
3 船舶舱室通风设计
3.1 通风设计要点
3.1.1 卫生间 (浴室和厕所)
采用机械抽风。抽风口应布置在天花板上或靠近天花板的壁上, 进风通常是从相邻房间或走道经门下风栅或壁上开口进入, 有时也可以从空调系统送一定量的空气。
注: (1) MS为机械通风 (包括空调送风) , ME为机械通风, N为自然通风; (2) 一般货舱不包括冷藏货舱及装载指定动物或水果的货舱; (3) ISO07547规定, 客厅、餐厅MS=ME。
抽风应直接通到外界大气, 不能用于再循环。按国际劳工组织 (International Labour Organization, ILO) 的要求, 还需与其他处所的通风系统分开。风机不应安装在浴室和厕所内, 厕所的抽风系统最好能安装活性炭过滤器。
3.1.2 病室 (医务室)
病室应有机械送风和机械抽风。送风可以用止回风闸隔离来自空调系统的送风, 也可以是单独的系统并应为全新风。
病室及其厕所的抽风应直接单独排至外界大气, 不得用于再循环。抽风量应大于送风量以保持一定的负压。并应设一可调节风量的空气平衡开口通至外界大气, 绝不允许将空气平衡开口装在门上或内走道壁上。
3.1.3 洗衣室、烘衣室和烫衣室
货船上的洗衣室和烘衣室采用机械抽风, 送风可为空调送风也可从走道或外界自然进风。客船上的洗衣室通风系统为低压系统。空气预热到13℃, 送风经顶上风栅或扩散器分配。抽风口布置在有散热及散湿的上方。洗衣室的抽风口设空气过滤器。抽风应直接单独排至外界大气, 不能用于再循环。
滚筒式烘衣机的排风量至少为烘衣室抽风量的20%。如果洗衣室离露天甲板很近, 可直接经自然排风管排至外界大气。
3.1.4 沙龙、餐厅、休息室、放映室、阅览室、迪斯科舞厅
客船上的这类房间采用低压通风系统, 而船员小餐厅和休息室及货船上的这类房间采用高压通风系统, 其送风量与抽风量相同。
3.1.5 厨房及有烹调设备的配餐间
厨房设机械抽风和机械送风, 系统应与其他处所的通风系统分开, 抽风量应大于送风量。送风管和抽风管应安装风闸来平衡风量。炉灶上方应设吸风罩, 吸风罩的风管应安装便于清洁的油脂滤器, 在风管下端设防火风闸。抽风应直接排至外界大气。
3.1.6 蓄电池室
蓄电池室应设有效的通风。进风口位于房间的底部, 吸风口位于房间的顶部, 对角布置, 使新风流经所有的蓄电池组, 避免易爆气体混合物的积聚。
蓄电池室自然通风风管的截面积可按表2查取。
注:IN为蓄电池充电额定电流。
3.1.7 油漆间、灯具间
油漆间和灯具间的通风系统至少应有10次/h的换气次数, 通风系统应是独立的系统, 不能接到其他处所的通风系统。通风系统的布置应使比空气重的气体和比空气轻的气体能排掉。
油漆间和灯具间容积较小时, 可采用自然通风。而当容积较大或在这些房间内装有CO2灭火设施时, 应提供机械抽风系统。
3.1.8 CO2站室
CO2站室应有合适的通风, 换气次数为5~10次/h。抽风系统应是独立的系统, 即排风直接排至大气, 不连到其他通风系统。
抽风口的布置应考虑与自然进风口错开, 在房间的顶部和靠近地板处应有抽风口。风管经过起居处所时必须气密。
3.1.9 制冷机室
制冷剂气体比空气重时, 抽风口直接布置在房间地板上面。送风和抽风都不应与起居处所的通风系统连在一起。制冷机室抽风管系应气密, 防止气体渗漏到其他房间。通风换气次数应达30次/h。
3.1.1 0 干粮库
干粮库应保持通风。送风入库应扩散, 以避免空气以过高的速度直接吹到食品上而出现过分干燥。通常从空调系统送风, 自然排风或机械排风。
3.1.1 1 储藏室
航海储存室、餐具储藏室一般用空调, 其他储藏室如干食品和行李储藏室用机械通风。起居处所内一些很小 (面积小于2m2) 的储藏室, 一般利用其门上通风栅透气。
3.2 自然通风
自然通风是利用室内外的风压差及温度差来实现的。对一般船舶舱室, 层高较低, 当舱内外温差不大时, 空气的密度相差很小, 一般可以不计。因而船舶自然通风的计算主要是根据风压来进行的。船上的大多数储藏室、乙炔间、焊接间等不设机械通风的舱室以及一些船的货舱采用自然通风。
自然通风常用的通风装置有菌形通风筒、鹅颈式通风筒、带风雨密盖的百叶窗、烟斗式风帽等。通风装置的型式及布置位置不同, 外界风速对某些通风装置形成正压, 而对另一些通风装置形成负压。其风压越大、通风装置及管路阻力越小, 通风效果越好。
各种不同结构的通风装置通风效率和局部阻力系数是不同的, 即一定型式的通风装置有一定的通风效率。
4 结语
总之, 船舶舱室通风是动力装置设计中较为复杂而严谨的一个设计环节, 它不但关系到船上人员的工作环境和生活环境, 还关系到船舶的安全性及实用性, 所以在设计过程中不但要满足船东的要求, 还要满足相关规范和标准的要求。
参考文献
[1]本书编委会.轮机工程手册[M].北京:人民交通出版社, 1994
[2]本书编委会.船舶设计实用手册[M].北京:国防工业出版社, 1999
[3]费千.船舶辅机[M].大连:大连海事大学出版社, 2005
某舰艇舱室空气品质主观评价调查 篇3
1 对象与方法
1.1对象
于2015 年1 月随机抽取海军某舰艇舰员100 名,均为男性,平均年龄( 28.41±4.82) 岁,入伍时间( 10.0±6.1) a。
1.2方法
根据文献[1]采用“ 室内空气品质主观评价调查表”对该舰舰员进行空气品质的主观评价调查。 调查内容主要包括舱室内空气品质如何, 对空气品质的形容( 是否感觉空气窒息不流通、污浊、有气味) ,个人对舱室空气品质的主观感受, 舱室内经常出现的气味及其严重和频繁程度, 个人对舱室空气品质的接受程度,个人对疲乏、不适等症状的感觉程度,对工作场所环境质量的评价以及是否能接受, 所调查症状是否由于环境引起等内容。 发放调查问卷100 份,回收98 份,其中有效问卷80 份。
2 结果
2.1舰员对舱室空气品质的感受程度
舰员对舱室内空气的不接受率为74.1%,原因主要是有气味、空气窒息和空气污浊,经常出现的气味依次为有机物、刺激气味、厕所气味、厨房气味和人的气味,见表1。
2.2舰员的不适症状水平
舱室内舰员对各种症状的发生率普遍较高,多数均在30%以上,其中最普遍的症状主要有疲乏、不适、口干喉痛、呼吸不畅、眼干、耳鸣、感冒症状和流泪等,见表2。
2.3舰员对舱室内的环境质量评价
舰员对舱室工作环境普遍评价较差,评价为“ 较差”或者“ 很差”的工作环境依次为气温、湿度、风速等微小气候,空气品质,人体工效活动环境,听觉环境和视觉环境。 见表3。
3 讨论
室内空气品质( indoor air quality,IAQ) 是涉及多学科的复杂问题,最初认为其只与室内的污染物有关,后来进一步研究证实其与空气温度、 湿度等微小气候都有一定关联。 对IAQ的评价方式主要有客观评价和主观评价两种, 直接用各种仪器测定室内污染物指标来评价室内空气品质的方法称为客观评价, 而主观评价则是由室内人员依据在该环境中的自我感觉来评价[2]。
既往研究则更多注重于客观评价。 近年来,这种纯客观的定义已经无法完全涵盖IAQ的内容。 从上世纪80 年代开始,IAQ定义不断发展和扩充。 丹麦科学家Fanger教授指出,品质反映了满足人们要求的程度,如果人们对空气满意,就是高品质,反之就是低品质。 英国CIBSE ( chartered institute of building services engineers)指出,如果室内少于50%的人能察觉到任何气味,少于20%的人感觉不舒服,少于10%的人感觉到黏膜刺激,并且少于5%的人在不足2%的时间内感到烦躁, 则可认为该空气品质是可接受的。 上述两种观点多将室内空气品质完全演变为人们的主观感受。 美国供暖制冷空调工程师协会提出的ASHRAE62- 1996 标准提出良好的室内IAQ应是空气中没有已知的污染物达到公认的权威机构所确定的有害物浓度指标, 并且大于80%的人对此空气品质没有表示不满意[3,4]。
可以说,对IAQ的主观评价已经越来越受到重视。主观评价主要包括两个方面,一是对环境因素的感觉,二是对人体健康的影响。 从本次调查结果可以发现舰员对舱室工作环境普遍评价较差, 其中对空气品质评价为“ 较差”或者“ 很差”的为62.8%,舰员对舱室内空气的不接受率为74.1%,不满意率达到80.5%,在所调查的症状中,舱室内舰员发生率普遍较高,上述调查结果提示,舰艇舱室内空气品质较差,舰员普遍不满意,并且影响着舰员的身心健康。
舰艇的空气品质与诸多因素有关, 由于舰艇环境的特殊性,舰艇不仅是舰员的工作场所,也是其居住场所, 舱室空气品质对舰员的健康和作业能力的影响已经引起广泛的关注。 人员长期生活在封闭的环境中,可引发各种与室内环境有关的疾病, 如WHO 1983 年确认不良的室内空气品质会诱发建筑病综合征。 多年来相关研究表明,舰艇微小气候较差[5];潘沪湘等[6]对全封闭水面舰艇舱室空气质量进行了调查和分析, 在舱室空气中定性检出429 种组分,定量检出43 种,部分舱室的CO2、臭氧和硫化氢浓度超过容许溶度;加上舱室内空气存在微生物污染[7]等现象,上述原因都会导致舰艇舱室内空气品质较差, 进而影响舰员的身心健康和作业能力。
目前改善舰艇空气品质的措施有增加新风量、空气过滤、各种有害气体浓度监测装置、空气净化器等,对改善空气环境起到了很好的作用,但依旧无法彻底消除舱内的有害气体、 可吸入颗粒物和微生物等[8,9]。为了更好地改善舰艇舱室空气品质和维护舰员身心健康,未来还需要在建立舰艇相关的空气品质标准、建立合理的评价指标和评价方法等方面作更多的工作。
作者声明本文无实际或潜在的利益冲突
参考文献
[1]沈晋明,毛继传,蔡炜.上海办公大楼室内空气品质的主观评价[J].通风除尘,1996,15(2):8-13.
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[3]王艳军,燕锐,肖存杰.舰艇舱室空气质量评价方法研究进展[J].海军医学杂志,2008,29(3):278-279.
[4]凌均成.室内空气品质研究现状与发展[J].南华大学学报(理工版),2002,16(2):26-29.
[5]陈国根,胡家庆,丛颖,等.全封闭型和开放型水面舰艇舱室微小气候调查[J].中华航海医学杂志,1998,5(1):7-8.
[6]潘沪湘,陈茜,袁海霞,等.某两类全封闭水面舰艇舱室空气质量调查与评价[J].海军医学杂志,2013,34(2):88-91.
[7]陈双红,徐雄利,武文斌,等.全封闭式作业舱室内空气微生物污染监测及评价[J].职业与健康,2010,26(18):2045-2047.
[8]柴镇江,王凤良.改善全封闭水面舰艇舱室空气品质技术初探[J].船舶,2007,5:50-51.
医疗舱室论文 篇4
在各种密闭的移动舱室环境中, 存在大量气体状态污染物, 这些气体污染物以分子状态存在, 大部分为无机气体, 例如CO, NO2, H2S, LEL, VOC等[1]。采用无线遥测技术实时采集和记录车辆在静止和行进过程中舱室内的有害气体、温湿度等状态参数和环境参数, 以便分析有害气体对舱室人员身心健康的影响。系统可实时监测静止及移动中密闭舱室环境中的多项指标, 测试数据可全部存储, 同时能通过无线方式实时传送到数公里外监控车上的监测中心。
1 移动舱室内的气体环境
据不完全统计, 坦克和装甲车辆在行进和实战过程中, 车内会产生大量的有害气体, 例如CO, NO2, H2S, SO2, CO2, LEL, VOC, NH3, HCN, 苯、甲醛和粉尘污染, 这些有害气体和粉尘会对驾驶员、炮手及乘员的身心健康造成很大危害, 车辆密闭环境中温湿度对人体也有一定的影响。在坦克和装甲车辆研制过程中, 及时准确地掌握移动舱室中各项环境参数, 对车辆的改进设计提供有力的数据支撑。近来广泛采用遥测遥控技术, 并逐步实现监测技术的智能化[2]。舱内气体类参数表见表1。
2 测试方法
监测系统事先把有害气体监测仪安装在舱室内的固定位置上, 在监测过程中监测仪将采集到的信号一方面进行本地存贮, 另一方面通过RS 485接口协议送入遥测发射装置, 遥测发射装置将接收到的数据流进行编码, 形成标准的PCM数据流送入发射机。发射机变成无线电波向空间发射出去, 遥测地面监测中心把这些信号接收下来进行处理并绘成曲线, 这样就可直观地实时监测到舱室在移动过程中的环境变化情况。系统原理图如图1所示。
遥测发射分系统的原理框图如图2所示。气体类传感器分系统将检测到的气体类测试数据打包, 并通过RS 485数据总线接口给出。所有数据总线接口分别进入嵌入式PCM采集编码器, 进行数据采集编码[3]。PCM采集编码由程控模块、时序控制模块、输出模块等组成。把编码器输出的串行数据流送到发射设备进行调制、放大, 并以足够的功率从天线发射出去。
遥测地面监测分系统的集成:遥测地面监测分系统采用车载式便携接收方案。系统除天线和低噪声放大器外的所有接收单元均放在工控计算机内。
3 系统组成及实现
3.1 传感器的选型
选用美国RAE公司的PGM-2000, MultiRAE PGM-54, UltraRAE PGM-7200。这些国际先进的复合/单一性气体检测模块, 工作温度为-20～+50 ℃, 可在相对湿度为0%～95%的环境中正常工作;其锂电池在充满电后可连续工作10 h以上;具有先进的插入式“智能”毒气传感器。以上仪器均带有RS 232接口, 可提供通信协议。上述气体检测仪器的技术指标见表2。
3.2 传感器的安装
舱室无线移动监测系统在系统设计过程中存在以下特殊性, 工作环境恶劣, 内部各分系统、零部件之间交叉较多;道路运输及气候条件使系统在设计过程中必须面临高原、山地、沙漠、严寒、高温以及抗辐射等特殊条件;密闭舱室空间狭小, 对测量系统体积、形状要求严格;测量系统设备多数为非标设备, 移动舱室内部不能为测量设备提供永久性安装空间和具体位置, 只能临时搭载, 为测试设备的可靠安装运行增加了难度。在充分调研和实车考察的基础上, 针对每一种测试设备, 分别设计出不同的结构设计和安装方式。系统由两个独立的单元组成, 每个单元由主箱和付箱组成, 主箱和付箱由跳线连接, 跳线长度约2 m。主箱可以独立地连接到整体系统, 付箱依附主箱才能工作。气体类测试分系统实物布局如图3所示。
测试仪器内部采用EVA缓冲材料, 柔性钣金支撑, 可承受强冲击。气体类测试分系统在移动舱室内的安装示意图如图4所示, 在主箱和付箱4立棱上配置多处拉环, 用高强度捆扎带与驾驶椅牢固捆绑。
3.2 数据采编和传输
气体类传感器将检测到的气体类测试数据打包, 通过RS 485数据总线接口给出。所有数据总线接口分别进入嵌入式PCM采集编码器进行数据采集编码。PCM采集编码由程控模块、时序控制模块、输出模块等组成[4]。把编码器输出的串行数据流送到发射设备进行调制、放大, 并以足够的功率从天线发射出去。本系统采用FPGA技术对被测参数的接口、采集和编码功能的一体化进行设计, 可使得该编码模块具有编程灵活, 集成度高, 速度快, 在线可编程的特点。采集编码器的路数和输出码速率都可在线配置。发射机采用模块化设计, 整机由调制模块、线性功放和二次开关电源模块组成, 这样选配不同的模块可以构成不同点频, 不同频率, 不同调制信号形式和不同码率的发射机。车载发射天线采用全向天线, 其增益大于5 dBi。
3.3 数据接收与处理
数据的接收处理在远处的监测站进行, 该系统以工控PC机为平台, 以PCI总线为纽带, 将高频信道、视频解调和计算机联系起来, 组成一个有机的整体。系统除了天线和低噪放大器外, 其余部份都插入计算机的扩展槽内。系统主要功能部件都集中在计算机内, 因此系统操作管理方便。天线和低噪放大器都安装在可以收拆的活动三角支架上, 因此系统携带和架设都非常方便。遥测数据处理设备如图5所示。
4 实车搭载试验
2008年在某车辆标准训练场地进行了5 km动态实车测试, 定点测试试验车辆行驶过程示意图如图6所示, 监测车辆在试验场中心位置静止不动, 被测试车辆运动, 距离小于5 km, 被测试车辆以小于等于100 km/h的速度行驶。在试验行驶过程中, 对系统的主要功能和指标进行连续测试和存储, 采用备用电池或车载电瓶给系统供电, 测试时间为1～2 h。
遥测地面站获得了被测车内气体类环境参数, 图7为数据处理结果之一。
5 结 语
采用气体类各种检测模块, 通过无线遥测的方法, 使远方的监测站可靠地获得移动舱室内各种有害气体的环境数据, 通过试验证明, 该方法是切实可行的。该种测试方法可以对各种坦克及装甲车辆的人-机-环的研制与改进提供有力的数据支撑。
摘要：各种密闭舱室在移动时内部会产生大量对人体有害的气体, 使用气体传感器采集模块, 采用无线遥测技术, 实时采集和记录车辆在静止和行进过程中舱室内的有害气体、温湿度等状态参数和环境参数, 在远处的监测站接收并处理数据, 实现基于遥测的移动舱室内气体检测。通过实车搭载试验证明, 该方法切实可行。该测试方法可以对各种坦克及装甲车辆的人-机-环研制与改进提供有力的数据支撑。
关键词：遥测,气体检测,移动舱室,气体传感器
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