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燃烧假人应用前景分析

发布时间:2020-10-22 11:44
    假人测试系统的改进
    1)进一步改进传感器,更加接近真实皮肤的性质。传感器的选用是一个非常重要的部分。目前使用的传感器主要有铜片传感器和皮肤模拟传感器,但都有不足。铜片传感器与皮肤的吸热速度有所不同,皮肤的温度上升要比铜片传感器快;而皮肤模拟传感器的密度、热容、散热系数与皮肤有一定差距。因此改进传感器,使之更接近皮肤的热吸收能力,对于提高燃烧假人测试的精确性有重要意义。
    2)燃烧假人与出汗假人相结合,全面客观评价防护服。目前的测试条件下,无论是TPP测试装置还是燃烧假人测试系统都不能模拟水汽传递。水汽传递对于防护性能具有不可忽视的影响。消防员在灭火过程中服装经常被淋湿,而消防员本身也会出汗。如果能将燃烧假人改进,可以模拟出汗状态,即实现燃烧假人与出汗假人的完美结合,就可以为防护服的整体测试,无论是防护性能测试还是舒适性测试提供客观测试结果。
    3)燃烧假人的智能化研究,更加真实模拟救火情况。国际上现有的燃烧假人大部分不能活动。而活动水平的不同必定影响防护性能的测试结果,因此对热防护性能的评价和研究不能局限于静止状态的情况。如果给假人装上智能系统,使其更像真人一样活动,就能更加真实的模拟消防员实际救火情况,更加客观全面地测评消防服。
    4)真实再现各种火场状况,拓宽阻燃防护服的研究领域。现行燃烧假人系统只能模拟火场环境,但火场除了火,还有可能有水、烟气、毒,改进燃烧假人测试系统,使其既能模拟火,又能模拟水、毒、烟气的火场环境,可以拓宽阻燃防护服的研究领域。
    应用领域的拓宽
    ① 燃烧假人测试技术是国际公认的客观评价服装整体热防护性能的最优技术。未来可能的应用领域:
    ② 测试和分析服装。利用燃烧假人测试系统,可以开展各种消防服、军服等防护装备阻燃性能测评及影响因素研究。缩短阻燃新材料与装备研究周期,提高研究水平,促进个体防护装备的发展。
    ③ 研究人体。利用燃烧假人测试系统,创造真实的火焰-服装-皮肤环境条件,监测燃烧过程中假人皮肤热流和温度变化,对于进一步进行人体皮肤组织烧伤分析的生物物理学研究提供了有效的数据基础。
    ④ 安全防护。除了消防服,普通的服装也需要一定的阻燃性能。燃烧假人不仅可以用在军用防护服测试,在民用方面对于推进热防护织物、服装等装备研发,防护火灾和热辐射等危险环境对人体造成的热伤害,也具有重要研究意义。
    燃烧假人系统的主要构成
    系统主要是由燃烧假人、数据采集装置、火焰产生与控制装置、皮肤热传递模型与烧伤评估模型以及系统集中控制与应用软件平台等构成。原理是通过模拟着装人体在燃烧火焰中的热暴露过程,测试假人表面温度的变化,预估可能造成皮肤的二度、三度烧伤及总烧伤面积百分比,烧伤面积百分比越大,服装的阻燃防护性能越差。
    燃烧假人。采用非金属材料制作,服装测试时火焰的持续时间一般为4s,假人表面需要在300℃的燃烧火焰条件下具有良好的热稳定性。
    传感器。燃烧假人表面的传感器对燃烧火焰的反应,应与人体皮肤对火焰的反应接近。目前国内外采用的传感器主要有TPP铜片热流计传感器、绝热铜片传感器和嵌入式热电偶传感器三种。传感器的布设需综合考虑假人面积、数据采集、烧伤评估计算等因素。
    数据采集。数据采集装置主要完成假人表面各传感器的信号采集处理。为保证多个传感器信号的同步高效采集,需要多个数据处理单元。
    火焰产生和控制装置。火焰产生与控制装置包括燃料的选用(通常采用丙烷材料)、燃气输送管道和燃烧器。
    应用软件。应用软件平台是整个系统的神经中枢,主要由数据采集模块、检测与控制模块、矩阵运算模块、烧伤预测分析处理模块和系统资源管理模块构成。
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