[发明专利]一种检测爆炸对人体损伤程度的电子皮肤结构及检测方法

说明书

本发明公开了一种检测爆炸对人体损伤程度的电子皮肤结构，采用多层堆叠设置的电子皮肤层结构设计，在中间层电子皮肤层上阵列有传感器单元，在最下层层电子皮肤层上阵列有温度传感器和传感器单元，在最上层电子皮肤层上阵列有传感器单元、温度传感器和流速传感器；利用阵列于电子皮肤层上的传感器单元可获取爆炸破片对人体产生的热辐射、破片位置和破坏面积，温度传感器和流速传感器能够实现在爆炸环境下对相互耦合的流场和温度场进行测量，通过对不同层电子皮肤上的热流密度的测量，能够得到不同电子皮肤层的热流密度，判断爆炸环境下热辐射对人体表面的毁伤深度；本发明结构简单，实现对爆炸产生损伤统一监测，为在线实时智能监测提供技术支撑。

技术领域

本发明属于爆炸毁伤检测技术领域，具体涉及一种检测爆炸对人体损伤程度的电子皮肤结构及检测方法。

背景技术

爆炸产生的热辐射、破片等会对生物体造成不可逆转的重大损伤，煤气罐、油罐、液化石油气罐等易燃易爆产品，在各个领域也发挥着重要作用，同时，由于高温或者火灾等引起的气罐爆炸现象的发生也越来越频繁。因此，开展爆炸环境下电子皮肤的应用研究，实现对爆炸产生的热辐射、破片位置、环境温度与生物体温、流速的统一监测具有重要作用。

目前针对爆炸损伤检测，主要是通过猪、羊、牛等活体动物在实际爆炸环境下的实际损伤评估方法，对活体动物的组织表面损伤、内部器官检查等实际肉眼观察和仪器测量来类比获得爆炸对人体的损伤情况，获取数据不精确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种检测爆炸对人体损伤程度的电子皮肤结构及检测方法，以克服现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种检测爆炸对人体损伤程度的电子皮肤结构，包括多层堆叠设置的电子皮肤层，中间层电子皮肤层上阵列有传感器单元，最下层电子皮肤层一侧贴近人体皮肤，最下层层电子皮肤层上阵列有温度传感器和传感器单元，最上层电子皮肤层上阵列有传感器单元、温度传感器和流速传感器；传感器单元包括热流密度传感器和压力传感器。

进一步的，具体采用三层电子皮肤层堆叠结构。

进一步的，热流密度传感器包括冷端热阻层和热端热阻，冷端热阻层和热端热阻结构相同，厚度不同。

进一步的，冷端热阻层和热端热阻包括绝缘层以及依次堆叠在绝缘层上的热电堆层和热阻层，绝缘层采用聚酰亚胺绝缘层；热电堆层采用T型热电堆结构，热阻层采用阶梯型热阻层。

进一步的，热电堆层包括N对串联热电偶，串联热电偶包括串联的康铜线和铜线，康铜线和铜线呈S型设置，一个热流密度传感器内有阵列有多个热电堆层。

进一步的，压力传感器采用柔性化阵列式压力传感器，包括依次堆叠在绝缘层上的上柔性薄膜层、压敏单元和下柔性薄膜层，上柔性薄膜层上位于压敏单元一侧设有上电极层，下柔性薄膜层位于压敏单元一侧设有下电极层，压敏单元阵列于上柔性薄膜层和下柔性薄膜层之间。

进一步的，温度传感器采用柔性薄膜热电偶。

进一步的，流速传感器采用双热线流速传感器。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：