ISO 16900-5:2016
(Main)Respiratory protective devices — Methods of test and test equipment — Part 5: Breathing machine, metabolic simulator, RPD headforms and torso, tools and verification tools
Respiratory protective devices — Methods of test and test equipment — Part 5: Breathing machine, metabolic simulator, RPD headforms and torso, tools and verification tools
ISO 16900-5:2016 specifies the characteristics of breathing machines, metabolic simulators, RPD head forms/torso, RPD tools and RPD verification tools that are common to RPD test laboratories. Standardization of these items is essential for the standardization of the test methods. Standardization of the RPD verification tools is essential for demonstrating the delivery of comparable results in different test laboratories. Descriptions on the use of the RPD tools for the different tests are specified in the relevant parts of ISO 16900.
Appareils de protection respiratoire — Méthodes d'essai et équipement d'essai — Partie 5: Machine respiratoire, simulateur métabolique, têtes factices et torses APR, outils et outils de vérification
ISO 16900-5:2016 spécifie les caractéristiques des machines respiratoires, des simulateurs métaboliques, des têtes factices et torses pour APR, des outils de vérification des APR et des outils pour APR qui sont communs aux laboratoires d'essai des APR. La normalisation de ces éléments est essentielle à l'uniformisation des méthodes d'essai. La normalisation des outils de vérification des APR est essentielle pour démontrer l'obtention de résultats comparables dans les différents laboratoires d'essai. Les descriptions relatives à l'utilisation des outils pour APR pour les différents essais sont spécifiées dans les parties pertinentes de l'ISO 16900.
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Relations
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 16900-5
First edition
2016-07-01
Respiratory protective devices —
Methods of test and test equipment —
Part 5:
Breathing machine, metabolic
simulator, RPD headforms and torso,
tools and verification tools
Appareils de protection respiratoire — Méthodes d’essai et
équipement d’essai —
Partie 5: Machine respiratoire, simulateur métabolique, têtes factices
et torses des APR, outils et outils de vérification
Reference number
ISO 16900-5:2016(E)
©
ISO 2016
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ISO 16900-5:2016(E)
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ISO 16900-5:2016(E)
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Description of test equipment . 2
4.1 RPD head forms . 2
4.1.1 General. 2
4.1.2 RPD head form CAD files . 3
4.1.3 Surface finish and materials of construction . 4
4.1.4 Trachea tube assembly and interface connections . 5
4.2 RPD torso .10
4.3 Breathing machine .13
4.4 Metabolic simulator .14
4.5 Performance requirements of breathing machines and metabolic simulators.14
4.5.1 General.14
4.5.2 Minute ventilation .14
4.5.3 Ventilation setting switching .15
4.5.4 Output characteristics .15
4.6 RPD verification tools .15
4.6.1 General.15
4.6.2 Verification orifices .15
4.6.3 Verification orifice adapter .16
4.6.4 Verification procedure for work of breathing .18
4.6.5 RPD carbon dioxide verification tube and verification tube adapter .19
4.7 RPD tools .21
4.7.1 Filter simulator .21
4.7.2 F force probe .28
x
4.7.3 Exposed surface identification probe .29
Annex A (informative) Dynamic procedure for leak testing of breathing machines and
metabolic simulators .31
Bibliography .34
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ISO 16900-5:2016(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment,
as well as information about ISO’s adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the
Technical Barriers to Trade (TBT) see the following URL: www.iso.org/iso/foreword.html.
The committee responsible for this document is ISO/TC 94, Personal safety — Protective clothing and
equipment, Subcommittee SC 15, Respiratory protective devices.
ISO 16900 consists of the following parts, under the general title Respiratory protective devices —
Methods of test and test equipment:
— Part 1: Determination of inward leakage
— Part 2: Determination of breathing resistance
— Part 3: Determination of particle filter penetration
— Part 4: Determination of gas filter capacity and migration, desorption and carbon monoxide
dynamic testing
— Part 5: Breathing machine, metabolic simulator, RPD head forms and torso, tools and verification tools
— Part 6: Mechanical resistance/strength of components and connections
— Part 7: Practical performance test methods
— Part 8: Measurement of RPD air flow rates of assisted filtering RPD
— Part 9: Determination of carbon dioxide content of the inhaled gas
— Part 10: Resistance to ignition, flame, radiant heat and heat
— Part 11: Determination of field of vision
— Part 12: Determination of volume-averaged work of breathing and peak respiratory pressures
— Part 13: RPD using regenerated breathable gas and special application mining escape RPD: Consolidated
test for gas concentration, temperature, humidity, work of breathing, breathing resistance, elastance
and duration
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ISO 16900-5:2016(E)
— Part 14: Measurement of sound level
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 16900-5:2016(E)
Respiratory protective devices — Methods of test and test
equipment —
Part 5:
Breathing machine, metabolic simulator, RPD headforms
and torso, tools and verification tools
1 Scope
This part of ISO 16900 specifies the characteristics of breathing machines, metabolic simulators, RPD
head forms/torso, RPD tools and RPD verification tools that are common to RPD test laboratories.
Standardization of these items is essential for the standardization of the test methods.
Standardization of the RPD verification tools is essential for demonstrating the delivery of comparable
results in different test laboratories.
Descriptions on the use of the RPD tools for the different tests are specified in the relevant parts of
ISO 16900.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 16900-9:2015, Respiratory protective devices — Methods of test and test equipment — Part 9:
Determination of carbon dioxide content of the inhaled gas
ISO 16900-12:2016, Respiratory protective devices — Methods of test and test equipment — Part 12:
Determination of volume-averaged work of breathing and peak respiratory pressures
ISO 16972, Respiratory protective devices — Terms, definitions, graphical symbols and units of
measurement
ISO 17420-3, Respiratory protective devices — Performance requirements — Part 3: Thread connection
ISO/TS 16976-2, Respiratory protective devices — Human factors — Part 2: Anthropometrics
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 16972 and the following apply.
3.1
RPD head form
laboratory test head simulating human heads used in testing RPD
3.2
RPD torso
generic body form used in combination with an RPD head form used in testing RPD
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ISO 16900-5:2016(E)
3.3
trachea tube assembly
tube that simulates the human trachea, containing ports for the measurement of pressure, carbon
dioxide content and temperature of breathed breathable gas, and interface connections permitting
seating to the RPD head form, RPD torso or alternative (benchtop) fixture
3.4
RPD head form assembly
RPD head form with trachea tube assembly included
3.5
breathing machine assembly
breathing machine plus all connecting tubes, control valves and other necessary hardware leading to
the trachea tube assembly
3.6
metabolic simulator assembly
metabolic simulator plus all connecting tubes, control valves and other necessary hardware leading to
the trachea tube assembly
3.7
RPD verification tool
test device that simulates specific performance characteristic(s) of a respiratory protective device
Note 1 to entry: The theoretical results from the test device are known and are compared with the actual
results obtained in a given test laboratory when the test device is used with the appropriate test system in that
laboratory.
3.8
RPD tool
device that assists with the testing of RPD
4 Description of test equipment
4.1 RPD head forms
4.1.1 General
The five RPD head forms used for laboratory testing are based on the anthropometric measurements
and averaged head dimensions specified in ISO/TS 16976-2. Neck lengths are elongated and diameters
are sized in accordance with anthropometric data to permit the sealing of RPD interfaces with neck
dams. All RPD head forms contain the same sized trachea tube assembly so that the connection between
the neck and an RPD torso or alternative fixture is identical for all sizes. For the purpose of acoustic
measurements, the ears are flat and the position of the microphones is marked. For the purposes of field
of vision measurements, the positions of the pupils are marked to permit the fixing of light sources. The
RPD head forms are illustrated in Figure 1.
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ISO 16900-5:2016(E)
Key
1 large
2 long/narrow
3 medium
4 short/wide
5 small
Figure 1 — RPD head forms front and side view
4.1.2 RPD head form CAD files
The RPD head forms are defined by the three-dimensional computer-aided design (CAD) files derived
from the dimensions specified in ISO/TS 16976-2. CAD files of the RPD head forms are available from
the source given in Reference [3] and these will permit the production of RPD head forms of the correct
dimensions. The CAD files represent the final surface geometry of the RPD head forms 1 to 5.
Each manufactured RPD head form shall be marked on the top or the back of the head with the head
form number consistent with key in Figure 1.
The conformance of the manufactured RPD head forms to the CAD file can be determined by reference
to the table of reference dimensions marked by small indents, contained in the CAD files, see Figure 2,
key X. The reference indents are located at the left and right side of the RPD head forms, the left and
right side of the nose and the centre of the pupils. The deviation of the manufactured RPD head form
from the source CAD file data shall be no more than ±1 mm in any of the referenced dimension.
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ISO 16900-5:2016(E)
Dimension in millimetres
a a
A B C D E
Head form
(see Figure 1)
All dimensions are subject to a tolerance of ±1.
1 161 68 40 42 138
2 153 63 43 35 125
3 152 64 37 36 121
4 152 65 39 39 121
5 144 59 36 32 115
a
These dimensions are for verification of head size only and are not the same as the anthropometric dimensions given in
ISO 16976-2.
Key
A maximum head width
B interpupilliary distance
C eye to nose diagonal
D nose breadth
E neck diameter in cylindrical section
X examples of reference indent
Figure 2 — Positions of the reference dimensions used to verify the RPD head form sizes
4.1.3 Surface finish and materials of construction
The general materials of construction of the RPD head form are not specified, but are related to the test
method in which the RPD head form is used. The surface finish of the RPD head forms shall be smooth
and can be hard or soft. A soft surface finish shall have a hardness between 10 Shore A and 30 Shore.
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ISO 16900-5:2016(E)
The hardness of a hard surface finish RPD head form is determined by the material of construction.
Irrespective of the surface finish of the RPD head form, the dimensions defined by the CAD file (see
Reference [3] and Figures 2) shall be met.
The materials of construction for the RPD head form for the flame and thermal exposure tests shall be
metal, ceramic or other heat-tolerant material and the surface finish shall be smooth.
4.1.4 Trachea tube assembly and interface connections
The same trachea tube assembly is used in all five RPD head forms. The trachea tube component shall
be manufactured from stainless steel. The trachea tube assembly may be designed so that it can be
inserted into hollow RPD head forms via the neck opening or be manufactured such that all components
of the trachea tube assembly are permanently fixed. The connection between the mouth opening and
the trachea tube assembly shall be sealed. The connection between the RPD head form and RPD torso
or alternative fixture is achieved using a mechanical socket (see Figures 3 to 5).
The volume of the trachea tube assembly and connecting tubes within the RPD head form and RPD torso
or alternative fixture up to the position of the control valves shall be (500 ± 150) ml. Figure 3 a) shows
the trachea tube assembly inside the RPD head form 1 positioned on an alternative fixture. Figure 3 b)
shows an overlay of all RPD head forms on an alternative fixture. Figure 4 shows an overlay of all RPD
head form sizes mounted on the RPD torso to demonstrate how the trachea tube assembly is positioned
inside the RPD head forms.
a) RPD head form 1 with inserted trachea tube b) Overlay of all RPD head forms 1 to 5 posi-
and control valve connection positioned on tioned on alternative fixture
alternative fixture
Figure 3 — Trachea tube assembly inside RPD head form(s) positioned on an alternative fixture
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ISO 16900-5:2016(E)
Figure 4 — Overlay of RPD head forms 1 to 5 positioned on RPD torso illustrating single size of
trachea tube assembly in RPD head forms
The dimensions of the trachea tube assembly, interface and interface socket for RPD torso or alternative
fixture are given in Figure 5.
The dimensions of the stainless steel trachea tube showing the drilled holes for the pressure pickup
ring (pitot ring) are given in Figure 6. It is deliberate that there are no holes drilled vertically top and
bottom. The holes are eliminated to prevent the possibility of liquid entering the pickup ring assembly.
The dimensions of the pressure pickup ring sampling port assembly are shown in Figure 7.
The dimensions of the sample tubes, either for temperature measurement by insertion of a temperature
sensor or for CO sampling, are shown in Figure 8.
2
NOTE It is intended that when using breath-by-breath CO analysis technique (ISO 16900-9, Method 3), a
2
narrow bore capillary tube is inserted into the CO sample tube (item C in Figure 5) to ensure rapid transfer of
2
the breathed air sample to the fast response CO analyser.
2
6 © ISO 2016 – All rights reserved
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ISO 16900-5:2016(E)
Dimensions in millimetres
Key
1 temperature measuring port
2 pressure sampling port (pitot ring positioned over 14 holes, with a diameter of 1 mm each, equally distributed
over tube cross section, excluding vertically top and bottom)
3 CO sampling tube
2
4 trachea tube
5 RPD head form fixture
6 interface screw thread
7 RPD head form interface to RPD torso or alternative fixture
8 connection to control valves
NOTE Tolerances in accordance with ISO 2768-m.
Figure 5 — Dimensions of the trachea tube assembly, interface and interface socket
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ISO 16900-5:2016(E)
Dimensions in millimetres
Key
a
Attention: No holes at this position.
NOTE Tolerances in accordance with ISO 2768-m.
Figure 6 — Dimensions of trachea tube assembly: Details of trachea tube
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ISO 16900-5:2016(E)
Dimensions in millimetres
Key
1 bayonet socket
a According to ISO 1302.
NOTE Tolerances in accordance with ISO 2768-m.
Figure 7 — Dimensions of trachea tube assembly: Details of pressure pickup ring (pitot ring)
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ISO 16900-5:2016(E)
Dimensions in millimetres
Key
a
Welded.
b
O-ring.
NOTE Tolerances in accordance with ISO 2768-m.
Figure 8 — Dimensions of trachea tube assembly: Details of sampling tubes
4.2 RPD torso
The RPD torso is a holder for the RPD and a support for the appropriate RPD head form. It is used to
mount an RPD which cannot be mounted on an RPD head form alone. The overall RPD torso design
is not specified, but it shall contain the specified interface socket assembly for the RPD head forms.
The socket shall be positioned in the RPD torso such that the centre of the trachea tube assembly at
the mouth area of the RPD head form is vertically in line with the front of the breast. The centre of the
trachea tube assembly shall be at a fixed height of (165 ± 3) mm from the breastbone position. The
breastbone position is located at the RPD torso breast area (50 ± 3) mm behind the front of breast
(Figure 9).
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ISO 16900-5:2016(E)
Dimensions in millimetres
Figure 9 — RPD head form position in relation to the RPD torso (breastbone point)
The RPD torsos shall have the following attributes:
— space to mount hoses and valves internally;
— access to breathing hoses and valves;
— a closed surface, not an open wireform construction;
— horizontal shoulders large enough to hold harnesses without slipping;
— a base section (shaded area in Figure 10) to allow 150 mm room between the floor/table and the
bottom of the RPD torso.
Figure 10 shows a suitable RPD torso, taken from ISO 16976-2. The typical reference dimensions are
derived from averaging anthropometric dimensions of male and female populations (see Reference [4]).
Figure 11 shows an RPD head form 1 positioned on a typical RPD torso with front, cross-sectional and
rear views.
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ISO 16900-5:2016(E)
a
Dimension
Key
ADULTDATA Handbook reference All dimensions are subject
reference
to a tolerance of ±3.
b
A (51) 611
B (55) 437
C (59) 587
D (61) 606
E (64) 306
F (66) 919
G (68) 250
H (73) 267
I (74) 262
J (75) 804
K (82) 237
L (83) 161
M (84) 324
N (87) 1 058
a
Dimensions are derived from Reference [4].
b
Dimension modified to correlate with RPD head form neck geometry.
Key
A height of prominent neck vertebra (sitting) H lower abdominal depth
B shoulder breadth (deltoid) I waist breadth
C shoulder (acromion) height (sitting) J waist circumference – natural indentation
D mid-shoulder height (sitting) K height of maximum lumbar curvature, sitting
E chest breadth, at level of nipples L sacral height (sitting)
F chest circumference, at level of nipples M hip breadth
G chest depth, at level of nipples N mid hip circumference
Figure 10 — Typical RPD torso
12 © ISO 2016 – All rights reserved
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ISO 16900-5:2016(E)
Figure 11 — RPD head form 1 positioned on typical RPD torso: Front, cross-sectional and
rear views
4.3 Breathing machine
The simple laboratory breathing machine simulates the human inhalation and exhalation function
using untreated laboratory air and a sinusoidal breathing pattern.
The breathing machine and associated components that make up the breathing machine assembly shall
have the following specific attributes.
a) Pipework and connecting tube diameter: The design of test system pipe work and routing valves
are critical, particularly with regard to accurate measurement at high ventilation rates. Avoidance
of sharp 90° elbows is recommended. Connecting tubes shall have an internal diameter sufficiently
large such that the highest air flow is not restricted.
NOTE It has been found that tubes with diameter of 25 mm or larger are sufficient to meet this attribute.
b) Constrictions within the breathing circuit: The maximum constriction within the breathing circuit,
including valves, shall have a cross-sectional area sufficiently large such that the highest air flow is
not restricted.
NOTE It has been found that a cross-sectional area equivalent to a tube of 20 mm diameter is sufficient
to meet this attribute.
c) Externally triggered valve response time: Externally triggered valves, if used in the breathing
circuit, shall have a response time of not more than 5 ms from triggering to fully open/closed.
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ISO 16900-5:2016(E)
d) Total volume of connecting tube: The effective tubing volume between the output of the breathing
machine to the mouth of the RPD head form shall be not more than 4 l.
e) Leak tightness: The breathing machine assembly and trachea tube assembly shall be leak tight
such that the decay in vacuum or overpressure is not more than 0,1 kPa in 1 min from 2,0 kPa
overpressure or vacuum.
NOTE The leak tightness can additionally be checked by a dynamic method, see Annex A.
f) Operating temperature: All components of the breathing machine assembly and associated
test apparatus, such as controllers, pressure transducers or computerised waveform control
mechanisms, shall operate satisfactorily over the expected temperature range of the tests to be
conducted.
4.4 Metabolic simulator
The metabolic simulator is a breathing machine using a sinusoidal breathing pattern but with additional
features to condition the exhaled gas to simulate human metabolic functions. Oxygen is removed and
carbon dioxide and humidity are added to the exhaled gas. The exhaled gas temperature and humidity
are set to a given level simulating human physiology.
The metabolic simulator and associated components that make up the metabolic simulator assembly
shall have the specific attributes given in 4.3 a) to e) together with the following.
a) Addition of carbon dioxide to exhaled air circuit: The metabolic simulator shall be capable of
adding sufficient carbon dioxide to the exhaled air to cover all operating ranges specified in the
performance standards.
b) Oxygen consumption: The metabolic simulator shall be capable of simulating the consumption of
oxygen between 0,3 l/min and 4,3 l/min oxygen over the full operating range.
c) Temperature: The metabolic simulator shall be capable of delivering exhaled gas at a temperature
of (37 ± 2) °C at the entry to the control valve that carries exhaled gas to the trachea tube.
d) Humidity: The metabolic simulator shall be capable of delivering exhaled gas with humidity levels
of 95 % to 100 %, without exhaling liquid condensate, measured at the entry to the control valve
leading to the RPD head form.
4.5 Performance requirements of breathing machines and metabolic simulators
4.5.1 General
Breathing machines and metabolic simulators shall meet the following performance requirements.
4.5.2 Minute ventilation
The breathing machine or metabolic simulator shall be capable of delivering the minute ventilation
settings given in Table 1, using a sinusoidal waveform.
14 © ISO 2016 – All rights reserved
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ISO 16900-5:2016(E)
Table 1 — Breathing machine/metabolic simulator minute ventilation settings
Minute ventilation settings Tidal volume Breathing frequency
l/min (BTPS) l (BTPS) Breathing cycles/min
(10 ± 0,3) 1 10
(20 ± 0,4) 1,0 20
(30 ± 0,6) 1,5 20
(35 ± 0,7) 1,5 23,3
(40 ± 0,8) 2 20
(50 ± 1,0) 2 25
(65 ± 1,3) 2 32,5
(85 ± 1,7) 2,5 34
(105 ± 1,1) 2,5 42
(135 ± 1,4) 3 45
4.5.3 Ventilation setting switching
The breathing machine or metabolic simulator shall be capable of switching from one ventilation setting
to another in less than 60 s. It is permissible to stop the device once during the switching process from
one setting to another.
4.5.4 Output characteristics
The breathing machine or metabolic simulator shall display output characteristics which are within the
specified values of the work of breathing diagram in ISO 16900-12:2016, Table 1, when the appropriate
RPD verification tool is attached to the RPD head form assembly or trachea tube assembly. A pressure-
volume diagram is generated by plotting pressure versus the change in volume during a breathing
cycle. The area of the diagram is proportional to the work of breathing (WOB); see ISO 16900-12.
4.6 RPD verification tools
4.6.1 General
The RPD verification tools shall be used to demonstrate, through verification test
...
DRAFT INTERNATIONAL STANDARD
ISO/DIS 16900-5
ISO/TC 94/SC 15 Secretariat: DIN
Voting begins on: Voting terminates on:
2015-07-27 2015-10-27
Respiratory protective devices — Methods of test and
test equipment —
Part 5:
Breathing machine/metabolic simulator/RPD headforms/
torso, tools and verification tools
Appareils de protection respiratoire — Méthodes d’essai et équipement d’essai —
Partie 5: Machine respiratoire/simulateur métabolique/têtes factices et torses des APR/outils et outils
de vérification
ICS: 13.340.30
THIS DOCUMENT IS A DRAFT CIRCULATED
FOR COMMENT AND APPROVAL. IT IS
THEREFORE SUBJECT TO CHANGE AND MAY
NOT BE REFERRED TO AS AN INTERNATIONAL
STANDARD UNTIL PUBLISHED AS SUCH.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL,
TECHNOLOGICAL, COMMERCIAL AND
USER PURPOSES, DRAFT INTERNATIONAL
STANDARDS MAY ON OCCASION HAVE TO
BE CONSIDERED IN THE LIGHT OF THEIR
POTENTIAL TO BECOME STANDARDS TO
WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
Reference number
NATIONAL REGULATIONS.
ISO/DIS 16900-5:2015(E)
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED
TO SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS,
NOTIFICATION OF ANY RELEVANT PATENT
RIGHTS OF WHICH THEY ARE AWARE AND TO
©
PROVIDE SUPPORTING DOCUMENTATION. ISO 2015
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Foreword . iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Description of test equipment . 2
4.1 RPD head forms . 2
4.1.1 RPD head form CAD files. 3
4.1.2 Surface finish and materials of construction . 5
4.1.3 Trachea tube assembly and interface connections . 5
4.2 RPD torso . 9
4.3 Breathing machine . 12
4.4 Metabolic Simulator . 13
4.5 Delivery requirements of breathing machines and metabolic simulators . 13
4.5.1 General . 13
4.6 RPD verification tools . 14
4.6.1 General . 14
4.6.2 Verification orifices . 14
4.6.3 Verification orifice adapter . 15
4.6.4 Verification procedure for work of breathing . 16
4.6.5 RPD Carbon dioxide verification tube and adapter . 17
4.7 RPD Tools. 19
4.7.1 Filter simulator . 19
4.7.2 F – Force Probe . 25
x
4.7.3 Exposed surface identification probe . 25
Annex A (informative) Dynamic procedure for leak testing of breathing machines and metabolic
simulators. 27
A.1 General . 27
A.2 Background . 27
A.3 Equipment and configuration . 27
A.4 Example . 27
A.5 Procedure . 28
A.6 Quantifiable limit . 29
Bibliography . 30
© ISO 2015 – All rights reserved iii
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ISO/DIS 16900-5
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described
in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the different types of
ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the
ISO/IEC Directives, Part 2. www.iso.org/directives
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any patent
rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on the ISO list of
patent declarations received. www.iso.org/patents
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
The committee responsible for this document is ISO/TC 94/SC 15.
ISO 16900 consists of the following parts, under the general title Respiratory protective devices — Methods of
test and test equipment:
Part 1: Determination of inward leakage
Part 2: Determination of breathing resistance
Part 3: Determination of particle filter penetration
Part 4: Determination of gas filter capacity and migration, desorption and carbon monoxide dynamic
testing
Part 5: Breathing machine/metabolic simulator/RPD head forms/torso, tools and verification tools
Part 6: Mechanical Resistance – Strength of Components
Part 7: Practical performance tests
Part 8: Measurement of airflow
Part 9: Carbon dioxide content of the inhaled air
Part 10: Resistance to heat, ignition and flame
Part 11: Determination of field of vision
Part 12: Determination of volume-averaged work of breathing and peak respiratory pressures
iv © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO/DIS 16900-5
Part 13: RPD using regenerated breathable gas and special application mining escape RPD;
Consolidated test for gas concentration, temperature, humidity, work of breathing, breathing resistance
and duration
Part 14: Measurement of sound level
© ISO 2015 – All rights reserved v
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DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 16900-5
Respiratory protective devices — Methods of test and test
equipment — Part 5: Breathing machine, metabolic simulator,
RPD head forms and torso, tools and verification tools
1 Scope
This part of ISO 16900 specifies the characteristics of breathing machines, metabolic simulators, RPD head
forms/torso, RPD verification tools and RPD tools that are common to RPD test laboratories. Standardization
of these items is essential for the standardization of the test methods.
Standardization of the RPD verification tools is essential for demonstrating the delivery of comparable results
in different test laboratories.
Descriptions on the use of the RPD tools for the different tests are specified in the relevant parts of
ISO 16900.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated references,
the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 16972, Respiratory protective devices — Terms, definitions, graphical symbols and units of measurement
ISO/TS 16976-2, Respiratory Protective Devices — Human Factors — Part 2: Anthropometrics
ISO 17420-3, Respiratory protective devices — Performance requirements — Part 3: Thread connection
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 16972 and the following apply.
3.1
RPD head form
laboratory test head simulating human heads used in testing RPD
3.2
RPD torso
generic body form used in combination with a RPD head form used in testing RPD
3.3
Trachea tube assembly
tube that simulates the human trachea, containing ports for the measurement of pressure, carbon dioxide
content and temperature of breathed air, and interface connections permitting seating to the RPD head form,
RPD torso or alternative (benchtop) fixture
3.4
RPD head form assembly
RPD head form with trachea tube assembly included
© ISO 2015 – All rights reserved
1
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ISO/DIS 16900-5
3.5
Breathing machine assembly
breathing machine plus all connecting tubes, control valves and other necessary hardware leading to the
trachea tube assembly
3.6
Metabolic simulator assembly
metabolic simulator plus all connecting tubes, control valves and other necessary hardware leading to the
trachea tube assembly
3.7
RPD verification tool
test device that simulates specific performance characteristic(s) of a respiratory protective device; the
theoretical results from the test device are known, and are compared with the actual results obtained in a
given test laboratory when the test device is used with the appropriate test system in that laboratory
3.8
RPD tool
device that assists with the testing of RPD
4 Description of test equipment
4.1 RPD head forms
The five RPD head forms used for laboratory testing are based on the anthropometric measurements and
averaged head dimensions specified in ISO/TS 16976-2. Neck lengths are elongated and diameters sized in
accordance with anthropometric data to permit the sealing of RPD interfaces with neck dams. All RPD head
forms contain the same sized trachea tube assembly so that the connection between the neck and a RPD
torso or alternative fixture is identical for all sizes. For the purpose of acoustic measurements, the ears are
flat and the position of the microphones is marked. For the purposes of field of vision measurements the
positions of the pupils are marked to permit the fixing of light sources. The RPD head forms are illustrated in
Figure 1.
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2
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ISO/DIS 16900-5
Key
1 large
2 long/narrow
3 medium
4 short/wide
5 small
Figure 1 — RPD head forms front and side view
4.1.1 RPD head form CAD files
The RPD head forms are defined by the 3-dimensional computer aided design (CAD) files derived from the
dimensions specified in ISO/TS 16976-2. CAD files of the RPD head forms and are available from the source
[2]
given in and these will permit laboratories to produce RPD head forms of the correct dimensions.
Manufactured RPD head form size can be determined by reference to the table of reference dimensions
marked by small indents, see Figure 2, index X. The reference indents are located at the left and right side of
the RPD head forms, the left and right side of the nose and the centre of the pupils. The deviation of the
manufactured RPD head form size from the source CAD file data shall be no more than ± 1 mm in any
dimension.
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3
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ISO/DIS 16900-5
Dimension in millimetres
a a
A B C D E
Head form
(see Figure 1)
All dimensions are subject to a tolerance of ± 1
1 161 68 40 42 138
2 153 63 43 35 125
3 152 64 37 36 121
4 152 65 39 39 121
5 144 59 36 32 115
a
These dimensions are for verification of head size only and are not the same as the anthropometric dimensions given in
ISO 16976-2
Key
A Maximum head width
B Interpupilliary distance
C Eye to nose diagonal
D Nose breadth
E Neck diameter in cylindrical section
X Examples of reference indent
Figure 2 — Positions of the reference dimensions used to verify the RPD head form sizes
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4
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ISO/DIS 16900-5
4.1.2 Surface finish and materials of construction
The surface finish of the RPD head forms shall be smooth and can be hard or soft. A soft surface finish shall
have a hardness between 10 Shore A and 30 Shore A. The general materials of construction of the head are
not specified. Irrespective of the surface finish of the RPD head form, the dimensions defined by the CAD file
[2] shall be met.
The materials of construction for the RPD head form for the flame and thermal exposure tests shall be metal,
ceramic or other heat-tolerant material and the surface finish shall be smooth.
4.1.3 Trachea tube assembly and interface connections
The trachea tube assembly fits to all five RPD head forms. The trachea tube component shall be
manufactured from stainless steel and may be designed so that it is inserted into all RPD head forms via the
neck opening. The connection between the mouth opening and the trachea tube assembly shall be sealed.
The connection between the RPD head form and RPD torso or alternative fixture is achieved using a
mechanical socket –see Figure 3, Figure 4 and Figure 5.
The volume of the trachea tube assembly and connecting tubes within the RPD head form and RPD torso or
alternative fixture, up to the position of the control valves shall be (500 ±150) ml. Figure 3 shows the trachea
tube assembly inside the RPD head form 1 positioned on an alternative fixture. Figure 4 shows an overlay of
all RPD head form sizes mounted on the RPD torso to demonstrate how the trachea tube assembly is
positioned inside the RPD head forms.
a) RPD head form 1 with inserted trachea tube b) Overlay of all RPD head forms 1 to 5
and control valve connection fixed positioned on positioned on alternative fixture
alternative fixture
Figure 3 — Trachea tube assembly inside RPD head form(s) positioned on an alternative fixture.
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5
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ISO/DIS 16900-5
NOTE Overlay of all RPD head forms 1 to 5 positioned on alternative fixture
Figure 4 — Overlay of RPD head forms 1 to 5 positioned on RPD torso illustrating single size of
trachea tube assembly in RPD head forms
The dimensions of the trachea tube assembly, interface and interface socket for RPD torso or alternative
fixture are given in Figure 5.
The dimensions of the stainless steel trachea tube showing the drilled holes for the pressure pickup ring (pitot
ring) are given in Figure 6. It is deliberate that there are no holes drilled vertically top and bottom. The holes
are eliminated to prevent the possibility of liquid entering the pickup ring assembly and direct pressure taken
opposite of pressure collecting connection.
The dimensions of the pressure pickup ring sampling port assembly are shown in Figure 7.
The dimensions of the sample tubes, either for temperature measurement by insertion of a thermocouple
probe, or for CO sampling, are shown in Figure 8.
2
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6
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ISO/DIS 16900-5
Dimensions in millimetres
Key
A temperature measuring port
B pressure sampling port (pitot-ring positioned over 14 holes, with a diameter of 1mm each, equally
distributed over tube cross section, excluding vertically top and bottom)
C CO sampling tube
2
D trachea tube
E head form fixture
F Interface screw thread
G RPD head form interface to RPD torso or alternative fixture
H connection to control valves
Figure 5 — Dimensions of the trachea tube assembly, interface and interface socket
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7
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ISO/DIS 16900-5
Dimensions in millimetres
Key
1 Attention: No holes at this position
Figure 6 — Dimensions of trachea tube assembly: details of - trachea tube
Dimensions in millimetres
Key
1 Bayonet socket
a
according to ISO 1302
Figure 7 — Dimensions of trachea tube assembly: details of- pressure pickup ring (pitot-ring)
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8
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ISO/DIS 16900-5
Dimensions in millimetres
Key
A welded
Figure 8 — Dimensions of trachea tube assembly: details of -sampleing tubes
4.2 RPD torso
The RPD torso is a holder for RPD and a support for the appropriate RPD head forms. It is used to mount an
RPD which cannot be mounted on a RPD head form alone. The overall torso design is not specified, but it
shall contain the specified interface socket assembly for the RPD head forms. The socket shall be positioned
in the RPD torso such that the centre of the trachea tube assembly at the mouth area of the RPD head form is
vertically in line with the front of the breast. The centre of the trachea tube assembly shall be at a fixed height
of (165 ±3) mm from the breastbone position. The breastbone position is located at the torso breast (50 ±3)
mm behind the front of breast (Figure 9)
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9
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ISO/DIS 16900-5
Dimensions in millimetres
Figure 9 — Head form position in relation to torso (breast bone point)
The RPD torsos shall have the following attributes:
• Internal mounting of hoses and valves
• access to breathing hoses and valves front and back
• a closed surface, not an open wireform construction
• horizontal shoulders large enough to hold harnesses without slipping
• contain a base section to allow at least 150 mm room between the floor/table and the bottom of the
torso
Figure 10 shows a suitable RPD torso, taken from ISO 16976-2. The typical reference dimensions are derived
from averaging anthropometric dimensions of male and female populations see reference [3]
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10
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ISO/DIS 16900-5
Dimensions in millimetres
a
Dimension
Key
ADULTDATA Handbook reference
All dimensions are subject
reference
to a tolerance of ± 3
b
A (51)
611
B (55) 437
C (59) 587
D (61) 606
E (64) 306
F (66) 919
G (68) 250
H (73) 267
I (74) 262
J (75) 804
K (82) 237
L (83) 161
M (84) 324
N (87) 1058
a [3]
Dimensions are derived from ADULTDATA Handbook
b
Dimension modified to correlate with RPD head form neck geometry
Key
A Height of prominent neck vertebra, (sitting) H Lower abdominal depth
B Shoulder breadth (deltoid) I Waist breadth
C Shoulder (acromion) height, (sitting) J Waist circumference – natural indentation
D Mid-shoulder height, (sitting) K Height of maximum lumbar curvature, sitting
E Chest breadth, at level of nipples L Sacral height, (sitting)
F Chest circumference, at level of nipples M Hip Breadth
G Chest depth,
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 16900-5
Première édition
2016-07-01
Appareils de protection
respiratoire — Méthodes d’essai et
équipement d’essai —
Partie 5:
Machine respiratoire, simulateur
métabolique, têtes factices et torses
APR, outils et outils de vérification
Respiratory protective devices — Methods of test and test
equipment —
Part 5: Breathing machine, metabolic simulator, RPD headforms and
torso, tools and verification tools
Numéro de référence
ISO 16900-5:2016(F)
©
ISO 2016
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ISO 16900-5:2016(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2016, Publié en Suisse
Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée
sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Ch. de Blandonnet 8 • CP 401
CH-1214 Vernier, Geneva, Switzerland
Tel. +41 22 749 01 11
Fax +41 22 749 09 47
copyright@iso.org
www.iso.org
ii © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO 16900-5:2016(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Description de l’équipement d’essai . 2
4.1 Têtes factices pour APR . 2
4.1.1 Généralités . 2
4.1.2 Fichiers de CAO des têtes factices pour APR . 3
4.1.3 État de surface et matériaux de construction . 4
4.1.4 Raccordements du tube trachéal complet et de l’interface . 5
4.2 Torse pour APR .10
4.3 Machine respiratoire .13
4.4 Simulateur métabolique .14
4.5 Exigences de performance des machines respiratoires et des simulateurs métaboliques 14
4.5.1 Généralités .14
4.5.2 Ventilation par minute .14
4.5.3 Changement de réglage de la ventilation .15
4.5.4 Caractéristiques de sortie .15
4.6 Outils de vérification des APR.15
4.6.1 Généralités .15
4.6.2 Orifices de vérification .15
4.6.3 Adaptateur pour orifice de vérification .16
4.6.4 Procédure de vérification du travail respiratoire .18
4.6.5 Tube et adaptateur pour la vérification du dioxyde de carbone dans les APR .19
4.7 Outils pour APR .21
4.7.1 Simulateur de filtre .21
4.7.2 Sonde d’identification pour application de force F .
x 27
4.7.3 Sonde d’identification de la surface exposée.28
Annexe A (informative) Méthode dynamique d’essai d’étanchéité des machines
respiratoires et des simulateurs métaboliques .30
Bibliographie .33
© ISO 2016 – Tous droits réservés iii
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ISO 16900-5:2016(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation
de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes de l’Organisation
mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien
suivant: www.iso.org/iso/fr/avant-propos.html
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 94, Sécurité individuelle — Vêtements
et équipements de protection, sous-comité SC 15, Appareils de protection respiratoire.
L’ISO 16900 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Appareils de protection
respiratoire — Méthodes d’essai et équipement d’essai:
— Partie 1: Détermination des fuites vers l’intérieur
— Partie 2: Détermination de la résistance respiratoire
— Partie 3: Détermination de la pénétration d’un filtre à particules
— Partie 4: Détermination de la capacité d’un filtre à gaz et essais dynamiques de migration, de désorption
et au monoxyde de carbone
— Partie 5: Machine respiratoire/simulateur métabolique/têtes factices et torses des APR, outils et outils
de vérification
— Partie 6: Résistance mécanique – Résistance des composants
— Partie 7: Méthodes d’essai pratique de performance
— Partie 8: Mesurage des débits d’air des APR filtrants à ventilation assistée
— Partie 9: Détermination de la teneur en dioxyde de carbone de l’air inhalé
— Partie 10: Résistance à la combustion, à la flamme, à la chaleur radiante et à la chaleur
— Partie 11: Détermination du champ de vision
iv © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO 16900-5:2016(F)
— Partie 12: Détermination du travail respiratoire en fonction du volume respiratoire et des pics de
pressions respiratoires
— Partie 13: Appareils de protection respiratoire à gaz respirable régénéré et appareils de protection
respiratoire pour utilisation particulière telle que l’évacuation de mines – Tests consolidés pour
concentration de gaz, température, humidité, travail respiratoire, élastance, résistance respiratoire
et durée
— Partie 14: Mesurage du niveau sonore
© ISO 2016 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 16900-5:2016(F)
Appareils de protection respiratoire — Méthodes d’essai et
équipement d’essai —
Partie 5:
Machine respiratoire, simulateur métabolique, têtes
factices et torses APR, outils et outils de vérification
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 16900 spécifie les caractéristiques des machines respiratoires, des
simulateurs métaboliques, des têtes factices et torses pour APR, des outils de vérification des APR et des
outils pour APR qui sont communs aux laboratoires d’essai des APR. La normalisation de ces éléments
est essentielle à l’uniformisation des méthodes d’essai.
La normalisation des outils de vérification des APR est essentielle pour démontrer l’obtention de
résultats comparables dans les différents laboratoires d’essai.
Les descriptions relatives à l’utilisation des outils pour APR pour les différents essais sont spécifiées
dans les parties pertinentes de l’ISO 16900.
2 Références normatives
Les documents suivants, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à
l’application du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les
références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 16900-9:2015, Appareils de protection respiratoire — Méthodes d’essai et équipement d’essai —
Partie 9: Détermination de la teneur en dioxyde de carbone du gaz inhalé
ISO 16900-12:2016, Appareils de protection respiratoire — Méthodes d’essai et équipement d’essai —
Partie 12: Détermination du travail respiratoire en fonction du volume respiratoire et détermination des
pics de pressions respiratoires
ISO 16972, Appareils de protection respiratoire — Termes, définitions, symboles graphiques et unités
de mesure
ISO 17420-3, Appareils de protection respiratoire — Exigences de performances — Partie 3: Raccord
normalisé
ISO/TS 16976-2, Appareils de protection respiratoire — Facteurs humains — Partie 2: Anthropométrie
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 16972 ainsi que les
suivants s’appliquent.
3.1
tête factice pour APR
tête pour essais en laboratoire imitant une tête humaine et utilisée lors des essais sur l’APR
© ISO 2016 – Tous droits réservés 1
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ISO 16900-5:2016(F)
3.2
torse pour APR
forme générique de corps utilisée en combinaison avec une tête factice pour APR lors des essais sur l’APR
3.3
tube trachéal complet
tube qui imite la trachée humaine, comportant des orifices pour le mesurage de la pression, de la
teneur en dioxyde de carbone et de la température du gaz respirable respiré, et des raccords d’interface
permettant le montage sur la tête factice pour APR, le torse pour APR ou tout autre dispositif (fixe)
3.4
tête factice pour APR complète
tête factice pour APR incluant le tube trachéal complet
3.5
machine respiratoire complète
machine respiratoire plus l’ensemble des tubes de raccordement, robinets de réglage et autre matériel
nécessaire conduisant jusqu’au tube trachéal complet
3.6
simulateur métabolique complet
simulateur métabolique plus l’ensemble des tubes de raccordement, robinets de réglage et autre
matériel nécessaire conduisant jusqu’au tube trachéal complet
3.7
outil de vérification d’APR
dispositif d’essai qui simule la ou les caractéristiques de performance spécifiques d’un appareil de
protection respiratoire
Note 1 à l’article: Les résultats théoriques du dispositif d’essai sont connus et comparés aux résultats réels
obtenus dans un laboratoire d’essai donné lorsque le dispositif d’essai est utilisé avec le système d’essai approprié
dans ce laboratoire
3.8
outil pour APR
dispositif qui facilite les essais de l’APR
4 Description de l’équipement d’essai
4.1 Têtes factices pour APR
4.1.1 Généralités
Les cinq têtes factices pour APR utilisées pour réaliser les essais en laboratoire sont basées sur les
mesures anthropométriques et les dimensions moyennes de la tête spécifiées dans l’ISO/TS 16976-2. Les
longueurs de cou sont allongées et les diamètres adaptés conformément aux données anthropométriques
afin d’assurer l’étanchéité des interfaces pour APR avec les limites du cou. Toutes les têtes factices pour
APR comprennent un tube trachéal complet de même dimension de sorte que le raccordement entre le
cou et le torse pour APR ou tout autre dispositif fixe est identique pour toutes les tailles. Pour les besoins
des mesurages acoustiques, les oreilles sont planes et la position des microphones est marquée. Pour les
besoins des mesurages du champ de vision, les positions de pupilles sont marquées pour permettre la
fixation de sources de lumière. Les têtes factices pour APR sont représentées à la Figure 1.
2 © ISO 2016 – Tous droits réservés
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ISO 16900-5:2016(F)
Légende
1 grand
2 long/étroit
3 moyen
4 court/large
5 petit
Figure 1 — Vues de côté et de face de têtes factices pour APR
4.1.2 Fichiers de CAO des têtes factices pour APR
Les têtes factices pour APR sont définies par les fichiers de conception assistée par ordinateur (CAO)
tridimensionnelle élaborés à partir des dimensions spécifiées dans l’ISO/TS 16976-2. Les fichiers de CAO
relatifs aux têtes factices pour APR sont disponibles auprès de la source indiquée dans la Référence [3]
et permettront aux laboratoires de produire des têtes factices pour APR ayant les dimensions correctes.
Les fichiers de CAO correspondent à la géométrie finale des têtes factices pour APR 1 à 5.
Chaque tête factice pour APR fabriquée doit comporter en son sommet ou à l’arrière, un numéro de
référence correspondant à la légende de la Figure 1.
La conformité des têtes fabriquées par rapport au fichier de CAO peut être déterminée en se reportant
au tableau des dimensions de référence marquées par de petites empreintes, contenues dans les fichiers
de CAO, voir Figure 2, légende X. Ces empreintes de référence sont situées au niveau des côtés gauche et
droit des têtes factices pour APR, des côtés gauche et droit du nez et au centre des pupilles. L’écart entre
les dimensions de la tête factice pour APR fabriquée et les données du fichier source de CAO ne doit pas
être supérieur à ±1 mm pour toute dimension référencée.
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Dimensions en millimètres
a a
Tête factice A B C D E
(voir Figure 1) Toutes les dimensions font l’objet d’une tolérance de ±1.
1 161 68 40 42 138
2 153 63 43 35 125
3 152 64 37 36 121
4 152 65 39 39 121
5 144 59 36 32 115
a
Ces dimensions sont uniquement destinées à la vérification des dimensions de la tête et ne sont pas identiques aux
dimensions anthropométriques données dans l’ISO 16976-2.
Légende
A largeur maximale de la tête
B distance interpupillaire
C diagonale entre œil et nez
D largeur du nez
E diamètre du cou dans une section cylindrique
X exemples d’empreinte de référence
Figure 2 — Positions des dimensions de référence utilisées pour vérifier les dimensions des
têtes factices pour APR
4.1.3 État de surface et matériaux de construction
Les matériaux généraux employés pour la fabrication de la tête ne sont pas spécifiés mais sont en
rapport avec la méthode d’essai dans le cadre de laquelle la tête factice est utilisée. L’état de surface des
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têtes factices pour APR doit être lisse et peut être dur ou mou. Un état de surface mou doit correspondre
à une dureté comprise entre 10 Shore A et 30 Shore. La dureté de la tête factice dépend du matériau
dans lequel elle a été fabriquée. Quel que soit l’état de surface de la tête factice, les dimensions définies
dans le fichier de CAO (voir Référence [3] et Figure 2) doivent être respectées.
Les matériaux de construction de la tête factice pour APR utilisée pour les essais d’exposition à
la flamme et à la chaleur doivent être un métal, une céramique ou tout autre matériau résistant à la
chaleur et l’état de surface doit être lisse.
4.1.4 Raccordements du tube trachéal complet et de l’interface
Les cinq têtes factices pour APR utilisent le même tube trachéal complet, lequel doit être fabriqué
en acier inoxydable. Le tube trachéal complet peut être conçu de manière à pouvoir être inséré dans
toutes les têtes factices pour APR creuses, par l’ouverture du cou ou être fabriqué de façon que tous
ses composants soient fixés en permanence. Le raccordement entre l’ouverture de la bouche et le
tube trachéal complet doit être étanche. Le raccordement entre la tête factice et le torse ou tout autre
dispositif fixe est effectué à l’aide d’un manchon mécanique (voir Figures 3 à 5).
Le volume du tube trachéal complet et des tubes de raccordement à l’intérieur de la tête factice et
du torse ou du dispositif fixe jusqu’aux robinets de réglage doit être de (500 ± 150) ml. La Figure 3
a) représente le tube trachéal complet à l’intérieur de la tête factice 1 pour APR positionnée sur un
dispositif fixe. La Figure 3 b) représente une superposition de toutes les têtes factices pour APR
positionnées sur un dispositif fixe. La Figure 4 représente une superposition de toutes les tailles de tête
factice pour APR montées sur le torse pour APR afin de montrer comment le tube trachéal complet est
positionné à l’intérieur des têtes factices pour APR.
a) Tête factice 1 pour APR avec tube trachéal b) Superposition de toutes les têtes fac-
inséré et raccordement au robinet de réglage, tices 1 à 5 pour APR positionnées sur un dispo-
positionnée sur un dispositif de montage sitif de montage alternatif
alternatif
Figure 3 — Tube trachéal complet à l’intérieur d’une (de) tête(s) factice(s) pour APR
positionnée(s) sur un dispositif de montage alternatif
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Figure 4 — Superposition des têtes factices 1 à 5 pour APR positionnées sur un torse pour APR
illustrant la taille unique du tube trachéal complet dans les têtes factices pour APR
Les dimensions du tube trachéal complet, de l’interface et du connecteur d’interface pour le torse pour
APR ou le dispositif fixe sont indiquées à la Figure 5.
La Figure 6 indique les dimensions du tube trachéal en acier inoxydable et montre les trous percés
pour le manchon de prise de pression (manchon de Pitot). Délibérément, aucun trou n’est percé dans
les parties verticales supérieure et inférieure. Les trous sont exclus afin d’empêcher toute possibilité
d’entrée de liquide dans le manchon de prise de pression.
Les dimensions de l’ensemble de l’orifice de prélèvement et du manchon de prise de pression sont
indiquées à la Figure 7.
Les dimensions des tubes de prélèvement, pour le mesurage de la température par insertion d’un
capteur de température ou pour l’échantillonnage de CO , sont indiquées à la Figure 8.
2
NOTE Il est prévu, lors de l’application de la technique d’analyse du CO à chaque respiration (ISO 16900-9,
2
Méthode 3), d’insérer un tube capillaire étroit dans le tube de prélèvement de CO (C à la Figure 5) pour assurer le
2
transfert rapide de l’échantillon d’air respiré vers l’analyseur de CO à réponse rapide.
2
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Dimensions en millimètres
Légende
1 orifice de mesure de la température
2 orifice de prise de pression (manchon de Pitot positionné au-dessus de 14 trous ayant chacun un diamètre
de 1 mm, répartis uniformément sur la section du tube en excluant les parties verticales supérieure et inférieure)
3 tube d’échantillonnage de CO
2
4 tube trachéal
5 dispositif de montage pour tête factice
6 filetage d’interface
7 interface entre la tête factice pour APR et le torse pour APR ou le dispositif de montage alternatif
8 raccordement aux robinets de réglage
NOTE Tolérances conformément à l’ISO 2768-m.
Figure 5 — Dimensions du tube trachéal complet, de l’interface et du manchon d’interface
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Dimensions en millimètres
Légende
a
Attention: aucun trou à cet endroit.
NOTE Tolérances conformément à l’ISO 2768-m.
Figure 6 — Dimensions du tube trachéal complet: détails du tube trachéal
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Dimensions en millimètres
Légende
1 douille à baïonnette
a Conformément à l’ISO 1302.
NOTE Tolérances conformément à l’ISO 2768-m.
Figure 7 — Dimensions du tube trachéal complet: détails du manchon de prise de pression
(manchon de Pitot)
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Dimensions en millimètres
Légende
a
Soudé.
b
Joint torique.
NOTE Tolérances conformément à l’ISO 2768-m.
Figure 8 — Dimensions du tube trachéal complet: détails des tubes de prélèvement
4.2 Torse pour APR
Le torse pour APR est un support pour l’APR et un support pour la tête factice appropriée pour APR.
Il est utilisé pour monter un APR qui ne peut pas être monté sur une tête factice seule. La conception
globale du torse pour APR n’est pas spécifiée mais il doit contenir le connecteur d’interface complet
spécifié pour les têtes factices pour APR. Le connecteur doit être positionné dans le torse pour APR de
sorte que le centre du tube trachéal complet au niveau de la zone buccale de la tête factice soit aligné
verticalement sur la face antérieure de la poitrine. Le centre du tube trachéal complet doit être à une
hauteur fixe de (165 ± 3) mm par rapport à la position du sternum. La position du sternum est située au
niveau de la poitrine (50 ± 3) mm en arrière de la face antérieure de la poitrine (Figure 9).
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Dimensions en millimètres
Figure 9 — Position de la tête factice pour APR par rapport au torse pour APR (point du
sternum)
Les torses pour APR doivent avoir les attributs suivants:
— espace pour monter les tuyaux et soupapes à l’intérieur;
— accès aux tuyaux respiratoires et soupapes;
— surface fermée, pas de construction ouverte en forme de fils;
— épaules horizontales et suffisamment larges pour maintenir les harnais sans glissement;
— section de base (zone hachurée à la Figure 10) pour maintenir un espace de 150 mm entre le
plancher/la table et la partie inférieure du torse pour APR.
La Figure 10 représente un torse approprié pour APR, extrait de l’ISO 16976-2. Les dimensions de
référence caractéristiques sont dérivées des dimensions anthropométriques moyennes de populations
d’hommes et de femmes (voir Référence [4]).
La Figure 11 illustre une tête factice 1 pour APR positionnée sur un torse type pour APR avec des vues
de face, en coupe et de dos.
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a
Dimension
Référence Référence dans le manuel
Toutes les dimensions font l’objet
clé ADULTDATA
d’une tolérance de ± 3.
b
A (51) 611
B (55) 437
C (59) 587
D (61) 606
E (64) 306
F (66) 919
G (68) 250
H (73) 267
I (74) 262
J (75) 804
K (82) 237
L (83) 161
M (84) 324
N (87) 1058
a
Les dimensions sont extraites de la Référence [4].
b
Dimension modifiée pour s’adapter à la géométrie du cou de la tête factice pour APR.
Légende
A hauteur de la vertèbre proéminente du cou (sujet assis) H épaisseur de l’abdomen inférieur
B largeur aux épaules (deltoïde) I largeur à la taille
C hauteur de l’épaule (acromion) (sujet assis) J tour de taille – creux naturel
D hauteur du milieu de l’épaule (sujet assis) K hauteur de la courbure lombaire maximale,
sujet assis
E largeur thoracique, au niveau des mamelons L hauteur du sacrum (sujet assis)
F périmètre thoracique, au niveau des mamelons M largeur du bassin
G épaisseur du thorax, au niveau des mamelons N tour de bassin à mi-hauteur
Figure 10 — Torse type pour APR
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Figure 11 — Tête factice 1 pour APR positionnée sur un torse type pour APR: vues de face, en
coupe et de dos
4.3 Machine respiratoire
La machine respiratoire simple de laboratoire simule la fonction d’inspiration et d’expiration humaine
en utilisant l’air du laboratoire non traité et un mouvement respiratoire sinusoïdal.
La machine respiratoire et les composants associés qui constituent la machine respiratoire complète
doivent avoir les attributs spécifiques suivants.
a) Diamètre de la tuyauterie et du tube raccordement: la conception de la tuyauterie et des soupapes
d’acheminement du système d’essai est critique, en particulier pour un mesurage précis à des
débits ventilatoires élevés. Il est recommandé d’éviter les coudes serrés à 90 degrés. Les tubes de
raccordement doivent avoir un diamètre intérieur suffisamment grand pour ne pas limiter le débit
d’air le plus élevé.
NOTE Il a été démontré que des tubes de 25 mm de diamètre ou plus suffisent pour obtenir cet attribut.
b) Étranglements dans le circuit respiratoire: l’étranglement maximal dans le circuit respiratoire, y
compris les soupapes, doit avoir une section transversale suffisamment grande pour ne pas limiter
le débit d’air le plus élevé.
NOTE Il a été démontré qu’une aire de section transversale équivalente à un tube de 20 mm de diamètre
suffit pour obtenir cet attribut.
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c) Temps de réponse des soupapes actionnées de l’extérieur: lorsque des soupapes actionnées
de l’extérieur sont utilisées dans le circuit respiratoire, elles doivent avoir un temps de réponse
maximal de 5 ms à compter du déclenchement de l’ouverture/fermeture totale.
d) Volume total du tube de raccordement: le volume effectif du tube entre la sortie de la machine
respiratoire et la bouche de la tête factice pour APR ne doit pas être supérieur à 4 l.
e) Étanchéité: la machine respiratoire complète et le tube trachéal complet doivent être étanches de
sorte que la chute de vide ou de surpression ne soit pas supérieure à 0,1 kPa en 1 min pour une
surpression ou une pression négative de 2,0 kPa.
NOTE L’étanchéité peut également être vérifiée par une méthode dynamique; voir l’Annexe A.
f) Température de fonctionnement: tous les composants de la machine respiratoire complète et de
l’appareillage d’essai associé, tels que régulateurs, capteurs de pression ou mécanisme informatisé
de commande de forme de ventilation, doivent fonctionner de façon satisfaisante sur la plage de
température prévue pour les essais à effectuer.
4.4 Simulateur métabolique
Le simulateur métabolique est une machine respiratoire utilisant un mouvement respiratoire sinusoïdal,
mais ayant des ca
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.