一种室外裸爆实验专用噪声控制装置及其使用方法技术领域
本发明属于噪声控制装置，尤其是涉及一种用于室外裸爆实验控制噪声的装置。
背景技术
目前，国内外爆破实验分为两种：爆炸罐中的实验与空气中裸爆。爆破实验时不仅存在飞石、冲击波、粉尘等环境影响，噪声污染也是必须考虑的因素。
空气中裸爆实验相比爆炸罐中的实验，存在模型大、炸药用量多、噪音难控制等问题，具体的主要是：
1、在爆破实验中采用裸爆的方式，容易产生巨大噪声，难以消除；
2、而常规的采用橡胶覆盖在炸药上进行保护的方式，只是对爆炸产物及飞石有一定控制，对噪声产生及传播基本无削减；
3、若引入实际的工程设备来降低、控制噪声，必将导致超高的成本。
因此，有必要设计一种结构简单、成本低、操作方便且噪声控制效果好的装置，以克服室外裸爆实验的上述问题。
发明内容
为了克服现有的空气裸爆实验存在的问题，本发明旨在提供一种室外裸爆实验专用噪声控制装置。
本发明采用的技术方案是：
一种室外裸爆实验专用噪声控制装置，其特征在于：噪声控制装置为由两个以上角度相同的扇形组件拼接成的圆饼状，扇形组件沿径向分隔为若干独立的弧形分层，各个分层沿厚度方向依次设置的聚乙烯层、聚氨酯层、空囊与橡胶衬垫。
优选的，所述噪声控制装置由两个或四个相同角度的扇形组件拼接，所述扇形组件之间由燕尾榫卡接。
进一步的，聚乙烯层、聚氨酯层、空囊与橡胶衬垫的厚度比例为4:2:3:4；圆心处的分层半径为35cm，其余分层的宽度均为10cm；各个分层的空囊均设置独立的水阀。
所述聚乙烯层内部排布有孔洞，聚氨酯层为内部设有孔洞的聚氨酯硬质泡沫塑料；所述噪声控制装置还设置有固定橡皮筋，用于对装置约束加固。
一种如上所述的室外裸爆实验专用噪声控制装置的使用方法，包括以下步骤：
根据室外裸爆实验所需炸药量及放置位置确定所述噪声控制装置使用的分层数量；
使用固定橡皮筋将拼接成型后的噪声控制装置固定；
确定爆炸实验爆源的中心点位置，保证爆源中心位于成型后的噪声控制装置中垂线上，将爆源及噪声控制装置置于平坦的模型表面；
通过水阀向噪声控制装置的各个分层内注入水；
进行实验；
实验结束后，将噪声控制装置拆卸，排掉各分层的水，松开固定橡皮筋，装置重新恢复圆饼状后进行收纳。
本发明的室外裸爆实验专用噪声控制装置，具有以下有益效果：由多个扇形组件拼接而成，结构简单；采用聚乙烯、聚氨酯、空囊等轻质材料，重量轻、携带方便，而且材料强度和硬度都较高，变形小，逐层对噪声进行削减，进一步提高噪声控制效果；各个分层、扇形组件易于拆装，相互独立又对应一致，不仅利于更换使用，减少组件之间的互相影响，提高了使用寿命，而且可以根据实验数据的需要对装置的尺寸进行自由调整，扩大适用范围。
附图说明
图1为室外裸爆实验专用噪声控制装置的成型后透视图；
图2为室外裸爆实验专用噪声控制装置的拼装前俯视图；
图3为室外裸爆实验专用噪声控制装置的分层截面结构示意图；
图4为室外裸爆实验专用噪声控制装置的橡皮筋示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的室外裸爆实验专用噪声控制装置的结构进行详细说明。
如图1为拼装成型后的噪声控制装置1的示意图。
如图2所示，拼装前的噪声控制装置1，由四个角度为90°的扇形组件2拼接成的圆饼状，扇形组件2沿径向分隔为若干独立的弧形分层6，每个弧形分层6的宽度均为10cm，圆心处的中心分层的宽度为35cm。
如图3所示，中心分层5与弧形分层6的结构：沿厚度方向依次设置厚度比例为4:2:3:4的聚乙烯层7、聚氨酯层9、空囊10与橡胶衬垫12。
四个扇形组件2之间由燕尾榫4卡接。
各个弧形分层6的空囊10均设置独立的水阀11。
聚氨酯层9为聚氨酯硬质泡沫塑料；聚乙烯层7内部排布有孔洞8。
如图4所示，噪声控制装置还设置有固定橡皮筋13，用于对装置约束加固。
室外裸爆实验专用噪声控制装置的使用方法：
根据室外裸爆实验所需炸药量及放置位置确定所述噪声控制装置使用的分层数量；
使用固定橡皮筋将拼接成型后的噪声控制装置固定；
确定爆炸实验爆源的中心点位置，保证爆源中心位于成型后的噪声控制装置中垂线上，将爆源及噪声控制装置置于平坦的模型表面；
通过水阀向噪声控制装置的各个分层内注入水；
进行实验；
实验结束后，将噪声控制装置拆卸，排掉各分层的水，松开固定橡皮筋，装置重新恢复圆饼状后进行收纳。
如图1、图2所示，R为装置拼装后的内径，L为装置拼装后的斜边长（也即图3装置拼接前的半径），H为装置拼装后的垂直高度，l为爆源到模型斜侧壁的垂直距离。
根据公式：
其中，取ΔPΦ=Ft.max=4Mpa，Ft.max=4Mpa为可查询得的聚乙烯抗拉极限强度，
根据1Mpa=9.8kg/cm2，代入上述公式，可计算得，取值经计算有；
根据（W为炸药重量），取可得l与R、W的关系，再根据直角三角形定理，计算得L与R、W的关系。
实施例一
当取单片扇形组件2即1/4圆饼，则扇形扇形组件2的圆心角θ的弧度为π/2，根据直角三角形定理，当θ=π/2时，有，，取R=，将代入可得：，。
实施例二
当取双片扇形组件2即1/2圆饼，则扇形扇形组件2的圆心角θ的弧度为π，当θ=π时，有，，同样取R=，将代入可得：，。
根据实际情况，对W、l及L进行取最大值整数进行反向验算，即可得到如表一所述的数据。
表一：
实施例一与实施例二中：室外裸爆实验专用噪声控制装置的操作步骤一致：
根据表一，由室外裸爆实验所需炸药量W可以确定l与L，再加上θ值，可以确定扇形组件2的半径（亦即），进而确定噪声控制装置使用的分层数量，将确定后的扇形组件2进行拼接成如图1所示的椎体形；
使用固定橡皮筋13套在拼接成型后的噪声控制装置1外进行捆绑、固定；
根据W、H、l取值可以确定爆炸实验爆源的中心点位置，保证爆源中心位于成型后的噪声控制装置中垂线上，将爆源及噪声控制装置置于平坦表面；
通过水阀11向噪声控制装置1的各个弧形分层6的空囊10内注入水；
进行爆破实验；
实验结束后，将噪声控制装置1拆卸，排掉各弧形分层6的空囊10内的水，松开固定橡皮筋13，装置重新恢复圆饼状后进行收纳。
综上，本发明采用室外裸爆实验专用噪声控制装置对实验噪声进行控制，
1、制作简单、易于拆装，而且各层材料都属于强度硬性高，防摔防变形，对噪声削减明显的材料，材料，利于长时间使用，大大提高了爆炸实验的可行性，减少噪声的污染，大大降低扰民。
2、可根据需要选择不同组合的两种扇形组件，更好的应对实验中出现的情况，装置确立所需要的数据也是采用范围值概念，可以更好的服务于实验，简化拼装过程，每个圆饼提供四个九十度（或两个一百八十度）扇形体系，便于设置对照组，减少无用参数对实验数据影响。
3、扇形组件2的各个弧形分层6都具有自我独立性，加水、排水相互独立，避免某一小块的损坏而影响整个装置的使用，避免了浪费，四个扇形组件2完全相同，使得各层之间乃至各各扇形组件都能变换使用，有利于增加装置使用寿命。
4、装置厚度方向使用的材料，有聚乙烯（内部排布孔洞）、聚氨酯开孔硬质泡沫塑料降噪材料（本身内部有空隙）、可注水夹层及软橡胶衬垫，均能降低噪声传播能量，让最终传到装置外的噪声降低到耳朵能接受的正常水平，有利于实验的安全性，增大了实验安全系数及可行性。
5、专用橡皮筋使用，可以对装置进行很好约束加固，而且材料简单、来源广，携带、替换方便，可以更好服务于实验，保证实验正常进行。
以上是本发明的实施例，不得理解为对本发明的保护范围的限制，本技术领域的技术人员应当理解，对本发明的修改或等同替换，均不脱离本发明技术方案的保护范围。