燃(ran)燒測試假(jia)人(ren)系(xi)統(tong)設計原(yuan)理

燃燒測試假(jia)人(ren)系(xi)統(tong)主要(yao)由測試假(jia)人(ren)、數據(ju)采(cai)集(ji)裝(zhuang)置(zhi)、火(huo)焰產生(sheng)與(yu)控制(zhi)裝(zhuang)置(zhi)、皮膚(fu)熱傳(chuan)遞(di)模(mo)型與(yu)燒傷評估(gu)模(mo)型以(yi)及(ji)系(xi)統(tong)集中(zhong)控(kong)制與應用軟件平臺等(deng)構成(cheng)。設(she)計原(yuan)理是(shi)通過(guo)模(mo)擬(ni)著裝(zhuang)人(ren)體(ti)在(zai)燃燒火焰中(zhong)的(de)熱暴露過(guo)程(cheng)，測試假(jia)人(ren)表(biao)面溫(wen)度(du)的(de)變化(hua)，預(yu)估可能造(zao)成皮膚(fu)的二度(du)、三(san)度(du)燒傷及(ji)總燒傷面積(ji)百分比，燒傷面積(ji)百分比越大(da)，服(fu)裝(zhuang)的(de)阻(zu)燃(ran)防護性(xing)能越差，標準(zhun)集團(tuan)（香(xiang)港）有(you)限公(gong)司(si)是(shi)生產廠家(jia)，歡(huan)迎有(you)需求(qiu)的客(ke)戶(hu)電(dian)詢(xun)。
假(jia)人(ren)本體(ti)：
根(gen)據(ju)設(she)計要(yao)求(qiu)，通過(guo)對比分析耐高溫(wen)材(cai)料(liao)的(de)物理性(xing)能，選(xuan)用目(mu)前(qian)耐溫(wen)等(deng)級(ji)高(gao)，力學性(xing)能、介電(dian)性(xing)能、耐(nai)腐性(xing)能好(hao)的聚(ju)酰亞胺(an)作(zuo)為燃燒測試假(jia)人(ren)本體(ti)主(zhu)體(ti)材(cai)料(liao)，根(gen)據(ju)假(jia)人(ren)模(mo)型的(de)外(wai)觀特征(zheng)，按以(yi)下(xia)工藝(yi)制造(zao)假(jia)人(ren)本體(ti)模(mo)型：合成聚(ju)酰亞胺(an)→固(gu)化(hua)樹(shu)脂材(cai)料(liao)→制(zhi)作(zuo)人體各(ge)解(jie)剖(pou)段模(mo)具(ju)及高(gao)溫(wen)模(mo)壓→真(zhen)空固(gu)化(hua)→表(biao)面處理。

假(jia)人(ren)表(biao)面熱傳感器(qi)：
假(jia)人(ren)皮膚(fu)表(biao)面熱傳感器(qi)的作(zuo)用是(shi)感知(zhi)暴露在(zai)火場環境下(xia)人(ren)體皮膚(fu)的受(shou)熱(re)程(cheng)度(du)，依此(ci)預(yu)測皮膚(fu)可能產生(sheng)的(de)燒傷程(cheng)度(du)。國(guo)外(wai)采用的(de)熱(re)傳(chuan)感器主(zhu)要(yao)有(you)TPP銅(tong)片(pian)熱流計(ji)傳感器(qi)、絕(jue)熱銅(tong)片(pian)傳感器和(he)嵌(qian)入(ru)式(shi)熱(re)電(dian)偶傳(chuan)感器(qi)。這(zhe)3種傳(chuan)感器(qi)中(zhong)，絕(jue)熱銅(tong)片(pian)傳感器是(shi)可靠(kao)的熱傳感器。
實(shi)驗表(biao)明：絕(jue)熱銅(tong)片(pian)傳感器與(yu)TPP銅(tong)片(pian)熱流計(ji)傳感器(qi)相(xiang)似，讀數穩定、反應迅(xun)速、量(liang)程(cheng)寬、重復性(xing)好(hao)，同時(shi)傳(chuan)感(gan)器(qi)體積(ji)較(jiao)TPP傳(chuan)感(gan)器小，所(suo)占空間(jian)和(he)質量都(dou)比TPP銅(tong)片(pian)熱流計(ji)小得(de)多(duo)。在(zai)高熱環境下(xia)，嵌(qian)入(ru)式(shi)熱(re)電(dian)偶傳(chuan)感器(qi)的(de)平均反(fan)應速(su)度(du)比絕(jue)熱(re)銅(tong)片(pian)傳感器要(yao)慢(man)。為此(ci)，課題組(zu)研(yan)制了絕熱銅(tong)片(pian)傳感器，該(gai)銅(tong)片(pian)的直(zhi)徑(jing)為1cm，厚為0.16cm。采用釬(qian)焊工藝(yi)，將(jiang)銅(tong)片(pian)與絲徑(jing)為0.2mm的K型熱(re)電偶連(lian)接(jie)，測量精(jing)度(du)達(da)到了 0.2℃。
傳感器布設：
綜合考慮(lv)假(jia)人(ren)面積(ji)、數據(ju)采(cai)集(ji)、燒傷評估(gu)計(ji)算(suan)等(deng)因(yin)素(su)，在(zai)假(jia)人(ren)表(biao)面均勻(yun)布設了120個絕熱(re)銅(tong)片(pian)傳感器。安裝(zhuang)傳(chuan)感(gan)器(qi)時(shi)，用銑刀按銅(tong)片(pian)直(zhi)徑(jing)與(yu)深(shen)度(du)鉆孔，保(bao)證傳(chuan)感器(qi)表(biao)面及周紡織導(dao)報(bao)標準(zhun)與測試圍(wei)與假(jia)人(ren)本體(ti)緊(jin)密配(pei)合，傳感(gan)器的分布均勻(yun)。
數據采(cai)集裝(zhuang)置(zhi)：
數(shu)據(ju)采(cai)集裝(zhuang)置(zhi)主(zhu)要(yao)完(wan)成假(jia)人(ren)表(biao)面120個熱電(dian)偶溫(wen)度(du)信號(hao)的(de)采集處理(li)。為保證120路(lu)溫(wen)度(du)信號(hao)的(de)同步和高速(su)采(cai)集(ji)，設計(ji)20個數據(ju)采集(ji)處(chu)理(li)單元(yuan)，每(mei)個數據(ju)采集(ji)處(chu)理(li)單元(yuan)由主控(kong)CPU、AD采集(ji)電(dian)路(lu)、實(shi)時(shi)時(shi)鐘(zhong)電(dian)路(lu)、電源(yuan)電(dian)路(lu)、熱電(dian)偶溫(wen)。
火(huo)焰產生(sheng)與(yu)控制(zhi)裝(zhuang)置(zhi)：
火(huo)焰產生(sheng)與(yu)控制(zhi)裝(zhuang)置(zhi)主(zhu)要(yao)產生(sheng)服(fu)裝(zhuang)阻(zu)燃(ran)防護性(xing)能測試要(yao)求(qiu)的燃燒火焰。包(bao)括(kuo)燃(ran)料(liao)的(de)選(xuan)用、燃(ran)氣(qi)輸(shu)送(song)管(guan)道設(she)計(ji)和(he)燃燒器等(deng)3個部分。
燃料(liao)選(xuan)用：
對(dui)比分析常用潔(jie)凈(jing)、可(ke)燃氣體(ti)理化(hua)特性(xing)，丙(bing)烷(wan)來源(yuan)廣(guang)泛(fan)，燃燒後(hou)形(xing)成(cheng)水(shui)蒸(zheng)汽(qi)和(he)二氧化(hua)碳(tan)，是(shi)壹(yi)種環保燃料(liao)，且其(qi)燃(ran)燒熱值(zhi)高，沸點較(jiao)低(di)，安全性(xing)好(hao)，較(jiao)適合在(zai)較(jiao)冷(leng)的(de)北(bei)方(fang)實(shi)驗室使(shi)用，因(yin)此(ci)測試系(xi)統(tong)的燃料(liao)選(xuan)定為丙(bing)烷(wan)。