一種實時測量七氟丙烷熱分解產生hf濃度的方法
2023-09-21 09:26:40 2
專利名稱：一種實時測量七氟丙烷熱分解產生hf濃度的方法
技術領域：
本發明涉及HF濃度測量方法，特別是一種實時測量七氟丙烷熱分解產生HF濃度的方法。
背景技術：
在消防滅火實踐中，大量使用七氟丙烷滅火劑。七氟丙烷滅火劑在設計濃度的範圍內無火情的狀態下對人體無害，但在高溫下會分解所產生的有害的分解物，在有氫元素存在的情況下會產生具有辛辣氣味的氟化氫(HF)，該氣體即使其濃度很小也會給人造成很大的傷害，HF的產生量與很多因素有關，為研究他們之間的相互關係，需對HF的濃度進行實時測量。目前對HF濃度測量的方法有1)化學法，該方法只能測量靜態下HF的濃度值， 做不到實時測量；2)傅立葉分析法，該方法雖然測量精度高，但是流程複雜，時效性也不是很理想；3)雷射氣體測試分析法，該方法基於半導體雷射吸收光譜(DLAS)氣體分析測量技術，利用雷射能量被氣體分子「選頻」吸收形成吸收光譜的原理來測量氣體濃度，方法能夠實時地測量HF的濃度，且採集數據精度高。但是，如何將雷射氣體測試分析法應用於消防領域的七氟丙烷滅火熱分解產生HF的濃度實時監測還缺乏科學的研究，也沒有相應的測量裝置。
發明內容
本發明的目的是針對上述存在問題，提供一種實時測量七氟丙烷熱分解產生HF 濃度的方法，該方法採用雷射氣體測試分析法，能夠實時七氟丙烷熱分解產生HF的濃度， 結構簡單、易於實施且採集數據精度高。本發明的技術方案一種實時測量七氟丙烷熱分解產生HF濃度的方法，利用HF濃度實時測量裝置實施，該測量裝置包括供氣系統、檢測箱體、排氣系統和測試系統，供氣系統由七氟丙烷貯氣瓶、供氣罐、空壓機、電子秤和供氣控制臺組成，七氟丙烷貯氣瓶通過管道經供氣控制臺與供氣罐連接並設有閥門，供氣罐為密閉容器，供氣罐內設有氣囊，氣囊通過管道與空壓機連接並設有閥門，供氣罐通過管道引入檢測箱體並設有閥門和電磁閥，進入檢測箱體氣體管道的端部設有噴頭，供氣罐置於電子秤上，供氣控制臺分別通過導線與空壓機、電子秤、電磁閥連接；檢測箱體為正方型密閉透明箱體，檢測箱體側面設有方形火源進口並設置密封蓋，箱體側面還設有補風口和電磁閥，電磁閥通過導線與供氣控制臺連接，檢測箱體上面中心設有氣體出口 ；排氣系統由排氣泵和變頻器組成，排氣泵進氣口通過管道與檢測箱體氣體出口連接，排氣泵出氣口通到室外，離心泵通過導線與變頻器連接；測試系統採用雷射氣體HF濃度測量儀，該測量儀設有兩個LGA雷射氣體測試器，一個設置於檢測箱體氣體出口管道的兩側，另一個設置於檢測箱體側面中心的兩側，兩個LGA雷射氣體測試器分別固定於調節支架上，每個調節支架的底部均設有四個調節旋鈕，兩個LGA雷射氣體測試器分別通過導線與計算機連接。本發明的工作程序開啟排氣泵，通過變頻器調節排氣量；開啟HF濃度測量儀，將其與電腦相連，以便進行數據採集；通過電子秤計量向供氣罐內充入O. 5-2kg的七氟丙烷藥劑；將穩定的火源通過火源進口置於檢測箱體內並迅速封閉箱體；打開噴嘴閥門並記錄滅火時間；打開箱體側門，排空箱體內的殘餘氣體，停止HF濃度值的記錄，試驗人員迅速撤離現場，即可完成一次檢測。本發明的優點是該裝置結構簡單、易於實施且採集數據精度高，實時測量HF的產生量，在自動記錄採集數據的同時也可將數據以曲線圖的形式顯現出來，使試驗結果更直觀；在測量HF濃度同時還記錄溫度、時間、藥劑量、壓力等相關數據，為後期的處理和分析工作打下堅實的基礎。
附圖為該測量裝置流程示意圖，圖中實線為氣體管道，虛線為導線。
具體實施例方式實施例一種實時測量七氟丙烷熱分解產生HF濃度的方法，利用HF濃度實時測量裝置實施，該測量裝置包括供氣系統、檢測箱體、排氣系統和測試系統。供氣系統由七氟丙烷貯氣瓶、供氣罐、空壓機、電子秤和供氣控制臺組成，七氟丙烷貯氣瓶通過管道經供氣控制臺與供氣罐連接並設有截止閥4和截止閥3，供氣罐為密閉容器，供氣罐內設有氣囊，氣囊通過管道與空壓機連接並設有截止閥2，供氣罐通過管道引入檢測箱體並設有截止閥I和電磁閥1，進入檢測箱體氣體管道的端部設有噴頭，噴頭為七氟丙烷滅火系統中常用噴頭，距離上頂板距離為10cm，供氣罐置於電子秤上，供氣控制臺分別通過導線與空壓機、電子秤、電磁閥I連接。將七氟丙烷滅火劑由貯氣瓶經由供氣系統管路送到供氣罐內進行定量存放，供氣過程通過供氣控制臺進行操作，實驗進行時啟動空壓機，向供氣罐內的氣囊充氣，氣囊膨脹，從而使供氣罐內的七氟丙烷氣體排出，經由管路和噴頭噴入箱體內。供氣罐放置在一個電子秤上，電子秤的顯示屏上實時的顯示著供氣罐的重量，由此來控制供氣罐內的藥劑量。噴頭前設有電磁閥1，電磁閥I控制開關位於供氣控制臺上。釋放供氣灌內的七氟丙烷氣體時，在控制臺上打開噴頭前的電磁閥I同時開啟空壓機，向供氣罐內的氣囊供氣。供氣罐置於電子秤上，操作人員根據電子秤屏幕上的讀數來控制供氣灌內七氟丙烷氣體的充注量，達到設定量後立即關閉截止閥2和截止閥3。檢測箱體為I. 22mXl. 22mXl. 22m的正方型密閉透明箱體，檢測箱體側面設有 300mmX400mm的方形火源進口並設置密封蓋，用於將火源放入箱體內或必要時對箱體進行清潔，箱體側面還設有補風口和電磁閥2，電磁閥2通過導線與供氣控制臺連接，實驗需要排除箱體內廢氣時，打開電磁閥為箱體內補風，檢測箱體上面中心設有直徑為300mm的氣體出口並外接一個直徑為300_的管道，整個箱體以及相接管道的材料均為聚碳酸酯，該材料能夠經受HF的腐蝕，是比較理想的實驗材質，箱體各面的接縫處由耐腐蝕的密封膠粘結。
排氣系統由排氣泵和變頻器組成，排氣泵進氣口通過排氣管道與檢測箱體氣體出口連接，排氣管道為直徑300mm聚碳酸酯管，管道一端與箱體粘接，另一端連接一根直徑為 IOOmm的軟管與排氣泵相接，最終將箱內殘餘氣體排出實驗室外，排氣泵為一個離心泵，該泵連接有一個變頻器，通過調節變頻器可以調節泵的排風量，滿足實驗中排風和通風的要求。測試系統採用雷射氣體HF濃度測量儀，該測量儀設有兩個LGA雷射氣體測試器，一個設置於檢測箱體氣體出口管道的兩側，用於測量管道內的HF濃度值，其量程為 O-IOOOppm,另一個設置於檢測箱體側面中心的兩側,用於測量七氟丙燒滅火時火焰上方HF 的濃度，其量程是0-4000ppm，兩個LGA雷射氣體測試器的發射端和接收端分別有一個鑄鐵支座對儀器進行固定和支撐，每個支座的底部分別有四個旋鈕，扭動旋鈕可以對儀器的高低、水平進行調節，以便使儀器的發射端和接收端對齊，保證雷射氣體分析儀的正常運行。 支架上安裝儀器位置，後部的旋鈕在支撐儀器主體的同時，也可以對儀器的在豎直方向上進行微調，以保證最佳的雷射接受率。該實施例中，LGA雷射氣體測試器型號為LGA-4000 雷射氣體分析儀，由杭州聚光科技股份有限公司生產，該儀器基於半導體雷射吸收光譜 (DLAS)氣體分析測量技術，利用雷射能量被氣體分子「選頻」吸收形成吸收光譜的原理來測量氣體濃度。由半導體雷射器發射出特定波長的雷射束(僅能被被測氣體吸收)，穿過被測氣體時，雷射強度的衰減與被測氣體的濃度成一定的函數關係，由此，通過測量雷射強度衰減信息就可以得到被測氣體的濃度。LGA-4000雷射氣體分析儀包括雷射發射、光電傳感和分析模塊，測量儀通過數據線與電腦現連，電腦上可以實時顯示出HF的濃度、溫度、壓力等曲線，並同時保存該數據文件。
權利要求
1.一種實時測量七氟丙烷熱分解產生HF濃度的方法，其特徵在於利用HF濃度實時測量裝置實施，該測量裝置包括供氣系統、檢測箱體、排氣系統和測試系統，供氣系統由七氟丙烷貯氣瓶、供氣罐、空壓機、電子秤和供氣控制臺組成，七氟丙烷貯氣瓶通過管道經供氣控制臺與供氣罐連接並設有閥門，供氣罐為密閉容器，供氣罐內設有氣囊，氣囊通過管道與空壓機連接並設有閥門，供氣罐通過管道引入檢測箱體並設有閥門和電磁閥，進入檢測箱體氣體管道的端部設有噴頭，供氣罐置於電子秤上，供氣控制臺分別通過導線與空壓機、 電子秤、電磁閥連接；檢測箱體為正方型密閉透明箱體，檢測箱體側面設有方形火源進口並設置密封蓋，箱體側面還設有補風口和電磁閥，電磁閥通過導線與供氣控制臺連接，檢測箱體上面中心設有氣體出口；排氣系統由排氣泵和變頻器組成，排氣泵進氣口通過管道與檢測箱體氣體出口連接，排氣泵出氣口通到室外，離心泵通過導線與變頻器連接；測試系統採用雷射氣體HF濃度測量儀，該測量儀設有兩個LGA雷射氣體測試器，一個設置於檢測箱體氣體出口管道的兩側，另一個設置於檢測箱體側面中心的兩側，兩個LGA雷射氣體測試器分別固定於調節支架上，每個調節支架的底部均設有四個調節旋鈕，兩個LGA雷射氣體測試器分別通過導線與計算機連接。
全文摘要
一種實時測量七氟丙烷熱分解產生HF濃度的方法，利用HF濃度實時測量裝置實施，包括供氣系統、檢測箱體、排氣系統和測試系統，供氣系統由七氟丙烷貯氣瓶、供氣罐、空壓機、電子秤和供氣控制臺組成，供氣罐內設有氣囊並與空壓機連接，供氣罐通過管道引入檢測箱體並設有噴頭，供氣罐置於電子秤上；檢測箱體設有火源進口、補風口和氣體出口；排氣系統由排氣泵和變頻器組成，測試系統採用雷射氣體HF濃度測量儀並設有兩個LGA雷射氣體測試器，分別設置於檢測箱體和氣體出口管道的兩側並與計算機連接。本發明的優點該測量裝置結構簡單、易於實施且採集數據精度高；在測量HF濃度同時還記錄溫度、時間、壓力等相關數據，為後期分析提供依據。
文檔編號G01N21/31GK102590110SQ20121001683
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月19日 優先權日2012年1月19日
發明者張晉, 彭燕華, 徐大軍, 牛坤, 薛崗 申請人:公安部天津消防研究所