專利名稱：用于人體沖擊傷的模擬測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種測試裝置，特別涉及一種用于人體沖擊傷的模擬測試裝置。
背景技術(shù)：
沖擊傷是戰(zhàn)爭中常見的一種損傷，也是現(xiàn)代恐怖襲擊案件中常見的損傷之一。據(jù) 不完全統(tǒng)計，2006年全球發(fā)生的較大規(guī)?？植乐髁x襲擊事件665起，死亡約4900人，傷約 1. 05萬人。在襲擊案件中恐怖分子為了制造駭人聽聞的恐怖效果，通常選擇大量炸藥來攻 擊飛機、居民區(qū)、酒吧、火車、公共汽車、地鐵等人口密集、環(huán)境比較封閉的區(qū)域。例如2006 年7月11日發(fā)生在印度孟買市郊鐵路的火車連環(huán)爆炸案，在11分鐘內(nèi)發(fā)生了 7起爆炸事 件，造成了近千人傷亡。又如發(fā)生在2005年7月7日的倫敦地鐵系列爆炸襲擊案導致了 700多人的傷亡。由于上述密閉環(huán)境爆炸襲擊案件突發(fā)性強、危害大、傷亡率高，易造成公眾 恐慌心理，引起社會動蕩不安。自由場理想沖擊波與密閉環(huán)境復雜沖擊波具有不同的物理特征，理想沖擊波的特 征是壓力瞬時上升到峰值壓力，指數(shù)衰減到環(huán)境壓力；而密閉環(huán)境中復雜沖擊波的特點是 一系列振動反射波疊加在一個相對緩慢上升的超壓沖擊波上或由一系列反射波組成。在開 闊地的理想沖擊波通常壓力上升很快，持續(xù)時間小于IOms ；而在密閉環(huán)境中，從地面或者 其它表面反射的沖擊波，使沖擊波的持續(xù)時間更長，從而向身體傳遞了更多的能量，加重了 身體主要臟器器官的損傷，增加了身體表面的位移，該位移將導致器官如腹部臟器的進一 步剪切損傷，造成人員的損傷加重。因此，研究沖擊波對人體的損傷，有著非常重要的意義。通常沖擊波壓力采用直接將壓力傳感器放置在爆炸場進行壓力測試的方式來獲 取，其測得的數(shù)據(jù)與人體實際上所承受的壓力載荷明顯不同，其原因是人體所承受的壓力 載荷是來自身體周圍不同方向。因此人體沖擊傷既與沖擊波傳播的方向有關(guān)，也與人體的 體形，人體表面反射，人體周圍的環(huán)境有關(guān)。目前沖擊傷評估方法主要是根據(jù)開闊地自由場沖擊傷判斷方法進行評估的，并沒 有區(qū)分密閉環(huán)境復雜沖擊波和自由場理想沖擊波兩者造成不同的致傷。自由場沖擊傷判斷 方法的基本原理是根據(jù)峰值壓力、沖量、壓力持續(xù)時間來評判人體對理想沖擊波的耐受能 力，該方法雖然操作簡單、實用，但采用該方法判斷復雜沖擊波對人體造成的傷情時存在明 顯誤差，不利于對傷員救治和制定沖擊傷防護措施。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于人體沖擊傷的模擬測試 裝置，其既能評估自由場理想沖擊波造成的沖擊傷，也能評估密閉環(huán)境中復雜沖擊波造成 的沖擊傷，具有可靠性高，測試精度高，使用簡便，重復性好，判斷準確等優(yōu)點。本實用新型的技術(shù)方案是一種用于人體沖擊傷的模擬測試裝置，包括測試筒，若 干個測試模塊，壓力傳感器，固定支撐架，所述測試筒的頂部設(shè)有筒蓋，筒蓋的中心設(shè)有用 于安裝測試模塊的安裝孔，所述測試筒筒壁的中部周向分布有若干個用于安裝測試模塊的安裝孔，各測試模塊分別對應(yīng)安裝在測試筒筒蓋和筒壁的安裝孔上，所述測試模塊內(nèi)設(shè)有 中心孔，所述壓力傳感器安裝在測試模塊內(nèi)，壓力傳感器的一外端面與測試筒的外表面齊 平，所述測試筒的下部安裝在固定支撐架上。所述測試筒下部的內(nèi)側(cè)壁設(shè)置有金屬套。所述測試模塊包括基座和橡皮墊圈，所述基座通過螺釘與測試筒固定連接，所述 橡皮墊圈安裝在基座與測試筒的筒壁之間。所述測試模塊的一端通過中心孔旋入測試模塊內(nèi)。所述固定支撐架包括水平支撐部和垂直支撐部，所述水平支撐部由橫向和縱向的 金屬條交錯組成，其每根金屬條的至少一個端部設(shè)有固定孔。所述固定支撐架的垂直支撐部由至少4根金屬柱組成，每根金屬柱上均設(shè)有至少 2個縱向排列的螺釘孔。所述測試筒的下部通過螺釘與固定支撐架固定連接。所述測試筒為鋼制測試圓筒。采用上述技術(shù)方案將若干個測試模塊分別對應(yīng)安裝在測試筒筒蓋和筒壁的安裝 孔上，壓力傳感器安裝在測試模塊內(nèi)，并且壓力傳感器的一外端面與測試筒的外表面齊平， 測試筒的下部安裝在固定支撐架上。使用時，將裝配好的本裝置通過螺釘固定在待測位置 的地面上，同時將壓力傳感器的另一端通過數(shù)據(jù)傳輸線與計算機連接，爆炸產(chǎn)生的沖擊波 作用于測試筒，壓力傳感器感受到?jīng)_擊波峰值壓力，將信號通過數(shù)據(jù)傳輸線傳遞到計算機 內(nèi)。打開計算機中的復雜沖擊波傷評估軟件，該軟件包括兩個選項卡，一個為基本參數(shù)選項 卡，另一個為評估結(jié)果選項卡。首先需要在基本參數(shù)選項卡中設(shè)定基本參數(shù)，基本參數(shù)分別 為物種類型(如人或者綿羊)、身體重量、大氣壓力、沖擊波載荷。待按照要求設(shè)定好基本參 數(shù)后，讀入各個測試模塊內(nèi)壓力傳感器測得的沖擊波壓力數(shù)據(jù)，點擊計算按鈕，即可在評估 結(jié)果選項卡中出現(xiàn)計算結(jié)果，實現(xiàn)了對密閉環(huán)境中復雜沖擊波造成的沖擊傷的評估。當評 估自由場沖擊傷時，待復雜沖擊波傷評估軟件按照要求設(shè)定好基本參數(shù)后，只需讀入測試 筒筒蓋上的測試模塊內(nèi)壓力傳感器測得的沖擊波壓力數(shù)據(jù)，通過在評估結(jié)果選項卡中選擇 自由場沖擊傷，便可計算出自由場中沖擊波峰值壓力、正壓持續(xù)時間、正沖量等參數(shù)，根據(jù) 上述參數(shù)與損傷的關(guān)系，得到相應(yīng)的損傷水平，從而實現(xiàn)了對自由場理想沖擊波造成的沖 擊傷的評估。由于采用上述結(jié)構(gòu)，使本實用新型既能評估自由場理想沖擊波造成的沖擊傷，也 能評估密閉環(huán)境中復雜沖擊波造成的沖擊傷，給出量化的創(chuàng)傷評估結(jié)果和相應(yīng)的損傷水 平，評估更加精準，有利于對傷員救治和制定沖擊傷防護措施，具有可靠性高，測試精度高， 使用簡便，重復性好，判斷準確等優(yōu)點。此外，本實用新型還可為密閉空間內(nèi)人員沖擊傷的 早期防護、快速診斷、有效治療提供依據(jù)，以及為武器損傷評估提供了一個工具。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的測試模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型的沖擊波損傷評估原理圖。[0021]附圖中，1為測試筒，Ia為筒壁，Ib為安裝孔，2為測試模塊，2a為中心孔，2b為基 座，2c為橡皮墊圈，3為壓力傳感器，4為固定支撐架，5為筒蓋，5a為安裝孔，6為金屬套，7 為水平支撐部，7a為固定孔，8為垂直支撐部，8a為金屬柱，8a’為螺釘孔。
具體實施方式
參見圖1至圖3，一種用于人體沖擊傷的模擬測試裝置，包括測試筒1，若干個測試 模塊2，壓力傳感器3，固定支撐架4。所述測試筒為鋼制測試圓筒，在本實施例中，測試筒1 由4mm鋼板加工而成，其直徑為305mm，高度為762mm。所述測試筒的頂部設(shè)有筒蓋5，筒蓋 5的中心設(shè)有用于安裝測試模塊2的安裝孔fe，所述測試筒筒壁Ia的中部周向分布有若干 個用于安裝測試模塊2的安裝孔lb，在本實施例中測試筒筒壁Ia的中部設(shè)有4個安裝孔 5a，等距分布在測試筒筒壁Ia橫截面的圓周上。各測試模塊分別對應(yīng)安裝在測試筒筒蓋和 筒壁的安裝孔上，所述測試模塊2的外表面設(shè)計為一定的弧度，使其能夠與安裝孔緊密接 觸。所述測試模塊2包括基座2b和橡皮墊圈2c，基座2b通過螺釘與測試筒1固定連接，橡 皮墊圈2c安裝在基座2b與測試筒的筒壁Ia之間，在安裝時，首先將安裝孔的內(nèi)壁用紗布 打磨，使其光滑無毛刺，然后通過平頭螺釘將基座2b和橡皮墊圈2c固定在測試筒上，使得 基座2b、橡皮墊圈2c、測試筒筒壁Ia緊密連接。在本實施例中測試模塊2的數(shù)量為5個， 即第一、二、三、四、五測試模塊，其中第一至第四測試模塊對應(yīng)安裝在測試筒筒壁Ia四周 的安裝孔Ib上，第五測試模塊對應(yīng)安裝在筒蓋中心的安裝孔fe上，使其能夠從不同方向?qū)?測試筒1內(nèi)爆炸后產(chǎn)生的沖擊波壓力進行測試。所述測試模塊2內(nèi)設(shè)有中心孔加，型號為 113A31的PCB壓力傳感器3通過中心孔加旋入測試模塊2內(nèi)，其一外端面與測試筒的外表 面齊平，另一端通過數(shù)據(jù)傳輸線與測試筒外的計算機(圖中未示出)相連，爆炸產(chǎn)生的沖擊 波作用于測試筒1，壓力傳感器3感受到?jīng)_擊波峰值壓力，將信號通過數(shù)據(jù)傳輸線傳遞到計 算機內(nèi)，通過計算機中復雜沖擊波傷評估軟件讀取數(shù)據(jù)并進行計算，最終得出相應(yīng)的創(chuàng)傷 ASII評分和沖擊傷損傷嚴重程度，實現(xiàn)了對密閉環(huán)境中復雜沖擊波或自由場理想沖擊波造 成的沖擊傷的評估。所述測試筒下部的內(nèi)側(cè)壁設(shè)置有金屬套6，用于放置數(shù)據(jù)線，以減少干 擾。所述測試筒1的下部安裝在固定支撐架4上，該固定支撐架4包括水平支撐部7和垂 直支撐部8。所述水平支撐部7由橫向和縱向的金屬條交錯組成，呈“井”字狀，其每根金屬 條的至少一個端部設(shè)有固定孔7a，在本實施例中每根金屬條的一端端部均設(shè)有固定孔7a， 且間隔分布在各條邊上，在安裝時，首先在測試位置的地面上打4個深度為150mm的孔，孔 的位置根據(jù)水平支撐部7上固定孔7a的位置確定，然后將固定支撐架4放置在測試位置， 通過螺釘將固定支撐架4固定在地面上；所述固定支撐架的垂直支撐部8由至少4根金屬 柱8a組成，每根金屬柱上均設(shè)有至少2個縱向排列的螺釘孔8a’，測試筒1的下部通過螺釘 與固定支撐架4固定連接。測試時，先將標定好的壓力傳感器安裝在第一至第五測試模塊上，各個測試模塊 對應(yīng)安裝在測試筒筒壁和測試筒筒蓋的安裝孔上，測試筒垂直安裝在固定支撐架上，固定 支撐架通過螺釘固定在地面上。其中第一至第四測試模塊對應(yīng)安裝在測試筒筒壁的安裝孔 上，第一測試模塊正對沖擊波傳播方向，第二和第四測試模塊與沖擊波傳播方向平行，第三 測試模塊與沖擊波傳播方向相反，這四個測試模塊中壓力傳感器的敏感面都與地面呈垂直 狀態(tài)；第五測試模塊對應(yīng)安裝在測試筒筒蓋的安裝孔上，與沖擊波傳播方向平行，該測試模塊中壓力傳感器的敏感面與地面呈水平狀態(tài)。然后將各個測試模塊中的壓力傳感器通過數(shù) 據(jù)傳輸線與計算機連接。在計算機內(nèi)設(shè)置有“數(shù)據(jù)采集軟件”和“復雜沖擊波沖擊傷評估軟件”。打開計算 機，設(shè)置好各個傳感器靈敏度、延時觸發(fā)時間、采集長度、采集次數(shù)、觸發(fā)方式、觸發(fā)閾值，點 擊采集按鈕。炸藥爆炸后產(chǎn)生的沖擊波作用于測試筒，當沖擊波壓力大于設(shè)定的觸發(fā)閾值 后，軟件開始采集信號直至采集結(jié)束。當數(shù)據(jù)采集完后，打開“復雜沖擊波沖擊傷評估軟件”，選定基本參數(shù)選項卡， 填入物種類型(如人或者綿羊)、身體重量、大氣壓力，當評估密閉環(huán)境中沖擊傷時，開 始讀入第一至第四測試模塊中傳感器測得的4個方向沖擊波壓力數(shù)據(jù)，評估軟件根據(jù) 沖擊波壓力與胸壁運動速度的數(shù)學模型自動計算得到4個不同方向的胸壁運動速度
^，然后將4個不同方向的胸壁運動速度$進行數(shù)學平均得到平均速度v，并顯示在評估 AA
結(jié)果選項卡中的速度輸出欄中，即
權(quán)利要求1.一種用于人體沖擊傷的模擬測試裝置，其特征在于包括測試筒(1)，若干個測試模 塊(2)，壓力傳感器(3)，固定支撐架(4)，所述測試筒的頂部設(shè)有筒蓋(5)，筒蓋(5)的中心 設(shè)有用于安裝測試模塊(2)的安裝孔(5a)，所述測試筒筒壁(Ia)的中部周向分布有若干個 用于安裝測試模塊(2)的安裝孔(lb)，各測試模塊分別對應(yīng)安裝在測試筒筒蓋和筒壁的安 裝孔上，所述測試模塊(2)內(nèi)設(shè)有中心孔(2a)，所述壓力傳感器(3)安裝在測試模塊(2)內(nèi)， 壓力傳感器的一外端面與測試筒的外表面齊平，所述測試筒(1)的下部安裝在固定支撐架 ⑷上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于人體沖擊傷的模擬測試裝置，其特征在于所述測試筒 下部的內(nèi)側(cè)壁設(shè)置有金屬套(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于人體沖擊傷的模擬測試裝置，其特征在于所述測試模 塊(2)包括基座(2b)和橡皮墊圈(2c)，所述基座(2b)通過螺釘與測試筒(1)固定連接，所 述橡皮墊圈(2c)安裝在基座(2b)與測試筒的筒壁(la)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于人體沖擊傷的模擬測試裝置，其特征在于所述測試模 塊(2)的一端通過中心孔(2a)旋入測試模塊(2)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于人體沖擊傷的模擬測試裝置，其特征在于所述固定支 撐架(4)包括水平支撐部(7)和垂直支撐部(8)，所述水平支撐部(7)由橫向和縱向的金屬 條交錯組成，其每根金屬條的至少一個端部設(shè)有固定孔(7a)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于人體沖擊傷的模擬測試裝置，其特征在于所述固定支 撐架的垂直支撐部(8)由至少4根金屬柱(8a)組成，每根金屬柱上均設(shè)有至少2個縱向排 列的螺釘孔(8a’)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的用于人體沖擊傷的模擬測試裝置，其特征在于所述測 試筒的下部通過螺釘與固定支撐架(4)固定連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于人體沖擊傷的模擬測試裝置，其特征在于所述測試筒 (1)為鋼制測試圓筒。
專利摘要本實用新型涉及一種用于人體沖擊傷的模擬測試裝置，包括測試筒，若干個測試模塊，壓力傳感器，固定支撐架，所述測試筒的頂部設(shè)有筒蓋，筒蓋的中心設(shè)有用于安裝測試模塊的安裝孔，所述測試筒筒壁的中部周向分布有若干個用于安裝測試模塊的安裝孔，各測試模塊分別對應(yīng)安裝在測試筒筒蓋和筒壁的安裝孔上，所述測試模塊內(nèi)設(shè)有中心孔，所述壓力傳感器安裝在測試模塊內(nèi)，壓力傳感器的一外端面與測試筒的外表面齊平，所述測試筒的下部安裝在固定支撐架上。本實用新型既能評估自由場理想沖擊波造成的沖擊傷，也能評估密閉環(huán)境中復雜沖擊波造成的沖擊傷，具有可靠性高，測試精度高，使用簡便，重復性好，判斷準確等優(yōu)點。
文檔編號G01M7/08GK201892614SQ201020639208
公開日2011年7月6日 申請日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者康建毅, 李曉霞, 段朝霞, 許川, 陳菁, 黃宏 申請人:中國人民解放軍第三軍醫(yī)大學第三附屬醫(yī)院