[发明专利]一种高温高压可燃气体爆炸特性测试系统及其工作方法

权利要求书

1.一种高温高压可燃气体爆炸特性测试系统，其特征在于，包括爆炸反应容器(1)、加热系统、配气系统、冷却水循环系统、点火系统、温度传感器(4)、压力传感器(5)、控制和数据采集系统(6)；温度传感器(4)包括第一温度传感器(4-1)、第二温度传感器(4-2)和第三温度传感器(4-3)；

所述的爆炸反应容器(1)为高温高压介质提供均匀混合和爆炸反应的场所，通过加热系统进行加热；爆炸反应容器(1)上有第一温度传感器(4-1)、压力传感器(5)、点火系统和第一数显压力表(7-1)；第一温度传感器(4-1)和压力传感器(5)数据测试端分别伸入爆炸反应容器(1)的近几何中心处和近壁面处，另一端相连到控制及数据采集系统(6)；第一温度传感器(4-1)监测爆炸反应容器(1)内部气体的温度，压力传感器(5)用于监测爆炸反应容器(1)内爆炸瞬间的动态压力参数变化；第一数显压力表(7-1)用于实时测量和显示爆炸反应容器(1)内的压力；

可燃气体加热容器(2)，通过加热系统进行加热，可燃气体加热容器(2)上还设有第二温度传感器(4-2)，第二数显压力表(7-2)；第二温度传感器(4-2)一端伸入可燃气体加热容器(2)近几何中心处，另一端相连到控制及数据采集系统(6)；第二数显压力表(7-2)插入可燃气体加热容器(2)，用于在配置可燃气时观测可燃气体加热容器(2)内的压力变化，以及用于检测可燃气体加热容器(2)中气体总量能否够一次或者多次实验需要；可燃气体加热容器(2)通过管道(8)分别连接多种可燃气体钢瓶(9)；

助燃气体加热容器(3)，通过加热系统进行加热，助燃气体加热容器(3)上还设有第三温度传感器(4-3)，第三数显压力表(7-3)；第三温度传感器(4-3)一端侧向伸入助燃气体加热容器(3)中，另一端相连到控制及数据采集系统(6)；第三数显压力表(7-3)插入助燃气体加热容器(3)，用于在配置空气时监测助燃气体加热容器(3)内的压力参数变化，以及用于检测助燃气体加热容器(3)中气体总量能否够一次或者多次实验需要；助燃气体加热容器(3)通过管道(8)分别连接氮气钢瓶(10-1)和氧气钢瓶(10-2)；

所述的加热系统包括第一高温烘箱(11-1)、第二高温烘箱(11-2)和第三高温烘箱(11-3)，用于对爆炸反应容器(1)、可燃气体加热容器(2)、助燃气体加热容器(3)进行加热；

所述的压力传感器(5)被冷却水循环系统包裹；

所述的配气系统包括可燃气体加热容器(2)、助燃气体加热容器(3)、气体循环泵(12)、真空泵(13)、第一数显压力表(7-1)、可燃气体钢瓶(9)、助燃气体钢瓶(10)和针阀(14)，针阀(14)包括第一针阀(14-1)和第二针阀(14-2)；真空泵(13)分别与爆炸反应容器(1)、可燃气体加热容器(2)、助燃气体加热容器(3)相连，用于抽出爆炸反应容器(1)、可燃气体加热容器(2)、助燃气体加热容器(3)内的气体营造真空环境；可燃气体加热容器(2)连接多种可燃气体钢瓶(9)，利用第一数显压力表(7-1)和第一针阀(14-1)控制由可燃气体加热容器(2)进入爆炸反应容器(1)的可燃气体的量；助燃气体加热容器(3)连接助燃气体钢瓶(10)：氮气钢瓶(10-1)、氧气钢瓶(10-2)，利用第一数显压力表(7-1)和第二针阀(14-2)控制由助燃气体加热容器(3)输入爆炸反应容器(1)的助燃气体的量；气体循环泵(12)与爆炸反应容器(1)连接，以助于爆炸反应容器(1)内的高温高压可燃气体均匀混合；

所述的冷却水循环系统包括水循环泵(15)、水管(16)和冷水箱(17)，水管(16)螺旋式缠绕压力传感器(5)，在进行升温时，水循环泵(15)驱动在水管(16)中的冷水将热量带走再回流到冷水箱(17)，如此循环降温，以保护压力传感器(5)；

所述的点火系统为爆炸反应容器(1)内的高温高压混合可燃气体提供点火源，包括电热丝(18)和点火电极(19)；点火电极(19)插入爆炸反应容器(1)中，并缠绕电热丝(18)；点火电极(19)的外端通过高温导线(20)连接至控制和数据采集系统(6)，控制和数据采集系统(6)用于发出点火指令；

控制和数据采集系统(6)用于实时监测并记录爆炸反应容器(1)内的压力、温度变化，控制点火时间，并通过改变电热丝(18)点火时长以提供不同点火能量；

所述的爆炸反应容器(1)、可燃气体加热容器(2)、助燃气体加热容器(3)的引出管道上设置排气阀，用于排出爆炸反应容器(1)、可燃气体加热容器(2)、助燃气体加热容器(3)中的气体。