一種液體持續燃燒試驗儀的製作方法

2023-06-18 16:10:06 1

專利名稱：一種液體持續燃燒試驗儀的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於自動化檢測技術領域，涉及一種液體持續燃燒試驗儀。
背景技術：
目前，為了應對聯合國《關於危險貨物運輸的建議書一試驗和標準手冊》第四修訂版和GB/T21622《危險品易燃體持續燃燒試驗方法》測試要求，市場上已有多家公司研發了液體持續燃燒測試儀，例如IDEA SCIENCE愛迪賽恩公司的SCTA持續燃燒測試儀。但是液體持續燃燒測試儀由於額定功率較大，多為人工操作，測量準確度低，測量效率低，安全性差， 並且隨著新標準的執行，已不滿足檢定要求。
發明內容本實用新型針對現有技術的不足，提供了一種液體持續燃燒試驗儀。本實用新型解決技術問題所採取的技術方案是本實用新型由顯控箱、燃燒測試空間和燃氣存放區組成，燃燒測試空間旁邊為顯控箱，燃燒測試空間下方為燃氣存放區組。所述的顯控箱上方設置有顯示屏，顯示屏下方的面板上設有三個狀態指示燈(從左到右依次為點火、進樣及故障指示燈)，狀態指示燈的下方裝有報警蜂鳴器和電源開關按鈕，顯控箱內部設置有控制電路，所述的控制電路分別與顯示屏、狀態指示燈、報警蜂鳴器和電源開關按鈕信號連接。所述的燃燒測試空間內設置有進樣機構和溫控試樣槽機構，進樣機構位於溫控試樣槽機構的一側。所述的進樣機構包括取液容器、廢液存放容器、進樣器、進樣擺杆、第一光電對管、 第二光電對管、第一微型行程開關、第二微型行程開關和第一減速電機。進樣器的輸入端通過輸入管與取液容器連通，進樣器的輸出端與輸出管的一端連接，輸出管的另一端固定在進樣擺杆的前端部，所述的進樣擺杆由設置在進樣擺杆後端部的第一減速電機驅動，進樣擺杆靠近後端部位置朝下設置有定位擋片，進樣擺杆的下方裝有第一光電對管和第二光電對管，所述的第一光電對管和第二光電對管以第一減速電機轉動軸為中心呈90度分布，進樣擺杆通過第一定位擋片遮擋光電對管的光路實現定位作用，在進樣擺杆的可動範圍外的一側設置有第一微型行程開關、另一側設置有第二微型行程開關。所述的溫控試樣槽機構包括加熱臺、第二減速電機、試樣槽、調平裝置、點火針、噴氣管、火焰檢測裝置，點火裝置、燃燒檢測裝置、第三光電對管、第四光電對管、第三微型行程開關和第四微型行程開關。加熱臺的底部設置有調整加熱臺高度的調平裝置，試樣槽放置在加熱臺上，加熱臺上方設置有一對點火針和噴氣管，所述的噴氣管由第二減速電機驅動，使得噴氣管的噴嘴能夠在加熱臺上方和試樣槽上方來回移動。所述的一對點火針引出由點火裝置激發出的電火花從而點燃噴氣管中出來的氣體。所述的第三光電對管和第四光電對管以第二減速電機轉動軸為中心呈90度分布，第二減速電機轉動軸設置有第二定位擋片，噴氣管通過第二定位擋片遮擋光電對管的光路實現定位作用，在噴氣管的可動範圍外的一側設置有第三微型行程開關、另一側設置有第四微型行程開關。火焰檢測裝置正對點火針設置，用來檢測點火針是否點燃從噴氣管出來的氣體；所述的燃燒檢測裝置正對試樣槽設置，用來檢測試樣槽中的易燃液體燃燒持續時間；所述的加熱臺內嵌有溫度檢測裝置，溫度檢測裝置的輸出端與控制單元信號連接。所述的燃氣存放區內放置有燃氣罐，燃氣罐的輸出端與噴氣管的輸入端連接，它們之間的管路上設置有電磁閥，電磁閥由控制單元控制。本實用新型具有的有益效果是1、對試樣槽進行加熱並保持在恆定的溫度；2、對氣體進行自動點火；3、對各關鍵點的時間進行精確地計時；4、能夠測定試驗液體在特定的溫度時是否具有可燃性；5、 通過燃燒檢測裝置及後續的控制單元得出燃燒可持續時間；6、該儀器符合聯合國《關於危險貨物運輸的建議書試驗和標準手冊》標準，為易燃液體的生產、運輸的監管帶來極大便利。

圖1是本實用新型示意圖。圖2是本實用新型的燃燒測試空間內部結構主視圖。圖3是本實用新型的燃燒測試空間內部結構俯視圖。圖4是本實用新型的燃氣存放區俯視圖。圖5是本實用新型的電控系統框圖。
具體實施方式
本實用新型是根據國家及行業相關標準而設計的液體持續燃燒試驗儀，該儀器用於確定物質在試驗條件下加熱並暴露於火焰時是否持續燃燒的特性檢測。如圖1所示，該儀器由顯控箱、燃燒測試空間4、燃氣存放區5組成，燃燒測試空間旁邊為顯控箱，燃燒測試空間下方為燃氣存放區組。顯控箱上方設置有顯示屏1，顯示屏下方的面板上設有三個狀態指示燈2從左到右依次為點火、進樣及故障指示燈，狀態指示燈的下方裝有報警蜂鳴器3-1和電源開關按鈕3-2，顯控箱內部設置有控制電路，控制電路分別與顯示屏、狀態指示燈、報警蜂鳴器和電源開關按鈕信號連接。液晶顯示屏大小為八英寸，可通過鍵盤或觸控螢幕進行操作。如圖2所示，控制電路部分核心為ATmegaUS單片機，通過對兩臺電機的控制實現液體自動進樣、溫度控制、丁烷火焰自動點火與定位控制，通過傳感器反饋信號實現大氣壓力、試樣火焰檢測等功能，並通過串口實現上下位機的通訊。蜂鳴器用於測試過程中遇故障報警；並在測試結束時，進行聲音提示。如圖3和圖4所示，燃燒測試空間內有進樣機構和溫控試樣槽機構，進樣機構位於溫控試樣槽機構的一側。進樣機構包括取液容器4-1、廢液存放容器4-2、進樣器4-3、進樣擺杆4-4、第一光電對管4-5、第二光電對管4-6、第一微型行程開關4-7、第二微型行程開關4-8和第一減速電機4-9。進樣器的輸入端通過輸入管與取液容器連通，進樣器的輸出端與輸出管的一端連接，輸出管的另一端固定在進樣擺杆的前端部。該進樣機構用於向試樣槽中加入準確劑量的試樣，通過選用保定蘭格恆流泵有限公司型號為MSPl-Dl的工業注射泵，可實現0. 05ml 的計量添加精度。供電電壓為MV，最大電流小於等於1. 5A，通過DB15串口與主板控制器通訊。取液容器實為試樣瓶，廢液存放容器實為廢液瓶；試樣瓶用於裝載試驗樣品，廢液瓶用於裝進樣器內多餘液體或清洗後的廢液。所述的進樣擺杆由裝在進樣擺杆後端部的第一減速電機驅動，該減速電機驅動採用永磁直流行星齒輪電機，具體型號為22JX10K516 G6D/2238-12100 ；供電電壓為12V，額定轉速為18r/min，額定轉矩為10kg. cm，空載電流為50mA，額定電流為180mA，堵轉電流為 1. 4A，以達到準確控制。進樣擺杆靠近後端部位置朝下設置有定位擋片4-10，進樣擺杆的下方裝有第一光電對管和第二光電對管，第一光電對管和第二光電對管以第一減速電機轉動軸為中心呈90度分布，進樣擺杆通過第一定位擋片遮擋光電對管的光路實現定位作用，即進樣擺杆只能在第一光電對管和第二光電對管之間活動，由此限定進樣擺杆的旋轉範圍。 在進樣擺杆的可動範圍外的一側設置有第一微型行程開關、另一側設置有第二微型行程開關，若擺杆通過光電對管時不能正常停止，則通過與微型行程開關的金屬片相碰撞，使觸頭接通或斷開來控制進樣擺杆的停止，以起到位置保護的作用。溫控試樣槽機構包括加熱臺4-11、第二減速電機4-12、試樣槽4-13、調平裝置 4-14、點火針4-15、噴氣管4-16、火焰檢測裝置4-17，點火裝置4-18、燃燒檢測裝置4-19、第三光電對管4-20、第四光電對管4-21、第三微型行程開關4-22和第四微型行程開關4_23。加熱臺的底部設置有用來調整加熱臺高度的調平裝置，調平裝置由三根軸組成， 從而將加熱臺架起，通過轉動三個軸的調平旋鈕可使加熱臺處於水平狀態。碗狀帶提手的試樣槽放置在加熱臺上，並與加熱臺形狀相配，加熱臺邊沿上方設置有一對點火針和噴氣管，噴氣管由第二減速電機驅動，使得噴氣管的噴嘴能夠在加熱臺邊沿上方和試樣槽上方來回。一對點火針引出由點火裝置激發出的電火花從而點燃噴氣管中出來的氣體，電弧產生的火焰大小為8 9mm高，5mm左右寬。第三光電對管和第四光電對管以第二減速電機轉動軸為中心呈90度分布，第二減速電機轉動軸設置有第二定位擋片4-M，噴氣管通過第二定位擋片遮擋光電對管的光路實現定位作用，即噴氣管只能在第三光電對管和第四光電對管之間活動，由此限定噴氣管的旋轉範圍。在噴氣管的可動範圍外的一側設置有第三微型行程開關、另一側設置有第四微型行程開關。火焰檢測裝置正對點火針設置，用來檢測點火針是否點燃從噴氣管出來的氣體，由於噴出的丁烷火焰呈黃色，故採用傳感器TPS806進行檢測。燃燒檢測裝置正對試樣槽設置，用來檢測試樣槽中的易燃液體燃燒持續時間，由於不同試樣燃燒火焰波長存在較大差異，如丙酮燃燒時火焰呈黃色，酒精燃燒時火焰呈藍色； 試樣濃度較低時，火焰十分微弱且會出現擺動，因此，試樣火焰檢測採用紅外熱釋電傳感器 HMSJl 1F55和光敏管TPS806組合測量模式；加熱臺內嵌有溫度檢測裝置，溫度檢測裝置的輸出端與控制單元信號連接。加熱臺溫度採用PT100鉬電阻及其處理晶片AD7711採集獲得。採用北京華夏日盛科技有限公司PT100鉬電阻，型號為HX-RS系列PA21S4315350，主要參數測溫範圍-50 150°C，精度等級為A級(100°C時測溫精度0. 35°C)，響應速度1 2s,感溫部件距離端面4mm ；接線端採用壓接方式，通過後續24bit鉬電阻信號調理晶片，可以滿足溫度控制系統的要求。為方便用戶清潔試樣槽，設計了兩段式提手4-25，前端用金屬
5材質，後端用塑料材質以防燙手。加熱臺側部另設置有下料管416，當試樣滴入試樣槽與加熱臺接觸的間隙內時，方便試樣通過下料管口流出，從而流入下料管出口處的廢液瓶4-27 內。燃氣存放區內放置有燃氣罐5-1，燃氣罐5-1的輸出端與噴氣管的輸入端連接，它們之間的管路上設置有電磁閥5-2、電磁閥5-2由控制單元5-3控制。燃氣存放區用於放置試驗所需燃氣罐，並設有燃氣閥門和流量調節閥，方便調節氣體流量以控制火焰大小。該裝置的工作過程為確認試樣裝載完成後，在顯示屏操作進樣器執行清洗操作， 即用新試樣進行清洗，該過程約需1. 5分鐘；之後開始自動預熱進入加熱過程中，顯示屏畫面提示「加熱臺正在預熱，請稍候」，同時顯示當前溫度值。預熱完成後，蜂鳴器報警，提示 「加熱臺預熱完成，將自動點火」同時顯控箱點火狀態燈點亮。點火成功後，點火狀態燈熄滅，顯示屏顯示標準火焰點燃狀態。進樣器自動進樣，按預設進樣值添加試樣至試樣槽，顯控箱面板上進樣狀態燈點亮，顯示屏顯示進樣器及進樣臂動作狀態。進樣結束後，立即啟動試樣加熱倒計時，標準火焰停在加熱臺邊緣(即「關閉」位置)，同時試樣火焰傳感單元檢測試樣是否點燃。若試樣在加熱時間內點燃，顯示屏顯示試樣火焰點燃狀態，系統自動計時持續燃燒時間。若試樣在規定的加熱時間內未點燃，則加熱倒計時結束後，標準火焰轉至試樣槽邊緣(即「試驗」位置)並保持15秒。若標準火焰在試驗位置時，試樣點燃，顯示屏顯示試樣火焰點燃狀態。在標準火焰停留1 結束，轉回「關閉」位置後，系統自動計時持續燃燒時間。若試樣點燃並燃燒結束後，或者標準火焰在轉回「關閉」位置時試樣未點燃，試驗結束，標準火焰熄滅，標準火焰及進樣電機位置初始化，顯控箱上蜂鳴器報警同時顯示屏顯示 「本次試驗結束，請清洗試樣槽」，通過試樣槽手柄取出試樣槽，清理廢液後用清水衝洗乾淨並放回溫控臺。試樣槽清洗完畢點擊確認後，顯示屏彈出本次實驗結果對話框，顯示本次試驗條件及持續燃燒時間，並提示是否繼續實驗。上述具體實施方式
用來解釋說明本實用新型，而不是對本實用新型進行限制，在本實用新型的精神和權利要求的保護範圍內，對本實用新型做出的任何修改和改變，都落入到本實用新型的保護範圍。
權利要求1. 一種液體持續燃燒試驗儀，其特徵在於由顯控箱、燃燒測試空間和燃氣存放區組成，燃燒測試空間旁邊為顯控箱，燃燒測試空間下方為燃氣存放區組；所述的顯控箱上方設置有顯示屏，顯示屏下方的面板上設有三個狀態指示燈，狀態指示燈的下方裝有報警蜂鳴器和電源開關按鈕，顯控箱內部設置有控制電路，所述的控制電路分別與顯示屏、狀態指示燈、報警蜂鳴器和電源開關按鈕信號連接；所述的燃燒測試空間內設置有進樣機構和溫控試樣槽機構，進樣機構位於溫控試樣槽機構的一側；所述的進樣機構包括取液容器、廢液存放容器、進樣器、進樣擺杆、第一光電對管、第二光電對管、第一微型行程開關、第二微型行程開關和第一減速電機；進樣器的輸入端通過輸入管與取液容器連通，進樣器的輸出端與輸出管的一端連接，輸出管的另一端固定在進樣擺杆的前端部，所述的進樣擺杆由設置在進樣擺杆後端部的第一減速電機驅動，進樣擺杆靠近後端部位置朝下設置有定位擋片，進樣擺杆的下方裝有第一光電對管和第二光電對管，所述的第一光電對管和第二光電對管以第一減速電機轉動軸為中心呈90度分布，進樣擺杆通過第一定位擋片遮擋光電對管的光路實現定位作用，在進樣擺杆的可動範圍外的一側設置有第一微型行程開關、另一側設置有第二微型行程開關；所述的溫控試樣槽機構包括加熱臺、第二減速電機、試樣槽、調平裝置、點火針、噴氣管、火焰檢測裝置，點火裝置、燃燒檢測裝置、第三光電對管、第四光電對管、第三微型行程開關和第四微型行程開關；所述的加熱臺的底部設置有調整加熱臺高度的調平裝置，試樣槽放置在加熱臺上，加熱臺上方設置有一對點火針和噴氣管，所述的噴氣管由第二減速電機驅動，使得噴氣管的噴嘴能夠在加熱臺上方和試樣槽上方來回；所述的一對點火針引出由點火裝置激發出的電火花從而點燃噴氣管中出來的氣體；所述的第三光電對管和第四光電對管以第二減速電機轉動軸為中心呈90度分布，第二減速電機轉動軸設置有第二定位擋片，噴氣管通過第二定位擋片遮擋光電對管的光路實現定位作用，在噴氣管的可動範圍外的一側設置有第三微型行程開關、另一側設置有第四微型行程開關；火焰檢測裝置正對點火針設置，用來檢測點火針是否點燃從噴氣管出來的氣體；所述的燃燒檢測裝置正對試樣槽設置，用來檢測試樣槽中的易燃液體燃燒持續時間；所述的加熱臺內嵌有溫度檢測裝置，溫度檢測裝置的輸出端與控制單元信號連接；所述的燃氣存放區內放置有燃氣罐，燃氣罐的輸出端與噴氣管的輸入端連接，它們之間的管路上設置有電磁閥，電磁閥由控制單元控制。
專利摘要本實用新型公開了一種液體持續燃燒試驗儀。現有的測試儀自動化程度低、安全性差。本實用新型由顯控箱、燃燒測試空間和燃氣存放區組成，燃燒測試空間旁邊為顯控箱，燃燒測試空間下方為燃氣存放區組。燃燒測試空間內設置有進樣機構和溫控試樣槽機構；進樣機構包括取液容器、廢液存放容器、進樣器、進樣擺杆、第一光電對管、第二光電對管、第一微型行程開關、第二微型行程開關和第一減速電機。溫控試樣槽機構包括加熱臺、第二減速電機、試樣槽、調平裝置、點火針、噴氣管、火焰檢測裝置，點火裝置、燃燒檢測裝置、第三光電對管、第四光電對管、第三微型行程開關和第四微型行程開關。本實用新型為易燃液體的生產、運輸的監管帶來極大便利。
文檔編號G01N25/22GK201965107SQ20102069362
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者侯德鑫, 葉樹亮, 楊文潮, 楊遂軍, 許海峰, 陳丹超, 馬明 申請人:中國計量學院, 寧波出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術中心