專利名稱：激波管式可燃氣體爆炸實驗裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種激波管式可燃氣體爆炸實驗裝置。
背景技術：
國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006 - 2020年)中，將“開發燃燒、爆炸、毒物泄漏等重大工業事故防控與救援技術及相關設備”列為公共安全中的優先發展主題之一。在工業生產過程中，特別是化工生產企業，可燃氣體得到了廣泛的應用，在對可燃氣體的貯存、運輸和使用過程中，經常出現可燃氣體與空氣混合所造成的火災爆炸事故，給人民生命財產帶來了不可估量的損失。因此，深入研究氣體爆炸特性，對于控制和預防由此引發的事故，顯得極其必要。
激波管式可燃氣體爆炸實驗裝置由三部分組成，一是用有機玻璃制作的可燃氣體爆炸管及支架，二是爆炸瞬間所發生的現象的攝錄系統，三是可燃氣體爆炸過程的有關數據的采集與處理。目前，國際上通用的爆炸測試系統是20L球形爆炸測試系統，該裝置能測試粉塵和氣體的爆炸性參數，可測氣體最大爆炸壓力、最大爆炸壓力上升速率、氣體爆炸極限，符合 ISO 6184/1-1985，ASTM E20191:1986，英國 BS6713:Part 及 PREN 14034:Parts1，2等標準。但是該裝置購置價格非常高，達到九十多萬元，且不能顯示燃氣爆炸過程沖擊波(火焰)變化的現象，不能記錄和回放，僅適合于科研機構而不適用于高校的教學研究，一般高校的教學經費不能滿足該項目投入的要求。目前用于粉塵和可燃氣體爆炸的實驗裝置，如20L球形爆炸實驗裝置等，其主要缺點是對球體的密閉程度要求高，操作程序比較復雜，裝置昂貴以及運行成本高，另外，由于球形爆炸試驗裝置的火焰噴出口很小，只能觀察到爆炸瞬間火焰噴出的情況，而無法觀察到筒內腔可燃氣體消耗、壓力減小后，火焰回退的情況。在爆炸的參數紀錄、顯示效果等方面等存在著許多不足，因此使用有較大的局限性，在高校等教學系統中應用較少。
發明內容
為了克服現有燃氣爆炸對測試設備的密閉性要求高，操作程序復雜，非可視性以及加工費用高昂等缺點，本發明提供了一種操作簡單，爆炸過程可視、費用低廉的在常溫常壓狀態下進行操作的激波管式可燃氣體爆炸實驗裝置。本發明采用的技術方案是激波管式可燃氣體爆炸實驗裝置，包括管狀爆炸測試筒，所述爆炸測試筒橫向架設于一支架上，所述爆炸測試筒的前端開口且設有將開口密封的防爆膜，所述爆炸測試筒與一向筒內腔注入常溫常壓的可燃氣體的供氣裝置連接，所述爆炸測試筒上設有感應筒內壓力的壓力傳感器、監測筒內氣體濃度的監測器、點燃筒內氣體的點火器，所述壓力傳感器與顯示筒內壓力值的顯示模塊連接，其特征在于所述爆炸測試筒的后端密封。進一步，所述壓力傳感器有三只，分別設置于所述爆炸測試筒的前端、中端和后端位置。
進一步,所述爆炸測試筒周圍設有記錄爆炸狀態演變的攝像機、記錄爆炸火焰出管狀態的的攝像頭和記錄爆炸聲響的聲級計。進一步，所述爆炸測試筒的前端開口的前方設有阻擋氣體爆炸時產生的沖擊的防沖擊擋板。進一步，所述爆炸測試筒的進氣口設有可直接顯示數據的流量計。進一步，所述爆炸測試筒為一柱形無縫的有機玻璃管，后端用圓形有機玻璃板封閉，有機玻璃管前端粘結第一法蘭，所述防爆膜通過第二法蘭固定于有機玻璃管的開口處。本發明的技術構思是先用法蘭固定防爆膜、以封閉測試筒端口，測試筒內腔形成一個密閉的空腔；向測試筒內腔充入常溫常壓的被測可燃氣體，監測可燃氣體濃度，當濃度到達預設濃度時，開啟點火器，測試筒內的氣體發生爆炸，火焰沖破前端的防爆膜而噴出火焰。壓力傳感器獲取爆炸瞬間測試筒內的壓力并傳遞至顯示模塊，用高倍攝像機記錄爆炸過程的變化和以攝像頭捕捉爆炸瞬間噴出管時的火焰狀態。通過試驗測得的可燃氣體濃度，試驗時的環境溫度，爆炸瞬間的壓力值和噴出的火焰狀態即可獲取四者之間的相互關 系O本發明采用高質量的有機玻璃管作為爆炸測試筒，無需預先將筒內腔形成真空環境，省去了抽真空的步驟，操作簡單。且玻璃管前端的開口較大，很容易觀測到火焰噴出和火焰回退的情況，有利于管內數據采集。本發明采用高倍攝像機、攝像頭和聲級計捕捉爆炸時的火焰狀態和爆炸聲響，有利于爆炸時采集不同位置壓力變化數據、爆炸瞬間演變情況，也有利于教學時回放。本發明的有益效果體現在操作簡單，費用低廉，可回放爆炸瞬間的火焰狀態、顯示爆炸管內壓力變化和爆炸聲響的優點。
圖I是本發明整體結構示意圖。
具體實施例方式參照圖1，激波管式可燃氣體爆炸實驗裝置，包括管狀爆炸測試筒11，所述爆炸測試筒11橫向架設于一支架8上，所述爆炸測試筒11的前端開口且設有將開口密封的防爆膜，所述爆炸測試筒11與一向筒內腔注入常溫常壓的可燃氣體的供氣裝置連接，所述爆炸測試筒11上設有感應筒內壓力的壓力傳感器2、監測筒內氣體濃度的監測器、點燃筒內氣體的點火器10，所述壓力傳感器2與顯示筒內壓力值的顯示模塊連接，所述爆炸測試筒11的后端S封。進一步，所述壓力傳感器2有三只，分別設置于所述爆炸測試筒的前端、中端和后端位置。進一步,所述爆炸測試筒11周圍設有記錄爆炸狀態演變的攝像機9、記錄爆炸火焰出管狀態的的攝像頭3和記錄爆炸聲響的聲級計5。進一步，所述爆炸測試筒11的前端開口的前方設有阻擋氣體爆炸時產生的沖擊的防沖擊擋板7。進一步，所述爆炸測試筒11的進氣口設有可直接顯示數據的流量計I。
進一步，所述爆炸測試筒11為一柱形無縫的有機玻璃管，后端用圓形有機玻璃板封閉，有機玻璃管前端粘結第一法蘭4，所述防爆膜通過第二法蘭6固定于有機玻璃管的開口處。本發明的技術構思是先用法蘭固定防爆膜、以封閉測試筒11端口，測試筒內腔形成一個密閉的空腔；向測試筒內腔充入常溫常壓的被測可燃氣體，監測可燃氣體濃度，當濃度到達預設濃度時，開啟點火器，測試筒內的氣體發生爆炸，火焰沖破前端的防爆膜而噴出火焰。壓力傳感器2獲取爆炸瞬間測試筒內的壓力并傳遞至顯示模塊，用高倍攝像機9記錄爆炸過程的變化和以攝像頭3捕捉爆炸瞬間噴出管時的火焰狀態。通過試驗測得的可燃氣體濃度，試驗時的環境溫度，爆炸瞬間的壓力值和噴出的火焰狀態即可獲取四者之間的相互關系。本發明采用高質量的有機玻璃管作為爆炸測試筒，無需預先將筒內腔形成真空環境，省去了抽真空的步驟，操作簡單。且玻璃管前端的開口較大，很容易觀測到火焰噴出和火焰回退的情況，有利于管內數據采集。本發明采用高倍攝像機9、攝像頭3和聲級計5捕 捉爆炸時的火焰狀態和爆炸聲響，有利于爆炸時采集不同位置壓力變化數據、爆炸瞬間演變情況，也有利于教學時回放。本說明書實施例所述的內容僅僅是對發明構思的實現形式的列舉，本發明的保護范圍的不應當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發明的保護范圍也及于本領域技術人員根據本發明構思所能夠想到的等同技術手段。
權利要求
1.激波管式可燃氣體爆炸實驗裝置，包括管狀爆炸測試筒，所述爆炸測試筒橫向架設于一支架上，所述爆炸測試筒的前端開口且設有將開口密封的防爆膜，所述爆炸測試筒與一向筒內腔注入常溫常壓的可燃氣體的供氣裝置連接，所述爆炸測試筒上設有感應筒內壓力的壓力傳感器、監測筒內氣體濃度的監測器、點燃筒內氣體的點火器，所述壓力傳感器與顯示筒內壓力值的顯示模塊連接，其特征在于所述爆炸測試筒的后端密封。
2.如權利要求I所述的激波管式可燃氣體爆炸實驗裝置，其特征在于所述壓力傳感器有三只，分別設置于所述爆炸測試筒的前端、中端和后端位置。
3.如權利要求2所述的激波管式可燃氣體爆炸實驗裝置，其特征在于所述爆炸測試筒周圍設有記錄爆炸狀態演變的攝像機、記錄爆炸火焰出管狀態的的攝像頭和記錄爆炸聲響的聲級計。
4.如權利要求3所述的激波管式可燃氣體爆炸實驗裝置，其特征在于所述爆炸測試筒的前端開口的前方設有阻擋氣體爆炸時產生的沖擊的防沖擊擋板。
5.如權利要求4所述的激波管式可燃氣體爆炸實驗裝置，其特征在于所述爆炸測試筒的進氣口設有可直接顯示數據的流量計。
6.如權利要求1-5之一所述的激波管式可燃氣體爆炸實驗裝置，其特征在于所述爆炸測試筒為一柱形無縫的有機玻璃管，后端用圓形有機玻璃板封閉，有機玻璃管前端粘結第一法蘭，所述防爆膜通過第二法蘭固定于有機玻璃管的開口處。
全文摘要
本發明公開了一種激波管式可燃氣體爆炸實驗裝置，包括管狀爆炸測試筒，所述爆炸測試管橫向架設于一支架上，所述爆炸測試筒的前端開口且設有將開口密封的防爆膜，所述爆炸測試筒與一向筒內腔注入常溫常壓的可燃氣體的供氣裝置連接，所述爆炸測試筒上設有感應筒內壓力的壓力傳感器、監測筒內氣體濃度的監測器、點燃筒內氣體的點火器，所述壓力傳感器與顯示筒內壓力值的顯示模塊連接，所述爆炸測試筒的后端密封。本發明操作簡單，費用低廉，可回放爆炸瞬間的火焰狀態、顯示爆炸筒內壓力變化和爆炸聲響的優點。
文檔編號G09B23/24GK102930770SQ20121038668
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月12日 優先權日2012年10月12日
發明者李振明, 康泉勝, 朱建芳 申請人:浙江工業大學