[實用新型]一種固體材料逆流火焰蔓延前鋒空間位置自動駐定裝置

有效

• 申請號: 201621195896.4
• 申請日: 2016-10-28
• 公開（公告）號: CN206531821U
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 謝啟源;唐心弈
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01N31/12
• 分類號: G01N31/12
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司11251
• 代理人: 楊學明,顧煒

技術領域

本實用新型涉及固體材料火焰蔓延領域，更具體的說，涉及一種固體材料逆流火焰蔓延前鋒空間位置自動駐定裝置。

背景技術

固體材料火蔓延過程中的火焰前鋒附近的傳熱與傳質過程是影響其火蔓延特性的主要因素。因此，火焰前鋒位置及其臨近區域的溫度場、組分場的測量，對于洞察火焰蔓延機理具有重要的作用。然而在常規條件下，固體火焰蔓延的基本特征，正是其火焰前鋒的空間位置隨著時間的推進而向前移動，從而使得我們難以準確捕捉火焰前鋒附近的傳熱傳質特征。現有的火焰蔓延機理研究的實驗方法與裝置(如：《火災科學》2001年第2期第88-91頁的文章“垂直壁面火蔓延速率的實驗測量”、發明專利201320244793.2、發明專利 201510870178.6)，都是采用攝像機從正、側面直接錄制整個動態火蔓延錄像，同時，因為測量火蔓延的儀器的動態布置難以實現，因而只能采用靜態布置替代，這導致無法在實驗中準確有效的對火焰前鋒、熱解前緣進行分離和定位，這也阻礙了后續的對于其鄰域的氣體溫度場以及組分場的實時測量，而該溫度場以及組分場的精確測量對于分析和建立材料火蔓延模型中“高溫火焰對熱解區和預熱區材料的傳熱以及化學反應動力學機理”具有重要意義。

實用新型內容

本實用新型的目的是提出一種可以結合圖像處理與微機控制的自動化技術，使得固體材料逆流火焰蔓延前鋒的空間位置相對駐定，從而便于布置測量儀器、傳感器以及設備，進而可以觀測、定位火焰前鋒以及測量其附近氣體溫度場和組分場。該固體材料火焰前鋒空間位置的自動駐定過程為：將待測固體材料安裝于一個可由電機自動控制沿滑軌運動的逆流火焰蔓延實驗架上，通過攝像機實時拍攝待測固體材料火焰前鋒與其附近某一固定參考基線的相對位置關系及其相對運動速度，微機控制系統實時獲得這些參數，從而調節控制逆流火焰蔓延實驗架位置的電機，使得火焰前鋒相對該固體參考基線的位置始終不變，這樣，通過移動整個固體材料的相對位置從而實現了火焰前鋒位置的空間駐定。

本實用新型采用的技術方案為：一種固體材料逆流火焰蔓延前鋒空間位置自動駐定裝置，包括一個導螺桿1，所述導螺桿上安置一個滑板2可通過滑塊3沿著左側的第一滑軌4 以及右側的第二滑軌5運動，兩個滑軌兩端都由固定錨6固定在裝置固定板7上，滑板2通過連接桿8連接一個實驗架9，實驗架9采用防火棉10進行左、右、背三面絕熱，實驗架9 上可以安放待測樣品板材11，待測固體板材正前方布置第一攝像機12，攝像機實時拍攝的逆流火蔓延圖像信號通過數據傳輸線13自動傳輸到控制室的計算機14。

與現有技術相比，本實用新型具有如下技術優勢：

(1)一種固體材料逆流火焰蔓延前鋒空間位置自動駐定裝置，利用該裝置，對固體材料逆流火焰蔓延隨時間在空間移動的動態特性進行了相對的時間和空間的解耦合，因此將固體材料逆流火焰蔓延轉變為相對靜態的駐定火焰。

(2)一種固體材料逆流火焰蔓延前鋒空間位置自動駐定裝置，通過使逆流火焰的空間位置駐留，這將便于測量傳感器以及裝置的固定安裝以及測量，進而可以對于火焰前鋒附近的氣體溫度場、組分場以及火焰動態結構進行精細的觀測，而該溫度場以及組分場的精確測量對于分析和建立材料火蔓延模型中“高溫火焰給熱解區以及預熱區的材料的傳熱以及化學反應動力學機理”具有重要意義。

附圖說明

圖1為一種固體材料逆流火焰蔓延前鋒空間位置自動駐定裝置的整體結構示意圖；

圖2為整個裝置主體部分的側視圖；

其中：1為導螺桿，2為滑板，3為滑塊，4為第一滑軌，5為第二滑軌，6為固定錨，7 為裝置固定板，8為連接桿，9為實驗架，10為防火棉，11為待測固體實驗材料板，12為第一攝像機，13為數據傳輸線，14為控制室計算機，15為基準線，16為異步電機，17為微機芯片，18為分度器，19為軸承，20為滾珠絲桿，21為第二攝像機，22為集煙罩，23為排煙管道。

具體實施方式

以下結合附圖說明本實用新型的具體實施方式。

圖1給出了一種固體材料逆流火焰蔓延前鋒空間位置自動駐定裝置的整體結構示意圖，圖2為整個裝置主體部分的側視圖。