Respiratory protective devices -- Methods of test and test equipment

ISO 16900-9:2015 specifies the test methods for determining the increased carbon dioxide content of the inhaled gas caused by wearing the RPD. Closed circuit supplied breathable gas RPD are excluded from ISO 16900-9:2015. NOTE See test method in ISO 16900‑13.

Appareils de protection respiratoire -- Méthodes d'essai et équipement d'essai

L'ISO 16900-9:2015 spécifie les méthodes d'essai permettant de déterminer la teneur accrue en dioxyde de carbone du gaz inhalé, liée au port de l'appareil de protection respiratoire (APR). L'ISO 16900-9:2015 ne couvre pas les APR alimentés en gaz respirable en circuit fermé. NOTE Voir la méthode d'essai dans l'ISO 16900‑13.

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Publication Date
07-Oct-2015
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ISO 16900-9:2015 - Respiratory protective devices -- Methods of test and test equipment
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ISO 16900-9:2015 - Appareils de protection respiratoire -- Méthodes d'essai et équipement d'essai
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 16900-9
First edition
2015-10-01
Respiratory protective devices —
Methods of test and test equipment —
Part 9:
Determination of carbon dioxide
content of the inhaled gas
Appareils de protection respiratoire — Méthodes d’essai et
équipement d’essai —
Partie 9: Dosage de la teneur en dioxyde de carbone du gaz inhalé
Reference number
ISO 16900-9:2015(E)
ISO 2015
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 16900-9:2015(E)
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ii © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 16900-9:2015(E)
Contents Page

Foreword ..........................................................................................................................................................................................................................................v

Introduction ..............................................................................................................................................................................................................................vii

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 Prerequisites ............................................................................................................................................................................................................ 1

5 General test requirements ......................................................................................................................................................................... 1

6 Principle ........................................................................................................................................................................................................................ 2

7 Apparatus ..................................................................................................................................................................................................................... 2

7.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 2

7.2 Test method 1 ........................................................................................................................................................................................... 3

7.2.1 Breathing machine ......................................................................................................................................................... 3

7.2.2 Carbon dioxide analyser ............................................................................................................................................ 3

7.2.3 Carbon dioxide sampling .......................................................................................................................................... 3

7.2.4 RPD head form/torso ........................................................................................................................................... ........ 4

7.3 Test method 2 ........................................................................................................................................................................................... 4

7.3.1 Breathing machine and ancillary equipment .......................................................................................... 4

7.3.2 RPD carbon dioxide analyser ................................................................................................................................ 6

7.3.3 RPD head form/torso ........................................................................................................................................... ........ 6

7.3.4 Test gas ..................................................................................................................................................................................... 6

7.3.5 Exhalation and inhalation reservoirs ............................................................................................................. 6

7.4 Test method 3 ........................................................................................................................................................................................... 6

7.4.1 Breathing machine ......................................................................................................................................................... 6

7.4.2 Carbon dioxide analyser ............................................................................................................................................ 7

7.4.3 RPD Head form/torso .................................................................................................................................................. 7

7.4.4 Carbon dioxide and volume signal synchronisation ......................................................................... 7

7.4.5 Data acquisition ................................................................................................................................................................ 7

8 Test procedures ..................................................................................................................................................................................................... 8

8.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 8

8.1.1 Test sequences ................................................................................................................................................................... 8

8.1.2 Testing RPD with respiratory interface type L ....................................................................................... 8

8.2 Test method 1 — Method for measurement of carbon dioxide in inhalation gas ......................... 8

8.2.1 Calculation of breathing machine settings ................................................................................................ 8

8.2.2 Operation of breathing machine ........................................................................................................................ 8

8.2.3 Auxiliary fan ......................................................................................................................................................................... 9

8.2.4 Exhaled carbon dioxide concentration ......................................................................................................... 9

8.2.5 RPD carbon dioxide level .......................................................................................................................................... 9

8.2.6 Fitting the RPD................................................................................................................................................................... 9

8.2.7 Adjusting baseline carbon dioxide concentration when testing supplied

breathable gas RPD ........................................................................................................................................................ 9

8.2.8 Calculation of carbon dioxide increase ......................................................................................................... 9

8.2.9 Completion of test sequences ............................................................................................................................... 9

8.3 Test method 2 — Method for measurement of carbon dioxide in inhalation gas ......................10

8.3.1 Exhaled Carbon dioxide concentration .....................................................................................................10

8.3.2 Exhalation reservoir ..................................................................................................................................................10

8.3.3 Inhalation reservoir ...................................................................................................................................................10

8.3.4 Operation of breathing machine .....................................................................................................................10

8.3.5 Auxiliary fan ......................................................................................................................................................................10

8.3.6 Inhaled carbon dioxide concentration .......................................................................................................10

8.3.7 End of each test sequence .....................................................................................................................................10

8.3.8 Fitting the RPD................................................................................................................................................................10

© ISO 2015 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 16900-9:2015(E)

8.3.9 Calculation of carbon dioxide increase ......................................................................................................10

8.3.10 Adjusting baseline carbon dioxide concentration when testing supplied

breathable gas RPD .....................................................................................................................................................10

8.3.11 Completion of test sequences ............................................................................................................................11

8.4 Test method 3 — Method for measurement of carbon dioxide in inhalation gas ......................11

8.4.1 Operation of breathing machine .....................................................................................................................11

8.4.2 Auxiliary fan ......................................................................................................................................................................11

8.4.3 Setting of initial carbon dioxide flow rate ...............................................................................................11

8.4.4 Data recording ................................................................................................................................................................11

8.4.5 Calculation of inspired carbon dioxide ......................................................................................................11

8.4.6 Fitting the RPD................................................................................................................................................................12

8.4.7 Calculation of carbon dioxide increase ......................................................................................................12

8.4.8 Adjusting baseline carbon dioxide concentration when testing supplied

breathable gas RPD .....................................................................................................................................................12

8.4.9 Completion of test sequence ...............................................................................................................................12

9 Test report ................................................................................................................................................................................................................12

Annex A (normative) Application of uncertainty of measurement ...................................................................................14

Annex B (informative) Profile of carbon dioxide concentration in the exhaled gas and use of

verification volumes ......................................................................................................................................................................................16

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................18

iv © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 16900-9:2015(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 WTO principles in the Technical

Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information.

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 headforms and torso, tools and verification tools

— Part 6: Mechanical resistance/strength of components and connections
— Part 7: Practical performance tests methods
— Part 8: Measurement of RPD air flow rates of assisted filtering RPD
— Part 9: Determination of carbon dioxide content of the inhaled air
— 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
© ISO 2015 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 16900-9:2015(E)
— Part 14: Measurement of sound level
vi © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 16900-9:2015(E)
Introduction

This part of ISO 16900 is intended as a supplement to the respiratory protective devices (RPD)

performance standard. Test methods are specified for complete devices or parts of devices that are

intended to comply with the performance standards. If deviations from the test method given in this

part of ISO 16900 are necessary, these deviations will be specified in the performance standards.

The following definitions apply in understanding how to implement an ISO International Standard and

other normative ISO deliverables (TS, PAS, IWA):
— “shall” indicates a requirement;
— “should” indicates a recommendation;
— “may” is used to indicate that something is permitted;

— “can” is used to indicate that something is possible, for example, that an organization or individual

is able to do something.

3.3.1 of the ISO/IEC Directives, Part 2 (sixth edition, 2011) defines a requirement as an “expression in

the content of a document conveying criteria to be fulfilled if compliance with the document is to be

claimed and from which no deviation is permitted.”

3.3.2 of the ISO/IEC Directives, Part 2 (sixth edition, 2011) defines a recommendation as an “expression

in the content of a document conveying that among several possibilities one is recommended as

particularly suitable, without mentioning or excluding others, or that a certain course of action is

preferred but not necessarily required, or that (in the negative form) a certain possibility or course of

action is deprecated but not prohibited.”
© ISO 2015 – All rights reserved vii
---------------------- Page: 7 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 16900-9:2015(E)
Respiratory protective devices — Methods of test and
test equipment —
Part 9:
Determination of carbon dioxide content of the inhaled gas
1 Scope

This part of ISO 16900 specifies the test methods for determining the increased carbon dioxide content

of the inhaled gas caused by wearing the RPD.

Closed circuit supplied breathable gas RPD are excluded from this part of ISO 16900.

NOTE See test method in ISO 16900-13.
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

3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 16972 apply.

4 Prerequisites

The performance standards shall indicate the conditions of the test. This includes the following:

a) the number of test specimens;
b) operating conditions of the RPD;
c) types of RPD head form;
d) any prior conditioning or testing;
e) breathing minute volumes (frequency and tidal volume);
f) carbon dioxide exhalation concentrations (average and peak);
g) any deviations from the test method(s).
5 General test requirements

Unless otherwise specified, the values stated in this part of ISO 16900 are expressed as nominal values.

Except for temperature limits, values which are not stated as maxima or minima shall be subject to a

tolerance of ±5 %. Unless otherwise specified, the ambient temperature for testing shall be between 16 °C

and 32 °C and (50 ± 30) % RH. Any temperature limits specified shall be subject to an accuracy of ±1 °C.

© ISO 2015 – All rights reserved 1
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ISO 16900-9:2015(E)

Where the assessment of the pass/fail criterion depends on a measurement, an uncertainty of

measurement as specified in Annex A shall be reported.
6 Principle

The respiratory interface is fitted to a RPD head form/torso. Any air or breathable gas supply is operated

in the manufacturer’s minimum condition, unless prescribed otherwise in the performance standards.

Breathing gas containing a defined concentration of carbon dioxide is supplied at a specified rate

from a breathing machine to the RPD head form/torso. The inhaled gas is analysed for carbon dioxide

concentration. The test is also conducted without the RPD fitted to the RPD head form to determine

the baseline carbon dioxide concentration for the test apparatus. This value is then subtracted from

the value determined when the RPD is fitted, to determine the increase in inhaled carbon dioxide

concentration caused by the RPD.
7 Apparatus
7.1 General

Details of the RPD head forms, airway openings, and sampling ports shall be given.

The breathing machine shall exhale carbon dioxide with peak and average carbon dioxide concentrations

as defined by the performance standards. This ensures that the dead space of the respiratory interface is

flushed with carbon dioxide rich gas in the same way as would occur when the RPD is worn by a person.

The inhaled gas shall be analysed for carbon dioxide content. The results can be presented as average

inhaled carbon dioxide concentration and/or equivalent dead space.

Three alternative test methods are specified in 7.2, 7.3, and 7.4 and shown in Figures 1, 2, and 3.

They employ different practical ways of exhaling carbon dioxide enriched gas and different ways to

determine the inhaled carbon dioxide concentration. All three methods have been shown to be suitable

for the determination of the carbon dioxide concentration of the inhaled breathable gas. Combinations

of these methods or other methods may be used if shown to be equivalent, but shall use an appropriate

RPD head form/torso.

The accuracy of the inhaled carbon dioxide concentration measurement is determined using the

verification volumes (working standards) which are either (250 ± 50) ml or (500 ± 50) ml.

The carbon dioxide exhalation concentration shall be adjustable to be within the limits given in the

performance standards.

In order to ensure that the RPD inhales laboratory air containing a minimum concentration of carbon

dioxide, an auxiliary fan (not shown in Figures 1 to 3) is arranged so that it blows the exhaled air

emerging from the RPD away from the RPD inlet.

NOTE The auxiliary fan method is not required when carrying out tests on devices which have their own

independent breathable gas supply (e.g. compressed airline devices).

Good laboratory ventilation is required to maintain the ambient laboratory carbon dioxide

concentration below 0,1 % during testing.

For RPD with an independent breathable gas supply, the carbon dioxide concentration in the supply

shall be less than 0,1 %.
2 © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 16900-9:2015(E)
7.2 Test method 1
7.2.1 Breathing machine

A single cylinder breathing machine meeting shall be used. In order to avoid errors in the measurement

of carbon dioxide in the inhaled gas, it is important that the solenoid valves (see Figure 1) make a good

seal on closing and are actuated at precisely the same time. In order to avoid upsetting the pressure

balance within the system, the solenoid valve actuation should always occur at a time when the piston’s

movement is at a minimum. Valves shall have a response time of not more than 5 ms from triggering

to fully open/closed. The effective tubing volume between the output of the breathing machine to the

mouth of the RPD head form shall not exceed 4 l.
11 4 10
5 33 5
Key
1 breathing machine 7 solenoid valve
2 auxiliary piston 8 RPD head form
3 non-return valve 9 sampling tube for inhalation gas
4 carbon dioxide flow controller 10 carbon dioxide absorber
5 volume compensator 11 carbon dioxide supply
6 carbon dioxide analyser

Figure 1 — Schematic of a typical single cylinder arrangement for testing carbon dioxide

content of the inhalation gas
7.2.2 Carbon dioxide analyser

A carbon dioxide analyser with a resolution of 0,01 % is recommended. For the exhaled and inhaled

carbon dioxide measurements, separate analysers may be used.
7.2.3 Carbon dioxide sampling

A sample of the inhaled gas is taken from the mouth (see Figure 1, key 9) by an auxiliary lung driven

by the breathing machine and in phase with it. It is set to inhale a known sample volume (a chosen

percentage of the inhalation volume of the breathing machine) during the inhalation stroke of the

breathing machine. This apparent “loss” in inhalation volume of the breathing machine is compensated

for by the volume of carbon dioxide fed via the flow meter into the breathing machine on its inhalation

stroke. It is therefore important that these two volumes are equal.
© ISO 2015 – All rights reserved 3
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ISO 16900-9:2015(E)

The exhaled gas is monitored for carbon dioxide content at the flow rate required by the analyser. This

shall be performed before and after each test, or continuously throughout the test. The sample point is

immediately before the solenoid valve in the exhalation circuit. To maintain equilibrium, the sample is

returned to the circuit upstream of the sample point.

The carbon dioxide absorber is necessary to prevent build-up of carbon dioxide in the test equipment

circuit. The volume compensators allow constant conditions to be maintained for particular parts of the

test circuit. The effectiveness of the carbon dioxide absorber shall be verified before and after the test.

7.2.4 RPD head form/torso
An appropriate RPD head form/torso, including the sampling tube, shall be used.
7.3 Test method 2
7.3.1 Breathing machine and ancillary equipment

A breathing machine with twin identical cylinders shall be used. Figure 2 gives a schematic diagram

of the breathing machine and ancillary equipment, including pipe work and solenoid valves that are

necessary for this test method. Externally triggered valves shall have a response time of not more

than 5 ms from triggering to fully open/closed. The effective tubing volume between the output of the

breathing machine to the mouth of the RPD head form shall not exceed 4 l.
4 © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 16900-9:2015(E)
8 2
AB CD
2 2 2 2
Key
1 breathing machine 8 carbon dioxide analyser
2 solenoid valve 9 RPD head form

3 carbon dioxide cylinder 10 exhalation reservoir, with overflow valve, if required

4 air compressor 11 inhalation reservoir
5 test gas controller 12 exhaust
6 stop valve 13 pressure relief valve
7 suction pump
Stage 1:
Stage 2: Stage 3:
Solenoid During preliminary
During sampling of inhaled After completion of sampling
valve conditioning of
gas for 5 breaths of inhaled gas
15 breaths
Inhalation Exhalation Inhalation Exhalation Inhalation Exhalation
phase phase phase phase phase phase
a b
A O X O X X X
B X O X O O O
C O X O X O X
D X O X O X O
E X O X X X O
F X X X O X X

NOTE Solenoid valves A, B, C, D, E, and F (see key 2) have either state of open or close corresponding to breathing phases.

Open.
Close.

Figure 2 — Schematic diagram of a typical twin cylinder arrangement for testing carbon

dioxide content of the inhalation gas
© ISO 2015 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 16900-9:2015(E)
7.3.2 RPD carbon dioxide analyser

A carbon dioxide analyser with a resolution of 0,01 % is recommended. Separate analysers may be used

for the exhaled and inhaled carbon dioxide measurements.
7.3.3 RPD head form/torso
An appropriate RPD head form/torso, including the sampling tube, shall be used.
7.3.4 Test gas

The test gas is produced by mixing air (which may be from a compressed air source or a filtered clean

air source) with carbon dioxide. The carbon dioxide is supplied from a cylinder containing pure or

diluted carbon dioxide. The flow rates of carbon dioxide and air are adjusted in order to obtain the

target carbon dioxide percentage concentration specified in the performance standards.

7.3.5 Exhalation and inhalation reservoirs
7.3.5.1 Exhalation supply reservoir

The exhalation supply reservoir is an enclosure, which may be flexible, and which has a volume at least

twice that of the maximum tidal volume of the breathing machine required during the test sequences.

It is permissible to have a large flexible reservoir that contains enough carbon dioxide/air mixture

to complete each sequence of the test without replenishment. Alternatively, the reservoir may be

replenished during the test sequence with the correct carbon dioxide/air mixture concentration from

the test gas source. In this case, the reservoir is fitted with an overflow valve to prevent overpressure

inside the reservoir.
7.3.5.2 Inhalation sam
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 16900-9
Première édition
2015-10-01
Appareils de protection
respiratoire — Méthodes d’essai et
équipement d’essai —
Partie 9:
Détermination de la teneur en dioxyde
de carbone du gaz inhalé
Respiratory protective devices — Methods of test and test
equipment —
Part 9: Determination of carbon dioxide content of the inhaled gas
Numéro de référence
ISO 16900-9:2015(F)
ISO 2015
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 16900-9:2015(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2015, Publié en Suisse

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l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à

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ii © ISO 2015 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 16900-9:2015(F)
Sommaire Page

Avant-propos ................................................................................................................................................................................................................................v

Introduction ..............................................................................................................................................................................................................................vii

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1

4 Prérequis ...................................................................................................................................................................................................................... 1

5 Exigences générales d’essai ...................................................................................................................................................................... 2

6 Principe .......................................................................................................................................................................................................................... 2

7 Appareillage .............................................................................................................................................................................................................. 2

7.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 2

7.2 Méthode d’essai 1 ................................................................................................................................................................................. 3

7.2.1 Machine respiratoire .................................................................................................................................................... 3

7.2.2 Analyseur de dioxyde de carbone ..................................................................................................................... 3

7.2.3 Échantillonnage en dioxyde de carbone ...................................................................................................... 4

7.2.4 Tête factice/torse pour APR ................................................................................................................................... 4

7.3 Méthode d’essai 2 ................................................................................................................................................................................. 4

7.3.1 Machine respiratoire et équipements auxiliaires ................................................................................ 4

7.3.2 Analyseur de dioxyde de carbone de l’APR ............................................................................................... 6

7.3.3 Tête factice/torse pour APR ................................................................................................................................... 6

7.3.4 Gaz d’essai ............................................................................................................................................................................. 6

7.3.5 Réservoirs d’expiration et d’inspiration ...................................................................................................... 6

7.4 Méthode d’essai 3 ................................................................................................................................................................................. 6

7.4.1 Machine respiratoire .................................................................................................................................................... 6

7.4.2 Analyseur de dioxyde de carbone ..................................................................................................................... 7

7.4.3 Tête factice/torse pour APR ................................................................................................................................... 7

7.4.4 Synchronisation des signaux du dioxyde de carbone et du volume .................................... 7

7.4.5 Acquisition des données ........................................................................................................................................... 8

8 Modes opératoires d’essai .......................................................................................................................................................................... 8

8.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 8

8.1.1 Séquences d’essais ......................................................................................................................................................... 8

8.1.2 Essais d’un APR avec une interface respiratoire de type L .......................................................... 8

8.2 Méthode d’essai 1 — Méthode de mesure du dioxyde de carbone dans le gaz inhalé ............. 8

8.2.1 Calcul des paramètres de la machine respiratoire ............................................................................. 8

8.2.2 Fonctionnement de la machine respiratoire ............................................................................................ 9

8.2.3 Ventilateur auxiliaire .................................................................................................................................................... 9

8.2.4 Concentration de dioxyde de carbone dans le gaz expiré ............................................................ 9

8.2.5 Niveau de dioxyde de carbone dans l’APR .................................................................................................. 9

8.2.6 Installation de l’APR ...................................................................................................................................................... 9

8.2.7 Réglage de la concentration de référence en dioxyde de carbone lors

d’essais sur les APR alimentés en gaz respirable ................................................................................. 9

8.2.8 Calcul de l’augmentation de la teneur en dioxyde de carbone ..............................................10

8.2.9 Fin des séquences d’essais ...................................................................................................................................10

8.3 Méthode d’essai 2 — Méthode de mesure du dioxyde de carbone dans le gaz inhalé ..........10

8.3.1 Concentration de dioxyde de carbone dans le gaz expiré .........................................................10

8.3.2 Réservoir d’expiration..............................................................................................................................................10

8.3.3 Réservoir d’inspiration ............................................................................................................................................10

8.3.4 Fonctionnement de la machine respiratoire .........................................................................................10

8.3.5 Ventilateur auxiliaire .................................................................................................................................................10

8.3.6 Concentration de dioxyde de carbone dans le gaz inhalé ..........................................................10

8.3.7 Fin de chaque séquence d’essai .......................................................................................................................11

8.3.8 Installation de l’APR ...................................................................................................................................................11

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ISO 16900-9:2015(F)

8.3.9 Calcul de l’augmentation de la teneur en dioxyde de carbone ..............................................11

8.3.10 Réglage de la concentration de référence en dioxyde de carbone lors

d’essais sur les APR alimentés en gaz respirable ..............................................................................11

8.3.11 Fin des séquences d’essais ...................................................................................................................................11

8.4 Méthode d’essai 3 — Méthode de mesure du dioxyde de carbone dans le gaz inhalé ..........11

8.4.1 Fonctionnement de la machine respiratoire .........................................................................................11

8.4.2 Ventilateur auxiliaire .................................................................................................................................................11

8.4.3 Réglage du débit initial de dioxyde de carbone .................. ................................................................11

8.4.4 Enregistrement des données ..............................................................................................................................11

8.4.5 Calcul du dioxyde de carbone à l’inspiration ........................................................................................12

8.4.6 Installation de l’APR ...................................................................................................................................................12

8.4.7 Calcul de l’augmentation de la teneur en dioxyde de carbone ..............................................12

8.4.8 Réglage de la concentration de référence en dioxyde de carbone lors

d’essais sur les APR alimentés en gaz respirable ..............................................................................13

8.4.9 Fin de la séquence d’essais ..................................................................................................................................13

9 Rapport d’essai ....................................................................................................................................................................................................13

Annexe A (normative) Application de l’incertitude de mesure .............................................................................................14

Annexe B (informative) Profil de concentration de dioxyde de carbone dans le gaz expiré et

utilisation de volumes de vérification.........................................................................................................................................16

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................18

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ISO 16900-9:2015(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’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos —

Informations supplémentaires.

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: Essais de performance pratique
— Partie 8: Mesurage des débits d’air des APR filtrants à ventilation assistée
— Partie 9: Détermination de la teneur en dioxyde de carbone du gaz 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
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ISO 16900-9:2015(F)

— Partie 12: Détermination du travail respiratoire en fonction du volume respiratoire et détermination

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, résistance respiratoire, élastance et durée

— Partie 14: Mesurage du niveau sonore
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ISO 16900-9:2015(F)
Introduction

La présente partie de l’ISO 16900 vient compléter les normes relatives aux performances des appareils

de protection respiratoire (APR). Les méthodes d’essai spécifiées s’appliquent aux appareils complets

ou à des parties d’appareils devant se conformer aux normes de performances. S’il est nécessaire de

s’écarter de la méthode d’essai décrite dans la présente partie de l’ISO 16900, ces écarts seront spécifiés

dans les normes de performance.

Pour comprendre comment mettre en œuvre une Norme internationale ISO et d’autres livrables

normatifs de l’ISO (TS, PAS, IWA), les définitions suivantes s’appliquent:
— «doit» indique une exigence;
— «il convient de» indique une recommandation;

— «peut» («may» en anglais) est utilisé pour indiquer que quelque chose est permis;

— «peut» («can» en anglais) est utilisé pour indiquer que quelque chose est possible, par exemple

qu’une organisation ou un individu est capable de faire quelque chose.

Le paragraphe 3.3.1 des Directives ISO/IEC, Partie 2 (sixième édition, 2011) définit une exigence comme

une «expression dans le contenu d’un document formulant les critères à respecter afin de prétendre à la

conformité avec le document, et avec lesquels aucun écart n’est permis».

Le paragraphe 3.3.2 des Directives ISO/IEC, Partie 2 (sixième édition, 2011) définit une recommandation

comme une «expression dans le contenu d’un document formulant qu’entre plusieurs possibilités, une

est particulièrement appropriée, sans pour autant mentionner ou exclure les autres, ou qu’une certaine

manière de faire est préférée sans être nécessairement exigée, ou encore (à la forme négative) qu’une

certaine possibilité ou manière de faire est déconseillée mais non interdite».
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NORME INTERNATIONALE ISO 16900-9:2015(F)
Appareils de protection respiratoire — Méthodes d’essai et
équipement d’essai —
Partie 9:
Détermination de la teneur en dioxyde de carbone du
gaz inhalé
1 Domaine d’application

La présente partie de l’ISO 16900 spécifie les méthodes d’essai permettant de déterminer la teneur

accrue en dioxyde de carbone du gaz inhalé, liée au port de l’appareil de protection respiratoire (APR).

La présente partie de l’ISO 16900 ne couvre pas les APR alimentés en gaz respirable en circuit fermé.

NOTE Voir la méthode d’essai dans l’ISO 16900-13.
2 Références normatives

Les documents ci-après, 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 16972, Appareils de protection respiratoire — Termes, définitions, symboles graphiques et unités

de mesure
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 16972 s’appliquent.

4 Prérequis

Les normes de performance doivent indiquer les conditions de l’essai. Elles comprennent les éléments

suivants:
a) le nombre d’équipements à soumettre à essai;
b) les conditions de fonctionnement de l’APR;
c) les types de tête factice de l’APR;
d) tout conditionnement ou essai préalable;
e) les volumes respiratoires par minute (fréquence et volume courant);

f) les concentrations en dioxyde de carbone à l’expiration (moyenne et de crête);

g) tout écart par rapport à la (aux) méthode(s) d’essai spécifiée(s).
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ISO 16900-9:2015(F)
5 Exigences générales d’essai

Sauf spécification contraire, les valeurs indiquées dans la présente partie de l’ISO 16900 sont des

valeurs nominales. À l’exception des limites de température, les valeurs n’étant pas indiquées comme

des valeurs minimales ou maximales doivent faire l’objet d’une tolérance de ± 5 %. Sauf spécification

contraire, la température ambiante d’essai doit être comprise entre 16 °C et 32 °C et l’humidité relative

doit être égale à (50 ± 30) %. Les limites de température spécifiées doivent être indiquées avec une

exactitude de ± 1 °C.

Lorsque l’évaluation du critère de conformité/non-conformité dépend d’une mesure, il faut consigner

dans le rapport une incertitude de mesure, comme spécifié à l’Annexe A.
6 Principe

L’interface respiratoire est installé sur une tête factice/un torse d’APR. Toute alimentation en air ou

en gaz respirable est réalisée dans les conditions minimales du fabricant, sauf prescription contraire

dans les normes de performances. Le gaz respiratoire contenant une concentration définie de dioxyde

de carbone est acheminé à un débit spécifié depuis une machine respiratoire jusqu’à la tête factice/le

torse de l’APR. La concentration en dioxyde de carbone du gaz inhalé est analysée. L’essai est également

effectué sans installer l’APR sur la tête factice afin de déterminer la concentration de référence en

dioxyde de carbone de l’appareil d’essai. Cette valeur est ensuite soustraite de la valeur déterminée

lorsque l’APR est installé, afin de déterminer l’augmentation de la concentration en dioxyde de carbone

inhalé provoquée par l’APR.
7 Appareillage
7.1 Généralités

Les détails relatifs aux têtes factices d’APR, aux circuits de passage du gaz respiré et aux orifices de

prélèvement doivent être fournis.

La machine respiratoire doit expirer du dioxyde de carbone, avec des concentrations moyennes et de

crête, telles que définies dans les normes de performance. De cette façon, le gaz enrichi en dioxyde de

carbone est évacué de l’espace mort de l’interface respiratoire comme il le serait lorsque l’APR est porté

par une personne.

La teneur en dioxyde de carbone du gaz inhalé doit être analysée. Les résultats peuvent indiquer la

concentration moyenne en dioxyde de carbone inhalé et/ou l’espace mort équivalent.

Trois méthodes d’essai alternatives sont spécifiées en 7.2, 7.3, et 7.4 et illustrées dans les Figures 1,

2, et 3. Elles ont recours à différentes méthodes pratiques d’expiration de gaz enrichi en dioxyde de

carbone et à différentes méthodes de détermination de la concentration en dioxyde de carbone inhalé.

Ces trois méthodes se sont révélées appropriées pour la détermination de la concentration en dioxyde

de carbone du gaz respirable inhalé. Des combinaisons entre ces méthodes ou d’autres méthodes

peuvent être utilisées s’il est démontré qu’elles sont équivalentes; elles doivent toutefois utiliser une

tête factice/un torse approprié(e) pour APR.

L’exactitude de la mesure de la concentration en dioxyde de carbone inhalé est déterminée à l’aide des

volumes de vérification (étalons normalisés) qui sont soit de (250 ± 50) ml, soit de (500 ± 50) ml.

La concentration d’expiration de dioxyde de carbone doit être réglable pour être comprise dans les

limites prescrites dans les normes de performances.

Pour s’assurer que l’APR inspire de l’air de laboratoire contenant une concentration minimale en

dioxyde de carbone, un ventilateur auxiliaire (non représenté dans les Figures 1 à 3) est installé afin

d’éloigner l’air expiré par l’APR de l’orifice d’entrée de l’APR.

NOTE Le ventilateur auxiliaire n’est pas nécessaire lorsque les essais sont réalisés sur des appareils qui

possèdent leur propre système d’alimentation en gaz respirable (par exemple, des appareils à air comprimé).

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ISO 16900-9:2015(F)

Une ventilation de laboratoire efficace est nécessaire afin de maintenir la concentration ambiante en

dioxyde de carbone dans le laboratoire à moins de 0,1 % pendant les essais.

Pour les APR possédant leur propre système d’alimentation en gaz respirable, la concentration en

dioxyde de carbone dans le gaz fourni doit être inférieure à 0,1 %.
7.2 Méthode d’essai 1
7.2.1 Machine respiratoire

Une machine respiratoire équipée d’une seule bouteille doit être utilisée. Pour éviter toute erreur

pendant la mesure du dioxyde de carbone dans le gaz inhalé, il est important que les électrovannes

(voir Figure 1) soient correctement étanches lors de leur fermeture et qu’elles soient actionnées

exactement au même moment. Pour éviter de perturber l’équilibre de la pression à l’intérieur du

système, il convient de toujours actionner l’électrovanne au moment où le mouvement du piston est au

minimum. Le temps de réponse des soupapes doit être inférieur ou égal à 5 ms entre le déclenchement

et l’ouverture/fermeture complète. Le volume effectif des tuyaux entre l’orifice de sortie de la machine

respiratoire et la bouche de la tête factice de l’APR ne doit pas dépasser 4 l.
11 4 10
5 33 5
Légende
1 machine respiratoire 7 électrovanne
2 piston auxiliaire 8 tête factice de l’APR
3 soupape anti-retour 9 tuyau d’échantillonnage pour le gaz inhalé

4 dispositif de vérification du débit de dioxyde de carbone10 absorbant de dioxyde de carbone

5 dispositif de compensation du volume 11 alimentation en dioxyde de carbone
6 analyseur de dioxyde de carbone

Figure 1 — Schéma d’un dispositif type équipé d’une bouteille destiné aux essais relatifs à la

teneur en dioxyde de carbone du gaz inhalé
7.2.2 Analyseur de dioxyde de carbone

L’utilisation d’un analyseur de dioxyde de carbone à résolution de 0,01 % est recommandée. Des

analyseurs différents peuvent être utilisés pour mesurer le dioxyde de carbone expiré et inhalé.

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ISO 16900-9:2015(F)
7.2.3 Échantillonnage en dioxyde de carbone

Un échantillon de gaz inhalé est prélevé de la bouche (voir Figure 1, légende°9) par un poumon auxiliaire

entraîné par la machine respiratoire et en phase avec celle-ci. Le poumon auxiliaire est réglé de manière

à inspirer un volume d’échantillonnage connu (pourcentage choisi du volume inspiré par la machine

respiratoire) pendant le cycle d’inspiration de la machine. La «perte» apparente de volume inspiré par

la machine respiratoire est compensée par le volume de dioxyde de carbone introduit au moment du

cycle d’inspiration via le débitmètre situé dans la machine respiratoire. Il est donc important que ces

deux volumes soient de valeur égale.

La teneur en dioxyde de carbone du gaz expiré est contrôlée au débit requis par l’analyseur. Ce contrôle

doit être effectué avant et après chaque essai ou de manière continue pendant toute la durée de

l’essai. Le point d’échantillonnage est situé juste avant l’électrovanne dans le circuit d’expiration. Pour

maintenir l’équilibre, l’échantillon est réintroduit dans le circuit en amont du point d’échantillonnage.

L’absorbeur de dioxyde de carbone est nécessaire afin d’empêcher l’accumulation de dioxyde de carbone

dans le circuit. Les dispositifs de compensation du volume permettent de maintenir des conditions

constantes pour certaines parties du circuit d’essai. L’efficacité de l’absorbeur de dioxyde de carbone

doit être vérifiée avant et après l’essai.
7.2.4 Tête factice/torse pour APR

Une tête factice/un torse approprié(e), équipé(e) du tuyau d’échantillonnage doit être utilisé(e).

7.3 Méthode d’essai 2
7.3.1 Machine respiratoire et équipements auxiliaires

Une machine respiratoire équipée de deux bouteilles identiques doit être utilisée. La Figure 2 fournit

une représentation schématique de la machine respiratoire et de ses équipements auxiliaires, y compris

la tuyauterie et les électrovannes nécessaires pour l’application de cette méthode d’essai. Le temps de

réponse des soupapes actionnées de l’extérieur doit être inférieur ou égal à 5 ms entre le moment du

déclenchement et l’ouverture/fermeture complète. Le volume effectif des tuyaux entre l’orifice de sortie

de la machine respiratoire et la bouche de la tête factice de l’APR ne doit pas dépasser 4 l.

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ISO 16900-9:2015(F)
8 2
AB CD
2 2 2 2
Légende
1 machine respiratoire 8 analyseur de dioxyde de carbone
2 électrovannes 9 tête factice de l’APR

3 bouteille de dioxyde de carbone 10 réservoir d’expiration, avec soupape de trop plein si nécessaire

4 compresseur d’air 11 réservoir d’inspiration
5 dispositif de vérification de gaz d’essai 12 échappement d’air
6 soupape d’arrêt 13 soupape de sûreté
7 pompe d’aspiration
Étape 1:
Étape 2: Étape 3:
Électro- Pendant le conditionnement
Pendant l’échantillonnage du Après l’échantillonnage du
vanne préliminaire de
gaz inhalé de 5 respirations gaz inhalé
15 respirations

Phase d’inspi- Phase d’expi- Phase d’inspira- Phase d’expira- Phase d’inspi- Phase d’expi-

ration ration tion tion ration ration
a b
A O X O X X X
B X O X O O O
C O X O X O X
D X O X
...

Questions, Comments and Discussion

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