一种基于压缩气体爆炸的试验爆炸源装置及其操作方法与流程

本申请涉及一种医疗器械检测领域，特别的，涉及一种基于压缩气体爆炸的试验爆炸源装置以及该装置的操作方法。

背景技术：

创伤性脑损伤是指由多种因素(坠落事件、火器袭击及爆炸等)导致的外部机械力作用于大脑的而产生的脑损伤。颅脑爆炸伤是创伤性脑损伤的一种重要类型，越来越受到大家的关注。颅脑爆炸伤多由现代战争、恐怖活动以及工业作业所致。颅脑爆炸伤具有以下特点：多伤势严重，伤情复杂，伤后并发症多，致死、致残率高。因此，迫切需要对于颅脑爆炸伤的致伤机制及其有效防护方法进行深入。尽管国内外学者已设计研发多种动物颅脑爆炸伤模型，但是其精确度、重复性、可控程度依然不能令人满意。

在现有的爆炸伤研究当中，主要使用的致伤源有以下几类：1、电雷管引爆tnt爆炸。存在批次差异，另外最重要的军用的获取特别不易，管控严格，审批严格，无法满足实验需求；2、滑膛枪钢球致伤。其致伤类型主要为破片损伤，不能真实模拟爆炸性武器的冲击波损伤研究；3、激波管。激波管模型现状较为成熟，但是体型庞大，操作复杂，费用昂贵，便携性差，并且目前国内激波管爆炸伤模型都是动物整体创伤，无法做到颅脑局部爆炸伤。4、液压冲击损伤。颅骨开窗后，以液压撞击头部致伤，不能模拟真实爆炸冲击伤伤情。5、控制性皮质损伤。颅骨开窗后，以控制杆撞击头部致伤，不能模拟真实爆炸冲击伤伤情。6、小当量微型球形爆炸源诱导的冲击伤动物模型，由于微球距离颅骨经几毫米，既无法精确测量当量，误差较大，稳定性差。7、压缩空气诱导的麦拉膜爆破。麦拉膜由于太薄，对制作工艺要求高，误差大。

公开于本申请背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本申请的主要目的在于提供一种真实地模拟爆炸冲击波并提供有效检测依据的基于压缩气体爆炸的试验爆炸源装置。

为了解决上述问题，本申请提供一种基于压缩气体爆炸的试验爆炸源装置，包括：储气瓶，该储气瓶内部设有压缩气体，并且第一侧依次设有进气接头、调压阀和气瓶接头，第二侧设有出气管，其中，在所述出气管处设置有第一法兰和第二法兰；以及爆破片，中部具有薄片区，并且该爆破片设置在所述第一法兰和第二法兰之间。

进一步的，所述爆破片呈圆形，并且所述薄片区为具有十字形的平面。

进一步的，所述爆破片为铝制薄片。

进一步的，所述调压阀和气瓶接头之间设有高压针阀。

进一步的，所述第一法兰和第二法兰之间通过螺栓连接。

进一步的，所述基于压缩气体爆炸的试验爆炸源装置，还包括：设置在所述储气瓶底部的至少一个储气瓶支架以及与该储气瓶支架连接的底座。

进一步的，所述基于压缩气体爆炸的试验爆炸源装置，还包括：压缩氮气源，与所述储气瓶的进气接头连通，以向所述储气瓶输入氮气。

进一步的，所述基于压缩气体爆炸的试验爆炸源装置，还包括：保护架体，设置在所述储气瓶的第二侧，所述保护架体设有挡板。

本申请还涉及一种试验爆炸源装置的操作方法，所述试验爆炸源装置为上面所述的基于压缩气体爆炸的试验爆炸源装置，该方法包括：将氮气进气管与所述储气瓶的进气接头连接；将所述爆破片设置在所述储气瓶的第一法兰和第二法兰之间，并且使所述爆破片的薄片区上的平面朝向储气瓶的出气侧；将所述储气瓶的调压阀调节至预定压力；开始对所述储气瓶充入氮气，直至所述爆破片破裂。

进一步的，所述爆破片的薄片区的破损压力为所述预定压力的105％至110％。

本申请的有益效果是：本申请可以模以一种爆炸冲击波，重复性强的便携式小型爆炸源，爆炸由一带有十字薄弱区的圆形铝片控制，当压力达到铝片爆炸压力阈值时，铝片瞬间爆破，以此作为研究动物局部部位爆炸伤的致伤基础，通过产生各种压力稳定冲击波，本申请具有便携性，稳定性好的优势。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的基于压缩气体爆炸的试验爆炸源装置的立体结构示意图；

图2是根据本申请实施例的储气瓶和爆破片的剖视结构示意图；

图3是根据本申请实施例的爆破片的结构示意图；

图4是根据本申请实施例的基于压缩气体爆炸的试验爆炸源的操作方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“配置为”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。其中，图1是根据本申请实施例的基于压缩气体爆炸的试验爆炸源装置的立体结构示意图，图2是根据本申请实施例的储气瓶和爆破片的剖视结构示意图，图3是根据本申请实施例的爆破片的结构示意图，图4是根据本申请实施例的基于压缩气体爆炸的试验爆炸源的操作方法的流程图。

如图1至图3所示，本申请的一种基于压缩气体爆炸的试验爆炸源装置，其特征在于，包括：储气瓶1、爆破片2、储气瓶支架3、底座4以及压缩氮气源5。

所述储气瓶1的内部可以设有压缩气体，优选地，所述压缩气体为氮气。所述储气瓶1的第一侧依次连接有用于连接压缩氮气源5(例如，储气罐)输送的气体的进气接头11、调节压力的调压阀12和以及与储气瓶的进气口连接的气瓶接头13，所述储气瓶1第二侧(也即，位于所述储气瓶另一侧)设有出气管17以及设置在出气管17处的第一法兰14和第二法兰15。具体的，所述第一法兰14和第二法兰15套设在所述出气管17上，并且由至少两根柱形螺栓进行连接和固定。

此外，在所述调压阀12和气瓶接头13之间设有高压针阀16，当利用所述调压阀12调节好预设压力后，缓慢地开启高压针阀16，以向储气瓶充入高压气体，例如充入氮气。

根据本申请的实施例，在所述储气瓶1的底部设置有至少一个储气瓶支架3，并且在储气瓶1的底部还设置有与该储气瓶支架3连接的底座4。

根据本申请的实施例，在所述第一法兰14和第二法兰15之间设有爆破片2，如图3所示，所述爆破片2大致呈圆形，并且爆破片2的中部具有薄片区21，也即该薄片区相对于爆破片的其他区域相对较薄。进一步的，所述薄片区21为具有十字形的平面，此外，所述爆破片2为铝制薄片，所述爆破片2的外周设有固定通孔，以用于与所述第一法兰14和第二法兰15连接。

根据本申请的示意性的实施例，所述压缩氮气源5与所述储气瓶1的进气接头11连通，以向所述储气瓶1输入气体，例如氮气。

根据本申请的实施例，本申请的基于压缩气体爆炸的试验爆炸源装置还包括保护架体6，该保护架体6大致呈矩形并且设置在所述储气瓶的第二侧，所述保护架体6的一侧设有挡板61，以阻挡从爆破片出流出的气体，从而保护人体或物体不受到伤害。

本申请的基于压缩气体爆炸的试验爆炸源装置的工作过程如下：

通过外接压缩氮气源输入氮气加压，可达到需求压力。爆炸气体释放由一带有十字薄弱区的圆形铝片控制，当压力到达铝片爆破阈值时，铝片冲开，气体喷出，适用于各种冲击波的致伤研究。

进气侧配置调压阀、截止阀和数显压力表，出气侧配置爆破片，当储气瓶内压力超过爆破片压力时，爆破片破裂，储气瓶内气体冲出。

如图4所示，根据本申请的另一实施例，本申请还涉及一种试验爆炸源装置的操作方法，其中，所述试验爆炸源装置为上面所描述的基于压缩气体爆炸的试验爆炸源装置，该方法包括以下步骤s1至步骤s5：

在步骤s1，本申请将氮气进气管与所述储气瓶的进气接头连接，具体的，本申请首先调整装置位置，使冲击波出口对准实验物，例如动物或者物体。随手，将压缩氮气源的进气管与瓶体进气接头连接，螺纹为g5/8，进气管接头应带密封圈，如采用软管连接，软管应固定，防止软管断裂后飞出。

在步骤s2，本申请将所述爆破片设置在所述储气瓶的第一法兰和第二法兰之间，并且使所述爆破片的薄片区上的具有十字形的平面朝向储气瓶的出气侧。

随后，在步骤s3，本申请将所述储气瓶的调压阀调节至预定压力。调节好调压阀压力后缓慢开启针阀，向储气瓶充入高压气体。充气过程中如发现爆破片夹持器法兰泄漏，本申请将不进行处理，应关闭进气针阀，打开排气针阀排出瓶内气体，重新安装爆破片夹持器，或更换橡胶o形密封圈后方可再次充气。

最后，在步骤s4，本申请开始对所述储气瓶充入氮气，直至所述爆破片破裂，从而产生各种压力稳定冲击波，具有便携性，稳定性好。

其中，所述爆破片的薄片区的破损压力为所述预定压力的105％至110％，也就是说，将减压后压力调整到爆破片的爆破压力以上5％～10％(此时调压阀后针阀应关闭)。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本申请的保护范围之内。