ZY6415燃烧假人测试系统

ZY6415燃烧假人测试系统

一、功能:

燃烧假人和燃烧模拟环境实验室的试验，提供了人体与外界交互的有效测试平台，我们给‘火人’穿上防护服开展燃烧实验，既可以开展防护服阻燃性能的试验，又能够进行人体组织烧伤分析的生物物理学研究。

二、测试参数范围:

2.1概述：

目前国内只有一个燃烧假人实验室。该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。这个实验室包括模拟中国人体型构造、可在不同活动姿势下精准感知高温热流、精确预报身体皮肤烧伤程度的燃烧假人，以及高仿真模拟火场高危环境的燃烧模拟环境实验室。

如何客观科学评价军服、防火服、消防服、阻燃耐高温作业服等特种服装的防护性能，燃烧假人系统属服装科学与生物物理学等交叉的国际前沿尖端科技，是当前公认的客观全面评价服装整体热防护性能的最佳手段。所设计的燃烧假人是依据中国成年男性的体型定制的，身体表面均匀分布135个高温传感器，各部位关节都可活动，能模拟人体的多种着装姿态。

2.2实验室的建设：

2.2.1燃烧假人实验室：由燃气室、燃烧室、控制室和准备间4部分构成，见平面设计如图1和3D图。

3D图

2.2.2燃料储存室：主要用于放置燃料罐、缓冲罐、燃料输送管路及相关的减压阀、调节阀、流量计、压力表及灭火等设备。燃料储存室设计为防爆区．所有设备均选用防爆系列设备；

燃气管路图

2.2.3燃烧室：主要放置火焰产生与控制装置、燃烧假人系统、实验过程摄像装置和通风排风等设备。燃烧室设计为防爆区．所有设备均选用防爆系列设备，燃料室墙体采用钢筋混凝土结构．地面采用不发火花细石砼．避免地面磨擦火花引起火灾：燃烧室分两层结构．底层0．5m的空间用于布设燃气输送管道．0.5m以上的6面空间．靠控制室一方墙壁设计了长2.0m，高1.2m防火防爆全透明玻璃观察窗．其余5面包括底部、顶部均采用防火消音板外罩不锈钢板结构；

2.2.4控制室：是整个实验室的集中控制、信号采集与处理、信息显示单元；

2.2.5准备间：主要放置配电柜、仪表柜和风机调控柜及空调等设备。

2.3技术要求：

基于燃烧假人实验室的安全要求．整个实验室的建筑设计符合GB 50016-2014建筑设计防火规范；

2.4安全监控系统设计：

2.4.1燃烧假人实验室的安全监控：包括四部分，a是正常实验点火及燃烧过程的监控；b是实验室各部分可能造成的高温、烟雾及可燃气体的监控；c是防雷击及防静电措施；d是燃料室、燃烧室自动通排风系统设计。

2.4.2点火及燃烧过程的监控

2.4.2.1点火过程的监控：

2.4.2.1.1燃烧器功率：单兵装备阻燃性能测试产生热流量的燃烧火焰为84kw／m2；

2.4.2.1.2点火器：为自动电子点火器。

2.4.2.1.3辅助点火器（安全引导火焰）：为确保燃烧过程的安全．燃烧室设计了一个安全引导火焰，安装在燃烧室底部为微弱火焰．避免室内气体流动而熄灭在外围加气流防护罩。安全引导火焰目的：保证在燃气主管道开启前．确认燃气输送管道已经充满燃烧气体；将燃烧室内的没有充分燃烧的气体消耗掉．避免因燃烧不充分引起燃气集聚。

2.4.3燃烧过程的安全监控：为保证燃烧过程的安全．除通过控制室与燃烧室间的玻璃窗观察燃烧过程外，在燃烧室内前后各安装1个摄像头．对燃烧过程进行全程监控．防止出现意外情况或工作人员的误动作或进入实验室。

2.4.4燃烧室的气流监控：为保证充分燃烧，燃烧室内有一定的氧气含量．但为保证实验数据的稳定性和可比性．又必须保持燃烧室气流的相对稳定。因此．实验前应开启强制通风换气系统．并在整个实验过程中采用风速传感器对燃烧室的气流进行监测．如风速过大．则应重新开始实验。

2.4.5高温、烟雾及可燃气体的监控：高温、烟雾和可燃气体泄露是实验室的安全隐患之一，为保证实验室的安全，根据燃料室、燃烧室、控制室和准备间的空间大小和设备配置情况．共配置了12套温感探测器、12套烟感探测器、9套燃气浓度探测器和4套声光报警器。

2.4.6.1高温、烟雾浓度监控:为监控实验室因火灾引起的高温和烟雾．根据GB4716—2005点型感温火灾探测器和GB4715—2005点型感烟火灾探测器研制了感温火灾探测器和感烟火灾探测器。

2.4.6.2感温探测器技术参数：

2.4.6.2.1工作电压19V～28V；

2.4.6.2.2工作电流≤0．6Ma;

2.4.6.2.3报警电流≤3mA；

2.4.6.2.4保护面积40m2；

2.4.6.2.5环境温度0～80℃;

2.4.6.2.6环境湿度：≤95％不凝露;

2.4.6.2.7报警温度54～70℃。

2.4.6.3感烟探测器技术参数：

2.4.6.3.1响应阈值m(报警时刻的烟浓度)为0.14～0.19dB／m;

2.4.6.3.2工作电压19V～28V;

2.4.6.3.3工作电流≤0．6mA；

2.4.6.3.4报警电流<2Ma;

2.4.6.3.5保护面积80m2环境温度-10～50°C；

2.4.6.3.6环境湿度：≤95％不凝露。

2.4.7安全防护：燃料室、燃烧室、控制室和准备间的温度或烟雾浓度超过探测器的技术参数时，声光报警器报警。并启动相应的应急处理系统，对危险情况进行处理。需要说明的是燃烧室在正常试验时．必须产生高温燃烧环境，也可能产生浓烟．因此正常试验时．燃烧室的温感和感烟探测器都处于屏蔽状态，试验结束后，恢复自动状态。

2.4.8可燃气体泄露监控

2.4.8.1可燃气体探测器符合《GB16808—1997可燃气体报警控制器技术要求和试验方法》标准；

2.4.8.2可燃气体探测器技术参数：

2.4.8.2.1测量范围为0～100％LEL；

2.4.8.2.2报警设定值(CH4)14％LEL；

2.4.8.2.3防爆标志ExdⅡCT6;

2.4.8.2.4额定电压DC24V;

2.4.8.2.5输出信号40mA；

2.4.8.2.6防护等级IP56。

2.4.8.3安全防护:可燃气体浓度超过规定值,声光报警器报警,并立即启动应急处理系统．对危险情况进行紧急处理．仔细排查燃气泄漏原因．防止着火和保证工作人员的生命安全。

2.5防雷及防静电措施：

2.5.1设备接地：实验室必须采取防雷与防静电措施．燃烧室外壳应与工艺管道相互做电气连接并接地．在实验室外围建筑埋设5根2m长的角钢作为接地钎，相邻接地钎间相距3m．用角钢焊接作为地线．通过电缆与实验室内动力柜接地端连接。

2.5.2仪表信号线接地：采用铠装电线或导线穿钢管配线。配线电缆金属外皮两端、保护钢管两端均应接地：管道的始、末端和分支处设防静电接地装置．接地电阻不大于30欧；

2.5.3气路管道接地：在爆炸危险区域内管道上的法兰、胶管两端等连接处应用金属线跨接。当法兰的连接螺栓不少于5根时，在非腐蚀环境下可不跨接；防静电接地装置的接地电阻不大于100欧。

2.6通排风系统：

在燃料室和燃烧室分别安装有送风机和排风机．每4小时自动运行15分钟．使室内空气与室外空气进行交换．防止可燃气体的静泄露或实验室长期不用时可能造成的燃气积聚．保证实验室的安全．

2.7应急处理系统：

2.7.1应急处理系统主包括紧急停止处理、电磁开关阀失灵处理、燃气泄漏处理和灭火处理等。

2.7.2紧急停止处理：设置手动控制装置．在计算机不能正常工作及系统出现故障时，能快速、准确地切断电源、气源．保证实验系统的安全。

2.7.3电磁开关阀失灵处理：在燃料输送管道中每个电磁开关阀附近均设置手动开关．在电磁阀失灵及长时间不进行实验时．可直接切断气源。

2.7.4燃气泄漏处理：在燃料室、燃烧室、控制室和准备间均安装强制通排风系统．当可燃气体报警器发出报警信号时．立即启动相应的强制送排风系统．降低可燃气体浓度．关闭气源．查找燃气泄露原因．检修完好后．方可进行燃烧实验。

2.7.5灭火处理系统：

2.7.5.1根据GB50370-2005气体灭火系统设计规范．设计了七路丙烷灭火系统，

2.7.5.2在燃料室、燃烧室、控制室和准备问共设计了12套七氟丙烷喷洒头．分别对应4套灭火控制器。该灭火处理系统采用七氟丙烷洁净气体灭火技术．通过对灭火控制系统结构进行优化．确保一旦出现高温或烟雾报警或火势无法控制时．立即切断燃气气源、开启七氟丙烷喷洒装置．实施灭火处理。

2.7.5.3根据GB50084-2001《自动喷水灭火系统设计规范》．在燃料罐上方还设计温度传感器和水喷淋降温装置．当燃料室温度超过50℃时．立即启动水喷淋系统使燃料罐和缓冲罐降温．以防燃料罐和缓冲罐温度过高引起压力过高．发生爆炸危险。

选取的温度区域

2.8计算机控制模块

在实验进行中，计算机控制程序控制火焰发生器的作用时间和强度，并自动引导数据处理模块记录各个传感器的数据变化；在实验结果阶段，把记录的数据下载成文件的形式保存起来，并引导排风换气系统对燃烧实验仓进行降温换气。

2.9数据采集与处理模块

数据采集各传感器的数据作分析和处理，温度传感器和热流传感器通过计算机采集、放大、转换与存储数据，进行信号的预处理，把热流信号经过模型转换成对应的温度值，然后把结果暂时存储起来，供烧伤估计模块使用。

三、外形尺寸及安装布置要求：

L7M*W5M*H3M

四、保障需求：

序号

设备名称（编号）

面积

用电情况

水、气情况

燃气

1

燃烧假人实验室（014）

35㎡

AC220v 3000w单相三线制

自来水管、8kg压缩空气

管道天燃气

五、安装环境要求

5.1地面平整，通风良好，不含易燃、易爆、腐蚀性气体和粉尘。

5.2附近没有强电磁辐射源。

5.3设备周围留有适当的维护空间。

5.4温度：5℃～40℃。

5.5气压：86～106kpa。

5.6 AC220V/50HZ。

5.7电压允许波动范围： 220V±10%。

5.8频率允许波动范围： 50Hz±1%。

5.9要求用户在安装现场为设备配置相应容量的空气、电力开关，并且此开关必须是独立专门供本设备使用。

5.10设备不工作时，环境的温度应保持+0～45℃以内。

5.11整机全部接地。

5.12燃烧假人实验室面积不小于35平方米；层高不小于3米；承重100 kg/ m2；

5.13实验室分割为供气室、整体热防护性能测试（火焰热及假人）及其他测试三个区域；

5.14供气室（气瓶储存区）布置液化丙烷气50kg、12个，液化气体体积20m³；应尽量设置在实验室外；

5.15考虑防爆泄压面，位置应该在实验室端头。

5.16燃烧室地下设置基座高1m，做隐蔽工程，布线、排燃气管。燃烧室应采用防爆设计，与控制室之间安装防火玻璃。应采用半封闭空间。

5.17需要配置220V及380V两种电源，统一布线，总功率不小于30kW。

5.18需安装燃烧废气处理设备及通风、排气设施。

5.19需安装空调及除湿设备。

5.20需设消防设施、废物箱、卫生洁具设备。

六、与国内仪器相比的优势

6.1吸收国内外一些先进技术，在原来的基础得到很大地改进，例如燃烧室火焰产生与控制装置、燃烧假人系统、实验过程摄像装置和通风排风等设备：控制室信号采集与处理、信息显示单元等；

6.2功能设计及操作系统更具人性化，操作简单、方便快捷