CN109085200A - 一种大管状煤尘爆炸性鉴定火焰长度的测量装置及方法 - Google Patents

一种大管状煤尘爆炸性鉴定火焰长度的测量装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109085200A
CN109085200A CN201810915969.XA CN201810915969A CN109085200A CN 109085200 A CN109085200 A CN 109085200A CN 201810915969 A CN201810915969 A CN 201810915969A CN 109085200 A CN109085200 A CN 109085200A
Authority
CN
China
Prior art keywords
flame
coal
nickel filament
length
resistance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810915969.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN109085200B (zh
Inventor
解北京
杜玉晶
严正
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Original Assignee
China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Mining and Technology Beijing CUMTB filed Critical China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Priority to CN201810915969.XA priority Critical patent/CN109085200B/zh
Publication of CN109085200A publication Critical patent/CN109085200A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109085200B publication Critical patent/CN109085200B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/50—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating flash-point; by investigating explosibility
    • G01N25/54—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating flash-point; by investigating explosibility by determining explosibility

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

一种大管状煤尘爆破性鉴定火焰长度测量装置及方法，属于鉴定开采煤层和地质勘探煤层煤尘爆炸性领域。其特征在于在大管状煤尘爆炸性鉴定仪的玻璃管中增置一根镍铬丝作为电阻，用瓷管固定，在玻璃管侧面开孔穿出并外接电路构成惠斯通电桥。煤尘爆炸产生火焰，玻璃管内镍铬丝电阻随温度升高增大，惠斯通电桥输出电压值变化，记录电桥输出电压最大值，经电学公式间接计算出镍铬丝阻值变化，由镍铬丝阻值变化与火焰长度间存在的线性关系直接得到对应试验的火焰长度。本发明由镍铬丝阻值变化直接计算得到试验火焰长度，判断煤尘有无爆炸性，简单便捷、经济实用、并减小肉眼观测和人为干扰等因素造成的火焰长度误差。

Description

一种大管状煤尘爆炸性鉴定火焰长度的测量装置及方法
技术领域
本发明涉及鉴定开采煤层和地质勘探煤层煤尘爆炸性领域，具体涉及一种大管状煤尘爆炸性鉴定火焰长度的测量装置及方法，适用于测量玻璃大管中煤尘通过加热器产生瞬时爆炸的火焰长度。
背景技术
进行煤尘爆炸性鉴定，是检测煤尘性质的主要手段，也是保障煤炭安全生产的重要环节，我国《煤矿安全规程》第一百五十一条规定了煤矿必须对矿井煤样进行煤尘爆炸性鉴定试验。目前我国实验室主要采用大管状煤尘爆炸性鉴定仪进行煤尘爆炸性鉴定工作，通过肉眼观察1g煤样在通过1100℃的加热器时所产生的瞬间火焰长度(是否超过3mm)来确定煤尘爆炸性质，该方法的优点在于方法简便，费用低廉。
一般情况下，金属电阻随温度的升高而增大，金属导体温度越高，电阻越大。镍铬丝随温度升高电阻增加的并不明显，而非平衡状态的惠斯通电桥可以用于测量电阻值的微小变化，根据电桥输出电压和镍铬丝阻值变化之间电化学关系可间接得到镍铬丝阻值变化的具体数值。
在进行煤尘爆破性鉴定试验时，1g煤样在石英玻璃大管中燃烧产生火焰的持续时间非常短，火焰长度完全依赖于玻璃管上的标尺刻度(最小刻度为5mm)来测量，对于较短的火焰长度，尤其是煤尘爆炸在加热器周围出现的火焰单边长度达3mm左右的临界状态时，难以用肉眼进行捕捉，单凭鉴定人个人感觉和经验进行判断的火焰长度结果存在误差，该装置及方法存在检测精度差、重复性误差大、人为干扰因素多等问题。因此需要在火焰长度鉴定方法和措施上具有突破和创新，才能使大管状煤尘爆炸性鉴定的火焰长度测量达到操作便捷、经济实用、受人为干扰因素小的效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提供了一种适用于测量大管状煤尘爆炸性鉴定试验中火焰长度的装置及方法，用以解决人眼观测记录火焰长度误差大的问题。
为了实现以上目的，有效减少火焰长度人眼测量的误差，实现火焰长度直接由镍铬丝电阻阻值变化计算出，本发明采用如下技术方案：一种大管状煤尘爆炸性鉴定火焰长度测量装置，其特征在于：
大管状煤尘爆炸性鉴定火焰长度测量装置主要由玻璃管(1)、小孔(2)、镍铬丝(3)、瓷管(4)、加热孔(5)、加热器(6)、试样管(7)、弯管(8)、微型空气压缩机(9)、外接电阻(10)、直流电源(11)、输出电压记录仪(12)和电路开关(13)组成。其中，玻璃管(1)由九五硬质料玻璃制成，长1400mm，外径81mm，内径78mm，壁厚3mm；两个小孔(2)直径2mm，一个距离大管管口右端350mm，另一个距离大管管口左端20mm；镍铬丝(3)长为1500mm；瓷管(4)长20mm，外径2mm，内径1mm，壁厚0.5mm；加热孔(5)直径14mm，距离大管管口右端400mm；试样管(7)材质为不锈钢，长100mm，外径12mm，内径9mm，壁厚1.5mm，管口前端喷料口长10mm，外径7mm，内径5mm，壁厚1mm；弯管(8)材质为不锈钢，外径9mm，内径7mm，壁厚1mm。
一种大管状煤尘爆炸性鉴定火焰长度测量装置的实验方法，包括以下步骤：
Ⅰ、在煤尘爆炸性鉴定装置中的玻璃管(1)侧面开小孔(2)，玻璃管内加一根镍铬丝(3)并用瓷管(4)固定，镍铬丝由玻璃管侧面两孔口穿出并外接电路构成惠斯通电桥；
Ⅱ、计算常温下(20℃)所选镍铬丝阻值，选择与镍铬丝阻值相同的三个固定电阻(10)，通过导线将镍铬丝、固定电阻与直流电源(11)、输出电压记录仪(12)、电路控制开关(13)连接构成惠斯通电桥；
Ⅲ、煤尘试样进行爆炸性试验产生火焰，镍铬丝阻值变化可由惠斯通电桥输出电压经电学公式得到，火焰长度由其与镍铬丝阻值变化之间的线性关系直接计算得出。
所述步骤Ⅱ中，固定电阻阻值与常温下镍铬丝电阻值RL由下式确定：
RL＝1500×10-3×R0
其中，150mm为镍铬丝长度，R0为常温下(20℃)所用镍铬丝每米的电阻值。
所述步骤Ⅲ中，惠斯通电桥输出电压VE0与镍铬丝阻值变化ΔR之间的电化学关系由下式确定：
其中，VE0为惠斯通电桥输出电压值，ΔR为镍铬丝电阻变化值，VEX为直流电源电压值。
所述步骤Ⅲ中，火焰长度L与镍铬丝阻值变化ΔR之间的线性关系由下式确定：
其中，K为镍铬丝电阻在温度变化情况下的固定参数，ΔR为镍铬丝电阻变化值，L为火焰长度。
附图说明
图1为本发明煤尘爆炸性检定仪添加镍铬丝的玻璃管示意图；
图2为本发明惠斯通电桥电路系统示意图；
图3为镍铬丝、瓷管和玻璃管小孔结合示意图；
图中1-玻璃长管、2-小孔、3-镍铬丝、4-瓷管、5-加热孔、6-加热器、7-试样管、8-弯管、9-微型空气压缩机、10-外接电阻、11-直流电源、12-输出电压记录仪、13-电路开关。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。
本发明装置主要由玻璃管(1)、小孔(2)、镍铬丝(3)、瓷管(4)、加热孔(5)、加热器(6)、试样管(7)、弯管(8)、微型空气压缩机(9)、外接电阻(10)、直流电源(11)、输出电压记录仪(12)和电路开关(13)组成。其中，玻璃长管(1)侧面开小孔(2)，右端连接放置煤样的试样管(7)，试样管(8)通过弯管(9)与微型空气压缩机(10)连接；玻璃管(1)内的镍铬丝(3)用瓷管(4)固定，由孔(2)穿出，外接固定电阻(10)，与直流电源(11)、输出电压记录仪(12)、电路控制开关(13)相连构成惠斯通电桥；具体实施步骤如下：
Ⅰ、将大管状煤尘爆炸性鉴定装置按照上述描述连接好后，打开加热器(6)升温开关使加热器温度逐渐升温至1100℃；称取1g鉴定煤样装入试样管(7)内，插入弯管(8)，打开微型空气压缩机(9)，调节气室气压至0.05MPa；
Ⅱ、煤样经加热器(6)喷入玻璃长管(1)造成煤尘云，煤尘云爆炸产生火焰，火焰温度使镍铬丝的电阻发生变化，引起惠斯通电桥输出电压记录仪(12)输出电压VE0变化；
Ⅲ、观察记录惠斯通电桥输出电压VE0，由电学公式计算得到镍铬丝阻值变化值ΔR；由火焰长度L与镍铬丝电阻值变化ΔR的线性关系计算得出煤样爆炸火焰长度L；
Ⅳ、火焰长度L以3mm为标准，煤样爆炸火焰长度L超过3mm即可鉴定为爆炸性煤样。
本发明只需定期更换镍铬丝就可以持续进行大管状煤尘爆炸性鉴定试验，可准确得到煤样爆炸火焰长度，测量方法操作便捷，经济实用，受人为干扰因素小。
以上所述仅是本发明的优选实施方案，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种大管状煤尘爆破性鉴定火焰长度测量装置及方法，在大管状煤尘爆炸性鉴定仪的玻璃管侧面开孔并增置一根用瓷管固定的镍铬丝作为电阻，镍铬丝通过固定瓷管从玻璃管小孔穿出并外接电路构成惠斯通电桥；煤尘爆炸性鉴定试验产生的火焰长度由惠斯通电桥输出电压经电学公式计算得到的镍铬丝阻值变化给出。其特征在于：
Ⅰ、在煤尘爆炸性鉴定装置中的玻璃长管侧面开小孔，玻璃管内加一根镍铬丝并用瓷管固定，镍铬丝由玻璃管小孔孔口穿出并外接电路；
Ⅱ、根据所选镍铬丝规格计算常温下阻值，选择相同阻值的三个固定电阻，连接电路构成惠斯通电桥；
Ⅲ、试验产生火焰，镍铬丝变化阻值由惠斯通电桥输出电压得到，火焰长度由镍铬丝阻值变化与火焰长度之间的线性关系计算得出。
CN201810915969.XA 2018-08-13 2018-08-13 一种大管状煤尘爆炸性鉴定火焰长度测量方法 Active CN109085200B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810915969.XA CN109085200B (zh) 2018-08-13 2018-08-13 一种大管状煤尘爆炸性鉴定火焰长度测量方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810915969.XA CN109085200B (zh) 2018-08-13 2018-08-13 一种大管状煤尘爆炸性鉴定火焰长度测量方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109085200A true CN109085200A (zh) 2018-12-25
CN109085200B CN109085200B (zh) 2020-11-10

Family

ID=64834304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810915969.XA Active CN109085200B (zh) 2018-08-13 2018-08-13 一种大管状煤尘爆炸性鉴定火焰长度测量方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109085200B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110749522A (zh) * 2019-11-13 2020-02-04 磐安叶层煤矿设备有限公司 一种粉碎式煤品质鉴别装置

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4210868A (en) * 1978-07-17 1980-07-01 Standard Oil Company (Indiana) Method for detecting an underground flame front using resistance probes
JPH06256582A (ja) * 1993-03-08 1994-09-13 Sumitomo Electric Ind Ltd 難燃性組成物及び電線・ケーブル
US20080213908A1 (en) * 2004-06-25 2008-09-04 Uti Limited Partnership Flame detector
CN101532824A (zh) * 2009-04-17 2009-09-16 煤炭科学研究总院重庆研究院 数字化煤尘爆炸瞬间火焰长度测定系统及爆炸性测定方法
CN101551349A (zh) * 2009-03-11 2009-10-07 河南理工大学 一种转轮式煤尘爆炸性试验装置
CN102980986A (zh) * 2012-12-05 2013-03-20 徐州传庆电子科技有限公司 一种煤尘爆炸鉴定仪上的煤云爆炸观测装置
CN104819994A (zh) * 2015-05-08 2015-08-05 武汉钢铁(集团)公司 压力和氧浓度可调的长管式爆炸试验装置及其使用方法
US9234444B2 (en) * 2013-02-28 2016-01-12 Caterpillar Inc. Flame detection system for particulate filter regeneration
CN206531574U (zh) * 2017-01-13 2017-09-29 北京兴达奇热工控制设备有限公司 一种火焰检测器
CN107314736A (zh) * 2016-06-12 2017-11-03 中国石油化工股份有限公司 测量燃烧器火焰长度的方法
CN206671239U (zh) * 2017-03-30 2017-11-24 西安夏溪电子科技有限公司 一种测定可燃性气体爆炸极限的装置
CN107726984A (zh) * 2017-11-11 2018-02-23 邵东智能制造技术研究院有限公司 一种打火机火焰高度自动调节装置

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4210868A (en) * 1978-07-17 1980-07-01 Standard Oil Company (Indiana) Method for detecting an underground flame front using resistance probes
JPH06256582A (ja) * 1993-03-08 1994-09-13 Sumitomo Electric Ind Ltd 難燃性組成物及び電線・ケーブル
US20080213908A1 (en) * 2004-06-25 2008-09-04 Uti Limited Partnership Flame detector
CN101551349A (zh) * 2009-03-11 2009-10-07 河南理工大学 一种转轮式煤尘爆炸性试验装置
CN101532824A (zh) * 2009-04-17 2009-09-16 煤炭科学研究总院重庆研究院 数字化煤尘爆炸瞬间火焰长度测定系统及爆炸性测定方法
CN102980986A (zh) * 2012-12-05 2013-03-20 徐州传庆电子科技有限公司 一种煤尘爆炸鉴定仪上的煤云爆炸观测装置
US9234444B2 (en) * 2013-02-28 2016-01-12 Caterpillar Inc. Flame detection system for particulate filter regeneration
CN104819994A (zh) * 2015-05-08 2015-08-05 武汉钢铁(集团)公司 压力和氧浓度可调的长管式爆炸试验装置及其使用方法
CN107314736A (zh) * 2016-06-12 2017-11-03 中国石油化工股份有限公司 测量燃烧器火焰长度的方法
CN206531574U (zh) * 2017-01-13 2017-09-29 北京兴达奇热工控制设备有限公司 一种火焰检测器
CN206671239U (zh) * 2017-03-30 2017-11-24 西安夏溪电子科技有限公司 一种测定可燃性气体爆炸极限的装置
CN107726984A (zh) * 2017-11-11 2018-02-23 邵东智能制造技术研究院有限公司 一种打火机火焰高度自动调节装置

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
QING YE ET AL: "Calibrating Resistance with Wheatstone Bridge and SPSS", 《PROCEEDINGS OF THE 2015 INTERNATIONAL CONFERENCE ON SOCIAL SCIENCE, EDUCATION MANAGEMENT AND SPORTS EDUCATION》 *
常溪溪: "煤工业分析与煤尘爆炸鉴定火焰长度相关性研究", 《煤炭与化工》 *
张引合: "煤尘爆炸性鉴定分析系统研究", 《矿业安全与环保》 *
王冬雪: "煤尘爆炸性火焰长度影响因素实验研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程技术I辑》 *
解北京: "煤冲击破坏动力学特性及磁场变化特征实验研究", 《中国博士学位论文全文数据库 工程技术I辑》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110749522A (zh) * 2019-11-13 2020-02-04 磐安叶层煤矿设备有限公司 一种粉碎式煤品质鉴别装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN109085200B (zh) 2020-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103439611B (zh) 一种电线电缆电导率及抗拉与老化综合测试装置
CN106017298B (zh) 高温无氧环境下直接接触式拉伸变形测量系统及测量方法
CN203132741U (zh) 热电阻温度变送器检定装置
CN109085200A (zh) 一种大管状煤尘爆炸性鉴定火焰长度的测量装置及方法
CN108152325A (zh) 一种基于防护热板法校准热流计法导热仪的方法
CN103364110A (zh) 高电压变压器本体及远方测温用温度表综合校验法
CN103472318A (zh) 一种直流电缆空间电荷测量系统
WO2011116438A1 (en) Process and device for temperature measurements, without contact as substitute of thermographies.
CN205483399U (zh) 基于硅差压压力传感器的校准装置
CN208125653U (zh) 一种热气流冲击下纺织品传热性能的测试装置
Babu et al. Measurement of thermal conductivity of fluid using single and dual wire transient techniques
CN105628232A (zh) 温度测量装置
CN206361806U (zh) 一种多点测温控制装置
CN104568053B (zh) 一种自热式差分热电阻液位传感器及其测量液位的方法
CN204556709U (zh) 一种氮氧传感器芯片泵电流的测试装置
CN110988638A (zh) 一种避雷器绝缘性能试验装置
CN203275581U (zh) 便携式绝缘强度测试仪
CN203798756U (zh) 一种利用显微镜测金属棒膨胀系数的装置
CN204154815U (zh) 一种绝缘材料的体积电阻测量装置
CN206990129U (zh) 一种光纤光栅测温传感器校验装置
CN204988933U (zh) 一种铸造型砂发气性测试装置
CN104458061A (zh) 一种组合式热电偶检定炉
CN206139800U (zh) 铜杆上引设备温控系统控温偏差校正装置
CN105300561A (zh) 温度传感器响应时间的测量装置及测量方法
CN103411697B (zh) 材料高温力学试验机的铠装热电偶测温装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant