[发明专利]一种低压富氧环境下材料燃烧特性测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种低压富氧环境下材料燃烧特性测试装置及方法，包括低压舱体、引燃装置、称重装置、充氧系统、排气系统、闭环压力控制系统和在线烟气检测与分析系统；所述闭环压力控制系统环形套设在低压舱体底部位置，所述闭环压力控制系统与充氧系统连接，所述低压舱体分别与闭环压力控制系统和排气系统连接，所述称重装置设置在低压舱体中，称重装置的上方区域为反应区域，所述引燃装置通过点火杆由低压舱体外部延伸到内部反应区域中；所述在线烟气检测与分析系统与低压舱体连接；通过本发明的装置可以高效、精准的对低压富氧环境下材料的燃烧特性进行实验和分析，能够模拟不同海拔高度的压力。

技术领域

本发明涉及防火安全技术领域，尤其涉及一种低压富氧环境下材料燃烧特性测试装置及方法。

背景技术

我国高高原(大于2438m)地区常住人口超过1300万，并且全球有超过 60％的高高原机场位于我国，这些机场每年约有800万航空客流量。高高原机场航站楼、旅客及工作人员休息室、宾馆等场所均存在富氧问题，通过增加室内氧气浓度能有效解决高海拔地区缺氧问题，但低压环境下氧气浓度过高会使材料火行为发生变化，带来潜在火灾危险。

质量损失率、烟气成分和烟密度都是表征材料燃烧特性的重要参数，质量损失率可以反应火势的大小，烟密度的大小和烟气成分直接决定了火灾发生时室内人员的逃生和存活时间，对于室内空间，较小规模火灾即可引起氧气浓度的明显下降及CO等有毒气体浓度迅速上升，并且在不同压力不同氧气浓度环境下材料燃烧产生的烟气成分不同，毒害性也不同。

国内外已开展大量高高原火行为研究，对油池火、木垛火和纸箱火等在高高原低压低氧环境下的火行为有了一定的掌握：

如申请号CN200910076141.0所公开的一种低压富氧环境下材料燃烧特性测试装置，其由燃烧室、定位机构、配气系统、气流循环与浓度监测系统、抽真空系统、点火系统和数据采集系统七部分组成。样品通过样品夹持器安装在样品托上后通过真空系统对密封室抽真空，各单一高纯气体经质量流量计和流量调节阀在密封室内混合，由高精度真空压力计显示气体总压，当满足所述气体总压和气体组分要求时，启动微型气泵对密封室内气流进行混合，气体组分浓度稳定后启动激光光源点燃样品，样品燃烧火焰先后通过两热电偶，通过A/D 转换和数据采集系统得到热电偶温度变化曲线，取两个热电偶对应曲线最高温度点间的时间作为样品在两个固定距离热电偶间的燃烧时间，从而得出样品在该种气体总压和气体组分浓度下的燃烧速率。

但是对高高原低压高氧浓度环境下的火行为研究并未有效开展，并且目前已有的动压变温实验舱等实验设备空间较大，主要研究较大型的火行为，而要针对小型火行为，进行更精准的研究，则要求设备体积较小易操作，且所测参数更加精确，对于烟气成分和烟密度的分析也更加准确，更好的为火灾应急处置提供安全保障。

发明内容

本发明的目的是，针对上述不足之处提供一种低压富氧环境下材料燃烧特性测试装置及方法，解决了现有技术中，针对高高原低压高氧浓度环境下的火行为未进行有效精准研究的问题，同时解决了，现有技术中动压变温实验舱等实验设备空间较大，操作复杂，烟气测量参数会有误差，无法对在低压高氧气浓度环境下材料燃烧产物危险性进行精确判断的问题。

本方案是这样进行实现的：

一种低压富氧环境下材料燃烧特性测试装置，包括低压舱体、引燃装置、称重装置、充氧系统、排气系统、闭环压力控制系统和在线烟气检测与分析系统；所述闭环压力控制系统环形套设在低压舱体底部位置，所述闭环压力控制系统与充氧系统连接，所述低压舱体分别与闭环压力控制系统和排气系统连接，所述称重装置设置在低压舱体中，称重装置的上方区域为反应区域，所述引燃装置通过点火杆由低压舱体外部延伸到内部反应区域中；所述在线烟气检测与分析系统与低压舱体连接。