[发明专利]基于生物效应的警用防暴服防护效能评价方法

说明书

技术领域

本发明属于警用防暴装备防护效能评估领域，特别涉及一种基于生物效应对防暴服的防护效能进行测试和评价的方法。

背景技术

防暴服是一种专门适用于防暴警察、武警、特警以及安保人员的个人防护装备，用于抵御利器、棍棒、砖石及各种非爆炸性投掷物的攻击。防暴服保护的对象是人员，人员受到攻击时的安全性评估是防暴服防护效能评价的核心内容。我国警用防暴服的设计、生产和检验均参照2008年发布的中华人民共和国公共安全行业标准GA420-2008《警用防暴服》。该标准主要针对防暴服的结构、强度、耐冲击性能、能量吸收性能等各项指标及其检验方法进行了规定。然而，大量的生物试验研究表明，即便在防暴服满足该标准有关技术要求情况下，仍然不能避免损伤发生，如皮肤软组织程度挫伤，心、肺出血。这是因为防暴服受到外力冲击时发生变形，对胸腔产生快速撞击和挤压，造成胸部钝性损伤。基于GA420-2008《警用防暴服》的警用防暴服评价技术还存在某些局限，主要体现在以下三个方面：

1、缺乏针对人员安全性的评估方法及标准。人员作为防暴服的保护对象，其安全性评估应包括在不同能量作用下人员是否受到伤害、以及损伤的严重程度。《GA420-2008警用防暴服》虽然规定了防暴服的外观、质量、防护面积、结构连接强度、耐冲击性能、能量吸收性能等技术指标，但并未涉及穿着防暴服的生物目标受到攻击时的安全性评价问题，也缺乏相关的评价方法和标准。

2、不能量化评价防暴服的防护效能。《GA420‐2008警用防暴服》对防暴服各项指标的技术要求主要是作为判断防暴服是否合格的一个界限，并不能对防暴服的实际防护效果进行定量评价。

3、不能评判不同品牌防暴服防护性能的差异。不同品牌防暴服采用的防护材料以及整体结构均有所差异，所达到的防护效果不可能完全一致。然而，对于不同品牌防暴服的性能评价，GA420-2008《警用防暴服》是唯一可遵循的标准，凡符合GA420-2008《警用防暴服》的均为合格产品。因此，现行标准无法对不同品牌防暴服的防护性能作出客观评价和优劣比较。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有方法的不足而提供的一种基于生物效应的防暴服防护效能评价方法。该方法基于无防护生物目标和穿防暴服生物目标在冲击载荷作用下损伤评分的差异，计算防暴服对生物损伤的减轻程度。本发明能实现防暴服防护效能的定量评价，并且可用于不同品牌防暴服的防护效能的比较。

本发明所涉及的一种基于生物效应的防暴服防护效能评价方法，其步骤如下：

1.建立生物损伤模型

(1)依据胸腔解剖结构、形状、尺寸与成年人体相似原则，选择成年啮齿类动物进行生物效应检测试验。

(2)以符合GA420-2008《警用防暴服》要求的直径φ96mm、质量7.5kg的钢制球头型重锤作为冲击载荷，采用升降装置将重锤悬垂于一定高度Hn，重锤以自由下落方式撞击试验动物。

(3)试验前动物注射麻醉、胸部剪毛备皮。撞击试验时动物为仰卧位，重锤落点为胸骨柄中心位置。每只试验动物接受一次重锤撞击。

2.对无防护试验动物进行不同冲击能量加载

(1)通过调整重锤高度Hn(n＝0,1,2,3,4,5)改变冲击能量。重锤高度按最低高度H0的整数倍递增，即H1＝2H0,H2＝3H0,H3＝4H0,H4＝5H0，H5＝6H0。冲击能量En(n＝0,1,2,3,4,5)也按最低能量E0的整数倍递增，即E1＝2E0,E2＝3E0,E3＝4E0,E4＝5E0。

(2)按步骤1第三条对试验动物进行重锤撞击致伤。

3.对穿着防暴服试验动物进行不同冲击能量加载

(1)用待评价的某型防暴服包裹试验动物胸腔，确保试验动物胸部处于有效防护状态。

(2)通过调整重锤高度Hn(n＝0,1,2,3,4,5)改变冲击能量。重锤高度按最低高度H0的整数倍递增，即H1＝2H0,H2＝3H0,H3＝4H0,H4＝5H0，H5＝6H0。冲击能量En(n＝0,1,2,3,4,5)也按最低能量E0的整数倍递增，即E1＝2E0,E2＝3E0,E3＝4E0,E4＝5E0。

(3)按步骤1第三条对试验动物进行重锤撞击致伤。

4.生物损伤检测

试验动物于伤后6小时进行解剖检查，重点检查胸廓骨有无骨折，心脏、肺脏、肝脏有无出血、破裂等情况并详细记录拍照。

5.生物损伤评分