CN109709144B - 一种改进型固体燃烧速率测试装置及测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种改进型固体燃烧速率测试装置及测试方法，该装置包括测试台、用于点燃被测样品的发热元件点火具和用于监测被测样品燃烧情况的热电偶阵列，所述发热元件点火具为夹持式放热元件点火具，所述热电偶阵列为针型支点热电偶阵列。与现有技术相比，本发明操作简单且便捷，并且可以准确监控测试进度，及时发现突发状况，操作安全性高。

Description

一种改进型固体燃烧速率测试装置及测试方法
技术领域
本发明涉及化学品检测技术领域，具体涉及一种改进型固体燃烧速率测试装置及测试方法。
背景技术
在危险化学品分类中有易燃性固体分类项目，该项目是用于确定粉状、颗粒状糊状或混合物传播燃烧的能力，测定物质或混合物被点燃后的燃烧时间。为了区别能够点燃的物质、迅速燃烧的物质或燃烧起来特别危险的物质，只有当燃烧速率超过某一极限值时，该物质才被分类为易燃固体。由于针对的样品为粉状、颗粒状等质量较轻的试验样品，当点火源为燃气火焰时会因为燃气的喷射导致样品的被吹散而影响式样的正常进行测试。而通常金属加热点火头温度稳定性差，防护性差，使用率低，没有燃气点火普遍。
测试部分样品时，火焰在蔓延过程中会产生大量烟雾，如果在测试过程中开启通风功能，则会对整个测试过程产生影响。
在测试金属类样品的易燃性试验时，样品以火星形式蔓延，在该形式蔓延下肉眼判断样品燃烧蔓延速度会因为蔓延现象不明显而产生试验误差。
专利CN101692078B公开了一种自动测试粉状固体燃烧性的装置，所述装置包括：点燃棒、活动臂、支撑柱、样品承载板、驱动装置、电机、轴、齿轮、开关装置和控制面板。该发明采用点燃棒自动升降，且采用电加热点燃棒的方式，使实验人员通过控制面板便可以方便地控制该点燃棒靠近或远离待测样品，但操作比较迟缓，而且缺少保护电路部件，此外该装置缺少智能测量组件，试验误差大。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种改进型固体燃烧速率测试装置及测试方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种改进型固体燃烧速率测试装置，该装置包括测试台、用于点燃被测样品的发热元件点火具和用于监测被测样品燃烧情况的热电偶阵列，所述发热元件点火具为夹持式放热元件点火具，所述热电偶阵列为针型支点热电偶阵列。
进一步地，所述发热元件点火具包括手柄和设于手柄一端的发热单元，所述发热单元包括发热元件、设于发热元件两侧的耐高温元件以及设于耐高温元件外部的固定电极和活动电极，所述活动电极通过第一转轴转动设于手柄上，所述手柄另一端连接电源控制器。
进一步地，所述活动电极上端连接弹簧调节组件，包括弹簧和夹放旋钮，所述手柄设有开关，所述电源控制器为可调电源控制器。
进一步地，所述发热单元还设有防短路元件，所述防短路元件为陶瓷防短路片。
进一步地，所述发热元件为碳化硅发热元件，所述耐高温元件为耐高温金属片。
进一步地，所述热电偶阵列包括底座、设于底座上的支架、转动设于支架上的支架轴以及设于支架轴上的多个针型温度测量单元。
进一步地，所述针型温度测量单元包括针座、设于针座下端的针体以及针体端部的针孔，所述针座两侧设有夹缝，所述夹缝嵌有热电偶丝，热电偶丝包括被包覆的第一热电偶丝和裸露的第二热电偶丝，所述第二热电偶丝的端部交叉相向穿入针孔，所述针型温度测量单元通过连接板连接温度记录仪。
一种改进型固体燃烧速率测试装置的测试方法，采用该装置进行粉末固体燃烧测试时，将被测样品置于测试台上，被测样品在测试台上堆砌成长条形，将热电偶阵列设于被测样品上方，采用发热元件点火具点燃被测样品完成测试。
本发明使用夹持式碳化硅发热元件点火具，由DC12V-24V可调电源控制点火具的温度，保持温度的稳定性，对于轻质的有机类粉末样品可以避免喷灯式火焰吹散样品；使用热电偶阵列监测火焰蔓延的时间，且采用温度记录仪，能够有效的对热反应进行灵敏的监控，并且距离定位准确，避免了肉眼观察的误差。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1)使用电点火，避免使用喷灯点火带来的影响，操作简单及便捷。
2)温度反应灵敏，定位准确，可以准确监控试验进度，及时发现突发状况。
3)操作安全性高，可进行远距离操作，减少实验人员试验时的危害。
4)结构简单，运输方便，容易维修。
5)可调节弹簧结构可保持适度的张力，避免夹碎发热元件。
6)热电偶阵列相比目视法，更精确确定燃烧距离和采集数据，记录仪记录时间减少误判。
附图说明
图1为本发明发热元件点火具的结构示意图；
图2为本发明热电偶阵列的结构示意图；
图3为本发明针型温度测量单元的结构示意图；
图4为本发明热电偶阵列测试状态下的结构示意图。
图中：101-电源控制器；102-手柄；103-发热元件；104-耐高温元件；105-活动电极；106-第一转轴；107-防短路元件；108-固定电极；109-弹簧；110-夹放旋钮；111-开关；201-支架轴；202-连接板；203-温度记录仪；204-针座；205-针体；206-针孔；207-夹缝；208-第一热电偶丝；209-第二热电偶丝；301-被测样品；302-测试台；303-支架；304-底座；305-第二转轴。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种改进型固体燃烧测试装置，该装置包括用于点燃被测样品的发热元件点火具和用于监测被测样品燃烧情况的热电偶阵列，如图1-4，发热元件点火具为夹持式放热元件点火具，包括手柄102和设于手柄102一端的发热单元，发热单元包括发热元件103、设于发热元件103两侧的耐高温元件104以及设于耐高温元件104外部的固定电极108和活动电极105，活动电极105通过第一转轴106转动设于手柄102上，手柄102另一端连接电源控制器101。活动电极105上端连接弹簧调节组件，包括弹簧109和夹放旋钮110，手柄102设有开关111，电源控制器101为可调电源控制器。发热单元还设有防短路元件107，设于固定电极108内侧，防短路元件107为陶瓷防短路片，发热元件103为碳化硅发热元件，耐高温元件104为耐高温金属片。发热单元通过弹簧109和夹放旋钮110与手柄102可调节地连接，用于夹持松紧，电源控制器101为DC12V-24V可调电源控制器。
电偶阵列为针型支点热电偶阵列，包括底座304、设于底座304上的支架303、转动设于支架303上的支架轴201以及设于支架轴201上的多个针型温度测量单元。针型温度测量单元包括针座204、设于针座204下端的针体205以及针体205端部的针孔206，针座204两侧设有夹缝207，夹缝207嵌有热电偶丝，热电偶丝包括被包覆的第一热电偶丝208和裸露的第二热电偶丝209，第二热电偶丝209的端部交叉相向穿入针孔206，针型温度测量单元通过连接板202连接温度记录仪203。
该装置适用于轻质有机粉末样品，采用该装置进行固体燃烧测试时，将被测样品301置于测试台302上，将热电偶阵列通过支架303安装在底座304上，支架303通过端部设有的第二转轴305与热电偶阵列连接，并调节热电偶阵列仰俯活动，粉末状被测样品301在测试台302上堆砌成长条形，测试台302为石棉板或瓷板，将热电偶阵列设于被测样品301上方，采用发热元件点火具点燃被测样品301完成测试。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种改进型固体燃烧速率测试装置，其特征在于，该装置包括测试台(302)、用于点燃被测样品(301)的发热元件点火具(1)和用于监测被测样品(301)燃烧情况的热电偶阵列(2)，所述发热元件点火具为夹持式放热元件点火具，所述热电偶阵列为针型支点热电偶阵列；
所述发热元件点火具包括手柄(102)和设于手柄(102)一端的发热单元，所述发热单元包括发热元件(103)、设于发热元件(103)两侧的耐高温元件(104)以及设于耐高温元件(104)外部的固定电极(108)和活动电极(105)，所述活动电极(105)通过第一转轴(106)转动设于手柄(102)上，所述手柄(102)另一端连接电源控制器(101)；
所述热电偶阵列包括底座(304)、设于底座(304)上的支架(303)、转动设于支架(303)上的支架轴(201)以及设于支架轴(201)上的多个针型温度测量单元；
所述针型温度测量单元包括针座(204)、设于针座(204)下端的针体(205)以及针体(205)端部的针孔(206)，所述针座(204)两侧设有夹缝(207)，所述夹缝(207)嵌有热电偶丝，热电偶丝包括被包覆的第一热电偶丝(208)和裸露的第二热电偶丝(209)，所述第二热电偶丝(209)的端部交叉相向穿入针孔(206)，所述针型温度测量单元通过连接板(202)连接温度记录仪(203)。
2.根据权利要求1所述的一种改进型固体燃烧速率测试装置，其特征在于，所述活动电极(105)上端连接弹簧调节组件，包括弹簧(109)和夹放旋钮(110)，所述手柄(102)设有开关(111)，所述电源控制器(101)为可调电源控制器。
3.根据权利要求1所述的一种改进型固体燃烧速率测试装置，其特征在于，所述发热单元还设有防短路元件(107)，设于固定电极(108)内侧，所述防短路元件(107)为陶瓷防短路片。
4.根据权利要求1所述的一种改进型固体燃烧速率测试装置，其特征在于，所述发热元件(103)为碳化硅发热元件，所述耐高温元件(104)为耐高温金属片。
5.如权利要求1-4任一项所述的一种改进型固体燃烧速率测试装置的测试方法，其特征在于，采用该装置进行粉末固体燃烧测试时，将被测样品(301)置于测试台(302)上，被测样品(301)在测试台(302)上堆砌成长条形，将热电偶阵列设于被测样品(301)上方，采用发热元件点火具点燃被测样品(301)完成测试。
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