[发明专利]一种可燃气体泄爆伤害效应测试装置及分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种安全测试装置及分析方法，尤其是一种可燃气体爆炸泄爆后在耐压容器外传播时的压力与火焰的测试装置及分析方法，具体地说是涉及一种可燃气体泄爆伤害效应测试装置及分析方法。

背景技术

随着工业现代化的高速发展，可燃性气体和粉尘的使用越来越广泛，其爆炸事故也愈加频繁，已经成为工业爆炸事故的重要形式。泄爆能够将工业装置或耐压容器内部的高压已燃和未燃气体导至外部空间，使内部压力迅速降低，避免爆炸事故的发生和财产的损失，从而已经成为被广泛应用的防爆技术手段。在泄爆过程中，可燃性气体在耐压容器外部的传播流动、压力分布及变化、喷射火焰会造成装置损坏、人员伤亡等各种损失，这种影响统称为可燃气体泄爆伤害效应。泄爆伤害效应有两种形式：冲击波和热辐射，二者分别是由高速泄爆气流在空间的压力积累和喷射火焰的高温辐射造成的。对泄爆伤害效应的研究，可以作为评估爆炸危险性大小的参数，也可以作为防爆安全设计的依据，例如确定伤害影响范围大小、提出合理的人员安全防护设计方法等。

目前，对于可燃气体泄爆伤害效应的研究很少，没有相关的实验装置来实际地测量出相应参数及变化过程，也没有系统性的方法来确定伤害效应的程度大小。

发明内容

本发明的目的旨在解决现有的可燃气体泄爆伤害效应测试装置及研究方法缺乏的问题，提出了一种结构简单，操作简便，能够全面、准确测量可燃气体泄爆后在容器外部空间各点的压力、火焰参数的测试装置，并建立了一种分析方法，以测量到的参数为基础分析伤害效应。

本发明的技术方案是：

一种可燃气体泄爆伤害效应测试装置，它包括：

一伤害效应参数采集装置，该伤害效应参数采集装置包括一压力采集装置和一火焰采集装置；所述的压力采集装置包括两个侧部支撑架、一顶部弧形支撑架、工字型滑块和压力传感器；所述顶部弧形支撑架的两个末端分别与侧部支撑架相连接，所述的工字型滑块设置在顶部弧形支撑架上，所述的压力传感器安装在工字型滑块上，所述工字型滑块的底部还安装有热辐射通量计；

一爆炸装置，该爆炸装置包括一耐压容器，所述的耐压容器上设置有两个混合气体输入端口、一压力传感器安装端口、一点火装置安装端口、一耐压火焰观测窗口、一顶部泄爆端口；所述的压力传感器安装端口上安装有压力传感器，所述顶部泄爆端口的法兰夹持有泄爆片；

一数据采集处理装置，该数据处理装置包括信号放大电路、数据采集电路和计算机；信号放大电路的输出端与数据采集电路的输入端相连接，数据采集电路的输出端与计算机相连接；

所述热辐射通量计的输出端以及分别安装在工字型滑块和耐压容器上的压力传感器的输出端均和信号放大电路的输入端相连接，火焰采集装置的输出端与计算机相连接。

作为一种优选方案，所述工字型滑块的底部还安装有激光定位接收器，所述耐压容器的顶部安装有激光定位发射器，所述的激光定位接收器和激光定位发射器的输出端和计算机相连接。所述的激光定位接收器和激光定位发射器用于调整确定工字型滑块的在顶部弧形支撑架上的角度，即确定在空间内的位置。

所述耐压容器的上部对称设有一对吊耳，底部装有支撑筒节和底板。

作为一种优选方案所述侧部支撑架的底部设置有加强筋和底座；所述侧部支撑架的中部设有中空凹槽，中空凹槽部位安装可上下滑动的滑块，所述的滑块通过紧固件（如紧固螺栓）固定在侧部支撑架上，所述滑块上设有螺孔用于配合顶部弧形支撑架的安装；所述顶部弧形支撑架的两端分别设有螺孔与所述滑块上的螺孔相配合，通过安装螺栓将滑块与顶部弧形支撑架的两端分别固连在一起；所述侧部支撑架上还设置有标尺用于度量顶部弧形支撑架上下滑动的距离。

所述顶部弧形支撑架的形状为半圆形，以爆炸装置的顶部泄爆端口的中心点为圆心，两端夹圆心角180°，背弓部垂直向上。

所述顶部弧形支撑架中部中空，所述的工字型滑块安装在顶部弧形支撑架的中空部位，可沿顶部弧形支撑架滑动，所述的工字型滑块上带有C字型紧固件用于将滑动到合适位置的工字型滑块固定到弧形支撑架上。固定时，所述的C字型紧固件的两端分别穿过设在工字型滑块上表面和下表面上的边开孔，通过旋转调整螺杆卡在顶部弧形支撑架上，将工字型滑块固定。

所述工字型滑块上沿与其上下表面垂直方向设有带内螺纹的圆形孔，压力传感器插入圆形孔后利用设在压力传感器上的接头螺纹拧紧。

所述的工字型滑块数量为5~10个（可随要求的不同而改变）。

所述的火焰采集装置高速光学摄影仪器或高速数字摄影仪器。