[发明专利]多功能燃烧实验系统

权利要求书

1.一种多功能燃烧实验系统，用于地面环境以及微重力条件下的燃烧科学实验， 其特征在于，该系统包括：上位机、控制系统、供气单元、出气阀门、安全阀、试 样实验单元以及废气收集器，其中，

所述上位机，用于向所述控制系统发出控制命令，并采集所述控制系统传送回 来的实验数据和图像；

所述控制系统，用于控制整个系统的实验过程，包括：各个阀门的开关、气体 的流量、所述试样实验单元中的温度以及燃烧过程中的数据采集、数据存储和传送；

所述供气单元，包括：多个气瓶、与所述多个气瓶相对应的每一个气路通道中 设置的流量控制单元、以及进气阀门，所述流量控制单元由流量计和流量计控制系 统组成，用于控制供给所述试样实验单元中的气体量，在所述控制系统的控制下， 该流量控制单元与所述进气阀门配合，将存放在各个气瓶中的一种或几种气体送入 所述试样实验单元中；

所述试样实验单元为一个圆柱形或方形空腔，腔体内部安装有加热装置、自动 点火装置和温度传感器，外部有保温层，该试样实验单元的进气由所述供气单元的 进气阀门控制，出气则由所述出气阀门控制，另外，该试样实验单元还连接有安全 阀，当腔体中的压力过高时，安全阀自动打开，将试样实验单元中的压力泄放掉， 以保证整个系统的安全；

预先将可燃物置入所述试样实验单元中的空腔内，然后，当所述进气阀门将气 路打开时，所述供气单元的各个气瓶中的气体在所述流量控制单元的控制下，按照 预先设置好的比例，流入所述试样实验单元中，然后关闭进气阀门停止进气，接着， 所述控制系统通过控制试样实验单元的加热温度或者控制位于所述试样实验单元中 的自动点火装置，使可燃物燃烧，此时通过所述温度传感器检测得到待测燃烧物的 燃烧状态及空间温度分布情况，待燃烧完成后，将所述出气阀门打开，则燃烧产物 通过该出气阀门排入所述废气收集器中。

2.根据权利要求1所述的多功能燃烧实验系统，其特征在于，该系统还包括气 体浓度测量单元，其安装在所述试样实验单元排气路中的所述出气阀门的下游，该 气体浓度测量单元中安装有压力传感器和多种气体浓度传感器，

具有该气体浓度测量单元的燃烧实验系统中，预先将可燃物置入所述试样实验 单元中的空腔内，然后，当所述进气阀门将气路打开时，所述供气单元的各个气瓶 中的气体在所述流量控制单元的控制下，按照预先设置好的比例，流入所述试样实 验单元中，然后关闭进气阀门停止进气，接着，所述控制系统通过控制试样实验单 元中的加热温度或者控制位于所述试样实验单元中的自动点火装置，使可燃物燃烧， 待燃烧完成后，将所述出气阀门打开，则燃烧产物通过该出气阀门排入所述气体浓 度测量单元，经过一段时间之后，通过安装在所述试样实验单元空腔内的压力传感 器以及安装在所述气体浓度测量单元中的压力传感器分别测量出所述试样实验单元 中和所述气体浓度测量单元中的压力接近平衡后，通过安装在所述气体浓度测量单 元中的多种气体浓度传感器对气体浓度测量单元中的气体浓度进行测量，从而获得 试样实验单元中的气体浓度，由此测得燃烧产物中的气体成分和浓度，废气最后被 排入与所述气体浓度测量单元相连的所述废气收集器中。

3.根据权利要求2所述的多功能燃烧实验系统，其特征在于，在微重力条件下， 通过将所述气体浓度测量单元与外界相通从而使单元内部成为负压的方式，控制所 述试样实验单元与所述气体浓度测量单元中的气体浓度快速达到平衡。

4.根据权利要求1或2所述的多功能燃烧实验系统，其特征在于，所述试样实 验单元中还设有风扇，用于搅拌试样实验单元中的气体，使各种气体成分能够快速 均匀地分布在整个试样实验单元中。

5.根据权利要求1或2所述的多功能燃烧实验系统，其特征在于，所述试样实 验单元中还设有图像观察单元，用于观察和记录试样实验单元中的燃烧过程。

6.根据权利要求1或2所述的多功能燃烧实验系统，其特征在于，安装在所述 试样实验单元中的温度传感器为一组温度传感器阵列，使用热电偶或光纤，用来测 量试样实验单元中的温度分布。

7.根据权利要求1或2所述的多功能燃烧实验系统，其特征在于，所述气瓶的 数量为3～10个。