【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于一種爆炸沖擊傷害測量裝置及測量方法，具體涉及一種基于壓敏薄膜的爆炸沖擊傷害測量裝置及方法。
技術介紹
1、現代戰爭中，炸彈、導彈等兵器爆炸時產生的沖擊波是造成人員、武器裝備毀傷的主要因素，因此快速準確地測量爆炸沖擊波的威力對人員、武器裝備等防護及后續作戰可行性判定有重要的意義。
2、爆炸沖擊波是現代戰爭中人員及武器裝備減損的重要原因。對人員而言，其對人體的損傷往往是多臟器損傷。其中，一部分臟器損傷的癥狀、體征常為隱性，因而在戰場救治的環境下易發生漏診且時有誤診出現。若沖擊波強度較大，造成人員多處混合損傷，則將導致人體嚴重創傷或休克。而對于武器裝備而言，爆炸沖擊波易造成裝備防護性能下降，乃至失去防護作用。對于防護失效的裝備，則需要及時的清理并更換以保證良好的防護性能。因此，及時準確地評估爆炸沖擊波傷害的程度具有重要意義。目前戰場評估人員受爆炸沖擊損傷的方式主要有兩種，根據傷員的主觀反饋及創傷程度進行經驗評估，或是利用醫學影像技術進行準確評估；評估武器裝備防護性能失效程度則往往依據經驗判斷。在實際戰場條件下，往往無法同時做到快速且準確的測量爆炸沖擊波作用下人員及武器裝備的損傷情況，因此極易造成誤判、傷員救治不及時及武器裝備失效卻未更換等情況，導致戰力減損。
3、市面上現行的先進特種作戰裝備中，出現了基于電測傳感器的爆炸沖擊波傷害測量裝置。其依據簡單穩定的裝置電路設計，將傳感器集成到頭盔、防彈衣等單兵防護裝置中，使其能夠依據感受到的沖擊波發出對應信號，輔助人員進行傷害評估。但是在實際作戰場景下，電
4、綜上，爆炸沖擊波傷害測量裝置的出現有助于相關人員評估傷員傷情及裝備性能狀況，其相較于經驗判斷和醫學影像技術輔助判斷而言具有快速、便捷等優點。但目前的沖擊波傷害測量裝置仍存在電信號輸出不穩、易受干擾等缺點，測量方法具有電測信息輸出不足、測量結果精度欠佳等問題。
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題是提出一種基于壓敏薄膜的爆炸沖擊傷害測量裝置及方法，解決目前爆炸沖擊傷害測量裝置電測信號輸出不穩、易受干擾，測量方法精度不足的問題。本專利技術裝置及方法具有操作方便、成本低、測量效果直觀等優點，可以用于爆炸沖擊波環境中對沖擊傷害進行高效測量。
2、本專利技術的技術方案是：
3、本專利技術基于壓敏薄膜的爆炸沖擊傷害測量裝置整體上呈平板狀，由密封外殼、柔性墊環、壓敏薄膜、柔性墊板、密封基板和緊固螺栓組成。定義密封外殼所在的靠近爆心的一端為本專利技術測試裝置的左端，密封基板所在的遠離爆心的一端為本專利技術裝置的右端。柔性墊環、壓敏薄膜、柔性墊板按從左至右順序依次緊貼，同軸嵌套于密封外殼內。柔性墊環右端面緊貼壓敏薄膜左端面，柔性墊環、壓敏薄膜組合體右端面緊貼柔性墊板左端面，通過緊固螺栓將含柔性墊環、壓敏薄膜、柔性墊板(以下將柔性墊環、壓敏薄膜、柔性墊板的組合簡稱柔性封裝層)的密封外殼緊貼并固定在密封基板左端面，以防止柔性封裝層從密封外殼滑出。
4、密封外殼用于裝載柔性封裝層，通過n6個緊固螺栓固定在密封基板左側，保持密封外殼右端面與密封基板左端面緊密貼合，用于限制初始狀態下柔性封裝層的移動，其中緊固螺栓的數量n6為正整數，優選滿足6≤n6≤12。密封外殼與柔性墊環、壓敏薄膜和柔性墊板同軸排列，密封外殼為臺階式圓環，由小圓環、過渡圓環和大圓環組成，小圓環內圓半徑r11滿足2cm≤r11≤5cm，小圓環外圓半徑r11滿足r11+1cm≤r11≤r11+3cm，以便完全遮蓋柔性封裝層，小圓環的厚度t1滿足1mm≤t1≤2mm。大圓環內圓半徑r13滿足r13＝r11-t1，大圓環外圓半徑r13滿足r11+0.1r11≤r13≤r11+0.6r11，大圓環上均勻挖有n6個通孔，便于安裝緊固螺栓。過渡圓環的外圓半徑等于小圓環外圓半徑r11，內圓半徑等于大圓環內圓半徑r13，其半徑方向厚度為b1，b1＝t1，軸向(oo’向)長度為h12，滿足0.8mm≤h12≤1mm，過渡圓環用以限制柔性密封層的徑向位移。小圓環、過渡圓環和大圓環同軸依次堆疊連接——保證小圓環的外圓與過渡圓環的外圓重合，大圓環的內圓和過渡圓環的內圓重合，使得密封外殼中具有可以裝填柔性封裝層的凹槽。密封外殼材質為軟質合金，滿足屈服強度σ1>100mpa，用以保證密封外殼受到沖擊波作用時不產生較大塑性變形，同時不會使柔性封裝層脫離出密封外殼內部。
5、柔性封裝層裝載于密封外殼與密封基板之間，柔性墊環與柔性墊板用于封裝和固定壓敏薄膜，限制壓敏薄膜徑向位移。柔性墊環為圓環狀，其外圓半徑r2滿足r2＝r13，內圓半徑r2滿足r2＝r11，厚度t2滿足t2＝(h12+t1)/2。柔性墊板為圓盤形，其半徑r4＝r2，厚度t4＝t2。柔性墊環與柔性墊板均采用柔性材料(如聚四氟乙烯、丁腈橡膠等)制成，滿足最大應變ε2≥0.2，密度ρ2>1g/cm3，用以保證沖擊波作用下壓敏薄膜與密封基板具有良好的接觸性。
6、壓敏薄膜為測量壓力的成熟商業產品，由裝有染色劑的微膠囊層與配套的顯色層裝配而成，用于將感受到的沖擊波壓力轉化為壓敏薄膜的變色深淺，為圓盤形，半徑r3滿足r2≤r3≤r2，厚度t3滿足t3≤0.4h12。壓敏薄膜夾持于柔性墊環與柔性墊板之間，當壓敏薄膜感受到沖擊波壓強時，微膠囊層內部的微膠囊發生破裂，流出的染色劑與顯色層發生反應，產生與壓強正相關的紅色色塊。壓敏薄膜滿足：屈服強度σ3<1000mpa，測量壓力范圍為0.01mpa–10mpa，測壓分辨率不小于0.1kgf/cm2。
7、密封基板用于為柔性封裝層提供穩定支撐，其與密封外殼相配合，一同組合為柔性封裝層的外部封裝裝置。密封基板形狀為正方形平板狀，正方形邊長為l5，滿足2r13≤l5≤2.2r13；平板厚度為t5，t5≤20mm；密封基板材料為軟質合金，滿足屈服強度σ5>100mpa。密封基板與密封外殼在相同投影位置挖有n6個開孔螺紋，開孔螺紋內攻絲，加工有內螺紋用以與密封外殼裝配。
8、緊固螺栓用于封裝密封基板與密封外殼，緊固螺栓為圓柱形，長度為l6，滿足0.9(t1+t5)≤l6≤1.1(t1+t5)，用以限制緊固螺栓在配合固定密封外殼和密封基板時避免過長或過短，保證固定效果。緊固螺栓采用硬質合金制成，滿足屈服強度σ6>100mpa，用以保證其在爆炸沖擊波作用下不發生塑性變形，保證裝置封裝效果。裝配時，n6個緊固螺栓穿過密封外殼的通孔，擰入密封基板的開孔螺紋中。
9、采用基于壓敏薄膜的爆炸沖擊傷害測量裝置對爆炸沖擊傷害進行測量的方法是：
10、第一步，安裝基于壓敏薄膜的爆炸沖擊傷害測量裝置：
11、1.1將密封基板通過粘貼、螺栓緊固等安裝方式裝配于穩固支架或固壁上；
12、1.2裝配壓敏薄膜的微膠囊層與顯色層，同心夾持本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于壓敏薄膜的爆炸沖擊傷害測量裝置，其特征在于基于壓敏薄膜的爆炸沖擊傷害測量裝置整體上呈平板狀，由密封外殼(1)、柔性墊環(2)、壓敏薄膜(3)、柔性墊板(4)、密封基板(5)和多個緊固螺栓(6)組成；定義密封外殼(1)所在的靠近爆心的一端為基于壓敏薄膜的爆炸沖擊傷害測量裝置的左端，密封基板(5)所在的遠離爆心的一端為基于壓敏薄膜的爆炸沖擊傷害測量裝置的右端；柔性墊環(2)、壓敏薄膜(3)、柔性墊板(4)按從左至右順序依次緊貼，同軸嵌套于密封外殼(1)內；柔性墊環(2)的右端面緊貼壓敏薄膜(3)的左端面，柔性墊環(2)、壓敏薄膜(3)的組合體的右端面緊貼柔性墊板(4)的左端面，柔性墊環(2)、壓敏薄膜(3)、柔性墊板(4)組合成柔性封裝層；通過多個緊固螺栓(6)將含柔性封裝層的密封外殼(1)緊貼并固定在密封基板(5)的左端面，防止柔性封裝層從密封外殼(1)滑出；
2.如權利要求1所述的基于壓敏薄膜的爆炸沖擊傷害測量裝置，其特征在于所述密封外殼(1)的小圓環(11)內圓半徑r11滿足2cm≤r11≤5cm，小圓環(11)外圓半徑R11滿足r11+1cm≤R11≤
3.如權利要求1所述的基于壓敏薄膜的爆炸沖擊傷害測量裝置，其特征在于所述柔性墊環(2)的厚度t2滿足t2＝(h12+t1)/2；所述柔性墊板(4)的厚度t4＝t2；所述壓敏薄膜(3)的半徑R3滿足r2≤R3≤R2，厚度t3滿足t3≤0.4h12。
4.如權利要求1所述的基于壓敏薄膜的爆炸沖擊傷害測量裝置，其特征在于所述密封基板(5)的邊長L5滿足2R13≤L5≤2.2R13；密封基板(5)的厚度t5≤20mm。
5.如權利要求1所述的基于壓敏薄膜的爆炸沖擊傷害測量裝置，其特征在于所述緊固螺栓(6)的通孔的圓心到密封外殼(1)的幾何中心的距離L6＝(R11+R13)/2；緊固螺栓(6)的長度l6滿足0.9(t1+t5)≤l6≤1.1(t1+t5)；緊固螺栓(6)的數量N6滿足6≤N6≤12。
6.如權利要求1所述的基于壓敏薄膜的爆炸沖擊傷害測量裝置，其特征在于所述密封外殼(1)采用的軟質合金滿足屈服強度σ1>100MPa；所述柔性墊環(2)與柔性墊板(4)采用的柔性材料滿足最大應變ε2≥0.2，密度ρ2>1g/cm3；所述壓敏薄膜(3)滿足屈服強度σ3<1000MPa，測量壓力范圍為0.01Mpa–10Mpa，測壓分辨率不小于0.1kgf/cm2；所述密封基板(5)采用軟質合金滿足屈服強度σ5>100MPa；所述緊固螺栓(6)采用的硬質合金滿足屈服強度σ6>100MPa。
7.如權利要求6所述的基于壓敏薄膜的爆炸沖擊傷害測量裝置，其特征在于所述柔性材料為聚四氟乙烯或丁腈橡膠。
8.一種采用如權利要求1所述的基于壓敏薄膜的爆炸沖擊傷害測量裝置對爆炸沖擊傷害進行測量的方法，其特征在于包括以下步驟：
9.如權利要求8所述的采用基于壓敏薄膜的爆炸沖擊傷害測量裝置對爆炸沖擊傷害進行測量的方法，其特征在于1.1步所述將密封基板(5)裝配于穩固支架或固壁上的安裝方式為粘貼或螺栓緊固。
10.如權利要求8所述的采用基于壓敏薄膜的爆炸沖擊傷害測量裝置對爆炸沖擊傷害進行測量的方法，其特征在于2.5步所述標準比色卡為FUJIFILM公司給定的4LW型Prescale薄膜標準比色卡或經緯盈公司給定的JWY-4LW型感壓紙標準比色卡或盛泓公司給定的3LW型壓力測試膜標準比色卡；所述P1、P2、P3滿足0.01MPa<P1≤0.02MPa、0.02MPa<P2≤0.03MPa、
...【技術特征摘要】
1.一種基于壓敏薄膜的爆炸沖擊傷害測量裝置，其特征在于基于壓敏薄膜的爆炸沖擊傷害測量裝置整體上呈平板狀，由密封外殼(1)、柔性墊環(2)、壓敏薄膜(3)、柔性墊板(4)、密封基板(5)和多個緊固螺栓(6)組成；定義密封外殼(1)所在的靠近爆心的一端為基于壓敏薄膜的爆炸沖擊傷害測量裝置的左端，密封基板(5)所在的遠離爆心的一端為基于壓敏薄膜的爆炸沖擊傷害測量裝置的右端；柔性墊環(2)、壓敏薄膜(3)、柔性墊板(4)按從左至右順序依次緊貼，同軸嵌套于密封外殼(1)內；柔性墊環(2)的右端面緊貼壓敏薄膜(3)的左端面，柔性墊環(2)、壓敏薄膜(3)的組合體的右端面緊貼柔性墊板(4)的左端面，柔性墊環(2)、壓敏薄膜(3)、柔性墊板(4)組合成柔性封裝層；通過多個緊固螺栓(6)將含柔性封裝層的密封外殼(1)緊貼并固定在密封基板(5)的左端面，防止柔性封裝層從密封外殼(1)滑出；
2.如權利要求1所述的基于壓敏薄膜的爆炸沖擊傷害測量裝置，其特征在于所述密封外殼(1)的小圓環(11)內圓半徑r11滿足2cm≤r11≤5cm，小圓環(11)外圓半徑r11滿足r11+1cm≤r11≤r11+3cm，小圓環(11)的厚度t1滿足1mm≤t1≤2mm；所述大圓環(13)內圓半徑r13滿足r13＝r11-t1，大圓環(13)外圓半徑r13滿足r11+0.1r11≤r13≤r11+0.6r11；所述過渡圓環(12)的半徑方向厚度b1＝t1，軸向長度h12滿足0.8mm≤h12≤1mm。
3.如權利要求1所述的基于壓敏薄膜的爆炸沖擊傷害測量裝置，其特征在于所述柔性墊環(2)的厚度t2滿足t2＝(h12+t1)/2；所述柔性墊板(4)的厚度t4＝t2；所述壓敏薄膜(3)的半徑r3滿足r2≤r3≤r2，厚度t3滿足t3≤0.4h12。
4.如權利要求1所述的基于壓敏薄膜的爆炸沖擊傷害測量裝置，其特征在于所述密封基板(5)的邊長l5滿足2r13≤l5≤2.2r13；密封基板(...
【專利技術屬性】
技術研發人員：林玉亮，陳浩，馬培源，張玉武，梁民族，李志斌，陳榮，
申請(專利權)人：中國人民解放軍國防科技大學，
類型：發明
國別省市：
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