文章由上海傲颖智能科技有限公司提供
一、核心概述防护服燃烧假人测试装置是一个集机械仿真、传感技术、高温燃烧、数据采集与分析于一体的复杂系统。它的核心是一个穿着待测防护服的人体模型(假人),将其瞬间暴露于大规模、可控的火焰中,通过遍布假人全身的传感器,来定量测量皮肤在不同位置可能达到的二度或三度烧伤程度,从而科学评价防护服的隔热性能。
二、核心组成部分- 热假人(Thermal Manikin)
- 材质: 通常由高性能环氧树脂或玻璃钢制成,能够承受多次高温测试。
- 结构: 大小、比例与真人相近(通常为标准男性♂️体型),关节可活动,可摆出不同姿势(如站立、坐姿、行走)以模拟真实火场情况。
- 核心部件——传感器: 假人表面遍布热量传感器(Heat Flux Sensors),数量可从上百个到超过一百个。每个传感器都能实时监测其所在位置的热通量变化。
- 燃烧系统(Burner System)
- 燃料: 通常使用丙烷或天然气,以保证火焰稳定和可重复。
- 喷头布置: 多个喷头以特定阵列排列在假人周围(通常呈半圆形或圆形),确保假人正面、侧面和背面都能被火焰均匀包裹。
- 控制: 精确控制燃气流量、压力和燃烧时间,以产生符合标准要求的火焰尺寸(如高度、宽度)、热通量(通常为84 kW/m² ± 2%)和暴露时间(如3秒、4秒)。
- 数据采集与分析系统(Data Acquisition and Analysis System)
- 高速采集: 在测试过程中(通常只有几秒钟),系统以极高频率(每秒上百次)采集每个传感器传回的热通量数据。
- 软件分析: 专用软件利用Henriques烧伤积分模型(Henriques Burn Integral Equation) 等数学模型,将热通量-时间数据转换为预测的皮肤烧伤级别和深度。
- 可视化报告: 最终生成彩色云图,直观显示假人身体各区域的烧伤风险(一度、二度、三度),并给出总体烧伤百分比等关键数据。
- 安全与控制室
- 整个测试通常在专门的耐火实验室内进行,操作人员在隔间的控制室内通过防爆玻璃窗和计算机系统远程控制整个测试过程,确保安全。
GBT23467: 用假人评估轰燃条件下服装阻燃性能的测试方法
ISO13506-1: Protective clothing against heat and flame- part1: Test method for complete garments-Measurement of transferred energy using an instrumented manikin
SO13506-2: Protective clothing against heat and flame- part2: Skin burn injury prediction- Calculationrequirements and test cases
ASTM F1930: Standard test method for evaluation of flame-resistant clothing for protection a gainstfire simulations using an instrumented manikin
四、测试流程- 准备: 为假人穿上待测的整套防护服(包括外套🧥裤、手套🧤、头罩、靴子等),并调整好姿势。
- 校准: 校准燃烧系统,确保热通量达到标准要求。
- 点燃与暴露: 远程同时点燃所有喷头,让假人瞬间被火焰吞没,持续预设的时间(如3秒)。
- 灭火与冷却: 到达时间后自动关闭燃气,并可能启动喷水系统为假人降温,防止服装二次燃烧和损坏假人。
- 数据下载与分析: 下载传感器数据,由软件分析生成烧伤评估报告。
- 量化评估: 提供客观、量化的数据,而不仅仅是“是否烧穿”的二元结果。
- 比较设计: 比较不同材料、不同款式(如缝线、口袋、接口设计)、不同层数组合的防护服的整体性能。
- 标识认证: 为防护服生产商提供符合国际标准(如NFPA 1971)认证所需的关键数据。
- 研发指导: 指导新产品研发,优化设计以最大限度地减少使用者在火场中的烧伤风险和面积。