[發明專利]一種火災煙氣成分定量檢測裝置

有效

• 申請號: 201910913822.1
• 申請日: 2019-09-25
• 公開（公告）號: CN110632245B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 何宏舟;劉眾擎
• 申請（專利權）人: 集美大學
• 主分類號: G01N31/12
• 分類號: G01N31/12;G01N33/00;G01N15/06
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產權代理事務所(普通合伙) 35222
• 代理人: 郭福利

本發明提供了一種火災煙氣成分定量檢測裝置，涉及火災分析技術領域。其包括：燃燒室，包括從左至右依次貫通的燃燒區、煙氣層區和煙氣檢測區，燃燒區設有可打開或密閉的艙門。設置于燃燒區的稱重系統，包括用于放置待測物的承托件以及與承托件連接的稱重裝置；與燃燒區連通的通風系統，用于為燃燒區提供新鮮空氣。與煙氣檢測區相連通的煙氣檢測系統，用于檢測煙氣成分；排煙系統，其與煙氣檢測區的出口相連通。待檢測的材料在燃燒區燃燒，通過通風系統準確控制通風量，燃燒室的多區域設置使得燃燒產生的煙氣能夠與新鮮空氣有效分隔，且利用煙氣層區和檢測區加強煙氣混合效果，與實際火災場景更接近，準確反映待測物燃燒的煙氣情況。

技術領域

本發明涉及火災分析技術領域，具體而言，涉及一種火災煙氣成分定量檢測裝置。

背景技術

近年來，火災事故頻發，涉及到賓館、商鋪、宿舍等空間受限場合，造成了較為嚴重的人員傷亡和財產損失。火災中，70％的人員傷亡是由于毒性煙氣導致，因此，準確檢測室內可燃物，如木板、沙發等在燃燒過程中毒性氣體的生成規律對火災安全的研究具有重要意義。對于室內火災，可燃物的燃燒為非控制燃燒，火災發展包括增長階段、通風限制階段和衰退階段。由于火災場景中的空氣供給主要受燃料燃燒火焰形成的熱浮力湍流控制，因此，火災內通風量隨著火災發展而不斷變化。同時，研究發現，通風量直接影響燃料燃燒過程中毒性氣體的生成量。

火災中，通風量可利用全局當量比Φ進行定量評估：

其中，Φ＜1時表示貧燃料燃燒(通風良好條件)，Φ＞1時表示富燃料燃燒(通風不良條件)。以火災中主要的兩種窒息性氣體一氧化碳(CO)和氰化氫(HCN)為例，其生成量隨著Φ的增加而顯著增加，從而大大提高火災煙氣毒性。因此，準確檢測可燃物燃燒產生毒性煙氣生成量的前提在于準確地控制燃燒通風量。

目前，國際上用于可燃物燃燒特性分析的實驗裝置主要有以下兩種：

其中一種為穩態管式爐(Steady State Tube Furnace，SSTF，ISO TS 19700)。在SSTF實驗中，將待測物平鋪在石英舟內，石英舟置于管式爐的石英管中，將待測物緩慢通過加熱爐，燃料在外部高溫環境下燃燒。同時，向石英管內通入新鮮空氣，通過調整空氣量，模擬材料燃燒的通風條件。該裝置能夠準確反映待測物在不同通風條件下燃燒時毒性氣體釋放特點，但是具有兩點不足：(1)為了保證燃料燃燒時質量損失的穩定性，SSTF實驗中待測物樣本尺寸需要非常小。而對于熱塑性材料，過小的樣本尺寸無法反映燃燒過程中的相變現象對毒性氣體釋放的影響。(2)樣本在外部高溫輻射下進行燃燒，而實際火災場景中，材料維持燃燒所需的熱量來自火焰本身的熱輻射和熱對流，并且，當火焰向待測物的熱反饋不足時，待測物將無法維持燃燒，因此SSTF實驗與實際火災場景中的燃燒方式存在較大不同。

另一種為火災標準試驗間(ISO 9705)，如圖1所示。其能夠通過耗氧原理有效檢測全尺寸材料的燃燒特點和熱釋放速率特點。全尺寸火災標準試驗間長(3.6±0.05)m，高和寬為2.4±0.05m，在寬度方向的中間位置開設有一個寬為0.8±0.01m，高為2.0±0.01m的門。待測物在試驗間內燃燒，由于室內火災中普遍存在煙氣分層現象，熱煙氣由門的上方流出，冷空氣由門的下方流入。雖然該試驗臺能夠準確反映材料在真實火災場景中的燃燒特點，但是該實驗臺在檢測煙氣毒性時仍存在兩個不足：(1)該裝置的通風由門的下部自由流入房間，通風量往往由經驗公式計算，無法準確獲得流入室內的空氣量。(2)新鮮空氣進入燃燒室后，需流動一定距離到達火源位置，在此期間，煙氣層和新鮮冷空氣層交界處形成熱質交換，新鮮空氣對待測物的燃燒產物容易造成二次氧化。因此火災標準試驗間亦無法有效定量地檢測材料燃燒過程毒性氣體生成物的生成規律。

發明內容

本發明提供了一種火災煙氣成分定量檢測裝置，旨在改善無法準確檢測材料火災燃燒過程中產生的煙氣成分。

本發明是這樣實現的：

一種火災煙氣成分定量檢測裝置，包括：