对讲机和呼救器长时热辐射环境适应性研究

作     者：刘洪胜 

作者单位：南京理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郭耸;姜蓬

授予年度：2021年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 03[法学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0837[工学-安全科学与工程] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 0838[工学-公安技术] 081001[工学-通信与信息系统] 0306[法学-公安学] 

主      题：热辐射 应急救援装备 环境适应性 偏最小二乘法 呼救器 

摘      要：消防员在火场救援过程中面临的热辐射环境将导致随身携带的呼救器和对讲机电子应急救援装备性能受损而无法正常使用,需要系统探究热辐射作用下呼救器和对讲机性能的变化规律。本文探究了不同热辐射通量下呼救器和对讲机主要性能指标的实时变化情况、内外部元器件温升情况及性能指标衰减与内部元器件的关系,并以不同热辐射通量作用下对讲机及呼救器性能变化与温度变化的实验数据作为建模依据,利用偏最小二乘法构建了不同热辐射通量作用下呼救器和对讲机性能变化的回归预测模型。首先,通过控制呼救器和对讲机接收热辐射通量,研究不同热辐射通量作用下呼救器和对讲机主要性能随加热时间的变化规律及内外部结构温度与热辐射通量的关系。热辐射通量下呼救器的报警声音会发生明显衰减,衰减程度只取决于蜂鸣片温度,当蜂鸣片温度约为100℃时,报警声音下降为90 d B。对讲机发射性能和接收性能均因电路板温度升高迅速衰减,热辐射通量作用下对讲机电路板温度达到140℃以上时,对讲机将很可能停止工作。其次,根据实验结果确定的呼救器和对讲机性能变化与组成部件的温度的关系以及不同热辐射通量作用下对讲机及呼救器性能与温度变化的实验数据,确定了热辐射通量及结构部件温度为呼救器和对讲机性能预测变量回归建模所需的输入变量。再者,采用偏最小二乘法,以热辐射通量及加热时间的实验数据作为输入变量数组,构建了不同热辐射通量作用下对讲机及呼救器组成部件的温度回归预测模型。以热辐射通量及对讲机及呼救器组成部件的温度的实验数据作为输入变量数组,构建了不同热辐射通量作用下对讲机及呼救器性能变化的回归预测模型,回归预测模型的预测偏差基本在10%以内。最后,整合呼救器和对讲机组成部件温度回归预测模型及对讲机和呼救器的性能回归预测模型,建立了以热辐射通量及加热时间作为输入变量预测热辐射作用下对讲机及呼救器性能变化的综合预测模型。预测值与实验数据对比后表明,综合预测模型的预测偏差基本在10%以内。