CN111829913A - 用于火场环境中消防服抗热力冲击性能检测的装置及方法 - Google Patents
用于火场环境中消防服抗热力冲击性能检测的装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111829913A CN111829913A CN202010831076.4A CN202010831076A CN111829913A CN 111829913 A CN111829913 A CN 111829913A CN 202010831076 A CN202010831076 A CN 202010831076A CN 111829913 A CN111829913 A CN 111829913A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data
- gas
- firefighter uniform
- test
- box body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000035939 shock Effects 0.000 title claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 93
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 42
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 30
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 20
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 19
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 15
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 12
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 11
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000012854 evaluation process Methods 0.000 claims description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 229920000784 Nomex Polymers 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000004763 nomex Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 231100000075 skin burn Toxicity 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/60—Investigating resistance of materials, e.g. refractory materials, to rapid heat changes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于火场环境中消防服抗热力冲击性能检测的装置及方法,包括试验箱体、火场环境模拟系统、消防服固定装置、内环境模拟系统和数据显示系统;火场环境模拟系统用于在试验箱体内模拟火场的温度场、压力场和气体氛围;消防服固定装置用于固定消防服试样进行试验;内环境模拟系统用于模拟人体皮肤、并且其与消防服试样之间形成空气层模拟人体与消防服之间的内环境;数据显示系统用于实时监测试验过程中采集的多种数据,并进行显示;同时计算机能对采集的数据进行分析,最后结合温度差、压力差、透气量随时间的变化率综合评价消防服在火场环境中的抗热力冲击性能,该评价能有效反映消防服实际使用的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种消防服防护性能测试装置及方法,具体是一种用于火场环境中消防服抗热力冲击性能检测的装置及方法。
背景技术
火场环境瞬息万变,作为奋战在第一线的战士,消防员的人身安全问题亟待解决。消防服作为保证人员安全最基本的一道屏障,其防护性能的好坏至关重要。火场环境中存在着复杂的多物理场作用过程,高温环境下气体体积逐渐膨胀,温度场与压力场相互耦合,共生共在。当轰然现象发生时,温度猛增,气体体积迅速膨胀,将会在瞬间造成猛烈的热力冲击。因此,消防服不仅要有良好的热防护性能,还要保证在火场恶劣的环境下有较好的抗热力冲击性能。
目前,公开号为CN102621184A的中国发明专利公开了一种消防服热防护性能检测用热流仪,用人工玻璃晶体制作皮肤模拟器,并将热电偶的测量端粘结于皮肤模拟器的表面,接入转换器中,最终可以得到皮肤烧伤破坏程度的量化值,且可以模拟测试人体真实皮肤温度并以此测试皮肤烧伤度所需时间的流程,但它只是提供了一个测试消防服热防护性能试验过程中所用的热流仪。公告号为CN201749095U的中国实用新型专利公开了一种消防服热防护性能检测仪器,热源在下、试样在上模拟火场热环境,通过热通量传感器检测试样的热通量,根据达到二度烧伤所需时间来判断试样的优劣。公开号为CN110609058A的中国发明专利公开了一种测试人体运动下消防服热防护性能的仪器,在总支架上设置试验推车轨道、热源模拟器、织物试样架、空气层模拟器、数据采集系统等设施,通过模拟火场中人体运动情况,采集数据测评消防服的防护性能,偏向于模拟人体运动状态来测定消防人员工作状态时消防服的热防护性能。公开号为CN104048990A的中国发明专利公开了一种消防服装备高压高温热蒸汽防护性能测试装置,提供了热源模拟器、蒸汽喷嘴、蒸汽发生源等设备来模拟高温并且有热蒸汽存在的环境,侧重于以高温为基础,结合热蒸汽环境综合考虑消防服和皮肤的受热情况,测量消防服防护高温高压热蒸汽的性能。
上述专利提供了测试消防服热防护性能的装备和仪器,也进行了运动状态下皮肤达到二级与三级烧伤所需的时间、高温热蒸汽状态下热量计达到一定温度所需的时间来进行消防服热防护性能的测试,都有一定的针对性,但并未全面的考虑火场环境复杂的存在状态。在消防服的实际使用过程中,会不可避免地遭受温度场、压力场、组分场(即有毒有害气体)等许多环境因素的影响,在火灾环境中有温度场就一定会有压力场的存在,二者不可分割,上述专利及现有技术只考虑温度场作用下的消防服是片面的,从而导致消防服的性能测试结果与实际使用时的性能效果偏差较大。因此如何能在考虑温度场、压力场、组分场复合影响下进行消防服抗热冲击性能的综合测试,是本行业的研究方向。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题,本发明提供一种用于火场环境中消防服抗热力冲击性能检测的装置及方法,能在考虑温度场、压力场、组分场复合影响下进行消防服抗热冲击性能的综合测试,根据测试结果对其性能进行评价,该评价能有效反映消防服实际使用的效果。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种用于火场环境中消防服抗热力冲击性能检测的装置,包括试验箱体、火场环境模拟系统、消防服固定装置、内环境模拟系统和数据显示系统,试验箱体上开设放置口和通风孔,放置口和通风孔处均装有密封门;
所述火场环境模拟系统包括热源模拟板、气体罐、第一气体输送管道和第二气体输送管道,热源模拟板固定在试验箱体内部的底板上,热源模拟板上设有多个红外石英灯管,气体罐设置在试验箱体外部,第一气体输送管道一端与气体罐连接、另一端伸入试验箱体内,第二气体输送管道处于试验箱体内,第二气体输送管道一端与第一气体输送管道另一端连接,第二气体输送管道与第一气体输送管道连接处装有第一喷嘴,第二气体输送管道另一端装有第二喷嘴;第一气体输送管道上装有控制阀门;所述气体罐内装有一氧化碳和二氧化碳混合气体;
所述消防服固定装置包括十字架试样固定板和四个数据采集装置Ⅰ,十字架试样固定板处于试验箱体内、且固定在第一喷嘴和第二喷嘴上方,消防服试样放置在十字架试样固定板上并被其夹持固定、且十字架试样固定板将消防服试样下表面划分成四个区域,四个数据采集装置Ⅰ分别装在四个区域中心;
所述内环境模拟系统包括模拟皮肤层、两个伸缩调节器、四个数据采集装置Ⅱ和循环水冷装置,模拟皮肤层处于消防服试样上方,模拟皮肤层和消防服试样之间形成空气层,四个数据采集装置Ⅱ装在模拟皮肤层下表面,所述每个数据采集装置Ⅰ和数据采集装置Ⅱ均由温度传感器、二氧化碳气体浓度检测器和一氧化碳气体浓度检测器组成;两个伸缩调节器设置在空气层内、且分别固定在试验箱体两侧内壁,伸缩调节器的伸缩端与模拟皮肤层下表面固定连接,用于调节空气层厚度;所述模拟皮肤层下表面设有多个弹簧、且各个弹簧的一端与模拟皮肤层下表面固定连接,弹簧的另一端与消防服试样上表面接触;每个弹簧上均设有振弦式压力传感器,用于实时监测弹簧的压力值;循环水冷装置固定在试验箱体顶部,循环水冷装置通过管路与模拟皮肤层内的循环水管连通,用于调节模拟皮肤的温度;模拟皮肤层内部装有T型热电偶,用于检测模拟皮肤层的实时温度;
所述数据显示系统包括数据收集器和计算机,数据收集器通过数据线分别与各个数据采集装置Ⅰ、数据采集装置Ⅱ和振弦式压力传感器连接,计算机通过数据线与数据收集器连接,用于显示数据收集器反馈的数据。
进一步,所述控制阀门为具有流速计的调控阀门。
进一步,所述气体罐内一氧化碳气体与二氧化碳气体以每摩尔1:14的比例混合。
一种用于火场环境中消防服抗热力冲击性能检测的装置的检测方法,具体步骤为:
A、制作多个消防服试样,每个尺寸为(300±2)mm×(300±2)mm,消防服试样测试前需进行调湿处理:在温度(20±2)℃,相对湿度(65±4)%的恒温恒湿箱中24h,拿出后3min内进行测试;
B、打开放置口处的密封门,选择其中一个消防服试样水平固定在十字架试样板上,并将消防服的外层正对热源模拟板,然后关闭放置口处的密封门;
C、打开通风口处的密封门以及控制阀门,此时气体罐内的一氧化碳和二氧化碳混合气体经过第一气体输送管道和第二气体输送管道,从第一喷嘴和第二喷嘴进入试验箱体内部,使试验箱体内的空气从通风孔排出,持续一段时间保证试验箱体内部为一氧化碳和二氧化碳混合气体氛围后,调小通风孔的开度,通过控制阀门处的流速计调节气体罐进气速度进而控制火场模拟环境中的气体压力场;
D、设定所需的辐射热量,开启热源模拟板使其辐射热量达到设定值,同时打开循环水冷装置,通过T型热电偶实时监测模拟皮肤层的温度值,从而对循环水冷装置的循环速度进行控制,使模拟皮肤层的温度保持在37.5±1℃的范围内;
E、设定模拟试验为20~40分钟,开启数据收集器,数据收集器从开始试验每分钟记录一次各个数据采集装置Ⅰ和数据采集装置Ⅱ反馈的温度值、一氧化碳浓度值和二氧化碳浓度值,同时记录各个振弦式压力传感器反馈的压力值的检测数据,直至完成一次试验,数据收集器将每次采集的数据反馈给计算机,试验完成后等待试验箱体冷却,待其温度降至30℃以下时再选择一个消防服试样,并重复步骤B至E再完成一次试验,如此进行多次试验;
F、计算机收集并计算每次试验所得消防服试样上下表面的温度差和气体浓度差的数据,并根据气体浓度的变化差值,得出每次消防服试样的透气量,同时计算得出每次试验中振弦式压力传感器反馈的最大压力值和最小压力值的差值;然后计算机对多次数据进行平均处理得出平均温度差平均压力差和平均透气量三个指标,并对三个指标数据进行标准化处理,确定各个指标的权重,最后计算出最终得分,根据综合评分确定消防服抗热力冲击性能的情况;具体评价过程为:设有m个评价对象,每个评价对象采用平均温度差、平均压力差、平均透气量进行综合评价,第i个评价对象的第j个指标为yij(i=1,2,...,m;j=1,2,...,m),即
1)确定最优指标集y0j=Optimum(yij)
2)构造原始矩阵,得
3)数据无量纲化处理,得
4)确定评价矩阵,即
5)确定各评价指标的权重矩阵
6)平均值评价结果
A1=W1×RT
G、对多次试验所得的温度、压力、透气量的数据进行处理得出三个指标随时间的变化率KΔP、KΔT和KΔM,对这三个指标数据进行步骤F中的计算过程,得出变化率评价结果为
A2=W2×RT
H、对平均值及变化率赋予权重
(g h),g+h=1
则综合评判结果
最后根据综合评判结果得出该消防服的抗热力冲击性能的情况。
与现有技术相比,本发明采用热辐射、火风压以及一氧化碳和二氧化碳气体相结合方式,较为真实的模拟火灾现场环境,具有如下优点:
1、本发明将热辐射、火风压以及有毒有害气体因素相结合,更为全面的模拟了火场的真实环境;将消防服试样处于该环境中,使其在温度场、压力场和组分场多场耦合作用下进行测试,通过实时监测温度差、压力差、透气量三个指标的变化情况,综合分析后评价消防服的抗热力冲击性能,而不仅仅是单一的根据温度的变化测试消防服热防护性能。
2、本发明通过形成空气层从而对比消防服内外环境的变化,同时分别监测火场环境和空气层环境中的温度、压力、气体浓度的变化情况,进而获得温度差、压力差、透气量三个指标的值,采用灰色分析法综合分析消防服的抗热力冲击性能。
3、由于火场环境的非稳态变化,温度、压力、气体浓度都是随着时间的推移而变化,因此综合温度差、压力差、透气量随时间的变化率评判消防服的抗热力冲击性能,这种方式能够比较准确的反映在一定时间内消防服的疲劳损伤情况,为消防服在火场的实际使用效果提供数据支撑。
附图说明
图1是本发明中装置的结构示意图;
图2是本发明中消防服试样及十字架试样固定板的示意图。
图中:1、循环水冷装置,2、模拟皮肤层,3、伸缩调节器,4、消防服试样,5、数据采集装置Ⅰ,6、控制阀门,7、气体罐,8、弹簧,9、十字架试样固定板,10、第一气体输送管道,11、第二气体输送管道,12、热源模拟板,13、红外石英灯管,14、试验箱体,15、数据收集器,16、计算机。
具体实施方式
下面将对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示,一种用于火场环境中消防服抗热力冲击性能检测的装置,包括试验箱体14、火场环境模拟系统、消防服固定装置、内环境模拟系统和数据显示系统,试验箱体14上开设放置口和通风孔,放置口和通风孔处均装有密封门;
所述火场环境模拟系统包括热源模拟板12、气体罐7、第一气体输送管道10和第二气体输送管道11,热源模拟板12固定在试验箱体14内部的底板上,热源模拟板12上设有多个红外石英灯管13,气体罐7设置在试验箱体14外部,第一气体输送管道10一端与气体罐7连接、另一端伸入试验箱体14内,第二气体输送管道11处于试验箱体14内,第二气体输送管道11一端与第一气体输送管道10另一端连接,第二气体输送管道11与第一气体输送管道10连接处装有第一喷嘴,第二气体输送管道11另一端装有第二喷嘴;第一气体输送管道10上装有控制阀门6;所述气体罐7内装有一氧化碳和二氧化碳混合气体;
所述消防服固定装置包括十字架试样固定板9和四个数据采集装置Ⅰ5,十字架试样固定板9处于试验箱体14内、且固定在第一喷嘴和第二喷嘴上方,消防服试样4放置在十字架试样固定板9上并被其夹持固定、且十字架试样固定板9将消防服试样4下表面划分成A、B、C和D四个区域,四个数据采集装置Ⅰ5分别装在四个区域中心;
所述内环境模拟系统包括模拟皮肤层2、两个伸缩调节器3、四个数据采集装置Ⅱ和循环水冷装置1,模拟皮肤层2处于消防服试样4上方,模拟皮肤层2和消防服试样4之间形成空气层,四个数据采集装置Ⅱ装在模拟皮肤层2下表面,所述每个数据采集装置Ⅰ5和数据采集装置Ⅱ均由温度传感器、二氧化碳气体浓度检测器和一氧化碳气体浓度检测器组成;两个伸缩调节器3设置在空气层内、且分别固定在试验箱体14两侧内壁,伸缩调节器3的伸缩端与模拟皮肤层2下表面固定连接,用于调节空气层厚度;所述模拟皮肤层2下表面设有多个弹簧8、且各个弹簧8的一端与模拟皮肤层2下表面固定连接,弹簧8的另一端与消防服试样4上表面接触;每个弹簧8上均设有振弦式压力传感器,用于实时监测弹簧8的压力值;循环水冷装置1固定在试验箱体14顶部,循环水冷装置1通过管路与模拟皮肤层2内的循环水管连通,用于调节模拟皮肤2的温度;模拟皮肤层2内部装有T型热电偶,用于检测模拟皮肤层的实时温度;
所述数据显示系统包括数据收集器15和计算机16,数据收集器15通过数据线分别与各个数据采集装置Ⅰ5、数据采集装置Ⅱ和振弦式压力传感器连接,计算机16通过数据线与数据收集器15连接,用于显示数据收集器15反馈的数据。
上述模拟皮肤层2、热源模拟板12、伸缩调节器3、循环水冷装置1、数据收集器15和计算机16均为现有装置。
进一步,所述控制阀门6为具有流速计的调控阀门。
进一步,所述气体罐7内一氧化碳气体与二氧化碳气体以每摩尔1:14的比例混合。
一种用于火场环境中消防服抗热力冲击性能检测的装置的检测方法,具体步骤为:
A、选择材质为NomexⅢA的消防服和材质为国产芳纶的消防服,分别均制作多个消防服试样4,每个尺寸为(300±2)mm×(300±2)mm,其中NomexⅢA材质制作的为A试样,国产芳纶材质制作的为B试样;A试样和B试样测试前均需进行调湿处理:在温度(20±2)℃,相对湿度(65±4)%的恒温恒湿箱中24h,拿出后3min内进行测试;
B、打开放置口处的密封门,选择其中一个A试样水平固定在十字架试样板9上,并将消防服的外层正对热源模拟板12,然后关闭放置口处的密封门;
C、打开通风口处的密封门以及控制阀门6,此时气体罐7内的一氧化碳和二氧化碳混合气体经过第一气体输送管道10和第二气体输送管道11,从第一喷嘴和第二喷嘴进入试验箱体14内部,使试验箱体14内的空气从通风孔排出,持续一段时间保证试验箱体14内部为一氧化碳和二氧化碳混合气体氛围后,调小通风孔的开度,通过控制阀门6处的流速计调节气体罐进气速度进而控制火场模拟环境中的气体压力场;
D、设定所需的辐射热量,开启热源模拟板12使其辐射热量达到设定值,同时打开循环水冷装置1,通过T型热电偶实时监测模拟皮肤层2的温度值,从而对循环水冷装置1的循环速度进行控制,使模拟皮肤层2的温度保持在37.5±1℃的范围内;
E、设定模拟试验为30分钟,开启数据收集器15,数据收集器15从开始试验每分钟记录一次各个数据采集装置Ⅰ5和数据采集装置Ⅱ反馈的温度值、一氧化碳浓度值和二氧化碳浓度值,同时记录各个振弦式压力传感器反馈的压力值的检测数据,直至完成一次试验,数据收集器将每次采集的数据反馈给计算机,试验完成后等待试验箱体14冷却,待其温度降至30℃以下时再选择一个A试样,并重复步骤B至E再完成一次试验,如此进行多次试验;B试样采用和A试样相同的试验流程;
F、计算机16收集并计算A试样和B试样每次试验所得消防服试样4上下表面的温度差和气体浓度差的数据,并根据气体浓度的变化差值,得出每次消防服试样4的透气量,同时计算得出每次试验中振弦式压力传感器反馈的最大压力值和最小压力值的差值;然后计算机16对多次数据进行平均处理分别得出A试样和B试样的平均温度差平均压力差和平均透气量三个指标,并对三个指标数据进行标准化处理,确定各个指标的权重,最后计算出最终得分,根据综合评分确定消防服抗热力冲击性能的情况;具体评价过程为:
本次试验共有两个评价对象,每个评价对象有三个指标,具体见下表。
指标 | 上下浮动限值 | A试样 | B试样 |
温度差(℃) | 45.56~65.45 | 61.15 | 52.13 |
压力差(Pa) | 40.8~54.7 | 43.78 | 40.25 |
透气量(mL/(cm<sup>2</sup>·s)) | 97.5~189.4 | 107.38 | 116.31 |
1)最优指标集Y0=(65.45 40.8 189.4);
4)确定评价矩阵
5)确定权重矩阵W1=(a b c),a+b+c=1
6)平均值计算评价结果
灰色关联度矩阵A1=(0.978a+1.065b+0.406c 0.695a+1.167b+0.438c)
G、对多次试验所得的温度差、压力差、透气量的数据进行处理得出三个指标随时间的变化率KΔP、KΔT和KΔM,对这三个指标数据进行步骤F中的计算过程,得出变化率评价结果为
A2=(0.264d+0.546e+0.348f 0.316d+0.648e+0.298f)
H、对平均值及变化率赋予权重
(g h),g+h=1
则综合评判结果
Claims (4)
1.一种用于火场环境中消防服抗热力冲击性能检测的装置,其特征在于,包括试验箱体、火场环境模拟系统、消防服固定装置、内环境模拟系统和数据显示系统,试验箱体上开设放置口和通风孔,放置口和通风孔处均装有密封门;
所述火场环境模拟系统包括热源模拟板、气体罐、第一气体输送管道和第二气体输送管道,热源模拟板固定在试验箱体内部的底板上,热源模拟板上设有多个红外石英灯管,气体罐设置在试验箱体外部,第一气体输送管道一端与气体罐连接、另一端伸入试验箱体内,第二气体输送管道处于试验箱体内,第二气体输送管道一端与第一气体输送管道另一端连接,第二气体输送管道与第一气体输送管道连接处装有第一喷嘴,第二气体输送管道另一端装有第二喷嘴;第一气体输送管道上装有控制阀门;所述气体罐内装有一氧化碳和二氧化碳混合气体;
所述消防服固定装置包括十字架试样固定板和四个数据采集装置Ⅰ,十字架试样固定板处于试验箱体内、且固定在第一喷嘴和第二喷嘴上方,消防服试样放置在十字架试样固定板上并被其夹持固定、且十字架试样固定板将消防服试样下表面划分成四个区域,四个数据采集装置Ⅰ分别装在四个区域中心;
所述内环境模拟系统包括模拟皮肤层、两个伸缩调节器、四个数据采集装置Ⅱ和循环水冷装置,模拟皮肤层处于消防服试样上方,模拟皮肤层和消防服试样之间形成空气层,四个数据采集装置Ⅱ装在模拟皮肤层下表面,所述每个数据采集装置Ⅰ和数据采集装置Ⅱ均由温度传感器、二氧化碳气体浓度检测器和一氧化碳气体浓度检测器组成;两个伸缩调节器设置在空气层内、且分别固定在试验箱体两侧内壁,伸缩调节器的伸缩端与模拟皮肤层下表面固定连接,用于调节空气层厚度;所述模拟皮肤层下表面设有多个弹簧、且各个弹簧的一端与模拟皮肤层下表面固定连接,弹簧的另一端与消防服试样上表面接触;每个弹簧上均设有振弦式压力传感器,用于实时监测弹簧的压力值;循环水冷装置固定在试验箱体顶部,循环水冷装置通过管路与模拟皮肤层内的循环水管连通,用于调节模拟皮肤的温度;模拟皮肤层内部装有T型热电偶,用于检测模拟皮肤层的实时温度;
所述数据显示系统包括数据收集器和计算机,数据收集器通过数据线分别与各个数据采集装置Ⅰ、数据采集装置Ⅱ和振弦式压力传感器连接,计算机通过数据线与数据收集器连接,用于显示数据收集器反馈的数据。
2.根据权利要求1所述的一种用于火场环境中消防服抗热力冲击性能检测的装置,其特征在于,所述控制阀门为具有流速计的调控阀门。
3.根据权利要求1所述的一种用于火场环境中消防服抗热力冲击性能检测的装置,其特征在于,所述气体罐内一氧化碳气体与二氧化碳气体以每摩尔1:14的比例混合。
4.一种根据权利要求1所述用于火场环境中消防服抗热力冲击性能检测的装置的检测方法,其特征在于,具体步骤为:
A、制作多个消防服试样,消防服试样测试前需进行调湿处理:在温度(20±2)℃,相对湿度(65±4)%的恒温恒湿箱中24h,拿出后3min内进行测试;
B、打开放置口处的密封门,选择其中一个消防服试样水平固定在十字架试样板上,并将消防服的外层正对热源模拟板,然后关闭放置口处的密封门;
C、打开通风口处的密封门以及控制阀门,此时气体罐内的一氧化碳和二氧化碳混合气体经过第一气体输送管道和第二气体输送管道,从第一喷嘴和第二喷嘴进入试验箱体内部,使试验箱体内的空气从通风孔排出,持续一段时间保证试验箱体内部为一氧化碳和二氧化碳混合气体氛围后,调小通风孔的开度,通过控制阀门处的流速计调节气体罐进气速度进而控制火场模拟环境中的气体压力场;
D、设定所需的辐射热量,开启热源模拟板使其辐射热量达到设定值,同时打开循环水冷装置,通过T型热电偶实时监测模拟皮肤层的温度值,从而对循环水冷装置的循环速度进行控制,使模拟皮肤层的温度保持在37.5±1℃的范围内;
E、设定模拟试验为20~40分钟,开启数据收集器,数据收集器从开始试验每分钟记录一次各个数据采集装置Ⅰ和数据采集装置Ⅱ反馈的温度值、一氧化碳浓度值和二氧化碳浓度值,同时记录各个振弦式压力传感器反馈的压力值的检测数据,直至完成一次试验,数据收集器将每次采集的数据反馈给计算机,试验完成后等待试验箱体冷却,待其温度降至30℃以下时再选择一个消防服试样,并重复步骤B至E再完成一次试验,如此进行多次试验;
F、计算机收集并计算每次试验所得消防服试样上下表面的温度差和气体浓度差的数据,并根据气体浓度的变化差值,得出每次消防服试样的透气量,同时计算得出每次试验中振弦式压力传感器反馈的最大压力值和最小压力值的差值;然后计算机对多次数据进行平均处理得出平均温度差平均压力差和平均透气量三个指标,并对三个指标数据进行标准化处理,确定各个指标的权重,最后计算出最终得分,根据综合评分确定消防服抗热力冲击性能的情况;具体评价过程为:设有m个评价对象,每个评价对象采用平均温度差、平均压力差、平均透气量进行综合评价,第i个评价对象的第j个指标为yij(i=1,2,...,m;j=1,2,...,m),即
1)确定最优指标集y0j=Optimum(yij)
2)构造原始矩阵,得
3)数据无量纲化处理,得
4)确定评价矩阵,即
5)确定各评价指标的权重矩阵
6)平均值评价结果
A1=W1×RT
G、对多次试验所得的温度差、压力差、透气量的数据进行处理得出三个指标随时间的变化率KΔP、KΔT和KΔM,对这三个指标数据进行步骤F中的计算过程,得出变化率评价结果为
A2=W2×RT
H、对平均值及变化率赋予权重
(g h),g+h=1
则综合评判结果
最后根据综合评判结果得出该消防服的抗热力冲击性能的情况。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010831076.4A CN111829913B (zh) | 2020-08-18 | 2020-08-18 | 用于火场环境中消防服抗热力冲击性能检测装置的检测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010831076.4A CN111829913B (zh) | 2020-08-18 | 2020-08-18 | 用于火场环境中消防服抗热力冲击性能检测装置的检测方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111829913A true CN111829913A (zh) | 2020-10-27 |
CN111829913B CN111829913B (zh) | 2024-04-19 |
Family
ID=72918209
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010831076.4A Active CN111829913B (zh) | 2020-08-18 | 2020-08-18 | 用于火场环境中消防服抗热力冲击性能检测装置的检测方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111829913B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115326329A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-11-11 | 上海核工程研究设计院有限公司 | 一种核电站用防火通风管道抗震性能测试装置及方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005097797A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-04-14 | Japan Synthetic Textile Inspection Inst Foundation | 衣服内環境模擬測定装置および評価方法 |
CN101871901A (zh) * | 2010-05-25 | 2010-10-27 | 上海理工大学 | 一种消防服热防护性能检测系统及方法 |
CN102269722A (zh) * | 2011-05-05 | 2011-12-07 | 东华大学 | 一种织物系统热防护性测试仪 |
CN104048990A (zh) * | 2013-03-11 | 2014-09-17 | 中原工学院 | 消防防护装备高压高温热蒸汽防护性能测试装置 |
CN105388091A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-03-09 | 湖南科技大学 | 一种矿用泡沫流体材料防灭火特性测试装置及方法 |
CN110609058A (zh) * | 2019-09-10 | 2019-12-24 | 东华大学 | 一种测试人体运动下消防服热防护性能的仪器 |
CN212363978U (zh) * | 2020-08-18 | 2021-01-15 | 湖南科技大学 | 用于火场环境中消防服抗热力冲击性能检测的装置 |
-
2020
- 2020-08-18 CN CN202010831076.4A patent/CN111829913B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005097797A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-04-14 | Japan Synthetic Textile Inspection Inst Foundation | 衣服内環境模擬測定装置および評価方法 |
CN101871901A (zh) * | 2010-05-25 | 2010-10-27 | 上海理工大学 | 一种消防服热防护性能检测系统及方法 |
CN102269722A (zh) * | 2011-05-05 | 2011-12-07 | 东华大学 | 一种织物系统热防护性测试仪 |
CN104048990A (zh) * | 2013-03-11 | 2014-09-17 | 中原工学院 | 消防防护装备高压高温热蒸汽防护性能测试装置 |
CN105388091A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-03-09 | 湖南科技大学 | 一种矿用泡沫流体材料防灭火特性测试装置及方法 |
CN110609058A (zh) * | 2019-09-10 | 2019-12-24 | 东华大学 | 一种测试人体运动下消防服热防护性能的仪器 |
CN212363978U (zh) * | 2020-08-18 | 2021-01-15 | 湖南科技大学 | 用于火场环境中消防服抗热力冲击性能检测的装置 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
LU JIN ET AL.: "New Approaches to Evaluate the Performance of Firefighter Protective Clothing Materials", 《FIRE TECHNOLOGY》, 31 December 2018 (2018-12-31), pages 1283 - 1307 * |
鲁义 等: "火焰环境下隔热内衬气凝胶球粒的耐热特性", 《中国安全科学学报》, vol. 30, no. 5, 31 May 2020 (2020-05-31), pages 48 - 53 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115326329A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-11-11 | 上海核工程研究设计院有限公司 | 一种核电站用防火通风管道抗震性能测试装置及方法 |
CN115326329B (zh) * | 2022-07-29 | 2024-06-11 | 上海核工程研究设计院股份有限公司 | 一种核电站用防火通风管道抗震性能测试装置及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111829913B (zh) | 2024-04-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN212363978U (zh) | 用于火场环境中消防服抗热力冲击性能检测的装置 | |
De Dear et al. | Convective and radiative heat transfer coefficients for individual human body segments | |
CN108828457B (zh) | 电池热失控实验装置及其系统 | |
CN109883918A (zh) | 一种防护性口罩测试系统及测试方法 | |
CN113777507A (zh) | 一种锂离子电池变压环境下热失控真空冷却装置 | |
CN107192572A (zh) | 空调器热舒适度性能测试系统及其测试方法 | |
Tang et al. | Detailed thermal indicators analysis based on outdoor thermal comfort indices in construction sites in South China | |
CN111829913A (zh) | 用于火场环境中消防服抗热力冲击性能检测的装置及方法 | |
CN206223233U (zh) | 一种用于大型客舱环境舒适度评价的模拟实验系统 | |
CN109374673A (zh) | 一种基于热传递模型的消防服热防护性能预测平台 | |
Lee et al. | Evaluation of heat transfer coefficients in various airconditioning modes by using thermal manikin | |
Gao et al. | Research on a personalized targeted air supply device based on body movement capture | |
CN216526207U (zh) | 一种锂离子电池变压环境下热失控真空冷却装置 | |
Enteria et al. | Performance test of desiccant heating, ventilating and air-conditioning system by using multiple tracer gas dilution method | |
CN110110443A (zh) | 一种用于快速检验单根电缆水平燃烧特性的仿真方法 | |
CN210572642U (zh) | 一种电池热安全性能检测平台 | |
CN210268705U (zh) | 一种电池灭火系统综合检测平台 | |
Xu et al. | Efficiency of liquid cooling garments: prediction and manikin measurement | |
Kyriazi | Development of an automated breathing and metabolic simulator | |
Heerwagen | Occupant perceptions of an indoor thermal environment in a naturally ventilated building | |
CN117172153B (zh) | 一种隧道围岩的风流场和温度场的模拟方法及系统 | |
Conger et al. | High performance torso cooling garment | |
Zhuge et al. | Evaluation and simulation analysis of airport ground air conditioning operation effect | |
CN118298706B (zh) | 一种船舶客舱与走廊火灾烟气控制模拟试验装置 | |
CN204029227U (zh) | 一种用于教学与科研的热工学综合实验装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |