本發(fā)明涉及阻隔防爆材料性能測定，尤其涉及一種阻隔防爆材料防爆性能測定方法及系統(tǒng)。

背景技術：

1、阻隔防爆材料是一種用于防止或減輕爆炸事故的材料，通常應用于儲存或運輸易燃易爆物質的容器或設備中，這類材料的目的是在容器內部形成一層或多層阻隔層，以減少或阻止火焰和爆炸波的傳播，從而保護容器及其周圍環(huán)境不受損害。阻隔防爆材料通常能夠抑制火焰的傳播，減少燃燒的可能性，同時還可以承受一定程度的機械沖擊，保持結構的完整性。

2、而為了保證阻隔防爆材料的防爆性能能夠達到要求，在對其制備完成后會進行防爆性能測試，確保其滿足特定的安全標準和法規(guī)要求，是否能夠有效阻止火焰?zhèn)鞑ズ蛪毫Σ〝U散，阻隔防爆材料防爆性能的測定不僅是對材料性能的基本要求，也是保障公共安全和推動技術進步的重要手段。

3、但是現(xiàn)有技術中的防爆性能測試多為實操爆炸測定，通過在實際條件下模擬爆炸來評估材料的防爆性能，雖然實操方法提供了一種直觀的方式來評估材料在實際應用中的表現(xiàn)，但在實操爆炸測定涉及實際的爆炸過程，可能會對測試設施、設備和人員造成損害，存在較高的安全風險，且實操爆炸測定通常會對測試樣品造成破壞，這意味著每次測試后都需要重新制備樣品，增加了測試的成本和時間。

4、針對相關技術中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種阻隔防爆材料防爆性能測定方法及系統(tǒng)，實現(xiàn)利用三維模擬分析技術的應用能夠在不進行實際引爆的情況下，預測應用設備在引爆過程中的表現(xiàn)的目的。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種阻隔防爆材料防爆性能測定方法，該防爆性能測定方法包括以下步驟：

4、s1、基于阻隔防爆材料制造工藝搭建材料制備平臺，利用材料制備平臺模擬生產(chǎn)不同生產(chǎn)配比下的阻隔防爆材料；

5、s2、利用三維模擬分析技術搭建應用設備模型，將不同生產(chǎn)配比下的阻隔防爆材料添加至應用設備模型內，并觸發(fā)預設的引爆機制；

6、s3、利用監(jiān)測設備采集應用設備在引爆前與引爆后的圖像數(shù)據(jù)，并基于對比技術分析應用設備的完整度；

7、s4、根據(jù)完整度分析結果判斷不同生產(chǎn)配比下阻隔防爆材料的防爆性能生成性能測定準則，并基于防爆性能結果選取最優(yōu)材料生產(chǎn)配比。

8、進一步的，利用三維模擬分析技術搭建應用設備模型，將不同生產(chǎn)配比下的阻隔防爆材料添加至應用設備模型內，并觸發(fā)預設的引爆機制包括以下步驟：

9、s21、運用激光掃描設備采集應用設備的原始點云數(shù)據(jù)，并利用點云處理技術對原始點云數(shù)據(jù)實施配準拼接、合并與降噪處理獲取實體點云數(shù)據(jù)；

10、s22、將實體點云數(shù)據(jù)作為基礎數(shù)據(jù)進行分層切片處理，提取應用設備的輪廓線，并應用三維建模軟件對輪廓線進行建模獲取應用設備模型；

11、s23、基于實體采集的應用設備圖像生成單個影像，構建實體點云數(shù)據(jù)同各個影像間的相對關系，將影像轉換為紋理空間加入至應用設備模型；

12、s24、將材料制備平臺生產(chǎn)的不同生產(chǎn)配比的阻隔防爆材料添加至應用設備模型內，并將預設的引爆機制與應用設備模型結合執(zhí)行爆炸模擬操作。

13、進一步的，利用監(jiān)測設備采集應用設備在引爆前與引爆后的圖像數(shù)據(jù)，并基于對比技術分析應用設備的完整度包括以下步驟：

14、s31、在應用設備模型內添加圖像采集設備獲取應用設備在引爆前與引爆后的圖像數(shù)據(jù)，并運用圖像處理技術篩選出符合預設標準的圖像數(shù)據(jù)；

15、s32、利用等距劃分技術將引爆前與引爆后的圖像數(shù)據(jù)劃分為預設數(shù)量的對比區(qū)域，并將引爆前與引爆后的對比區(qū)域一一對應；

16、s33、采用識別處理技術分別找尋對比區(qū)域處的特征點，并利用相似度量化特征點之間的相似性判斷應用設備在爆炸后的完整度。

17、進一步的，采用識別處理技術分別找尋對比區(qū)域處的特征點，并利用相似度量化特征點之間的相似性判斷應用設備在爆炸后的完整度包括以下步驟：

18、s331、利用識別處理技術分別在引爆前與引爆后的對比區(qū)域處搜索應用設備的輪廓，選取應用設備存在面積最大的輪廓區(qū)域作為特征判斷區(qū)域；

19、s332、分別以引爆前與引爆后的特征判斷區(qū)域的右上頂點為原點建立二維坐標系判斷應用設備的寬度與高度，將寬度的中點作為投影原點應用投影法從右至左掃描輪廓區(qū)域的像素；

20、s333、基于投影結果選取始末像素為零的兩個坐標得到特征判斷區(qū)域縱向方向上的邊界條件，并通過兩個坐標擬合兩條平行于縱向坐標軸的直線；

21、s334、分別搜索引爆前與引爆后的特征判斷區(qū)域縱軸方向邊界坐標的所在列，并選擇特征判斷區(qū)域底部邊緣的兩個坐標位置，將坐標位置與直線連接得到矩形區(qū)域；

22、s335、對矩形區(qū)域應用投影法從左至右統(tǒng)計每列像素的個數(shù)與像素灰度值，判斷每列像素的平均灰度值和像素灰度值為零的個數(shù)得到特征點；

23、s336、利用相似度判斷技術量化引爆前與引爆后的特征點之間的相似性度，判斷應用設備在爆炸后的完整度。

24、進一步的，利用相似度判斷技術量化引爆前與引爆后的特征點之間的相似性度，判斷應用設備在爆炸后的完整度包括以下步驟：

25、s3361、將引爆前與引爆后的特征點對應的坐標值繪制至向量空間中，根據(jù)權重分析技術對引爆前與引爆后的特征點進行權重分配；

26、s3362、基于權重值分配結果求取向量之間的夾角計算對應的夾角值，并根據(jù)夾角值結果判斷引爆前與引爆后的特征點之間的相似度；

27、s3363、將相似度與預先設定的相似度閾值相對比，若相似度高于閾值，則認為引爆后應用設備的完整度高；若相似度低于閾值，則認為引爆后應用設備的損壞嚴重。

28、進一步的，相似度的計算公式為：

29、

30、式中，ssimilarity(s1,s2)表示特征點s1與特征點s2之間的相似度；n表示特征點的總個數(shù)；υj表示引爆前第j個特征點對應的權重值；σj表示引爆后第j個特征點對應的權重值。

31、進一步的，根據(jù)完整度分析結果判斷不同生產(chǎn)配比下阻隔防爆材料的防爆性能生成性能測定準則，并基于防爆性能結果選取最優(yōu)材料生產(chǎn)配比包括以下步驟：

32、s41、收集應用設備在應用不同生產(chǎn)配比阻隔防爆材料的完整度分析結果，并設定機械強度與阻燃性為阻隔防爆材料的性能評估指標；

33、s42、將性能評估指標與完整度分析結果結合，運用智能評估算法對阻隔防爆材料進行評估，歸納評定結論獲取阻隔防爆材料的損傷指數(shù)；

34、s43、根據(jù)損傷指數(shù)評估不同生產(chǎn)配比下阻隔防爆材料的防爆性能，基于防爆性能結果生成測定準則；

35、s44、利用自動排序技術對不同生產(chǎn)配比的阻隔防爆材料的防爆性能結果進行由高至低的排序，并選取防爆性能最高阻隔防爆材料對應的生產(chǎn)配比作為最優(yōu)材料生產(chǎn)配比。

36、進一步的，將性能評估指標與完整度分析結果結合，運用智能評估算法對阻隔防爆材料進行評估，歸納評定結論獲取阻隔防爆材料的損傷指數(shù)包括以下步驟：

37、s421、基于完整度分析結果將阻隔防爆材料的機械強度與阻燃性的性能評估進行等級定位，并根據(jù)完整度分析結果設定損傷評估參數(shù)；

38、s422、基于損傷評估指數(shù)分別描述應用設備完整度與機械強度和阻燃性之間的關系向量；

39、s423、基于關系向量構建關系矩陣表示阻隔防爆材料的損傷指數(shù)，并分別歸納機械強度和阻燃性的評定結論獲取阻隔防爆材料總的損傷指數(shù)。

40、進一步的，利用自動排序技術對不同生產(chǎn)配比的阻隔防爆材料的防爆性能結果進行由高至低的排序，并選取防爆性能最高阻隔防爆材料對應的生產(chǎn)配比作為最優(yōu)材料生產(chǎn)配比包括以下步驟：

41、s441、對不同生產(chǎn)配比的阻隔防爆材料的防爆性能結果進行標準化處理，并運用拓撲排序算法生成初始順序方案；

42、s442、基于初始順序方案引入貪婪算法設定由高至低的排序規(guī)則，利用貪婪算法的交叉和變異操作獲得防爆性能結果的排序結果；

43、s443、從排序結果中選取排序最高的防爆性能結果，并搜索對應的阻隔防爆材料的生產(chǎn)配比參數(shù)，將生產(chǎn)配比參數(shù)作為最優(yōu)生產(chǎn)配比參數(shù)。

44、第二方面，本發(fā)明還提供了一種阻隔防爆材料防爆性能測定系統(tǒng)，該阻隔防爆材料防爆性能測定系統(tǒng)包括防爆材料生產(chǎn)模擬模塊、防爆材料引爆模擬模塊、設備完整度分析模塊及材料生產(chǎn)配比選取模塊；

45、防爆材料生產(chǎn)模擬模塊、防爆材料引爆模擬模塊、設備完整度分析模塊及材料生產(chǎn)配比選取模塊之間依次連接；

46、防爆材料生產(chǎn)模擬模塊，用于基于阻隔防爆材料制造工藝搭建材料制備平臺，利用材料制備平臺模擬生產(chǎn)不同生產(chǎn)配比下的阻隔防爆材料；

47、防爆材料引爆模擬模塊，用于利用三維模擬分析技術搭建應用設備模型，將不同生產(chǎn)配比下的阻隔防爆材料添加至應用設備模型內，并觸發(fā)預設的引爆機制；

48、設備完整度分析模塊，用于利用監(jiān)測設備采集應用設備在引爆前與引爆后的圖像數(shù)據(jù)，并基于對比技術分析應用設備的完整度；

49、材料生產(chǎn)配比選取模塊，用于根據(jù)完整度分析結果判斷不同生產(chǎn)配比下阻隔防爆材料的防爆性能生成性能測定準則，并基于防爆性能結果選取最優(yōu)材料生產(chǎn)配比。

50、本發(fā)明具有如下技術效果或優(yōu)點：

51、1、本發(fā)明通過搭建材料制備平臺，可模擬不同生產(chǎn)配比下的材料制備過程，利用三維模擬分析技術的應用能夠在不進行實際引爆的情況下，預測應用設備在引爆過程中的表現(xiàn)，與實際進行多次引爆測試相比，模擬分析可以大幅度降低成本，保證了阻隔防爆材料防爆性能測試的安全性，同時通過監(jiān)測設備采集的圖像數(shù)據(jù)，獲取應用設備完整度的信息，基于完整度分析結果，可以判斷不同生產(chǎn)配比的防爆性能，從而選取最優(yōu)材料生產(chǎn)配比，提升最終產(chǎn)品的性能。

52、2、本發(fā)明通過激光掃描設備獲取的原始點云數(shù)據(jù)，結合點云處理技術，創(chuàng)建出高精度的應用設備模型，這有助于提高模擬分析的準確性，通過構建實體點云數(shù)據(jù)與影像間的相對關系，可以在模擬中考慮光照、紋理等視覺因素，從而更全面地評估材料性能，進而可以在不進行實際引爆的情況下，全面評估不同生產(chǎn)配比下阻隔防爆材料的性能，為安全評估提供強有力的技術支持。

53、3、本發(fā)明通過添加圖像采集設備，可以實時監(jiān)控應用設備在引爆前后的狀態(tài)，并利用圖像處理技術篩選出符合預設標準的圖像數(shù)據(jù)，可以排除噪聲和無關信息，運用識別處理技術找尋對比區(qū)域處的特征點，可以更精確地定位應用設備在爆炸后的損傷情況，最終利用相似度量化特征點之間的相似性，可客觀地評估應用設備的完整度，減少主觀判斷的誤差，相比于傳統(tǒng)的破壞性測試，這種方法在成本和時間上都有顯著的優(yōu)勢。

54、4、本發(fā)明通過收集和分析完整度分析結果，科學地評估不同生產(chǎn)配比下阻隔防爆材料的機械強度與阻燃性，確保評估的客觀性和準確性，運用智能評估算法處理大量數(shù)據(jù)，快速歸納評定結論，獲取損傷指數(shù)，提高評估效率，并通過自動排序技術對防爆性能結果進行排序，直觀地比較不同配比下的性能表現(xiàn)，從而選取出最優(yōu)材料生產(chǎn)配比，基于性能測定準則和最優(yōu)配比的選擇，持續(xù)改進材料的生產(chǎn)工藝和性能，有助于提升防爆材料的安全性和市場競爭力。