[实用新型]开敞空间不同湿度预混气云爆燃火焰与压力耦合测试系统

权利要求书

1.一种开敞空间不同湿度预混气云爆燃火焰与压力耦合测试系统，其特征在于，由主体部分、配气装置、点火装置、测试装置和计算机组成；所述主体部分为半球形气云装置，半球形气云装置由聚乙烯薄膜气云罩、阻燃橡胶圆环板和16Mn钢制圆环板组成，所述聚乙烯薄膜气云罩两侧对称设置有阻燃橡胶圆环板，所述阻燃橡胶圆环板两侧对称设置有16Mn钢制圆环板，所述阻燃橡胶圆环板内的聚乙烯薄膜上安装了温度传感器和电阻丝，所述16Mn钢制圆环板的外环四周均匀分布有夹具，所述温度传感器和电阻丝与温控器相连接，所述聚乙烯薄膜气云罩底部开有点火点和注气孔，所述点火点位于聚乙烯薄膜气云罩的底部圆心处，且点火点与点火装置连接；

所述配气装置由甲烷气瓶、压缩空气瓶、氯化钙容器瓶、湿度传感器、湿度发生器、加热管、气体预混罐、排水口、气体导流器组成；所述甲烷气瓶直接与气体预混罐连接，所述压缩空气瓶经过氯化钙容器瓶、加热管连接于气体预混罐，所述氯化钙容器瓶与加热管之间设置有湿度发生器，所述湿度发生器与湿度传感器相连，所述气体预混罐下方设有排水口，所述气体预混罐内部设置有蛇管型加热器，所述气体预混罐通过气体导流器、注气孔将气体导入半球形气云装置的聚乙烯薄膜气云罩内；

所述测试装置由压力变送器、湿度传感器、温度传感器、数据采集仪、高速摄像机、高速红外热成像仪和高速纹影系统组成，所述测试装置与计算机连接。

2.根据权利要求1所述的开敞空间不同湿度预混气云爆燃火焰与压力耦合测试系统，其特征在于：所述配气装置所用的气体是由空气与99.99%浓度纯甲烷预混而成。

3.根据权利要求1所述的开敞空间不同湿度预混气云爆燃火焰与压力耦合测试系统，其特征在于：所述点火装置为高压脉冲电子点火，工作电压为8kV，电流强度为5mA，点火能量约20mJ，点火电极材料为金属铂丝。

4.根据权利要求1所述的开敞空间不同湿度预混气云爆燃火焰与压力耦合测试系统，其特征在于：所述测试装置中压力变送器为Kistler 211B5型压力变送器；温度传感器的热电偶是用直径25μm的铂铑合金材料制成；数据采集仪为日置8860型数据采集仪，配备4通道高速温度采集卡和4通道高速压力采集卡；高速摄像仪为High-SpeedStar4G型高速摄像仪，高速红外热成像仪为FASTM200型红外热成像仪；计算机要求配置中端以上显卡，显存不低于1G，采用Intel I3以上处理器，内存不低于4G，硬盘不低于64G。

5.根据权利要求1所述的开敞空间不同湿度预混气云爆燃火焰与压力耦合测试系统，其特征在于：所述测试装置中的冲击波超压采用Z形布置的高速纹影系统获取，该高速纹影系统由一个25W碘钨灯光源、凸透镜、光强调节器、小反射镜、两个焦距为2.0m的凹面镜、控制刀口和高速摄像机组成。

6.根据权利要求1所述的开敞空间不同湿度预混气云爆燃火焰与压力耦合测试系统，其特征在于：所述测试装置中的热辐射分别通过火球温度、火球直径和目标至爆心距离三个参数计算，火球温度采用红外热成像法即通过红外热成像仪测得，火球直径采用高速红外热成像仪和高速摄像机相结合的方法测得，目标至爆心距离在测试中自行设置。

7.根据权利要求1所述的开敞空间不同湿度预混气云爆燃火焰与压力耦合测试系统，其特征在于：所述夹具内侧附有阻燃橡胶皮层，螺栓贯穿夹具与阻燃橡胶圆环板、16Mn钢制圆环板上预设的空洞，通过螺母能调节夹具的松紧。

8.根据权利要求1所述的开敞空间不同湿度预混气云爆燃火焰与压力耦合测试系统，其特征在于：半球形气云装置中安装有温度传感器和电阻丝，温度传感器和电阻丝与温控器相连接，起到控制气云中温度的作用，当气体温度一定时饱和蒸气压一定，气体中的含水量也一定，就能定量的测试气体中的含水量。