燃燒測(cè)試假人系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

時(shí)間：2021/6/9

燃燒測(cè)試假人系統(tǒng)主要由測(cè)試假人、數(shù)據(jù)采集裝置、火焰產(chǎn)生與控制裝置、皮膚熱傳遞模型與燒傷評(píng)估模型以及系統(tǒng)集中控制與應(yīng)用軟件平臺(tái)等構(gòu)成。設(shè)計(jì)原理是通過模擬著裝人體在燃燒火焰中的熱暴露過程，測(cè)試假人表面溫度的變化，預(yù)估可能造成皮膚的二度、三度燒傷及總燒傷面積百分比，燒傷面積百分比越大，服裝的阻燃防護(hù)性能越差，標(biāo)準(zhǔn)集團(tuán)（香港）有限公司是生產(chǎn)廠家，歡迎有需求的客戶電詢。
假人本體：
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，通過對(duì)比分析耐高溫材料的物理性能，選用目前耐溫等級(jí)高，力學(xué)性能、介電性能、耐腐性能好的聚酰亞胺作為測(cè)試假人本體主體材料，根據(jù)假人模型的外觀特征，按以下工藝制造假人本體模型：合成聚酰亞胺→固化樹脂材料→制作人體各解剖段模具及高溫模壓→真空固化→表面處理。

假人表面熱傳感器：
假人皮膚表面熱傳感器的作用是感知暴露在火場(chǎng)環(huán)境下人體皮膚的受熱程度，依此預(yù)測(cè)皮膚可能產(chǎn)生的燒傷程度。國(guó)外采用的熱傳感器主要有TPP銅片熱流計(jì)傳感器、絕熱銅片傳感器和嵌入式熱電偶傳感器。這3種傳感器中，絕熱銅片傳感器是可靠的熱傳感器。
實(shí)驗(yàn)表明：絕熱銅片傳感器與TPP銅片熱流計(jì)傳感器相似，讀數(shù)穩(wěn)定、反應(yīng)迅速、量程寬、重復(fù)性好，同時(shí)傳感器體積較TPP傳感器小，所占空間和質(zhì)量都比TPP銅片熱流計(jì)小得多。在高熱環(huán)境下，嵌入式熱電偶傳感器的平均反應(yīng)速度比絕熱銅片傳感器要慢。為此，課題組研制了絕熱銅片傳感器，該銅片的直徑為1cm，厚為0.16cm。采用釬焊工藝，將銅片與絲徑為0.2mm的K型熱電偶連接，測(cè)量精度達(dá)到了 0.2℃。
傳感器布設(shè)：
綜合考慮假人面積、數(shù)據(jù)采集、燒傷評(píng)估計(jì)算等因素，在假人表面均勻布設(shè)了120個(gè)絕熱銅片傳感器。安裝傳感器時(shí)，用銑刀按銅片直徑與深度鉆孔，保證傳感器表面及周紡織導(dǎo)報(bào)標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試圍與假人本體緊密配合，傳感器的分布均勻。
數(shù)據(jù)采集裝置：
數(shù)據(jù)采集裝置主要完成假人表面120個(gè)熱電偶溫度信號(hào)的采集處理。為保證120路溫度信號(hào)的同步和高速采集，設(shè)計(jì)20個(gè)數(shù)據(jù)采集處理單元，每個(gè)數(shù)據(jù)采集處理單元由主控CPU、AD采集電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、電源電路、熱電偶溫。
火焰產(chǎn)生與控制裝置：
火焰產(chǎn)生與控制裝置主要產(chǎn)生服裝阻燃防護(hù)性能測(cè)試要求的燃燒火焰。包括燃料的選用、燃?xì)廨斔凸艿涝O(shè)計(jì)和燃燒器等3個(gè)部分。
燃料選用：
對(duì)比分析常用潔凈、可燃?xì)怏w理化特性，丙烷來源廣泛，燃燒后形成水蒸汽和二氧化碳，是一種環(huán)保燃料，且其燃燒熱值高，沸點(diǎn)較低，安全性好，較適合在較冷的北方實(shí)驗(yàn)室使用，因此測(cè)試系統(tǒng)的燃料選定為丙烷。

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