一种防护装备抗爆炸冲击性能测试实验系统技术方案

本发明专利技术公开了一种防护装备抗爆炸冲击性能测试实验系统，包括气态、粉尘态爆炸冲击波发生装置、冲击波实验装置、测试系统、支撑装置以及人体部位仿生模型组件；所述冲击波实验装置下方安装在支撑装置上、前端与气态、粉尘态爆炸冲击波发生装置连接，所述冲击波实验装置的内部设有人体部位仿生模型组件；本发明专利技术将人体部位仿生模型组件安装在冲击波实验装置，能模拟可燃气体以及粉尘微小颗粒的密闭受限爆炸环境，从而模拟由爆炸冲击波去冲击冲击波实验装置内的个体防护装备的实验环境，通过测试系统能够测试不同爆炸环境下冲击波作用到人体不同部位的冲击超压数值，为从事危化品行业人员等选用适当的防护装备提供参考，达到保护人生命安全的目的。人生命安全的目的。人生命安全的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种防护装备抗爆炸冲击性能测试实验系统


[0001]本专利技术涉及人员安全防护装备测试
，具体涉及一种气态、粉尘态强爆轰条件下防护装备抗爆炸冲击实验系统。

技术介绍

[0002]现有技术对个体防护装备的防爆性能的测试基本采取一种方式，该方式在国际上通用，参照标准NIJ 0117《公共安全排爆服标准》，该标准规定使用C4炸药模拟爆炸场景，通过定点爆破产生爆炸冲击波,该类爆炸冲击波由TNT炸药产生，具有典型的强热高压特征，爆炸产生的冲击波以TNT爆破点为中心呈弧面向四周空间扩散。
[0003]但在真实的爆炸场景中，除TNT炸药这类固态爆燃物外，还有许多可燃气体泄漏或粉尘扩散等情况引起的气态、粉尘态爆炸。该类爆炸通常发生在密闭受限空间内，如管道、厂房等内部，其发生特点是爆燃物经过一定时间汇聚在某个空间内，当其浓度达到爆炸下限后遇明火发生爆炸。
[0004]爆炸产生的冲击波可在极短时间内达到强爆轰状态，传播速度极快。由于受空间限制，爆炸冲击波只能沿着单一方向传播，导致爆炸产生的能量汇聚在冲击波前沿，使得冲击波多以平面冲击波为主要传播方式。现有的定点TNT炸药爆炸冲击波模拟技术无法准确模拟气态、粉尘态爆燃物在密闭受限空间内单一方向平面冲击波冲发生场景，针对于该类场景缺乏人员个体防护装备抗爆性能测试手段。
[0005]比如公开号为CN104535285A，专利名称为一种排爆个人防护装备的冲击波衰减率的测试方法，公开了一种主要利用爆炸冲击波对人员个体防护装备抗爆性能测试的手段，该专利是在某个空间内引发爆炸源，将防护设备置于爆炸范围内，无法实现准确模拟气态、粉尘态爆燃物在密闭受限空间内单一方向平面冲击波冲发生场景。
[0006]由此可见，设计出一种通用的气态、粉尘态爆燃物在密闭受限空间内单一方向平面冲击波爆炸冲击实验平台，提供多种类可燃气体、粉尘爆燃物的爆炸冲击场景，对于有效提高个体防护装备抗爆性能测试方式是必要的。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题在于：如何解决目前定点TNT炸药爆炸冲击波模拟技术无法准确模拟气态、粉尘态爆燃物在密闭受限空间内单一方向平面冲击发生场景的问题。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]一种防护装备抗爆炸冲击性能测试实验系统，包括气态、粉尘态爆炸冲击波发生装置、冲击波实验装置、测试系统、支撑装置以及人体部位仿生模型组件；
[0010]所述冲击波实验装置下方安装在支撑装置上、前端与气态、粉尘态爆炸冲击波发生装置连接，且冲击波实验装置与气态、粉尘态爆炸冲击波发生装置在同一水平面上，所述冲击波实验装置的内部设有人体部位仿生模型组件；
[0011]所述气态、粉尘态爆炸冲击波发生装置的上方，以及冲击波实验装置的两侧设有测试系统。
[0012]本专利技术通过设气态、粉尘态爆炸冲击波发生装置和冲击波实验装置，将人体部位仿生模型组件安装在冲击波实验装置，能模拟可燃气体(如氢气、甲烷等气态可燃物)以及粉尘微小颗粒(如面粉等粉尘态可燃物)的密闭受限爆炸环境，从而模拟由气体或粉尘爆炸冲击波去冲击冲击波实验装置内的个体防护装备的实验环境，为研究防护装备防爆性能提供一种新的装置，通过测试系统能够测试不同爆炸环境下冲击波作用到人体不同部位的冲击超压数值，为从事危化品行业人员、消防员、排爆员等选用适当的防护装备提供参考，最终达到保护人生命安全的目的。
[0013]作为本专利技术进一步的方案：所述气态、粉尘态爆炸冲击波发生装置包括有前驱爆轰组件、隔膜组件、从动传播管道和气路模块，所述前驱爆轰组件的前端与气路模块连接、后端设有隔膜组件，所述隔膜组件的后端又设有从动传播管道。
[0014]作为本专利技术进一步的方案：所述前驱爆轰组件包括有驱动腔室和点火模块，所述驱动腔室的前端设有点火孔、可燃气孔、氧气孔以及抽气孔，其中点火模块连接到点火孔，可燃气孔、氧气孔以及抽气孔通过防爆软管连接到气路模块。
[0015]作为本专利技术进一步的方案：所述点火模块包括有高能点咀、点火电缆和储能电容器，其中储能电容器设在气路模块上，且储能电容器通过点火电缆与高能点咀连接，所述高能点咀能够连接到点火孔内。
[0016]作为本专利技术进一步的方案：所述气路模块包括有配气工作台，所述配气工作台上方设有三组气路，分别为可燃气气路、氧气气路和真空抽气气路；
[0017]真空抽气气路包括气路电磁阀组件，气路电磁阀组件一端通过管道连通到抽气孔、另一端通过气路单向阀组件与静压传感器连接，且静压传感器还通过排气气路与设在配气工作台上的真空气路气泵连接；
[0018]氧气气路包括有气路电磁阀组件，该气路电磁阀组件一端通过管道连通到氧气孔、另一端通过气路单向阀组件与气路流量阀组件连接，且气路流量阀组件通过阻火器组件连接到氧气气瓶内；
[0019]可燃气气路包括有气路电磁阀组件，该气路电磁阀组件一端通过管道连通到可燃气孔、另一端也通过气路单向阀组件与气路流量阀组件连接，该气路流量阀组件通过阻火器组件连接到可燃气气瓶内。
[0020]作为本专利技术进一步的方案：所述隔膜组件包括有隔膜夹持装置和爆破膜片，其中隔膜夹持装置为矩形框结构，且中间位置开设矩形孔、顶部开设安装孔，所述隔膜夹持装置内位于矩形孔的两侧设卡槽，所述爆破膜片能够从安装孔导入并固定到两侧的卡槽内。
[0021]作为本专利技术进一步的方案：所述冲击波实验装置包括有扩张管道、实验舱室组件和冲击波消波舱室组件，所述扩张管道为喇叭状膨胀管道，其前端与气态、粉尘态爆炸冲击波发生装置连接、后端与实验舱室组件连接，所述实验舱室组件的后端连接有冲击波消波舱室组件。
[0022]作为本专利技术进一步的方案：所述实验舱室组件包括有实验舱和安装在实验舱两侧壁的观察窗，其中观察窗选用JGS1型石英玻璃。
[0023]作为本专利技术进一步的方案：所述冲击波消波舱室组件包括有消波舱和激波消波组
件，其中激波消波组件垂直于冲击波传播方向设置在消波舱内，激波消波组件边缘侧面贴合在消波舱的内侧表面上；所述激波消波组件包含至少两块消波板，消波板上包含若干格栅孔。
[0024]作为本专利技术进一步的方案：所述测试系统包括有压力传感器和高速纹影摄像系统，其中压力传感器设有若干组，分别安装在气态、粉尘态爆炸冲击波发生装置上、以及冲击波实验装置内的实验舱上；
[0025]所述高速纹影摄像系统包括有纹影工作台与高速摄像工作台，分别安装在实验舱上。
[0026]作为本专利技术进一步的方案：所述纹影工作台上设有纹影反光镜一、激光光源底座、激光打光器、激光镜片和透光镜片一，所述激光光源底座位于纹影反光镜一的一侧，且激光光源底座的顶部设有激光光源，其中激光光源、激光打光器、激光镜片处于同一条水平线上。
[0027]作为本专利技术进一步的方案：所述高速摄像工作台上设有纹影反光镜二、高速相机底座、刀口和透光镜片二，高速相机底座的顶部设有高速摄像机；
[0028]所述纹影反光镜一、纹影反光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防护装备抗爆炸冲击性能测试实验系统，其特征在于：包括气态、粉尘态爆炸冲击波发生装置(1)、冲击波实验装置(2)、测试系统(3)、支撑装置(4)以及人体部位仿生模型组件(5)；所述冲击波实验装置(2)下方安装在支撑装置(4)上、前端与气态、粉尘态爆炸冲击波发生装置(1)连接，所述冲击波实验装置(2)的内部设有人体部位仿生模型组件(5)；所述气态、粉尘态爆炸冲击波发生装置(1)的上方，以及冲击波实验装置(2)的两侧设有测试系统(3)。2.根据权利要求1所述的一种防护装备抗爆炸冲击性能测试实验系统，其特征在于：所述气态、粉尘态爆炸冲击波发生装置(1)包括有前驱爆轰组件(11)、隔膜组件(12)、从动传播管道(13)和气路模块(14)，所述前驱爆轰组件(11)的前端与气路模块(14)连接、后端设有隔膜组件(12)，所述隔膜组件(12)的后端又设有从动传播管道(13)。3.根据权利要求2所述的一种防护装备抗爆炸冲击性能测试实验系统，其特征在于：所述前驱爆轰组件(11)包括有驱动腔室(111)和点火模块(112)，所述驱动腔室(111)的前端设有点火孔、可燃气孔、氧气孔以及抽气孔，其中点火模块(112)连接到点火孔，可燃气孔、氧气孔以及抽气孔通过防爆软管连接到气路模块(14)。4.根据权利要求3所述的一种防护装备抗爆炸冲击性能测试实验系统，其特征在于：所述点火模块(112)包括有高能点咀(1121)、点火电缆(1122)和储能电容器(1123)，其中储能电容器(1123)设在气路模块(14)上，且储能电容器(1123)通过点火电缆(1122)与高能点咀(1121)连接，所述高能点咀(1121)能够连接到点火孔内。5.根据权利要求3所述的一种防护装备抗爆炸冲击性能测试实验系统，其特征在于：所述气路模块(14)包括有配气工作台(1413)，所述配气工作台(1413)上方设有三组气路，分别为可燃气气路(141)、氧气气路(142)和真空抽气气路(143)；真空抽气气路(143)包括气路电磁阀组件(144)，气路电磁阀组件(144)一端通过管道连通到抽气孔、另一端通过气路单向阀组件(145)与静压传感器(147)连接，且静压传感器(147)还通过排气气路(1410)与设在配气工作台(1413)上的真空气路气泵(149)连接；氧气气路(142)包括有气路电磁阀组件(144)，该气路电磁阀组件(144)一端通过管道连通到氧气孔、另一端通过气路单向阀组件(145)与气路流量阀组件(146)连接，且气路流量阀组件(146)通过阻火器组件(148)连接到氧气气瓶(1412)内；可燃气气路(141)包括有气路电磁阀组件(144)，该气路电磁阀组件(144)一端通过管道连通到可燃气孔、另一端也通过气路单向阀组件(145)与气路流量阀组件(146)连接，该气路流量阀组件(146)通过阻火器组件(148)连接到可燃气气瓶(1411)内。6.根据权利要求2所述的一种防护装备抗爆炸冲击性能测试实验系统，其特征在于：所述隔膜组件(12)包括有隔膜夹持装置(121)和爆破膜片(122)，其中隔膜夹持装置(121)为矩形框结构，且中间位置开设矩形孔、顶部开设安装孔，所述隔膜夹持装置(121)内位于矩形孔的两侧设卡槽，所述爆破膜片(122)能够从安装孔导入并固定到两侧的卡槽内。7.根据权利要求1所述的一种防护装备抗爆炸冲击性能测试实验系统，其特征在于：所述冲击波实验装置(2)包括有扩张管道(21)、实验舱室组件(22)和冲击波消波舱室组件(23)，所述扩张管道(21)为喇叭状膨胀管道，其前端与气态、粉尘态爆炸冲击波发生装置(1)连接、后端与实验舱室组件(22)连接，所述实验舱室组件(22)的后端连接有冲击波消波
舱室组件(23)。8.根据权利要求7所述的一种防护装备抗爆炸冲击性能测试实验系统，其特征在于：所述实验舱室组件(22)包括有实验舱(221)和安装在实验舱(221)两侧壁的观察窗(222)，其中观察窗(222)选用JGS1型石英玻璃。9.根据权利要求7所述的一种防护装备抗爆炸冲击性能测试实验系统，其特征在于：所述冲击波消波舱室组件(23)包括有消波舱(231)和激波消波组件(232)，其中激波消波组件(232)垂直于冲击波传播方向设置在消波舱(231)内，激波消波组件(232)边缘侧面贴合在消波舱(231)的内侧表面上；所述激波消波组件(232)包含至少两块消波板，消波板上包含若干格栅孔。10.根据权利要求1所述的一种防护装备抗爆炸冲击性能测试实验系统，其特征在于：所述测试系统(3)包括有压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋舆涵，李亚运，付明，刘小勇，郭贤，李经纬，
申请(专利权)人：清华大学合肥公共安全研究院，
类型：发明
国别省市：