CN103063456B - 灭火器喷射数据采集与处理装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种灭火器喷射数据采集与处理装置，包括称重传感装置（6），称重传感装置（6）上端固定设置测试平台（4），测试平台上能够固定设置灭火器试样（5），灭火器试样（5）的弹压式启动手柄上固定设置气缸（10），气缸（10）能够推动弹压式启动手柄；气缸（10）与两位三通式的电磁阀（9）连接，电磁阀（9）的进气口与启动气瓶（8）连接，电磁阀（9）的开启/关闭能够控制所述灭火器试样（5）的开启/关闭，电磁阀（9）与信号接收终端连接；灭火器试样（5）的出气口通过压力传动管（702）与压力变送器（7）连接，压力变送器（7）的传感信号线（701）与信号接收终端连接；信号接收终端对采集数据进行处理。

Description

灭火器喷射数据采集与处理装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种灭火器性能检测装置，尤其涉及一种灭火器喷射数据采集与处理装置及其工作方法，属于灭火器性能检测技术领域。

背景技术

灭火器的相关技术标准对灭火器的性能指标有严格的限定，这些性能指标需要通过相关测试来测定。

以下是引用现行《手提式灭火器第1部分：性能和结构要求》GB4351.1-2005中对灭火器喷射性能的试验方法描述。

该份国标进行了相关术语的定义：

1、有效喷射时间：手提式灭火器（以下简称灭火器）在喷射控制阀完全开启状态下，自灭火剂从喷嘴开始喷出至喷射流的气态点出现的这段时间。

2、完全喷射：在控制阀保持完全开启状态下，当灭火器喷射达到内部压力与外部压力相等时，称为完全喷射。

3、喷射距离：灭火器喷射了50%的灭火剂量时，喷射流最远点与灭火器喷嘴之间的距离。

4、喷射滞后时间：灭火器控制阀门开启或达到相应的开启状态时起，至灭火剂从喷嘴开始喷出的时间。

5、喷射剩余率：额定充装的灭火器在完全喷射后，内部剩余的灭火剂量相对于喷射前灭火器充装量的质量百分比。

以下对该份国标规定的相关喷射性能试验的内容进行简要描述：

1、20℃温度喷射性能试验：将灭火器称质量后，放置在20℃±5℃环境中至少18小时以上；从20℃±5℃环境中取出灭火器，在1min内开始连续喷射。喷射时喷嘴保持水平喷嘴的中心距地面1m。连续喷射试验时可测定有效喷射时间和喷射滞后时间。在喷射同时，测定喷射距离。在喷射方向的侧面，放置带有长度计量标记的标志物来指示水平距离。当灭火器喷射到50%灭火剂量时，读出喷射流最远点至灭火器喷嘴之间的水平距离，即为灭火器喷射距离。喷射结束后再称量，计算出喷射剩余率。

进行上述实验所存在的问题：现有测试方法测试有效喷射时间至少要靠两个人协作完成，一个人启动灭火器进行喷射，另两人使用计时器进行计时，确定“开始喷出”的时间点全靠第二个人的肉眼来判定，从肉眼看到喷出状态，到摁下计时器难免有时间误差，此外，判断“气态点”的出现完全靠听声音及肉眼看，难免有误差，因此测试方法不准确，而且测试过程麻烦，费力。测定喷射距离的时候，难以确定灭火器何时“喷射到50%灭火剂量”，因此目前实践中很难测得准确的喷射距离。

2、间歇喷射性能试验

在1min内开始间歇喷射。喷射2s，关闭2s，直至喷射结束，并测定每次开启的喷射滞后时间。

进行上述实验所存在的问题：现有的测试方法依靠试验人员对“喷射2s，关闭2s”进行手动控制，控制精度差，不但耗费人力，而且难以测定每次开启的喷射滞后时间，因此获得的实验数据也不准确。

综上所述：目前的有关灭火器喷放性能的试验方法全部采用人工实施喷射、人工秒表计时、天平称重的测量记录方法，该方法存在如下几个问题：

1、采用人工测量无法避免除量具引起的量具误差外的人工读数误差；

2、采用人工实施喷射无法避免喷射实施人员与数据记录人员的相对同步性误差；

3、该方法只能对灭火器喷射前与喷射后的两个质量状态进行测量和记录，无法反映灭火器喷射过程中的质量随喷射时间的变化规律和特征；

4、无法对灭火器喷射全过程的质量及压力进行动态测量，因而无法对灭火器喷射性能进行创新的进一步性能判定。

发明内容

本发明实际需要解决的技术问题是：

1、采用人工测量无法避免除量具引起的量具误差外的人工读数误差；

2、采用人工实施喷射无法避免喷射实施人员与数据记录人员的相对同步性误差；

3、现有的测试方法只能对灭火器喷射前与喷射后的两个质量状态进行测量和记录，无法反映灭火器喷射过程中的质量随喷射时间的变化规律和特征；

4、无法对灭火器喷射全过程的质量及压力进行动态测量，因而无法对灭火器喷射性能进行创新的进一步性能判定。

本发明采取以下技术方案：

一种灭火器喷射数据采集与处理装置，包括称重传感装置6，所述称重传感装置6上端固定设置测试平台4，所述测试平台上能够固定设置灭火器试样5，所述灭火器试样5的弹压式启动手柄上固定设置气缸10，所述气缸10能够推动所述弹压式启动手柄；所述气缸10与两位三通式的电磁阀9连接，所述电磁阀9的进气口与启动气瓶8连接，所述电磁阀9的开启/关闭能够控制所述灭火器试样5的开启/关闭，所述电磁阀9与信号接收终端连接；所述灭火器试样5的出气口通过压力传动管702与压力变送器7连接，所述压力变送器7的传感信号线701与信号接收终端连接；所述信号接收终端对采集数据进行处理。

进一步的，所述信号接收终端包括数据采集与处理装置2和计算机1。

进一步的，还包括水平调节平台3，所述称重传感装置6固定在所述水平调节平台3上方，所述水平调节平台6能够调节水平度。

进一步的，还包括固定设置在所述测试平台4上的喷管水平调节支架13，所述喷管水平调节支架13能够调节所述灭火器试样5的喷管的水平度。

更进一步的，所述测试平台4上固定设置竖直的固定板架12，所述启动气瓶8、电磁阀9、压力变送器7分别与所述固定板架12固定连接。

一种灭火器喷射数据采集与处理装置的工作方法，包括以下步骤：

1）调整水平调节平台3的水平度使其至水平状态；

2）灭火器试样5的喷管的水平度，使其至水平状态；

3）启动承重传感装置6，去皮操作；

4）通过控制信号接收终端启动打开电磁阀9，气缸将弹压式启动手柄压下，并通过维持稳定的气压，使得气缸将启动手柄下压至固定的位置，控制信号接收终端计时开始；

5）承重传感装置获得质量的实时参数并传递给信号接收终端，压力变送器7获得压力的实时参数并传递给信号接收终端；

6）直至所述灭火器试样喷射完毕，关闭电磁阀9，弹压式启动手柄弹起，所述信号接收终端获得完整的压力和质量的实时参数。

本发明的特点是：针对现有技术的不足之处，设置了一种能够将灭火器的实时质量及压力进行获取并在时间轴上体现出来，从而方便地完成现有国标GB44351.1-2005中对灭火器喷射性能的试验方法所要求的各项性能试验。

其主要思路是：通过在弹压式启动手柄上设置气缸10，并通过两位三通式电磁阀9和启动气瓶8对弹压式启动手柄提供准确和稳定的下压力，对灭火器试样5进行启动；称重传感装置6将实时的质量数据传送给数据接收终端，同时压力变送器7将灭火器试样5瓶内的压力参数实时监测并传送给数据接收终端，数据接收终端对所获的实时的压力、质量参数进行处理，并在时间轴上进行体现出来，试验人员通过读取处理所得的图表，方便地获取各项试验的结果。

本发明的有益效果在于：

1）采用全自动测量避免除量具引起的量具误差外的人工读数误差；

2）采用自动实施喷放的同时开始记录时间避免了喷射实施人员与数据记录人员的相对同步性误差；

3）可自动测量灭火器的有效喷射时间；

4）可自动计算出灭火器的剩余率；

5）可自动获取灭火剂喷射50%时的时间，方便获得此时的最大喷射距离。

6）通过预设喷射控制程序，可自动对试样进行间歇喷射性能试验，大大提高了试验的可操作性，减少了试验人员的劳动强度。

7）能方便地对灭火器喷射全过程进行质量、压力的测量和记录，客观地反映灭火器喷射过程中的质量和压力随喷射时间的变化规律和特征。

8）自动在时间轴上读取灭火器的喷射滞后时间。

9）通过对灭火器喷射全过程的质量及压力的动态测量，可对灭火器喷射性能进行创新性的性能判定。

附图说明

图1是本发明灭火器喷射数据采集与处理装置的整体示意图。

图2是图1中的部分结构示意图。

图3是灭火器试样头部的压力传动管702的安装示意图。

图4是信号接收终端将所获取的压力，质量数据在时间轴上进行处理所得的压力/质量—时间的图表。

其中，1、计算机、2、数据采集与处理装置，3、水平调节平台，4、测试平台，5、灭火器试样，6、称重传感装置，7、压力变送器，8、启动气瓶，9、电磁阀，10、气缸，11、启动套筒，12、固定板架，13、水平调节支架，14、压力表开关接头，701、传感信号线，702、压力传动管，801、气动管路。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步说明。

参见图1-4，一种灭火器喷射数据采集与处理装置，包括称重传感装置6，所称重传感装置6上端固定设置测试平台4，测试平台上能够固定设置灭火器试样5，灭火器试样5的弹压式启动手柄上固定设置气缸10，气缸10能够推动所述弹压式启动手柄；气缸10与两位三通式的电磁阀9连接，电磁阀9的进气口与启动气瓶8连接，电磁阀9的开启/关闭能够控制灭火器试样5的开启/关闭，电磁阀9与信号接收终端连接；灭火器试样5的出气口通过压力传动管702与压力变送器7连接，压力变送器7的传感信号线701与信号接收终端连接；信号接收终端对采集数据进行处理。

信号接收终端包括数据采集与处理装置2和计算机1。

还包括水平调节平台3，称重传感装置6固定在水平调节平台3上方，水平调节平台6能够调节水平度。

还包括固定设置在测试平台4上的喷管水平调节支架13，喷管水平调节支架13能够调节灭火器试样5的喷管的水平度。

测试平台4上固定设置竖直的固定板架12，启动气瓶8、电磁阀9、压力变送器7分别与固定板架12固定连接。

一种灭火器喷射数据采集与处理装置的工作方法，包括以下步骤：

1）调整水平调节平台3的水平度使其至水平状态；

2）灭火器试样5的喷管的水平度，使其至水平状态；

3）启动承重传感装置6，去皮操作；

4）通过控制信号接收终端启动打开电磁阀9，气缸将弹压式启动手柄压下，并通过维持稳定的气压，使得气缸将启动手柄下压至固定的位置，控制信号接收终端计时开始；

5）承重传感装置获得质量的实时参数并传递给信号接收终端，压力变送器7获得压力的实时参数并传递给信号接收终端；

6）直至所述灭火器试样喷射完毕，关闭电磁阀9，弹压式启动手柄弹起，所述信号接收终端获得完整的压力和质量的实时参数。

本实施例的灭火器喷射数据采集与处理装置可对压力范围：0.0MPa-3.0MPa，质量范围：≤30kg，高度范围≤1000m，直径范围：80mm-250mm压把式各类型灭火器进行测量。

本发明灭火器喷射数据采集与处理装置具有如下特点和功能：

（1）灭火器的启动由喷射启动控制系统完成，开启力为整个装置的系统内力，不影响取值参数的数值；

（2）数据测试记录与灭火器喷射启动控制系统同步进行；

（3）同步测量和记录灭火器喷射全过程中的即时质量-时间曲线（m-t曲线）、瓶内即时压力-时间曲线（p-t曲线）；

（4）可自动测量记录试样的质量状态，并可自动计算喷射剩余率；

（5）可自动记录灭火剂喷射50%时的时间以及喷射滞后时间；

（6）可自动测量灭火器有效喷射时间；

（7）通过预设喷射控制程序，可自动对试样进行间歇喷射性能试验；

试验方法如下：

通过水平调节平台3调整至测试平台4水平，安装并固定好灭火器试样5，将喷管水平调节支架13调整至水平，连接压力变送器7接头，连接驱动软管及气缸10和压把，拔下灭火器保险销，拧开启动气瓶8的开关，试样安装准备就绪。

启动并记录数据：打开计算机中本装置的软件界面，读取并记录质量初始值，重量初始值归零；发送启动灭火器喷射的指令，同时开始记录数据；喷射结束后，终止数据记录。

保存数据：系统自动保存试验数据，进行数据分析、处理。

分别采用了现有技术的测试方法和采用本发明的测试方法对两组相同规格型号各五具灭火器试样的对比试验，实验条件与结果如下表：

Claims (2)

1.一种灭火器喷射数据采集与处理装置，其特征在于：

包括称重传感装置(6)，所述称重传感装置(6)上端固定设置测试平台(4)，所述测试平台上能够固定设置灭火器试样(5)，所述灭火器试样(5)的弹压式启动手柄上固定设置气缸(10)，所述气缸(10)能够推动所述弹压式启动手柄；

所述气缸(10)与两位三通式的电磁阀(9)连接，所述电磁阀(9)的进气口与启动气瓶(8)连接，所述电磁阀(9)的开启/关闭能够控制所述灭火器试样(5)的开启/关闭，所述电磁阀(9)与信号接收终端连接；

所述灭火器试样(5)的出气口通过压力传动管(702)与压力变送器(7)连接，所述压力变送器(7)的传感信号线(701)与信号接收终端连接；

所述信号接收终端对采集数据进行处理；

所述信号接收终端包括数据采集与处理装置(2)和计算机(1)；

还包括水平调节平台(3)，所述称重传感装置(6)固定在所述水平调节平台(3)上方，所述水平调节平台(3)能够调节水平度；

还包括固定设置在所述测试平台(4)上的喷管水平调节支架(13)，所述喷管水平调节支架(13)能够调节所述灭火器试样(5)的喷管的水平度；

所述测试平台(4)上固定设置竖直的固定板架(12)，所述启动气瓶(8)、电磁阀(9)、压力变送器(7)分别与所述固定板架(12)固定连接。

2.一种如权利要求1所述的灭火器喷射数据采集与处理装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)调整水平调节平台(3)的水平度使其至水平状态；

2)调整灭火器试样(5)的喷管的水平度，使其至水平状态；

3)启动称重传感装置(6)，去皮操作；

4)通过控制信号接收终端启动打开电磁阀(9)，气缸将弹压式启动手柄压下，控制信号接收终端计时开始；

5)称重传感装置获得质量的实时参数并传递给信号接收终端，压力变送器(7)获得压力的实时参数并传递给信号接收终端；

6)直至所述灭火器试样喷射完毕，关闭电磁阀(9)，弹压式启动手柄弹起，所述信号接收终端获得完整的压力和质量的实时参数。