[发明专利]一种爆炸模拟实验物质扩散计算方法、装置及存储介质

说明书

本申请提供了一种爆炸模拟实验物质扩散计算方法、装置及存储介质，所述爆炸模拟实验物质扩散计算方法包括步骤：确定待测介质的抛撒区域，在所述抛撒区域布置激光发射单元和光强度传感器单元；向所述抛洒区域抛撒介质，激光发射单元发出光线，光强度传感器单元采集到入射光强信号和出射光强信号；根据入射光强信号和出射光强信号得出入射光强数据和出射光强数据，根据公式1：I＝I₀e^‑τl，计算所述抛撒区域的浊度数据。当一束强度为I₀的单色平行光入射到含有悬浮颗粒的介质时，由于颗粒对光的散射和吸收作用，出射光强I会有一定程度的衰减，待测区域的浊度不同，利用处于不同位置的多条光线，即可得出区域内物质分布情况。

技术领域

本申请涉及爆炸模拟技术领域，尤其涉及一种爆炸模拟实验物质扩散计算方法、装置及存储介质。

背景技术

近几年来，不断发生的危险化学品爆炸事故集“燃、爆、毒”于一体，种类多、数量大，危害严重。比如，2015年“8.12”天津滨海新区危险化学品特大火灾爆炸事故和1993年8月5日深圳市罗湖区清水河村危险品仓库火灾爆炸事故。几次事故的现场处置工作均有力、有序、有效。但是，事故救援过程中也暴露出诸多问题，如在执行化学应急救援任务中，对爆炸作用下毒物扩散过程不清楚，对毒物浓度分布情况和规律没有掌握，只能粗略判断化学危害种类和危害程度，很难进行准确防护，致使救援工作进展缓慢。

现有技术通常通过爆炸模拟实验的方式，对爆炸进行分析，增加救援经验，但现有技术多采取高速摄影机拍摄，直观但不具体，但爆炸后环境中物质分布情况不明，不利于救援行动迅速高效的开展。

因此，本领域亟需一种爆炸模拟实验物质扩散计算方法、装置及存储介质。

因此，有鉴于此，提出本申请。

发明内容

本申请的目的在于提供一种爆炸模拟实验物质扩散计算方法，对爆炸后环境中物质分布情况进行计算。

本申请的第一方面提供了一种爆炸模拟实验物质扩散计算方法，包括以下步骤：

确定待测介质的抛撒区域，在所述抛撒区域布置激光发射单元和光强度传感器单元；

向所述抛洒区域抛撒介质，激光发射单元发出光线，光强度传感器单元采集到入射光强信号和出射光强信号；

根据入射光强信号和出射光强信号得出入射光强数据和出射光强数据，

根据公式1：I＝I₀e^-τl，计算所述抛撒区域的浊度数据；τ——浊度、l——含有颗粒管道直径、I——出射光强数据、I₀——入射光强数据。

采用上述方案，当一束强度为I₀的单色平行光入射到含有悬浮颗粒的介质时，由于颗粒对光的散射和吸收作用，出射光强I会有一定程度的衰减，待测区域的浊度不同，则光强衰减不同，利用公式能够快速计算出浊度数据，利用处于不同位置的多条光线，即可得出区域内物质分布情况。

所述颗粒管道直径为激光发射单元和光强度传感器单元之间的间距。

进一步地，函数关系建立，若单位体积的待测介质中有N个直径为D的球形颗粒，则浊度数据τ，根据公式2：

σ——颗粒的迎光面积；

K——消光系数；

D——颗粒直径(D32-索特尔平均直径表示)。

采用上述方案，依据消光系数计算浊度，提高计算准确度。

进一步地，所述消光系数是一个与波长λ、折射率m、粒径d有关的函数，表征为k，λ，m，d，依据Mie光散射理论计算，其表达式公式3如下：