[发明专利]一种可变密度、气体流速的阴燃特性实验装置和测试方法

说明书

本发明公开了一种可变密度、气体流速的阴燃特性实验装置和测试方法，实验装置包括顺次电连通的气体储气瓶组、控制分析平台和阴燃实验台；所述阴燃实验台包括精准密度调控装置、精准角度调节装置、可控辅助加热装置、嵌入式热电偶、热流计；所述控制分析平台包括气体流速控制系统、位移调控盘、角度调控盘、功率调控盘、温度数据采集装置、热流数据采集装置、气体毒性分析装置、数据存储装置、急停按钮、电源按钮以及测定按钮。本发明属于检测技术领域，具体是用于测定多孔介质材料在不同密度、不同气体流速条件下的阴燃燃烧特性参数，为确定阴燃转变成明火燃烧的条件提供基础数据，主要用于火灾科学研究及消防教学。

技术领域

本发明用于测定多孔介质材料(如棉花、海绵)在不同密度、不同气体流速条件下的阴燃燃烧特性参数，为确定阴燃转变成明火燃烧的条件提供基础数据，主要用于火灾科学研究及消防教学，属于检测技术领域，具体是指一种可变密度、气体流速的阴燃特性实验装置和测试方法。

背景技术

阴燃是固体燃烧的一种形式，主要发生在多孔介质材料中，如棉花、海绵，由于其燃烧具有较强隐蔽性、发展较为缓慢，不易被人发现；但当其转变成有焰燃烧时，极易引发大面积火灾，给人们造成严重的经济损失和人员伤亡。如2005年，贵州从江县一村民吸烟引燃棉被诱发火灾，造成3人死亡，227间房屋烧毁；2006年，辽宁沈阳市一工人乱扔烟蒂引燃布料诱发火灾，造成9人死亡；2008年，浙江余杭一纸箱厂发生火灾，消防队员持续作战33h才将筒纸卷的阴燃火扑灭，因此阴燃火灾已经成为火灾领域新的研究热点。目前，国内用于测定阴燃特性的实验装置仅能在某一特定环境下进行特性参数测定，并不能改变可燃物的密度，更不能控制进气气体的流速，而密度、气体流速是多孔介质材料阴燃过程的关键参数，因此现有装置并不能科学、有效的测定不同条件下可燃物阴燃过程的特性参数。如公安部四川消防研究所申请发明的阴燃特性测试装置，包括加热炉、用于放置试样样品的试样架、2个温度传感器及温度控制系统；加热炉包括加热管、加热电阻带、圆柱管；加热炉管安装在圆柱管的中心部位，加热电阻带均匀地缠绕在加热炉管四周，加热炉底部连接空气稳流器，加热炉顶连接气流罩，试样架位于加热炉内部，一个温度传感器位于试样架中心，另一个温度传感器位于试样架与加热炉内壁之间，加热电阻带、温度传感器均与温度控制系统电性连接。

该实验装置仅能对多孔介质材料的阴燃过程进行简单观测，并不能实时监测阴燃过程中试样材料内部温度变化、热流分布及产生的烟气毒性；且实验装置仅能在特定环境下进行阴燃实验，并不能控制试样材料的密度，更不能控制进气气体的流速；再次现有实验装置虽能控制加热装置的温度，但不能控制加热装置的加热面积，使得实验仪器的应用受到极大的限制，因此急需研发一种能有效控制材料密度、气体流速的阴燃特性测定装置。

发明内容

为解决上述现有难题，本发明提供了一种可控材料密度、气体流速的阴燃特性实验装置及测定方法。本发明所提出的可控材料密度、气体流速的阴燃特性实验装置不仅能有效改变试样材料的密度，且能控制进气气体的流速、辅助加热功率及面积等环境条件，同时能改变试样材料阴燃的角度(0～180°，有效间隔为15°)，实验过程中能实时输出试样材料内部温度变化、内部热流分布及烟气毒性。该实验装置提供了更加广泛地实验环境，有效获取了试样材料阴燃过程中的特性参数。

本发明采取的技术方案如下：本发明可变密度、气体流速的阴燃特性实验装置，包括顺次电连通的气体储气瓶组、控制分析平台和阴燃实验台；所述阴燃实验台包括精准密度调控装置、精准角度调节装置、可控辅助加热装置、嵌入式热电偶、热流计；所述控制分析平台包括气体流速控制系统、位移调控盘、角度调控盘、功率调控盘、温度数据采集装置、热流数据采集装置、气体毒性分析装置、数据存储装置、急停按钮、电源按钮以及测定按钮。

进一步地，所述精准密度调控装置设于阴燃实验台的阴燃腔室内部，可精准改变阴燃实验台的阴燃腔室的体积，进而有效控制试样材料的密度；

所述精准角度调节装置设于阴燃实验台的阴燃腔室外部，可调节阴燃实验台的阴燃腔室的倾斜角度，实现不同倾斜角度的阴燃实验；