CN113188659A - 火焰光谱测试平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种火焰光谱测试平台，包括相对设置的挡风板，该挡风板上放置有横板，该横板所在平面与水平面平行，且该横板在所述挡风板上的位置可调整，所述横板上放置有燃烧器，光谱仪位于该燃烧器正前方的位置处；还包括空气罐、天然气罐和石油气罐，该空气罐、天然气罐和石油气罐分别通过进气管路与混气器连通，该混气器通过出气管路与所述燃烧器连通，在每个进气管路上均设有控制阀和压力表。通过本测试平台实现对低碳化学品火灾污染物的光谱特征信息进行研究，通过火焰的光谱信息可对火灾的种类进行识别。
Description
技术领域
本发明涉及化学品燃烧光谱测试技术领域，具体涉及一种火焰光谱测试平台。
背景技术
低碳化学品(液化天然气)发生火灾污染事故的风险高、危害极大。液化天然气爆炸燃烧会产生大量SO2、NOx、炭黑等特征污染性气体和悬浮颗粒，爆炸产生的火灾热辐射和这些特征性污染气体对人和周边建筑会产生严重的危害。
低碳化学品火灾特征污染物是探测识别该类型火灾的主要依据，并为评估其污染危害提供依据。空天遥感技术为大范围、快速、远距离监测低碳化学品火灾污染提供了可能，是低碳化学品火灾污染应急监测的最佳途径。目前还没有这种测试平台。
因此，本实验平台以低碳化学品火灾污染物为研究对象，分析燃烧火焰的光谱特征是空天遥感监测火灾和信息提取的基础，通过火焰的光谱信息来对火灾的种类进行识别。
发明内容
针对目前存在的技术问题，本发明提供一种火焰光谱测试平台，以解决现有技术中的问题。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种火焰光谱测试平台，包括相对设置的挡风板，该挡风板上放置有横板，该横板所在平面与水平面平行，且该横板在所述挡风板上的位置可调整，所述横板上放置有燃烧器，光谱仪位于该燃烧器正前方的位置处；
还包括空气罐、天然气罐和石油气罐，该空气罐、天然气罐和石油气罐分别通过进气管路与混气器连通，该混气器通过出气管路与所述燃烧器连通，在每个进气管路上均设有控制阀和压力表。
上述技术方案，将空气、天然气和石油气通入混气器内进行混合，混合后的气体通入燃烧器进行燃烧，然后通过光谱仪获取燃烧火焰的光谱信息，同时横板的位置可调整，可以此改变火焰的位置，用于测试火焰不同区域的光谱，如火焰上部的燃尽区，火焰中部的燃烧区和火焰下部未燃烧区域测量时使用。通过本测试平台实现对低碳化学品火灾污染物的光谱特征信息进行研究，分析燃烧火焰的光谱特征是空天遥感监测火灾和信息提取的基础，通过火焰的光谱信息可对火灾的种类进行识别。
优选地，在所述横板上设有铁架，所述燃烧器位于该铁架围成的区域内，在该铁架的上端设有气体浓度检测仪，同时在所述铁架围成的区域内分布有热电偶，热电偶可分别测量火焰焰心、火焰内焰和火焰外焰处的温度。
该方案，铁架上部的气体浓度监测仪可以获取火焰燃烧时产生的不同尾气的浓度，在铁架上设置多个热电偶，可分别用来测试火焰焰心，火焰内焰，火焰外焰处的温度，用来获取火焰燃烧的信息。
优选地，所述混气器包括相连通的第一混合部、第二混合部和第三混合部，所述第一混合部和第三混合部均呈锥形结构，所述第二混合部呈倒锥形结构，所述第一混合部的小直径端与所述第二混合部的小直径端连通，所述第二混合部的大直径端和第三混合部的大直径端连通，所述第三混合部的小直径端与所述出气管路连通。
如此设置，空气、天然气和石油气通入后在混气器内先渐缩、再渐扩然后再渐缩后进入燃烧器，气体的运动空间先渐缩、再渐扩然后再渐缩的方式可提高气体混合效果。
优选地，在所述混气器内设有若干挡板，该挡板的设置使所述混气器内形成S型流通通道。
通过挡板的设置可提高气体混合效果。
优选地，所述天然气罐的进气管路与所述第一混合部的底部连通，所述空气罐的进气管路和所述石油气罐的进气管路与所述第一混合部的侧面连通。
这样设置，不同气体进入混合器的位置不同，在进入后会气体之间会产生有效碰撞，提高混合效果。
优选地，在所述挡风板的上端位于所述燃烧器正上方的位置设有平面镜，该平面镜所在平面与所述横板所在平面呈45°夹角，且所述平面镜的夹角张口朝向所述光谱仪。
如此设置，平面镜成45°放置，可让光谱仪以从遥感传感器航拍的角度测量火焰的光谱，从而达到全方位监测火焰光谱的目的。
优选地，所述挡风板包括沿竖直方向设置的板本体，该板本体的两侧分别可转动的连接有定位板，该定位板上沿竖直方向分布有定位孔，使用时该定位孔内插入支撑柱，所述横板位于该支撑柱上。
如此设置，调整横板位置时只需将支撑柱插入对应位置的定位孔内即可，调整方便。
优选地，还包括支撑架，该支撑架的高度高于所述挡风板的高度，所述支撑架上设有吸烟机，该吸烟机位于所述燃烧器正上方位置，所述吸烟机通过尾气管路将燃烧产生的尾气输送至石灰水池，所述尾气管路上设气泵。
优选地，还包括冷却水池，所述尾气管路部分位于该冷却水池内。
优选地，还包括氮气罐，该氮气罐通过进气管路与所述混气器连通，在该氮气罐的进气管路上设控制阀和压力表。
如此设置，可先通入氮气排除系统内部的空气，试验测试数据更准确。与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明将空气、天然气和石油气通入混气器内进行混合，混合后的气体通入燃烧器进行燃烧，然后通过光谱仪获取燃烧火焰的光谱信息，同时横板的位置可调整，可以此改变火焰的位置，用于测试火焰不同区域的光谱，如火焰上部的燃尽区，火焰中部的燃烧区和火焰下部未燃烧区域测量时使用。通过本测试平台实现对低碳化学品火灾污染物的光谱特征信息进行研究，通过火焰的光谱信息可对火灾的种类进行识别。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中的挡风板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如附图1-附图2所示的火焰光谱测试平台，包括相对设置的挡风板1，该挡风板1之间放置有横板2，挡风板1后侧设三角支架11，三角支架11对挡风板1进行支撑固定，该横板2所在平面与水平面平行，且该横板2在挡风板1上的位置可调整，本实施例中挡风板1包括沿竖直方向设置的板本体16，该板本体16的两侧分别可转动的连接有定位板17，定位板17绕板本体16在竖直面转动，该定位板17上沿竖直方向分布有定位孔18，使用时对应位置的定位孔18内插入支撑柱，横板2位于该支撑柱上。横板2上放置有燃烧器3，光谱仪6位于该燃烧器3正前方的位置处。在横板2上还设有铁架21，燃烧器3位于该铁架21围成的区域内，在该铁架21的上端设有气体浓度检测仪22，同时在铁架21围成的区域内分布有热电偶，热电偶可分别测量火焰焰心、火焰内焰和火焰外焰处的温度。
还包括氮气罐41、空气罐42、天然气罐43和石油气罐44，该氮气罐41、空气罐42、天然气罐43和石油气罐44分别通过进气管路与混气器连通，该混气器通过出气管路54与燃烧器3连通，在每个进气管路上均设有控制阀和压力表。
从图中可看出，本实施例中混气器包括相连通的第一混合部51、第二混合部52和第三混合部53，第一混合部51和第三混合部53均呈锥形结构，第二混合部52呈倒锥形结构，第一混合部51的小直径端与第二混合部52的小直径端连通，即第一混合部51和第二混合部52整体呈沙漏状，第二混合部52的大直径端和第三混合部53的大直径端连通，第三混合部53的小直径端与出气管路54连通，气体通入后先加速再减速，然后再加速后进入出气管路54。
为了提高气体混合效果，在混气器内设有若干挡板，该挡板的设置使混气器内形成S型流通通道。同时，天然气罐43的进气管路与第一混合部51的底部连通，氮气罐41的进气管路、空气罐42的进气管路和石油气罐44的进气管路与第一混合部51的侧面连通，这样气体从不同方向通入后会产生碰撞，提高混合效果。
本实施例中，在挡风板1的上端位于燃烧器3正上方的位置设有平面镜13，该平面镜13所在平面与横板2所在平面呈45°夹角，且平面镜13的夹角张口朝向所述光谱仪6，通过平面镜13的设置，可让光谱仪以从遥感传感器航拍的角度测量火焰的光谱，从而达到全方位监测火焰光谱的目的。
本实施例中还包括支撑架12，该支撑架12的高度高于挡风板1的高度，支撑架12上设有吸烟机14，该吸烟机14位于燃烧器3正上方位置，吸烟机14通过尾气管路72将燃烧产生的尾气输送至石灰水池9处理，尾气管路72上设气泵71，还有一冷却水池8，尾气管路72部分位于冷却水池8内，可对尾气管路72进行冷却降温。
本测试平台在功能上既能获取火焰的光谱信息同时也能获取火焰的燃烧信息，系统研究火灾的光谱辐射信息，分析燃烧火焰的光谱特征是空天遥感监测火灾和信息提取的基础，通过火焰的光谱信息来对火灾的种类进行识别，对火焰中污染物的浓度反演进行进一步的研究。
以上描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种火焰光谱测试平台，其特征在于：包括相对设置的挡风板(1)，该挡风板(1)上放置有横板(2)，该横板(2)所在平面与水平面平行，且该横板(2)在所述挡风板(1)上的位置可调整，所述横板(2)上放置有燃烧器(3)，光谱仪(6)位于该燃烧器(3)正前方的位置处；
还包括空气罐(42)、天然气罐(43)和石油气罐(44)，该空气罐(42)、天然气罐(43)和石油气罐(44)分别通过进气管路与混气器连通，该混气器通过出气管路(54)与所述燃烧器(3)连通，在每个进气管路上均设有控制阀和压力表。
2.根据权利要求1所述的火焰光谱测试平台，其特征在于：在所述横板(2)上设有铁架(21)，所述燃烧器(3)位于该铁架(21)围成的区域内，在该铁架(21)的上端设有气体浓度检测仪(22)，同时在所述铁架(21)围成的区域内分布有热电偶，热电偶可分别测量火焰焰心、火焰内焰和火焰外焰处的温度。
3.根据权利要求1所述的火焰光谱测试平台，其特征在于：所述混气器包括相连通的第一混合部(51)、第二混合部(52)和第三混合部(53)，所述第一混合部(51)和第三混合部(53)均呈锥形结构，所述第二混合部(52)呈倒锥形结构，所述第一混合部(51)的小直径端与所述第二混合部(52)的小直径端连通，所述第二混合部(52)的大直径端和第三混合部(53)的大直径端连通，所述第三混合部(53)的小直径端与所述出气管路(54)连通。
4.根据权利要求3所述的火焰光谱测试平台，其特征在于：在所述混气器内设有若干挡板，该挡板的设置使所述混气器内形成S型流通通道。
5.根据权利要求4述的火焰光谱测试平台，其特征在于：所述天然气罐(43)的进气管路与所述第一混合部(51)的底部连通，所述空气罐(42)的进气管路和所述石油气罐(44)的进气管路与所述第一混合部(51)的侧面连通。
6.根据权利要求1所述的火焰光谱测试平台，其特征在于：在所述挡风板(1)的上端位于所述燃烧器(3)正上方的位置设有平面镜(13)，该平面镜(13)所在平面与所述横板(2)所在平面呈45°夹角，且所述平面镜(13)的夹角张口朝向所述光谱仪(6)。
7.根据权利要求1所述的火焰光谱测试平台，其特征在于：所述挡风板(1)包括沿竖直方向设置的板本体(16)，该板本体(16)的两侧分别可转动的连接有定位板(17)，该定位板(17)上沿竖直方向分布有定位孔(18)，使用时该定位孔(18)内插入支撑柱，所述横板(2)位于该支撑柱上。
8.根据权利要求1所述的火焰光谱测试平台，其特征在于：还包括支撑架(12)，该支撑架(12)的高度高于所述挡风板(1)的高度，所述支撑架(12)上设有吸烟机(14)，该吸烟机(14)位于所述燃烧器(3)正上方位置，所述吸烟机(14)通过尾气管路(72)将燃烧产生的尾气输送至石灰水池(9)，所述尾气管路(72)上设气泵(71)。
9.根据权利要求8所述的火焰光谱测试平台，其特征在于：还包括冷却水池(8)，所述尾气管路(72)部分位于该冷却水池(8)内。
10.根据权利要求1所述的火焰光谱测试平台，其特征在于：还包括氮气罐(41)，该氮气罐(41)通过进气管路与所述混气器连通，在该氮气罐(41)的进气管路上设控制阀和压力表。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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