燃烧假人测试系统的制作方法

1.本发明涉及防护服检测技术领域，特别涉及一种燃烧假人测试系统。


背景技术：

2.强制性国家标准gb 8965.1-2020《防护服装阻燃服》于2021年8月1日起正式实施，新增假人轰燃法热防护性能技术指标要求。燃烧假人测试系统主要用于开展消防服热防护性能评估,把防护服穿在仪器化的燃烧假人身上，用稳定的火场对防护服进行燃烧测试，利用假人身上的热流量传感器测得的数据，通过计算后得出人体二级或三级烧伤面积，用于评价防护服装的热防护效果。同时，燃烧假人测试系统还可应用于国防军工和航空航天领域，如评价单兵应对恶劣战场环境下战火与热辐射攻击的效果、宇航服性能评价等。
3.1、燃烧假人系统研究现状
4.1.1、热防护服是指对在高温条件下工作的人体进行安全保护，从而避免人体受到高温伤害的各种保护性服装，它主要用来减少热量在人体皮肤上的积聚，从而保护皮肤不被烧伤或灼伤。
5.如何评价特种服装中军服、消防服、防火服的热防护性能，一直是国内外特种服装研制领域的难题。
6.现有国际通用热防护性能评价方法包括织物热防护性能测评和燃烧假人系统测评。其中，织物热防护性能(tpp数值)测试通过将织物暴露在热流量可控的模拟火场，使用放置在织物后方的热流传感器测量皮肤达到二级烧伤所需时间，推算织物tpp数值[kw sm-2]。该方法被国际标准iso 17492以及我国国家标准gb/t38302-2019采用。
[0007]
然而，从服装面料到成品服装的加工过程中，服装的设计、款式、结构、裁剪、缝纫、附件、缝线等因素，都会影响到服装对人体的热防护效果。评估特种服装对人体真实热防护效果，最好的方法是把服装穿在人体上在火场中进行测试。燃烧假人测试技术应运而生，是国内外公认的、最适宜评价服装整体热防护性能的测试技术，燃烧假人也在近年被誉为燃烧仪器“皇冠上的明珠”，集成了众多技术难点。
[0008]
1.2、我国燃烧假人研制水平与世界先进水平存在较大差距
[0009]
1960年左右，美国海军率先开展了燃料武器火攻试验，并利用试验成果研制了世界首台燃烧假人模型。后来，美国杜邦公司改进了测试设备和记录系统，使燃烧假人拥有122个热流传感器，配套试验系统拥有多个丁烷气体燃烧器，模拟各种突发燃烧火焰，利用计算机记录热流传感器数据并自动换算出受到二级烧伤和三级烧伤的人体表面积占人体总表面积的百分比。
[0010]
1985年，加拿大阿尔伯塔大学成功研制了一套类似的燃烧假人系统。他们的系统拥有110个热流量传感器和6个丙烷燃烧器。数据后期处理方法类似，通过计算机控制实验过程、获取数据，计算皮肤二级、三级烧伤面积占人体总面积的百分比。
[0011]
我国关于特种服装热防护性能的测试与评价，在相当长时间内一直沿用国外已逐步淘汰的纺织品垂直燃烧测试方法。鉴于燃烧假人系统在服装阻燃性能测试与评价、人体
烧伤程度评估等方面的重要作用，公安部上海消防科学研究所曾于 1993年开展了燃烧假人研究，总后军需装备研究所从1990年开始跟踪国内外燃烧假人测试技术的研究发展动态,并对涉及的关键技术进行了先期论证研究和技术储备。
[0012]
2011年7月东华大学通过进口设备，组建成了国内首个燃烧假人实验室，对研发热防护新型服装材料，科学合理设计热防护装备，有效遏制火灾、战场和热辐射等危险环境对人体造成的热伤害具有重大的科学价值。上海消防科学研究所曾经试制类似的燃烧假人，但是由于试验装置油盘火受环境影响较大、热通量不稳定、热接触面积不确定、热辐射屏功率不足、数据采集控制系统软硬件升级等问题，直接导致实验设备精确度底和结果可重复性差等缺点。
[0013]
现有的燃烧假人系统，存在以下不足之处：
[0014]
1.燃烧测试后只能从视觉上对防护服的外形进行观察，无法准确分析防护服在燃烧测试后的变形量。
[0015]
2.现有的燃烧假人在测试时，无法模拟人在穿着防护服后的呼吸状况，因而无法对人体吸入有毒气体的情况进行测试分析。
[0016]
3.现有的燃烧假人的姿态是固定的，不可调节的，因而无法模拟人在火场中的各种姿态，测试的局限性较大。


技术实现要素：

[0017]
本发明的目的是解决现有技术中存在的不足之处，提供一种燃烧假人测试系统。
[0018]
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种燃烧假人测试系统，包括燃烧实验室、燃烧假人、喷火测试装置、燃料输送系统，燃烧实验室内设有用于固定燃烧假人的固定装置，喷火测试装置包括若干个环绕设置在燃烧假人周围的喷火测试单元，燃料输送系统为喷火测试单元提供燃料；所述燃烧假人可进行姿态调整，燃烧假人内设有呼吸模拟系统；在测试时，燃烧假人的周围设置有摄像头和三维扫描仪。
[0019]
本发明在测试时，将穿有防护服的燃烧假人放置在喷火测试单元中间，通过喷火测试单元向燃烧假人喷射火焰，从而进行燃烧测试。喷火测试单元环绕分布在假人的四周，在测试时，通过四周的喷火测试单元可以同时向防护服进行喷火测试，这样降低了喷火盲区，提高了喷火测试效果。燃烧假人可进行姿态调整，这样可以使燃烧假人形成不同的姿态，从而模拟人在火场中的各种姿态，具体可以模拟弯腰、奔跑、下蹲、摆手等姿势，这样可以对防护服在不同人体姿态下进行较为全面的测试，而传统的假人通常只有一种固定形态，无法实现上述功能。燃烧假人上设有呼吸模拟系统，在进行燃烧测试时，开启呼吸模拟系统，可以模拟正常人的呼吸过程中，可以获得人在穿着防护服时肺部吸入有毒气体的数据，从而能够对防护服的防护效果进行较为全面的分析评价。在测试之前，燃烧假人防护服穿好以后，先打开三维扫描仪，三维扫描仪均对准燃烧假人上的防护服并对防护服的外表进行三维扫描，获得防护服外形的三维数据，测试结束后三维扫描仪会再次对防护服的外形尺寸进行扫描，从而记录燃烧测试后变形的防护服的三维数据，通过对前后三维数据的对比分析，便可以对防护服各个部分的变形情况，对防护服的后续研究改进具有积极的指导意义。同时摄像头会实时记录防护服的整个测试过程，便于研究人员对测试过程进行分析。
[0020]
作为优选，所述燃烧实验室上设有排风装置和室内冷却装置。在燃烧测试结束后，在燃烧实验室内会产生大量的烟气，并且燃烧实验室内温度会很高，需要等燃烧实验室内的烟气排尽，并使燃烧实验室内降至正常温度，这样才能进行下一次试验，该过程需要等待较长时间。本发明中，在燃烧实验室上设有排气装置和室内冷却装置，其中室内冷却装置为空调系统，通过排气装置可以加速燃烧实验室内的烟气排出，通过室内冷却装置可以加速燃烧实验室内的降温，从而可以缩短进行下一次测试所等待的时间。
[0021]
作为优选，所述固定装置包括设置在燃烧实验室内的移动导轨部件，移动导轨部件上设有固定臂，固定臂的一端与移动导轨部件相连，固定臂的另一端设置有连接支架，连接支架与燃烧假人的头部相连。
[0022]
作为优选，所述三维扫描仪设有三个，三个三维扫描仪环形分布于燃烧假人的四周，相邻两个三维扫描仪之间间隔120
°
。本方案中，三维扫描仪设有三个且环绕于燃烧假人的四周，这样可以全方位记录燃烧假人外形的三维数据。
[0023]
作为优选，所述燃烧假人包括躯体部件、上肢总成、下肢总成，上肢总成包括第一上肢部件和第二上肢部件，第一上肢部件和第二上肢部件之间通过上肢关节相连，第一上肢部件远离第二上肢部件的一端与躯体部件活动连接；下肢总成包括第一下肢部件和第二下肢部件，第一下肢部件和第二下肢部件之间通过下肢关节相连，第一下肢部件远离第二下肢部件的一端与躯体部件活动连接。其中，第一上肢部件和第一下肢部件均通过球关节与躯体部件相连。本发明中，上肢总成、下肢总成均可以弯曲活动，这样可以使燃烧假人模拟出多种姿态，具体可以模拟弯腰、奔跑、下蹲、摆手等姿势，这样可以对防护服在不同人体姿态下进行较为全面的测试。
[0024]
作为优选，所述呼吸模拟系统包括设置在燃烧假人内的吸气管、排气管、人工肺、呼吸泵、连接管，吸气管和排气管的一端均贯通假人本体的头部外表面，吸气管的另一端连接人工肺，排气管的另一端连接呼吸泵；连接管的两端分别与人工肺和呼吸泵相连，人工肺上设有用于检测人工肺内部气体成分的气体成分传感器；连接管上设有第一单向阀，排气管上设有第二单向阀。呼吸模拟系统的工作原理如下：呼吸泵工作时，呼吸泵产生循环的吸气和排气动作，其中，人工肺为一个能够容纳气体的容器，模拟人体的肺部，吸气管和排气管则模拟人体的气管，第一单向阀只允许气体从人工肺通过连接管进入呼吸泵中，反向则不行；第二单向阀只允许呼吸泵中的气体通过排气管向外排出，反向则不行；当呼吸泵进行吸气动作时，外界气体从吸气管被吸入人工肺中，并经过连接管后到达呼吸泵中，从而模拟人体的吸气过程，此时第一单向阀处于导通状态，第二单向阀处于截止状态；当呼吸泵进行排气动作时，呼吸泵中的气体通过排气管向外排出，从而模拟人体的呼气过程，此时第一单向阀处于截止状态，第二单向阀处于导通状态；在上述过程中，气体成分传感器能够检测人工肺中的气体成分和浓度，从而可以获得人在火场中肺部吸入有毒气体的数据，从而对防护服的防护效果进行较为全面的评价。其中，气体成分传感器上集成有若干个气体检测单元，每个气体检测单元均可以检测特定种类气体的浓度，这样便可以准确地获知被吸入人工肺中的气体成分及浓度。
[0025]
作为优选，所述喷火测试单元包括喷火支架，喷火支架上可调连接有喷火部件，喷火部件包括喷火管，喷火管的一端连接有喷火燃气软管，喷火管的另一端设有喷火头；喷火管的下方设有点火管，点火管的一端连接有点火燃气软管，另一端设有点火喷口，点火喷口
位于喷火头的下方；点火管上连接有点火针，点火针位于点火喷口的前方。其中，喷火管上设有喷火电磁阀，点火管上设有点火电磁阀，喷火电磁阀和点火电磁阀用于控制喷火管和点火管中燃料的通断，本发明中，以燃气作为火焰的燃料，喷火燃气软管和点火燃气软管均连接燃料输送系统，打开点火电磁阀后，燃气从点火管前端的点火喷口喷出，通过点火针将喷出的燃气点燃，形成点燃火焰；当需要进行喷火测试时，将喷火电磁阀打开，燃气从喷火管前端的喷火头喷出，喷出后的燃气被点燃火焰点燃，从而形成喷射火焰，通过喷射火焰对防护服进行燃烧测试。
[0026]
作为优选，喷火测试单元还包括喷火管固定盘和喷火管调整盘，喷火管固定盘上设有喷火管固定盘夹块，喷火管固定夹块可调连接在喷火支架上，喷火管固定夹块可沿着喷火支架进行滑动调节；喷火管固定盘和喷火管调整盘之间设有角度调整螺钉，喷火管调整盘上至少设有两个圆弧槽，喷火管固定盘上设有与圆弧槽相对应的螺纹孔，角度调整螺钉穿过喷火管调整盘上的圆弧槽并与喷火管固定盘上的螺纹孔相连，喷火管调整盘可相对喷火管固定盘转动调节；喷火管调整盘上设有距离调整夹块，距离调整夹块可调连接在喷火管上，距离调整夹块可沿着喷火管滑动调节。通过调节喷火管固定盘夹块在喷火支架上的位置，可以对喷火管的高度进行调节，通过喷火管调整盘与喷火管固定盘之间的转动，可以调节喷火管的喷火角度；在调节喷火角度时，先松开角度调整螺钉，然后旋转喷火管调整盘，将喷火管调节到需要的角度，最后将角度调整螺钉锁紧。
[0027]
作为优选，所述燃料输送系统包括储存有燃料的高压气罐、输气总管路，高压气罐通过连接管道与输气总管路相连，输气总管路上连接有第一输气支管路和第二输气支管路，第一输气支管路和第二输气支管路上分别连接有第一送气管和第二送气管，喷火燃气软管连接第一送气管，点火燃气软管连接第二送气管，连接管道上设有球阀和电磁阀。本发明中，以燃气作为喷火部件的燃料，燃气储存在高压气罐中，当打开球阀和电磁阀后，燃气从高压气罐依次通过连接管道、输气总管路、第一输气支管路、第一送气管向喷火管供给燃气，燃气从高压气罐依次通过连接管道、输气总管路、第二输气支管路、第二送气管向点火管供给燃气。
[0028]
作为优选，所述连接管道上设有一级缓冲罐，第一输气支管路上设有二级缓冲罐。一级缓冲罐和二级缓冲罐的作用是保证供气压力的稳定，进而提高喷射火焰的稳定性。
[0029]
本发明的有益效果是：
[0030]
1.燃烧假人可进行姿态调整，这样可以使燃烧假人形成不同的姿态，从而模拟人在火场中的各种姿态，具体可以模拟弯腰、奔跑、下蹲、摆手等姿势，这样可以对防护服在不同人体姿态下进行较为全面的测试。
[0031]
2.燃烧假人上设有呼吸模拟系统，在进行燃烧测试时，开启呼吸模拟系统，可以模拟正常人的呼吸过程中，可以获得人在穿着防护服时肺部吸入有毒气体的数据，从而能够对防护服的防护效果进行较为全面的分析评价。
[0032]
3.通过三维扫描仪，可以获得防护服在燃烧测试前后的外形三维数据，通过对前后三维数据的对比分析，便可以对防护服各个部分的变形情况，对防护服的后续研究改进具有积极的指导意义。
附图说明
[0033]
图1是本发明的结构示意图。
[0034]
图2为本发明的正视图。
[0035]
图3为本发明的俯视图。
[0036]
图4为燃烧假人固定时的示意图。
[0037]
图5为燃烧假人处于站姿时的示意图。
[0038]
图6为燃烧假人处于坐姿时的示意图。
[0039]
图7为燃烧假人中呼吸模拟系统的结构示意图。
[0040]
图8为燃烧假人正面的测试区域分布示意图。
[0041]
图9为燃烧假人背面的测试区域分布示意图。
[0042]
图10为燃气供给系统的结构示意图。
[0043]
图11为燃气供给系统的俯视图。
[0044]
图12为喷火测试装置的结构示意图。
[0045]
图13为喷火测试单元其中一个方向的结构示意图。
[0046]
图14为喷火测试单元另一个方向的结构示意图。
[0047]
图15为图13中a-a方向的剖视图。
[0048]
图16为图13中b-b方向的剖视图。
[0049]
图17为图14中c-c方向的剖视图。
[0050]
图18为喷火测试装置在测试时的示意图。
[0051]
图19为燃烧假人在测试时摄像头和三维扫描仪的分布示意图。
[0052]
图中，1、燃烧实验室，2、移动轨道部件，3、固定臂，4、燃烧假人，5、喷火测试单元，6、燃料输送系统，7、排风装置，8、操作控制台，9、室内冷却装置，11、躯体部件，12、头部，13、第一上肢部件，14、第二上肢部件，15、上肢关节，16、第一下肢部件，17、第二下肢部件，18、下肢关节，19、吸气管， 20、排气管，21、人工肺，22、呼吸泵，23、连接管，24、气体成分传感器，26、第一单向阀，27、第二单向阀，28、流量计，29、测试区域，31、高压气罐，32、球阀，33、电磁阀，34、一级缓冲罐，35、输气总管路，36、第一输气支管路， 37、第二输气支管路，38、第一送气管，39、第二送气管，40、二级缓冲罐，41、连接管道，51、喷火支架，52、角度调整螺钉，53、距离调整螺钉，54、距离调整夹块，55、喷火管调整盘，56、喷火流量调节阀，57、喷火电磁阀，58、喷火燃气软管，59、喷火管，60、第一点火管固定块，61、点火管固定螺钉，62、喷火头，63、第二点火管固定块，64、点火燃气软管，65、点火电磁阀，66、点火流量调节阀，67、点火针支架固定块，68、紧定螺钉，69、点火针支架，70、点火管，71、点火针，72、喷火管固定盘夹块，73、喷火管固定盘，74、夹紧螺钉， 80、三维扫描仪，81、摄像头。
具体实施方式
[0053]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0054]
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
[0055]
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
[0056]
如图1-19所示，一种燃烧假人测试系统，包括燃烧实验室1、燃烧假人4、喷火测试装置、燃料输送系统6、操作控制台8，燃烧实验室1内设有用于固定燃烧假人4的固定装置。其中，固定装置包括设置在燃烧实验室内的移动导轨部件2，移动导轨部件2横向设置在燃烧实验室1内，移动导轨部件2上设有固定臂3，固定臂3的一端与移动导轨部件2相连，固定臂3的另一端设置有连接支架，连接支架与燃烧假人4的头部相连。测试时，通过移动导轨部件2可以带动燃烧假人4在燃烧实验室内移动，从而模拟人体在火场中移动的情况。
[0057]
喷火测试装置包括若干个环绕设置在燃烧假人4周围的喷火测试单元5，燃料输送系统6为喷火测试单元5提供燃料。其中，喷火测试单元5包括喷火支架 51，喷火支架51呈圆形杆状结构，喷火支架51竖直设置。喷火支架上可调连接有喷火部件。本发明中，每个喷火支架51上均连接有两个喷火部件，两个喷火部件上下设置在同一个喷火支架51上。
[0058]
喷火部件的具体结构包括喷火管59，喷火管59的一端连接有喷火燃气软管 58，喷火管的另一端设有喷火头62。喷火管59的下方设有点火管70，点火管 70的管径小于喷火管59，点火管70与喷火管59之间设有第一点火管固定块60 和第二点火管固定块63，第一点火管固定块60和第二点火管固定块63之间设有点火管固定螺钉61，点火管70和喷火管59同时夹于第一点火管固定块60和第二点火管固定块63之间，通过点火管固定螺钉61调节第一点火管固定块60 和第二点火管固定块63之间的松紧。点火管70的一端连接有点火燃气软管64，另一端设有点火喷口，点火喷口位于喷火头62的下方。点火管70上连接有点火针71，点火针71位于点火喷口的前方。具体的，点火管上设有点火针支架固定块67，点火针支架固定块67上设有连接孔，点火管20从点火针支架固定块67 上的连接孔穿过，点火针支架固定块17上连接有紧定螺钉68，紧定螺钉68位于连接孔的一侧，用于将点火针支架固定块67锁紧固定在点火管70上。点火针支架固定块67上设有点火针支架69，点火针71设置在点火针支架69上。喷火管59上设有喷火电磁阀57，点火管70上设有点火电磁阀65，喷火电磁阀57 和点火电磁阀65用于控制喷火管和点火管中燃料的通断。并且，喷火管59和点火管70还分别设置有喷火流量调节阀56和点火流量调节阀66，喷火燃气软管 58和点火燃气软管64均连接燃料输送系统6。
[0059]
喷火部件以燃气作为火焰的燃料，打开点火电磁阀后，燃气从点火管前端的点火喷口喷出，通过点火针将喷出的燃气点燃，形成点燃火焰；当需要进行喷火测试时，将喷火电磁阀打开，燃气从喷火管前端的喷火头喷出，喷出后的燃气被点燃火焰点燃，从而形成喷射火焰，通过喷射火焰对防护服进行燃烧测试。
[0060]
本发明在测试时，将穿有防护服的燃烧假人放置在喷火测试单元中间，通过喷火测试单元向燃烧假人喷射火焰，从而进行燃烧测试。喷火测试单元环绕分布在假人的四周，在测试时，通过四周的喷火测试单元可以同时向防护服进行喷火测试，这样降低了喷火盲
区，提高了喷火测试效果。
[0061]
优选的，本发明中喷火测试单元5设有六个，六个喷火测试单元5以圆形阵列的方式分布在燃烧假人4的外围。
[0062]
为了实现喷火部件的位置调节，喷火测试单元还包括喷火管固定盘73和喷火管调整盘55，喷火管固定盘73上设有喷火管固定盘夹块72，喷火管固定夹块72可调连接在喷火支架51上，喷火管固定夹块72可沿着喷火支架51进行滑动调节。其中，喷火管固定盘夹块72上设有喷火支架夹槽，喷火支架51连接在喷火支架夹槽中，喷火管固定盘夹块72上设有用于调节喷火管固定盘夹块72连接松紧度的夹紧螺钉74。喷火管固定夹块72可沿着喷火支架51进行高度调节，调节时，先松开夹紧螺钉74，然后将喷火管固定盘夹块72沿着喷火支架51进行滑动调节，当喷火管调节到需要的高度后，将夹紧螺钉74锁紧。
[0063]
喷火管固定盘73和喷火管调整盘55之间设有角度调整螺钉52，喷火管调整盘55上至少设有两个圆弧槽，喷火管固定盘73上设有与圆弧槽相对应的螺纹孔，角度调整螺钉52穿过喷火管调整盘55上的圆弧槽并与喷火管固定盘73上的螺纹孔相连，喷火管调整盘55可相对喷火管固定盘73转动调节，从而对喷火管59的喷火角度进行调节，在调节时，先松开角度调整螺钉52，然后旋转喷火管调整盘55，将喷火管59调节到需要的角度，最后将角度调整螺钉锁紧。
[0064]
喷火管调整盘55上设有距离调整夹块54，距离调整夹块54可调连接在喷火管59上，距离调整夹块54可沿着喷火管59滑动调节。其中，距离调整夹块 54上设有喷火管夹槽，喷火管连接在喷火管夹槽中，距离调整夹块54上设有用于调节距离调整夹块54连接松紧度的距离调整螺钉53。距离调整夹块54可对喷火管59进行轴向移动调节，在调节时，先松开距离调整螺钉，然后对将喷火管进行移动调节，当喷火管调节至所需的位置后，将距离调整螺钉锁紧。
[0065]
燃料输送系统6包括储存有燃料的高压气罐31、输气总管路35，高压气罐 31通过连接管道41与输气总管路35相连，输气总管路35上连接有第一输气支管路36和第二输气支管路37，第一输气支管路36和第二输气支管路37上分别连接有第一送气管38和第二送气管39，喷火燃气软管58连接第一送气管38，点火燃气软管64连接第二送气管39，连接管道41上设有球阀32和电磁阀33。本发明中，以燃气作为喷火部件的燃料，燃气储存在高压气罐中，当打开球阀和电磁阀后，燃气从高压气罐依次通过连接管道、输气总管路、第一输气支管路、第一送气管向喷火管供给燃气，燃气从高压气罐依次通过连接管道、输气总管路、第二输气支管路、第二送气管向点火管供给燃气。
[0066]
进一步的，连接管道41上设有一级缓冲罐34，第一输气支管路36上设有二级缓冲罐40。一级缓冲罐34和二级缓冲罐40的作用是保证供气压力的稳定，进而提高喷射火焰的稳定性。
[0067]
燃烧假人4可进行姿态调整。具体的，燃烧假人4包括躯体部件11、上肢总成、下肢总成，上肢总成包括第一上肢部件13和第二上肢部件14，第一上肢部件13和第二上肢部件14之间通过上肢关节15相连，第一上肢部件13远离第二上肢部件14的一端与躯体部件活动连接；下肢总成包括第一下肢部件16和第二下肢部件17，第一下肢部件16和第二下肢部件17之间通过下肢关节18相连，第一下肢部件16远离第二下肢部件17的一端与躯体部件11活动连接。其中，第一上肢部件和第一下肢部件均通过球关节与躯体部件相连。本发明中，上
肢总成、下肢总成均可以弯曲活动，这样可以使燃烧假人模拟出多种姿态，具体可以模拟弯腰、奔跑、下蹲、摆手等姿势，这样可以对防护服在不同人体姿态下进行较为全面的测试。
[0068]
燃烧假人4内设有呼吸模拟系统。呼吸模拟系统包括设置在燃烧假人内的吸气管19、排气管20、人工肺21、呼吸泵22、连接管23，吸气管19和排气管20 的一端均贯通假人本体的头部外表面，吸气管19的另一端连接人工肺21，排气管的另一端连接呼吸泵22；连接管23的两端分别与人工肺21和呼吸泵22相连，人工肺21上设有用于检测人工肺21内部气体成分的气体成分传感器24；连接管23上设有第一单向阀26，排气管20上设有第二单向阀27，吸气管19上设有流量计28。
[0069]
其中，气体成分传感器24通过连通管与人工肺21内部连通，从而使气体成分传感器24能够与人工肺21内部的气体接触并对气体成分和浓度进行分析。气体成分传感器24上集成有若干个气体检测单元，每个气体检测单元均可以检测特定种类气体的浓度，这样便可以准确地获知被吸入人工肺中的气体成分及浓度。气体成分传感器24为现有技术，气体成分传感器24的具体结构和远离可以参考公开号为cn 113607614 a、发明名称为一种气体成分检测集成传感器的发明专利。
[0070]
呼吸模拟系统的工作原理如下：呼吸泵工作时，呼吸泵产生循环的吸气和排气动作，其中，人工肺为一个能够容纳气体的容器，模拟人体的肺部，吸气管和排气管则模拟人体的气管，第一单向阀只允许气体从人工肺通过连接管进入呼吸泵中，反向则不行；第二单向阀只允许呼吸泵中的气体通过排气管向外排出，反向则不行；当呼吸泵进行吸气动作时，外界气体从吸气管被吸入人工肺中，并经过连接管后到达呼吸泵中，从而模拟人体的吸气过程，此时第一单向阀处于导通状态，第二单向阀处于截止状态；当呼吸泵进行排气动作时，呼吸泵中的气体通过排气管向外排出，从而模拟人体的呼气过程，此时第一单向阀处于截止状态，第二单向阀处于导通状态；在上述过程中，气体成分传感器能够检测人工肺中的气体成分和浓度，从而可以获得人在火场中肺部吸入有毒气体的数据，从而对防护服的防护效果进行较为全面的评价。其中，气体成分传感器上集成有若干个气体检测单元，每个气体检测单元均可以检测特定种类气体的浓度，这样便可以准确地获知被吸入人工肺中的气体成分及浓度。
[0071]
燃烧假人4的外表面设有若干个测试区域29，每个测试区域29上均设有一个热流传感器，测试区域29均匀遍布假人本体的头部、躯干部分、上肢部分和下肢部分。其中，热流传感器采用现有技术，热流传感器可以检测燃烧假人表面的热流数据。在对热流传感器进行固定安装时，先在燃烧假人表面的安装位置打孔，然后将热流传感器埋入孔中，最后通过胶水固定。热流传感器也可以直接贴附在燃烧假人的表面。本发明中，测试区域29的数量为130～140个，相比现有的燃烧假人，测试点分布的更细密，测试的数据更精细，对于防护服的设计和加工，有更精准的指导性。
[0072]
燃烧假人4由阻燃材料制成。本发明中，燃烧假人由聚酰亚胺和玻璃纤维制成。根据假人模型的外观特征，按以下工艺制造假人本体模型：合成聚酰亚胺和玻璃纤维
→
固化树脂和填充材料
→
制作人体各解剖段模型
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真空固化
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表面处理。
[0073]
在进行燃烧测试时，燃烧假人4的周围设置有摄像头81和三维扫描仪80。其中，三维扫描仪80设有三个，三个三维扫描仪80环形分布于燃烧假人4的四周，相邻两个三维扫描仪80之间间隔120
°
。摄像头81设置有四个，四个摄像头81环形分布于燃烧假人4的外围。在
测试之前，燃烧假人防护服穿好以后，先打开三维扫描仪，三维扫描仪均对准燃烧假人上的防护服并对防护服的外表进行三维扫描，获得防护服外形的三维数据，测试结束后三维扫描仪会再次对防护服的外形尺寸进行扫描，从而记录燃烧测试后变形的防护服的三维数据，通过对前后三维数据的对比分析，便可以获得防护服各个部分的变形数据，对防护服的后续研究改进具有积极的指导意义。同时摄像头会实时记录防护服的整个测试过程，便于研究人员对测试过程进行分析。
[0074]
进一步的，燃烧实验室上设有排风装置7和室内冷却装置9。在燃烧测试结束后，在燃烧实验室内会产生大量的烟气，并且燃烧实验室内温度会很高，需要等燃烧实验室内的烟气排尽，并使燃烧实验室内降至正常温度，这样才能进行下一次试验，该过程需要等待较长时间。本发明中，在燃烧实验室上设有排气装置和室内冷却装置，其中室内冷却装置为空调系统，通过排气装置可以加速燃烧实验室内的烟气排出，通过室内冷却装置可以加速燃烧实验室内的降温，从而可以缩短进行下一次测试所等待的时间。
[0075]
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本技术相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。