一种用于模拟不同场景的生物激波管实验系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于模拟不同场景的生物激波管实验系统，属于防护装备抗暴抗冲击技术领域。该系统可以模拟冲击波在空中、水面、水下三种不同场景中对生物体的作用过程，包括激波管道系统、数据采集系统、配气系统、点火系统等。整个实验装置放置于一个嵌入地下的矩形水池中，通过调节水池中水位，控制激波管传输段、增强段和方舱内的水位，完成爆炸冲击波在在空中、水面、水下介质传播过程中对生物体的冲击作用过程。本实验系统不仅可模拟不同类型、不同当量反舰武器在空中、水面、水下爆炸后冲击波对舰艇内人员的冲击损伤实验，还可以为人员及其防护装置的抗爆抗冲击论证和评估提供实验平台。验平台。验平台。

【技术实现步骤摘要】
一种用于模拟不同场景的生物激波管实验系统


[0001]本专利技术涉及防护装备抗暴抗冲击
，特别是指一种用于模拟不同场景的生物激波管实验系统。

技术介绍

[0002]保证舰艇内人员的生命安全对于保持舰艇战斗力、生命力具有重大作用。反舰导弹、鱼雷、水雷是典型的反舰武器，现代反舰武器具有隐蔽性好、命中精度高、毁伤威力大等特点，在战时状态下，舰艇人员易受到自于空中反舰导弹、水面水雷和水下鱼雷的爆炸冲击伤害，反舰武器在空中、水面、水下爆炸后产生的冲击波将对舰艇内的人员生命安全构成巨大的威胁。由于爆炸冲击波的传播媒介不同,导致冲击波对生物体的损伤特点、损伤机制、损伤阈值等均有所不同。激波管实验系统是一种非常常见的实验系统，但是这些实验系统只能模拟单一介质下冲击波的传播，例如常规激波管实验系统(空中)、水激波管实验系统，未见可以完整模拟空中、水面和水下三种不同场景中冲击波对生物体作用过程的实验系统。因此，研发冲击波在空中、水面、水下的不同场景中对舰艇内人员的冲击损伤生物激波管实验系统，对于全面揭示舰艇人员及其防护装备的抗爆抗冲击研究具有重要的意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是提出一种用于模拟不同场景的生物激波管实验系统。该系统可以模拟冲击波在空中、水面、水下三种不同场景中对生物体的作用过程，并通过调节预混气体比例、膜片位置、传输段长度，实现调控爆炸冲击波的峰值压力、正压作用时间和负压作用时间的功能。模拟不同类型、不同当量反舰武器在空中、水面、水下爆炸后对舰艇人员的冲击损伤实验。从而达到为舰艇人员的抗爆抗冲击研究工作提供数据支撑，为人员及其防护装置的抗爆抗冲击论证和评估提供实验平台的目的。
[0004]该系统包括矩形水池、配气系统、点火系统、激波管道系统及数据采集系统，矩形水池嵌入地下，用于放置整个实验系统，激波管道系统置于矩形水池中，配气系统、点火系统和数据采集系统连接激波管道系统。
[0005]矩形水池设置进水口和出水口，进水口设置在池壁，出水口设置在池底，用于调节水池和激波管内的水位，通过调节预混气的气体比例、膜片位置及传输段长度，来调控爆炸冲击波的峰值压力、正压作用时间和负压作用时间。
[0006]配气系统包括控制面板、压力传感器、仪表显示器、真空泵、预混气气瓶、引爆气气瓶与纯气气瓶，预混气气瓶、引爆气气瓶和纯气气瓶分别固定于安全柜中，安全柜中设置气体的检测警报装置，控制面板控制预混气气瓶、引爆气气瓶和纯气气瓶的开启。
[0007]点火系统包括触发器、隔分开关、高压电容组、高压电源及点火器，高压电源连接高压电容组，高压电容组连接点火器，点火之前关闭与爆轰管相连的各阀门。
[0008]激波管道系统包括驱动段、传输段、激波增强段及实验段，配气系统连接驱动段，驱动段上设置点火器，驱动段后接传输段，传输段后接激波增强段，激波增强段后接试验
段，驱动段、传输段和激波增强段上均设置传感器，传感器连接数据采集系统。驱动段、传输段和激波增强段之间通过法兰连接，法兰之间设置膜片。预混气在驱动段内被点燃，形成稳定爆轰，爆轰波冲破放置于法兰之间的膜片，进入传输段、通过调节传输段的距离来调节冲击波强度。
[0009]实验段为长方体状方管，在方管内放置待测生物体，方管顶部及两侧设置观察窗，观察窗外侧设置高速摄影机、高速红外热成像仪。
[0010]待测生物体在需要测试部位设置柔性传感器，待测生物体体外还设置体外传感器，柔性传感器和体外传感器连接压力测试系统，压力测试系统连接触发系统，触发系统连接高速摄影机和高速红外热成像仪，传感器包括压力传感器、应力应变传感器等。
[0011]本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：
[0012]上述方案中，能够模拟冲击波在空中、水面、水下三种不同场景中对生物体的作用过程，并通过调节预混气体比例、膜片位置、传输段长度，实现调控爆炸冲击波的峰值压力、正压作用时间和负压作用时间的功能。模拟不同类型、不同当量反舰武器在空中、水面、水下爆炸后对舰艇人员的冲击损伤实验。从而达到为舰艇人员的抗爆抗冲击研究工作提供数据支撑，为人员及其防护装置的抗爆抗冲击论证和评估提供实验平台的目的。
附图说明
[0013]图1为本专利技术多功能生物激波管试验系统的示意图；
[0014]图2为本专利技术激波管试验系统模拟空中、水面、水下爆炸冲击波对生物体作用过程示意图，其中，(a)为空中，(b)为水面，(c)为水下；
[0015]图3为本专利技术生物体测试系统示意图。
[0016]其中：1
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预混气气瓶，2
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引爆气气瓶，3
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纯气气瓶，4
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控制面板，5
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高压电容组，6
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高压电源，7
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计算机，8
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高速摄影机，9
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高速红外热成像仪，10
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点火器，11
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驱动段，12
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传感器，13
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传输段，14
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法兰，15
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膜片，16
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激波增强段，17
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方管，18
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进水口，19
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出水口，20
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体外传感器，21
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柔性传感器，22
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待测生物体。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0018]本专利技术提供一种用于模拟不同场景的生物激波管实验系统。
[0019]该系统包括矩形水池、配气系统、点火系统、激波管道系统及数据采集系统。
[0020]如图1所示，矩形水池嵌入地下，用于放置整个实验装置，矩形水池设置进水口18和出水口19，进水口18设置在池壁，出水口19设置在池底，用于调节水池和激波管内的水位，通过调节预混气1的气体比例、膜片15位置及传输段13长度，来调控爆炸冲击波的峰值压力、正压作用时间和负压作用时间。
[0021]如图2所示，当水池中无水时，该实验系统可以模拟空中爆炸冲击波对生物体的作用过程；当水池中的水位正好位于激波管的对称轴上时，激波管内将有一半的空间灌入了水池中的水，此时可以模拟水面爆炸冲击波对生物体的作用过程；当水池中的水位高于激波管管道时，激波管内充满了了水池中的水，此时可以模拟水下爆炸冲击波对生物体的作
用过程。另外，由于整个激波管实验系统是部署在地下矩形的加固水池中，因此水池在激波管实验进行过程中可以起到很好的防护效果。
[0022]配气系统包括控制面板4、压力传感器、仪表显示器、真空泵、预混气气瓶1、引爆气气瓶2与纯气气瓶3，通过开闭位于控制面板上的阀门，完成混合气体配置操作。预混一定时间后，可将预混气或引爆气充入激波管中，预混气气瓶1、引爆气气瓶2与纯气气瓶3分别固定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于模拟不同场景的生物激波管实验系统，其特征在于：包括矩形水池、配气系统、点火系统、激波管道系统及数据采集系统，矩形水池嵌入地下，用于放置整个实验系统，激波管道系统置于矩形水池中，配气系统、点火系统和数据采集系统连接激波管道系统。2.根据权利要求1所述的用于模拟不同场景的生物激波管实验系统，其特征在于：所述矩形水池设置进水口(18)和出水口(19)，进水口(18)设置在池壁，出水口(19)设置在池底，用于调节水池和激波管内的水位。3.根据权利要求1所述的用于模拟不同场景的生物激波管实验系统，其特征在于：所述配气系统包括控制面板(4)、压力传感器、仪表显示器、真空泵、预混气气瓶(1)、引爆气气瓶(2)与纯气气瓶(3)，预混气气瓶(1)、引爆气气瓶(2)和纯气气瓶(3)分别固定于安全柜中，安全柜中设置气体检测警报装置，控制面板(4)控制预混气气瓶(1)、引爆气气瓶(2)和纯气气瓶(3)的开启。4.根据权利要求1所述的用于模拟不同场景的生物激波管实验系统，其特征在于：所述点火系统包括触发器、隔分开关、高压电容组(5)、高压电源(6)及点火器(10)，高压电源(6)连接高压电容组(5)，高压电容组(5)连接点火器(10)，点火之前关闭与爆轰管相连的各阀门。5.根据权利要求1所述的用于模拟不同场景的生物激波管实验...

【专利技术属性】
技术研发人员：周正青，巨圆圆，张英华，杜泽晨，张磊，赵焕娟，杜志鹏，黄志安，高玉坤，刘佳，张志博，廖唯良，
申请(专利权)人：中国人民解放军九二九四二部队，
类型：发明
国别省市：