[实用新型]一种耐火极限试验中烟气氧浓度测量装置

说明书

本实用新型涉及耐火试验炉研究领域，特别涉及一种耐火极限试验中烟气氧浓度测量装置。

耐火极限试验是通过模拟真实火灾的方式来检测建筑构件耐火性能的一种试验方法，基于此试验的建筑构件包括墙体、顶棚、楼板、梁、柱、防火门、防火卷帘、防火窗、防火玻璃、钢结构防火涂料、防火封堵材料、排烟阀、防火阀等。通过进行耐火极限试验，可正确地评判被测试件的耐火性能，为建筑设计和验收提供指导性的数据，从而提高建筑物的火灾安全性。

耐火极限试验要模拟真实火灾，试验过程中需保证试验炉内的温度、空气相对压力能够符合相关标准在不同时刻对温度的要求，而对于一些特殊用途的产品，还需要对试验炉排出的烟气中的O₂含量进行实时监测和记录，从而对构件在不同氧含量情况下的耐火性能进行评价。由于耐火极限测试的烟气温度相当高，而且烟气中还有可能含有各种杂质，包含水蒸气、烟尘、CO、CO₂以及一些燃烧后的复杂有机化合物，如要准确测量烟气中的氧含量，需要对烟气进行一系列的前处理，并使用专用传感器及模数转换模块，并结合专用软件进行数据分析和记录，才能完成对烟气中的氧含量的测量。现有的烟气氧浓度在线分析技术一般使用氧化锆氧气传感器进行烟气测量，这种传感器一般是直接接触式传感器，使用电化学的原理测量烟气中的氧浓度，如果被测气体中含有可燃组份或者含有任何会污染氧化锆的物质，就会对测试结果产生影响，另外由于采用电化学的方法进行测量，传感器的寿命有限。由于耐火极限烟气中可能含有很多杂质，也可能会含有未完全燃烧的可燃组分，这些也会对测试结果产生影响。

中国实用新型专利CN 201845003U公布了一种自校式烟气氧浓度在线分析仪，其特征是：过滤器出气端经管道与冷却器进气端相连，冷却器出气端经连接管同气水分离罐内腔连通，气水分离罐同蠕动泵连接，气水分离罐与加热器进气口相连，加热器出气口经装有第四电磁阀的管道同第一微型采样泵一端相连，另一端经连接管同第一氧气传感器的一接口相连，第一氧气传感器的另一接口连微型流量计。微型空压机出气口端经装有第一电磁阀的送气管同过滤器出气端的管道连通，标准氧气存储器内的氧气罐的出气端经手动阀、电磁阀和第一减压阀的输气管道同接入第一氧气传感器一头的连接管连通。该实用新型采用了氧化锆传感器，寿命相对来讲较低，另外烟气的取样及处理需要先冷却，然后再通过加热器进行加热，过程复杂，能量消耗大，不利于试验的操作。

中国实用新型专利CN 201331506公布了一种在高温、高粉尘浓度条件下测量氧浓度的氧检测装置，它涉及一种固体电解质氧化锆氧检测器。烟气导流管伸入第一金属套管中，隔板伸入烟气导流管中并且将烟气导流管分成烟气导入管和烟气流出管，烟气导入管和烟气流出管只在隔板的末端连通，隔板的前端与导向舌连接并且导向舌与隔板形成115°～125°的夹角，烟气导流管的末端与第二金属套管连接并形成90°～120°的夹角，氧化锆低温检测器的前端伸入第二金属套管中，烟气导流管的管壁外侧表面在介于第二法兰盘和第二金属套管之间装有翅片管。该实用新型采用了氧化锆传感器，寿命相对来讲较低，而且也没有提到具体的取样及数据采集方法。

因此，需要寻求一种新的用于耐火极限试验中对烟气氧浓度进行测量的装置，该装置不仅需要能够避免烟气中的杂质对测试结果的影响，而且应能够尽可能地延长系统的寿命，降低维修频率，同时还需能满足耐火极限试验对数据精度采集的需求。

本实用新型的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种耐火极限试验中烟气氧浓度测量装置，该装置采用模数转换模块配合顺磁式氧分析仪对烟气氧浓度测量数据进行测量，不仅能够避免烟气中的杂质对测试结果的影响，而且可延长系统的寿命，降低维修频率，同时具有测量准确的优点。

本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：一种耐火极限试验中烟气氧浓度测量装置，包括采样探头、降温装置、采样泵、过滤装置、流量计、顺磁式氧分析仪、模数转换模块和计算机，所述采样探头用于采集耐火极限试验炉内的烟气，采样探头通过管道与降温装置相连，降温装置的出气口与采样泵的进气口相连，采样泵、过滤装置、流量计、顺磁式氧分析仪通过管道依次连接，顺磁式氧分析仪通过模数转换模块和计算机相连。本实用新型中所述顺磁式氧分析仪是根据氧气的体积磁化率比一般气体高得多，在磁场中具有极高顺磁性的原理制成的一类测量气体中氧含量的仪器。此分析仪相较于现有技术中的分析测量装置具有使用寿命长、测量中干扰因素少、测量精度高的优点。

具体的，所述降温装置包括降温金属管、冷凝器，采样探头通过降温金属管与冷凝器连接，采样泵设置在冷凝器上，冷凝器的出气口与采样泵的进气口相连。