使用直角传感器方向测量军事人员对爆炸超压暴露的方法
Nicholas W Kuehl1, Catherine E Johnson2
1Missouri University of Science and Technology Mining and Explosives Engineering, 1400 N Bishop Ave, Rolla, MO, 65409, USA.
Scientific reports
|November 6, 2025
概括
这项研究开发了一种方法,将来自多个传感器方向的喷气压力读数结合到单个独立于方向的值中. 这提高了军事人员对爆炸暴露测量的准确性,有助于理解健康结果.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 军事医学 军事医学
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 精确测量爆炸暴露对于关联健康结果至关重要,例如在军事人员中轻度创伤性脑损伤 (mTBI).
- 目前使用多个传感器或集成单元的方法难以考虑相对于爆炸源的传感器方向.
- 了解爆炸压力 (峰值超压和冲动) 对于评估暴露至关重要.
研究的目的:
- 调查在三个直角方向 (x,y,z平面) 上记录的压力是否可以组合成一个单一的,独立于方向的代表性压力.
- 为军事应用开发一种更可靠的方法来量化爆炸暴露.
- 改善爆炸暴露和健康结果之间的相关性.
主要方法:
- 使用峰值超压和冲动作为爆炸暴露测量的关键指标.
- 应用了平方根平均值 (RMS) 公式来结合来自三个传感器方向的压力和脉冲数据.
- 分析了平均压力值,通过暴露的传感器表面积进行线性化,以计算稳定的RMS压力.
主要成果:
- 对峰值压力的RMS计算显示范围为70.6787.91kPa.
- 冲动的RMS计算保持在33.5 ± 1kPa·ms.ms.附近的一致性.
- 将传感器表面积的平均压力线性化得出一个稳定的RMS压力为71.0 ± 2.5 kPa,显著降低了报告的范围.
结论:
- 使用RMS和传感器表面积线性化组合来自多个方向的爆炸压力数据,可以提供更一致和独立于方向的爆炸暴露度.
- 这种精细的测量技术可以更准确地表示爆炸暴露,这对军事健康研究至关重要.
- 这些发现有助于更好地理解和减轻爆炸伤害对军事人员的影响.
