[實用新型]基于雙色光識別的可燃性氣體點火延遲時間測試實驗系統

有效

• 申請號: 201520650812.0
• 申請日: 2015-08-26
• 公開（公告）號: CN204924930U
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發明（設計）人: 程方明;陳曉坤;羅振敏;蔡周全;王亞超;劉文永;張嬿妮;許延輝
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理事務所(普通合伙) 11368
• 代理人: 郭官厚

技術領域

本實用新型涉及可燃性氣體的點火延遲時間測試實驗，具體為基于雙色光識別的可燃性氣體點火延遲時間測試實驗系統，廣泛適用于石化、電力、采礦、運輸和燃氣供應等領域涉及的各種可燃性氣體燃爆特性測試與研究。

背景技術

可燃性氣體在工業生產和日常生活中有著十分廣泛的應用，涉及石化、電力、采礦、運輸和燃氣供應等多個領域，對社會進步與經濟發展有著舉足輕重的作用。但是，可燃性氣體在生產、輸送、儲存和利用過程中意外泄漏后易形成爆炸性預混氣體，遇到點火源后將發生爆炸或火災事故，造成人員傷亡和財產損失。可燃性氣體點火延遲時間是指可燃性氣體與助燃劑(空氣、氧氣等)混合形成的易燃易爆混合氣體，引燃過程中從開始點火到出現燃燒現象之間的時間。不同的可燃氣體，在不同的引燃方法、不同當量比、不同溫度、壓力等環境條件下，點火延遲時間也是不同的。從燃燒應用和安全工程兩方面考慮，研究測試點火延遲時間均十分必要。在研究發動機燃燒室或燃燒器中燃料的點火與穩定高效燃燒問題時，燃料的點火延時特性就是重要問題之一。點火延遲期是可燃性氣體燃爆鏈式化學反應鏈引發的重要階段，點火延遲時間是驗證燃燒反應機理和化學動力學建模的重要依據。另外，當點火源存在時間遠小于點火延遲時間時，爆炸性混合氣體將無法被引爆，點火延遲時間也是重要的安全工程防爆設計依據。因此，可燃性氣體點火延遲時間的準確測試一直是國內外相關領域研究的熱點。

目前，科研實驗中可燃性氣體點火延遲時間的測試方法有多種，根據科研需求的不同主要在點火源形式和著火識別方法上有所區別。其中，采用激波管驅動或高速壓縮機瞬間壓縮可燃性氣體點火，或將可燃性氣體快速充入高溫體系中引燃，同時利用單色火焰發射光譜識別著火現象的方法使用的相對較多，這種方法多用于燃料高溫高壓自點火現象的研究，常壓高溫點火的實驗測試控制難度較大，點火開始時間一般采用壓力判斷，精度不高，整個實驗裝置相對復雜。另外，有采用高壓放電電火花或熾熱熱源作為點火源，研究局部點火源引燃可燃性氣體的過程，利用單色火焰發射光譜、高速相機、光敏二極管、動態壓力變化等識別是否著火，但存在微弱火焰的單色光譜難探測，電火花的存在對采用光學方法判斷著火現象會產生一定的干擾等問題，例如高速相機照片中電極放電光暈與初燃火焰難區分，光電二極管難以分辨電火花與初燃火焰的發光，壓力采集與點火起始時間同步精度較差，且響應速度較慢。上述因素都會影響點火延遲時間測試的準確度。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供基于雙色光識別的可燃性氣體點火延遲時間測試實驗系統，以解決上述技術問題。

為實現上述目的本實用新型采用以下技術方案：

基于雙色光識別的可燃性氣體點火延遲時間測試實驗系統，包括：燃爆反應容器、高壓點火器、真空壓力計、真空泵、循環泵、環形分散進氣裝置、準直器、一分二光纖、光譜儀、光電倍增管、多通道示波器、空氣鋼瓶及可燃氣鋼瓶，燃爆反應容器的頂部封頭設有兩個可安裝泄爆片的泄爆口，燃爆反應容器的頂部和底部分別裝有一根電極，上下兩根電極與高壓點火器連接，燃爆反應容器底部和頂部還分別設有進氣口和出氣口；出氣口位于兩個泄爆口之間，且進氣口與出氣口的位置相對應，燃爆反應容器的進氣口分別與空氣鋼瓶、可燃氣鋼瓶、循環泵連接；燃爆反應容器的出氣口分別與真空壓力計、真空泵、循環泵連接；燃爆反應容器內設有環形分散進氣裝置，環形分散進氣裝置焊接有導氣管，且導氣管與進氣口連接，燃爆反應容器的側面安裝有玻璃視窗，玻璃視窗為圓形或橢圓形，玻璃視窗的厚度為3-4cm，燃爆反應容器的玻璃視窗外安裝準直器，準直器依次連接一分二光纖、兩臺光譜儀、光電倍增管及多通道示波器。

作為本實用新型進一步的方案，所述環形分散進氣裝置由內徑為0.4cm的鋼管制成直徑為18cm環形結構，鋼管四周鉆有若干個微孔。

作為本實用新型進一步的方案，燃爆反應容器整體呈橢球體，容積為20L，頂部半球封頭與燃爆反應容器采用法蘭連接，可拆卸。

作為本實用新型進一步的方案，玻璃視窗材質為熔融石英。

作為本實用新型進一步的方案，電極位于燃爆反應容器的中心位置，且電極的放電間隙可調。

作為本實用新型進一步的方案，高壓點火器設有手動觸發開關，可產生高壓電脈沖，放電時間0-1000ms可調，放電頻率100Hz，電火花能量≥1J。

作為本實用新型進一步的方案，空氣鋼瓶設有空氣瓶閥門，可燃氣鋼瓶設有可燃氣鋼瓶閥門。

作為本實用新型進一步的方案，真空壓力計設有壓力計閥門，真空泵設有真空泵閥門，循環泵設有兩個循環泵閥門，進氣口設有進氣口閥門。