一种动物耳膜爆炸冲击波损伤等级测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种动物耳膜爆炸冲击波损伤等级测量装置及方法，解决动物实验中个体差异大、结果不稳定、操作难度大、检测成本高、干扰因素多的问题。本发明专利技术装置由封装壳体、2N个膜片组件、N根固定杆和底座组成。一个膜片组件由两个环形夹片和一块敏感薄膜组成，敏感薄膜模拟鼓膜，固定杆为透明圆管，模拟耳道，中间有隔板隔开，防止相互干扰，在不同距离和方向的爆炸冲击波作用下，根据膜破裂的程度来评定冲击波对耳膜损伤的等级。本发明专利技术装置不需电源，无需布设电缆，成本低、体型小、装配简单，封装壳体可以多次使用，摒弃了动物实验的复杂和不确定性，大大提高布设规模，使得对爆炸场冲击波可能的损伤等级测量可靠、准确、稳定。稳定。稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种动物耳膜爆炸冲击波损伤等级测量装置及方法


[0001]本专利技术属于测量检测领域，具体涉及一种爆炸产生的冲击波对鼓膜损伤等级的测量装置及方法，是一种利用模拟动物鼓膜的其他薄膜材料受冲击波作用后破坏的程度对冲击波损伤等级进行测量的无源传感器测量装置及测量方法。

技术介绍
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[0002]近些年来，各种意外爆炸给人们的生命财产造成大量的损失和伤害，做好爆炸预防工作，研究冲击波对人体损伤的问题一直是比较热门的话题。在研究冲击波对人体损伤时，首先得知道冲击波强弱，测量冲击波的冲量、压力等参数一般有无源和有源两种方式。有源测量方式主要采用电学传感器测量技术，这是当前相对成熟且应用最广的测量方式，但是这种方式始终没有解决其环境要求严格、布设难度较大、成本较高、易受干扰、后期处理难度大的问题。无源测量方法主要是等效测量方法，包括霍普金森杆、自然效应物、等效靶板等。其中自然效应物属于定性测量，其他方法属于定量测量。霍普金森杆测量爆炸冲击波波阵面的压力，存在系统过于复杂的缺点；等效靶板法是通过测量靶板在爆炸试验后其变形或破坏程度来反推计算相应的超压和比冲量值，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动物耳膜爆炸冲击波损伤等级测量装置，其特征在于鼓膜冲击波损伤等级测量装置由封装壳体(1)、2N个膜片组件(2)、N根固定杆(3)和底座(4)组成，N为正整数，一根固定杆(3)固定两个膜片组件(2)；封装壳体(1)模拟动物头部，N根固定杆(3)平行贯穿封装壳体(1)的两个相对的侧面；底座(4)与封装壳体(1)底面固连，对封装壳体(1)起支撑作用；封装外壳(1)为立方体盒子；封装壳体(1)采用的材料要求在冲击波作用下不发生塑性变形、不破坏；封装壳体(1)外边长为L1，各个面的厚度为d1，选取封装壳体(1)的任意两个相对的侧面，在这两个侧面上分别钻N个开孔(11)，开孔(11)直径为d2，两个侧面上的开孔(11)位置对称；固定杆(3)为圆管，用于模拟动物或人的耳道，材料强度要求在冲击波作用下不发生塑性变形、不破坏，对膜片组件(2)起固定保护作用；固定杆(3)长为L2，外直径为d3，内直径为d4；每根固定杆(3)中央即距固定杆(3)两端等距离处有一块隔板(31)，防止敏感薄膜(21)破裂后固定杆(3)中气流相互干扰；隔板(31)是圆盘型，圆盘面与固定杆(3)的轴向垂直；隔板(31)材料与固定杆(3)相同；距离固定杆(3)两端L5位置处各有一个缺口(32)，缺口(32)关于隔板(31)对称，缺口(32)的宽度为d6；缺口(32)留有一段圆弧形连接部(33)，圆弧形连接部(33)厚度为d7，圆弧形连接部(33)对应的圆心角为θ1，圆弧形连接部(33)的半径为r2，2个缺口(32)内分别装配有一个膜片组件(2)；装有膜片组件(2)的固定杆(3)一端穿过一个侧面上的开孔(11)，另一端穿过相对侧面上的开孔(11)；N根固定杆(3)分别穿过N对位置对称的开孔(11)，相互平行且与封装壳体(1)的顶面和底面平行，固定杆(3)与封装壳体(1)的开孔(11)紧密连接并粘牢；膜片组件(2)模拟鼓膜；一个膜片组件(2)由一片敏感薄膜(21)和两个环形夹片(22)组成，两片环形夹片(22)夹住敏感薄膜(21)，形成圆柱状三明治结构；环形夹片(22)的材料与固定杆(3)相同，环形夹片(22)的外半径为r6，内半径为r4；敏感薄膜(21)为圆盘形，敏感薄膜(21)的直径＝d3；膜片组件(2)的侧面沿轴向挖有一圆弧形缺口(23)，即将两片环形夹片(22)和敏感薄膜(21)的外侧面沿同一母线位置均挖有圆弧形缺口，用于与固定杆(3)上的一个圆弧形连接部(33)耦合装配，使膜片组件(2)与固定杆(3)嵌套紧密，即膜片组件(2)占据一个缺口(32)挖掉前在固定杆(3)上的位置；底座(4)由中空钢杆制成，底座(4)焊接固定在封装壳体(1)底面中央，把封装壳体(1)固定在实验场地的立杆上。2.如权利要求1所述的一种动物耳膜爆炸冲击波损伤等级测量装置，其特征在于所述封装壳体(1)采用的材料要求密度ρ1≥1.0g/cm3，屈服强度σ1≥100MPa；所述固定杆(3)为透明材料制备，固定杆(3)的材料密度ρ2≥1.0g/cm3，屈服强度σ2≥100Mpa；所述制备敏感薄膜(21)的薄膜为纸或石膏膜或鸡蛋膜或明胶膜或聚四氟乙烯膜。3.如权利要求1所述的一种动物耳膜爆炸冲击波损伤等级测量装置，其特征在于所述封装壳体(1)外边长L1满足0.08m≤L1<0.3m，各个面的厚度d1满足0.001m<d1<0.012m，开孔(11)的直径d2满足0.01m<d2<0.015m；开孔(11)的个数N满足1≤N≤15。4.如权利要求1所述的一种动物耳膜爆炸冲击波损伤等级测量装置，其特征在于所述固定杆(3)的长度L2满足L1≤L2<0.3m，外直径d3＝d2，内直径d4满足0.006m<d4<0.01m；所述隔板(31)直径等于d4，厚度为2～5mm；所述缺口(32)的宽度d6＝4.5mm，25mm≤L5≤35mm；圆弧形连接部(33)厚度d7为0.5mm，圆弧形连接部(33)对应的圆心角θ1为15
°
，圆弧形连接部
(33)的半径r2＝(d4+1mm)/2。5.如权利要求1所述的一种动物耳膜爆炸冲击波损伤等级测量装置，其特征在于所述环形夹片(22)的外半径r6满足r6＝d3/2，内半径r4满足r4＝d4/2；所述敏感薄膜(21)厚度为0.5mm；所述敏感薄膜(21)的厚度和环形夹片(22)的厚度满足：敏感薄膜(21)的厚度+2倍环形夹片(22)的厚度＝d6。6.如权利要求1所述的一种动物耳膜爆炸冲击波损伤等级测量装置，其特征在于所述底座(4)由中空方形钢杆制成，钢杆外边长L6为40mm，内边长L7为36mm。7.如权利要求1所述的一种动物耳膜爆炸冲击波损伤等级测量装置，其特征在于所述封装壳体(1)为圆筒形，在封装壳体...

【专利技术属性】
技术研发人员：林玉亮，莫晓磊，陈荣，张玉武，李翔宇，梁民族，李志斌，彭永，卢芳云，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：