[发明专利]一种电加热控制测量系统和方法

说明书

本发明提供了一种电加热控制测量系统和方法，通过模拟热源、功率控制单元、温度传感器和数据采集单元实现了在火灾模拟试验中采用电加热的方式对冷烟发生装置产生的烟气进行稳定加热和实时监控的功能。本发明解决了电加热箱的外部绝热设计、大功率加热以及电加热棒的选型与布局问题，实现了对功率不大的火灾模拟的热羽流初始温度的监测和热源功率的控制，保证了防排烟试验的准确性，提高了模拟火灾的可靠性，为我国后续的重大火灾防治科研提供了重要的技术参考。

技术领域

本发明属于烟气加热技术领域，具体涉及一种电加热控制测量系统和方法。

背景技术

HM防排烟设计试验平台是面向HM防排烟系统总体设计，参数指标确定，综合性能验证，技术路线验证等综合试验平台。电加热源及监控装置是其模拟烟气发生及监控系统的一个组成部分，主要用作火灾模拟时对冷烟模拟发生装置产生的烟气进行加热。

该电加热源及监控装置包括电加热模拟热源系统和电加热功率控制与测量系统，具备持续产生稳定小功率电加热模拟热源、监测热羽流初始温度和控制热源功率的功能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种电加热控制测量系统和方法，用于采用电加热的方式对冷烟发生装置产生的烟气进行加热和监控。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种电加热控制测量系统，包括模拟热源、用于设定及调节加热棒的工作电压以改变模拟热源的功率的功率控制单元、用于实时监测热源气体初始温度的温度传感器、用于接收并处理温度数据的数据采集单元；模拟热源包括电加热箱，电加热箱包括用于隔离电加热箱内外空气热传导的绝热壁和用于加热电加热箱内部空气的加热棒；绝热壁的底部开有用于通过自然对流方式流入冷空气的底部开口，顶部开有用于流出热空气形成的热羽流的顶部开口；加热棒设置在绝热壁内部且垂直于地面；功率控制单元的信号发送端连接加热棒的信号接收端；温度传感器设置在绝热壁的顶部开口处，温度传感器的信号发送端连接数据采集单元的信号接收端。

按上述方案，模拟热源还包括用于减小电加热箱对外散热的保温层，保温层覆盖在绝热壁的外部。

按上述方案，模拟热源还包括用于支撑电加热箱的支架，支架设置在电加热箱的底部。

按上述方案，加热棒采用硅碳热棒。

按上述方案，温度传感器包括K型高温热电偶和补偿导线，补偿导线串联K型高温热电偶和数据采集单元。

按上述方案，还包括用于打包存储数据供随时调用的存储单元，存储单元的信号收发端连接数据采集单元的信号收发端。

按上述方案，还包括用于显示实时热源气体初始温度动态变化的显示单元，显示单元的信号接收端连接数据采集单元的信号发送端。

按上述方案，功率控制单元还包括用于根据反馈的温度数据调节加热棒的工作电压直至模拟热源功率达到稳定的反馈单元，反馈单元的信号接收端连接数据采集单元的信号发送端。

一种电加热控制测量方法，包括以下步骤：

S1：搭建电加热控制测量系统，根据试验需求的加热功率调试并设定各系统整定值；

S2：试验开始，对模拟热源加热并采集热源气体初始温度数据；

S3：试验完成后停止加热和采集数据，待模拟热源自然冷却降温后进行下一次试验。

本发明的有益效果为：

1.本发明的一种电加热控制测量系统和方法，通过模拟热源、功率控制单元、温度传感器和数据采集单元实现了在火灾模拟试验中采用电加热的方式对冷烟发生装置产生的烟气进行稳定加热和实时监控的功能。

2.本发明解决了电加热箱的外部绝热设计、大功率加热以及电加热棒的选型与布局问题。