CN117368262A - 室内泄漏的天然气的扩散及燃爆实验装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种室内泄漏的天然气的扩散及燃爆实验装置，包括配气系统，被配置为向实验空间内输送天然气；点火触发系统，被配置为引燃所述实验空间内的天然气，并发送引燃状态信号；数据采集系统，与所述点火触发系统连接，被配置为接收所述点火触发系统的引燃状态信号，并获取引燃天然气瞬间的瞬时实验数据；数据处理系统，与所述数据采集系统连接，被配置为接收所述数据采集系统发送的瞬时实验数据；本申请利用配气系统和点火触发系统可以在对应的实验空间内模拟天然气的扩散及燃爆实验，结合数据采集系统和数据处理系统对实验数据进行采集与分析，预测天然气的扩散趋势和燃爆情况，评估燃爆事故所带来的破坏程度，以便科学规划相应的安全措施。

Description

室内泄漏的天然气的扩散及燃爆实验装置

技术领域

本申请涉及天然气检测技术领域，尤其涉及一种室内泄漏的天然气的扩散及燃爆实验装置。

背景技术

天然气作为一种高效的清洁能源，凭借其气源相对稳定、热值高、经济实用、洁净环保等优点，成为了我国城市公共设施及居民家庭理想的燃料，在国民经济发展以及居民日常生活中发挥了重要的作用。然而，随着城市燃气的供气范围的不断扩大以及用户数量的持续增长，与燃气相关的各类风险因素不断攀升，用气安全隐患也日益突出，屡屡出现燃气泄漏爆炸事故，给人们的生命财产安全带来巨大的损失。为提高燃气事故的防范机制，降低燃气燃爆过程中所产生的破坏程度，需要通过模拟实验来研究天然气在典型户型结构等实验空间当中的扩散特征及燃爆情况，明确燃爆事故原因及发展趋势，从而制定出具有针对性的安全防控措施。

相关技术中，关于天然气在室内的泄漏扩散规律及燃爆特性，特别是针对典型居民户型空间内的相关研究较少，缺乏燃爆安全与危害控制技术的相关实验研究；对于居民住房来说，其户型空间内部的结构较为复杂，当居民住房内发生天然气泄漏事故，由于缺乏相关的理论基础和实验数据，不易于预测天然气在燃爆过程中的扩散趋势和燃爆情况，难以根据实际数据评估天然燃爆事故所带来的损失，不利于制定出科学的安全防护设施来降低燃爆事故的破坏程度。

发明内容

有鉴于此，本申请提出一种室内泄漏的天然气的扩散及燃爆实验装置，用以解决上述所提及的技术问题。

基于上述目的，本申请提供了一种室内泄漏的天然气的扩散及燃爆实验装置，包括：

配气系统，被配置为向实验空间内输送天然气；

点火触发系统，被配置为引燃所述实验空间内的天然气，并发送引燃状态信号；

数据采集系统，与所述点火触发系统连接，被配置为接收所述点火触发系统的引燃状态信号，并获取引燃天然气瞬间的瞬时实验数据；

数据处理系统，与所述数据采集系统连接，被配置为接收所述数据采集系统发送的瞬时实验数据，其中，所述瞬时实验数据包括瞬时温度数据、瞬时压力数据、瞬时应变数据及瞬时图像信息。

可选地，所述数据采集系统包括：分别与所述数据处理系统和所述点火触发系统连接的温度采集单元、压力采集单元、应变采集单元及图像采集单元，其中；

所述温度采集单元，被配置为获取引燃天然气瞬间所述实验空间内产生的瞬时温度数据，并将所述瞬时温度数据发送给所述数据处理系统，并向所述数据处理系统发送所述瞬时温度数据；

所述压力采集单元，被配置为获取引燃天然气瞬间所述实验空间内产生的瞬时压力数据，并将所述瞬时压力数据发送给所述数据处理系统；

所述应变采集单元，被配置为获取引燃天然气瞬间所述实验空间内产生的瞬时应变数据，并将所述瞬时应变数据发送给所述数据处理系统；

所述图像采集单元，被配置为获取引燃天然气瞬间的瞬时图像信息，并将所述瞬时图像信息发送给所述数据处理系统，其中，所述瞬时图像信息包括内部区域的图像信息和通道区域的图像信息。

可选地，所述点火触发系统包括：相互连接的同步触发器和点火头，其中；

所述同步触发器与所述数据采集系统连接，该同步触发器设置在所述实验空间的外部，所述点火头布置在所述实验空间的内部。

可选地，所述温度采集单元包括：相互连接的温度采集仪和温度传感器，其中；

所述温度采集仪分别与所述数据处理系统和所述点火触发系统连接，该温度采集仪设置在所述实验空间的外部，所述温度传感器布置在所述实验空间的内壁上。

可选地，所述压力采集单元包括：压力采集仪、以及分别与所述压力采集仪连接的壁面压力传感器和自由场压力传感器，其中；

所述压力采集仪分别与所述数据处理系统和所述点火触发系统连接，该压力采集仪设置在所述实验空间的外部，所述壁面传感器布置所述实验空间的内壁上，所述自由场传感器通过支架设置在所述实验空间的内部。

可选地，所述应变采集单元包括：相互连接的应变采集仪和应变传感器，其中；

所述应变采集仪分别与所述数据处理系统和所述点火触发系统连接，该应变采集仪设置在所述实验空间的外部，所述应变传感器对应布置在所述实验空间的通道区域。

可选地，所述图像采集单元包括：防爆摄像头，其中；

所述防爆摄像头分别与所述数据处理系统和所述点火触发系统连接，该防爆摄像头设置在所述实验空间的内壁上，被配置为获取引燃天然气瞬间所述实验空间的内部区域的图像信息，并将所述内部区域的图像信息发送给数据处理系统。

可选地，所述图像采集单元还包括：设置在所述实验空间外部的高速相机，其中；

所述高速相机分别与所述数据处理系统和所述点火触发系统连接，被配置为获取引燃天然气瞬间所述实验空间的通道区域的图像信息，并将所述通道区域的图像信息发送给所述数据处理系统。

可选地，所述扩散及燃爆实验装置，还包括：

浓度采集系统，被配置为获取所述实验空间内天然气燃爆前的浓度分布数据，并将所述浓度分布数据发送给所述数据处理系统，所述浓度采集系统包括相互连接的浓度采集仪和浓度传感器，其中；

所述浓度采集仪与所述数据处理系统连接，该浓度采集仪设置在所述实验空间的外部，所述浓度传感器布置在所述实验空间的内部。

可选地，所述配气系统包括：气罐、输气管路、减压阀和计量表，其中；

所述气罐的出气端与所述输气管路的进气端相连通，所述输气管路的出气端设置在所述实验空间内，所述减压阀和所述计量表均设置在所述输气管路上。

从上面所述可以看出，本申请提供的室内泄漏的天然气的扩散及燃爆实验装置，利用实验装置中的配气系统和点火触发系统可以在对应的实验空间内模拟天然气的扩散及燃爆实验，并通过数据采集系统和数据处理系统对扩散及燃爆实验中的瞬时实验数据进行采集与分析，根据瞬时实验数据预测燃爆事故中天然气的扩散趋势和燃爆情况，并基于瞬时实验数据评估天然燃爆事故所造成的损失，以便研究人员制定出科学的安全防护设施，减轻燃爆事故的破坏程度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中扩散及燃爆实验装置的结构示意图；

图2为本申请实施例中数据采集系统在实验空间内的分布示意图；

图3为本申请实施例中数据采集系统分别与点火触发系统和数据处理系统之间的连接关系示意图。

附图标记说明：1、配气系统；110、气罐；120、输气管路；130、减压阀；140、计量表；2、点火触发系统；210、同步触发器；220、点火头；3、数据采集系统；310、温度采集单元；311、温度采集仪；312、温度传感器；320、压力采集单元；321、压力采集仪；322、壁面压力传感器；323、自由场压力传感器；330、应变采集单元；331、应变采集仪；332、应变传感器；340、图像采集单元；341、防爆摄像头；342、高速相机；4、数据处理系统；5、浓度采集系统；510、浓度采集仪；520、浓度传感器。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅被配置为表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

相关技术中，随着城市燃气的供气范围的不断扩大以及用户数量的持续增长，与燃气相关的各类风险因素不断攀升，用气安全隐患也日益突出，屡屡出现燃气泄漏爆炸事故，给人们的生命财产安全带来巨大的损失。为提高燃气事故的防范机制，降低燃气燃爆过程中所产生的破坏程度，需要通过模拟实验来研究天然气在典型户型结构等实验空间当中的扩散特征及燃爆情况，明确燃爆事故原因及发展趋势，从而制定出具有针对性的安全防控措施。

相关技术中，关于天然气在室内的泄漏扩散规律及燃爆特性，特别是针对典型居民户型空间内的相关研究较少，缺乏燃爆安全与危害控制技术的相关实验研究；对于居民住房来说，其户型空间内部的结构较为复杂，当居民住房内发生天然气泄漏事故，由于缺乏相关的理论基础和实验数据，不易于预测天然气在燃爆过程中的扩散趋势和燃爆情况，难以根据实际数据评估天然燃爆事故所带来的财产损失，不利于制定出科学的安全防护设施来降低燃爆事故的破坏程度。

鉴于此，本申请提供了一种室内泄漏的天然气的扩散及燃爆实验装置，包括：配气系统1，被配置为向实验空间内输送天然气；点火触发系统2，被配置为引燃实验空间内的天然气，并发送引燃状态信号；数据采集系统3，与点火触发系统2连接，被配置为接收点火触发系统2的引燃状态信号，并获取引燃天然气瞬间的瞬时实验数据；数据处理系统4，与数据采集系统3连接，被配置为接收数据采集系统3发送的瞬时实验数据，其中，瞬时实验数据包括瞬时温度数据、瞬时压力数据、瞬时应变数据及瞬时图像信息。

具体地，参阅图1，本申请提供了一种天然气的扩散及燃爆实验装置，能够用于模拟天然气在实验空间内发生泄露时的扩散状态以及天然气发生燃爆事故时的燃爆情况；其中，该实验装置可以包括配气系统1、点火触发系统2、数据采集系统3以及数据处理系统4，在实验空间内模拟天然气的扩散及燃爆实验时，利用配气系统1可以向实验空间内提供用于支撑进行扩散及燃爆实验的天然气，以便在实验空间内模拟天然气泄露和燃爆的事故场景；且为了确保扩散及燃爆实验的安全性，利用点火触发系统2可以远程引燃实验空间内的天然气，以使模拟天然气在实验空间内的燃爆过程；同时，为了获取预测天然气在燃爆事故中的扩散趋势和燃爆情况，评估天然燃爆事故给周围的设施造成的损失及其产生的破坏力，点火触发系统2在引燃实验空间内的天然气的瞬间，还可以向数据采集系统3发出对应的引燃状态信号，以使数据采集系统3在接收到引燃状态信号后，通过设置扩散及燃爆装置中的数据采集系统3在天然气引燃瞬间对实验空间中发生的燃爆事故所产生的瞬时实验数据进行采集，并将获取瞬时实验数据发送给数据处理系统4；利用数据处理系统4可以对接收到的瞬时实验数据进行记录与分析，基于瞬时实验数据分析有关天然气的扩散及燃爆实验情况；其中，瞬时实验数据包括瞬时温度数据、瞬时压力数据、瞬时应变数据及瞬时图像信息，根据获取的瞬时实验数据可以预测出天然气在该实验空间当中的扩散趋势及燃爆特征，并通过瞬时实验数据评估出天然气燃爆事故所造成财产损失和破坏程度，以供设计人员在建造房屋或者布置天然气管线时能够科学地制定出对应安全防护设施，降低燃爆事故时所造成的财产损失，减轻燃爆事故所带来的破坏程度。

需要说明的是，本申请中的天然气的扩散及燃爆实验装置可以根据具体的实验需求应用在不同类型的实验空间当中，其中，该实验空间可以选取居民住宅的典型户型、餐厅以及燃气管理站等应用天然气建筑结构；如图2所述，实验空间为居民住宅的典型户型，该典型户型可以包括客厅、厨房、卫生间、阳台以及至少两个卧室，当天然气扩散及燃爆实验装置应用在该典型户型中时，能够模拟天然气在典型户型内的扩散趋势及燃爆特性。

示例性地，参阅图1和图2，利用扩散及燃爆实验装置模拟天然气在典型中的燃爆事故情况，其中，该实验空间选取可以包括客厅、厨房、卫生间、阳台以及两个卧室的典型户型，配气系统1的出气端设置在厨房内，在进行扩散及燃爆实验时，利用配气系统1向厨房内输送天然气，以使厨房内预先混入天然气，模拟天然气在实验空间内的泄露与扩散过程；在确保实验人员安全的情况下，利用点火触发系统2引燃实验空间内的天然气，用于模拟天然气在实验空间内发生燃爆事故；点火触发系统2引燃天然气的瞬间，还会向数据采集系统3发出引燃状态信号，以使接收到引燃状态信号的数据采集系统3同步采集瞬时实验数据，即关于天然气燃爆瞬间产生的瞬时温度数据、瞬时压力数据、瞬时应变数据及瞬时图像信息；与此同时，数据采集系统3将采集到的瞬时实验数据发送给数据处理系统4，通过数据处理系统4进行记录与分析，并根据瞬时实验数据预测出天然的扩散趋势和燃爆特性，推断出天然气燃爆事故产生的破坏程度，以便制定出科学有效的防护设施，降低燃爆事故时所造成的财产损失。

一些实施例中，数据采集系统3包括：分别与数据处理系统4和点火触发系统2连接的温度采集单元310、压力采集单元320、应变采集单元330及图像采集单元340；其中，温度采集单元310，被配置为获取引燃天然气瞬间实验空间内产生的瞬时温度数据，并将瞬时温度数据发送给数据处理系统4，并向数据处理系统4发送瞬时温度数据；压力采集单元320，被配置为获取引燃天然气瞬间实验空间内产生的瞬时压力数据，并将瞬时压力数据发送给数据处理系统4；应变采集单元330，被配置为获取引燃天然气瞬间实验空间内产生的瞬时应变数据，并将瞬时应变数据发送给数据处理系统4；图像采集单元340，被配置为获取引燃天然气瞬间的瞬时图像信息，并将瞬时图像信息发送给数据处理系统4，其中，瞬时图像信息包括内部区域的图像信息和通道区域的图像信息。

具体地，参阅图3，在本实施例中，数据采集系统3可以包括温度采集单元310、压力采集单元320、应变采集单元330及图像采集单元340，用以采集天然气扩散与燃爆实验中的相关实验数据；其中，在模拟天然气扩散与燃爆实验时，由点火触发系统2点燃实验空间内的天然气，以使实验空间内的天然气产生燃爆，从而模拟天然气的燃爆事故；在天然气引燃的瞬间，利用温度采集单元310可以采集引燃天然气瞬间实验空间内产生的瞬时温度数据，并将瞬时温度数据发送给数据处理系统4，利用压力采集单元320可以采集引燃天然气瞬间实验空间内产生的瞬时压力数据，利用应变采集单元330可以获取引燃天然气瞬间实验空间内产生的瞬时应变以及数据，利用图像采集单元340可以引燃天然气瞬间的瞬时图像信息；同时，数据采集系统3可以将采集到瞬时温度数据、瞬时压力数据、瞬时应变数据及瞬时图像信息等瞬时实验数据发送给数据处理系统4，利用数据处理系统4进行记录与分析；根据获得的瞬时实验数据可以预测天然气在实验空间内的扩散趋势和燃爆特性，并评估出燃爆事故所产生的破坏程度，以供人们制定对应的防护设施。

一些实施例中，点火触发系统2包括：相互连接的同步触发器210和点火头220，其中，同步触发器210与数据采集系统3连接，该同步触发器210设置在实验空间的外部，点火头220布置在实验空间的内部。

具体地，参阅图2-图3，利用点火触发系统2可以引爆预先填充在实验空间内天然气；其中，点火触发系统2包括同步触发器210和点火头220，利用设置在实验空间外部的同步触发器210可以向点火头220发送引燃信号，使实验空间内部的点火头220接收到引燃信号后，可以点燃实验空间内的天然气，从而模拟天然气燃爆事故；同时，同步触发器210可以向点火头220发送引燃信号外，还会向数据处理系统4同步发送引燃状态信号，使数据采集系统3接收到引燃状态信号时，可以同步获取天然气引燃瞬间的瞬时实验数据，确保能够及时获取到准确的瞬时实验数据。

一些实施例中，温度采集单元310包括：相互连接的温度采集仪311和温度传感器312，其中；温度采集仪311分别与数据处理系统4和点火触发系统2连接，该温度采集仪311设置在实验空间的外部，温度传感器312布置在实验空间的内壁上。

具体地，参阅图2和图3，数据采集系统3接收到点火触发系统2发送的引燃状态信号时，可以同步采集天然气扩散与燃爆实验中的瞬时实验数据；其中，温度采集单元310中的温度采集仪311接收点火触发信号发出的引燃状态信号同时，可以通过与其连接温度传感器312同步采集实验空间内天然气燃爆瞬间的瞬时温度数据，并将获取的瞬时温度数据发送给数据处理系统4，以便对瞬时温度数据记录与分析。

为确保获取的瞬时温度数据的准确性，分析天然气发生燃爆时在实验空间内的燃爆特性，温度采集单元310中可以应用至少一个温度传感器312，至少一个温度传感器312可以根据实际需求布置在实验空间内的对应位置；如图2所示，以实验空间为典型户型为例，温度传感器312可以设置为多个，多个温度传感器312可以根据实验需求布置在实验空间内的任一位置，以获取天然气燃爆时不同位置的瞬时温度数据，以便根据瞬时温度数据分析天然气的燃爆特性；此外，为在扩散与燃爆实验中将瞬时温度数据顺利的发送给数据处理系统4，温度采集仪311可以设置在实验空间的外部，避免天然气燃爆时使其发生损坏。

一些实施例中，压力采集单元320包括：压力采集仪321、以及分别与压力采集仪321连接的壁面压力传感器322和自由场压力传感器323，其中，压力采集仪321分别与数据处理系统4和点火触发系统2连接，该压力采集仪321设置在实验空间的外部，壁面传感器布置实验空间的内壁上，自由场传感器通过支架设置在实验空间的内部。

具体地，参阅图2和图3，数据采集系统3接收到点火触发系统2发送的引燃状态信号时，可以通过压力采集单元320同步获取天然气扩散及燃爆实验中天然气的瞬时压力实验数据；其中，压力采集仪321接收到引燃状态信号时，由与压力采集单元320连接的压力传感器获取实验空间内对应位置的瞬时压力数据，压力传感器可以包括壁面压力传感器322和自由场压力传感器323，利用设置在实验空间内壁上的壁面压力传感器322，可以获取天然气燃爆瞬间作用在墙壁上的瞬时壁面压力对应的瞬时壁面压力数据，同时，利用设置在实验空间内的自由场压力传感器323，可以获取天然气燃爆瞬间冲击波在自由空间内所产生自由场压力对应的自由场压力数据，且瞬时压力数据至少包括壁面压力数据和自由场压力数据；因此，在获取瞬时压力数据力后，可以通过压力采集仪321将瞬时压力数据发送给数据处理系统4进行记录与分析。

为确保获取的瞬时压力数据的准确性，分析天然气发生燃爆书剑在实验空间内的燃爆特性，避免压力传感器及自由场压力传感器323均设置有至少一个，并且可以根据实验的具体需求布置在实验空间内的任一位置当中；如图2所示，以实验空间为典型户型为例，壁面压力传感器322可以根据实验需求设置多个，每个壁面压力传感器322可以根据情况设置布置在典型户型中任意一个房间当中的墙壁上，以获取对应位置的瞬时壁面压力数据，同理，自由场压力传感器323可以根据实验需求设置多个，且每个自由场压力传感器323可以根据情况布置在典型户型内任意一个房间中的自由空间内，以获取对应位置的瞬时自由场压力数据，以便根据获取的瞬时压力数据分析天然气的燃爆特性；此外，为在扩散与燃爆实验中将瞬时压力数据顺利的发送给数据处理系统4，压力采集仪321需要设置在实验空间的外部，避免天然气燃爆时产生的冲击波将其破坏。

一些实施例中，应变采集单元330包括：相互连接的应变采集仪331和应变传感器332，其中；应变采集仪331分别与数据处理系统4和点火触发系统2连接，该应变采集仪331设置在实验空间的外部，应变传感器332对应布置在实验空间的通道区域。

具体地，参阅图2和图3，数据采集系统3接收点火触发系统2发送的引燃状态信号的同时，可以同步采集天然气燃爆过程中的瞬时实验数据；其中，通过应变采集单元330可以获取实验空间内的瞬时应变数据，当应变采集仪331接收到点火触发信号发出的引燃状态信号，可以通过与其连接应变传感器332同步采集实验空间的通道区域所产生的瞬时应变数据，并将对应的瞬时应变数据发送给数据处理系统4进行记录与分析。

为保证应变传感器332采集到的瞬时应变数据的准确性，分析天然气发生燃爆时在实验空间内的燃爆特性，应变采集单元330中可以应用至少一个应变传感器332，至少一个应变传感器332可以根据实际需求布置在实验空间内通道区域的对应位置；如图2所示，以实验空间为典型户型为例，应变传感器332可以设置为多个，多个应变传感器332可以根据实验需求分别布置在实验空间内对应的通道区域处，如典型户型中的门窗及其他通风区域，以获取天然气燃爆时通道区域处的瞬时应变数据，以便根据瞬时应变数据分析天然气的燃爆特性；此外，为在扩散与燃爆实验中将瞬时应变数据顺利的发送给数据处理系统4，应变采集仪331可以设置在实验空间的外部，避免天然气燃爆时使其发生损坏。

一些实施例中，图像采集单元340包括：防爆摄像头341，其中，防爆摄像头341分别与数据处理系统4和点火触发系统2连接，该防爆摄像头341设置在实验空间的内壁上，被配置为获取引燃天然气瞬间实验空间的内部区域的图像信息，并将内部区域的图像信息发送给数据处理系统4。

具体地，参阅图2和图3，图像采集单元340在接收点火触发系统2发出的引燃状态信号时，可以通过图像采集单元340同步获取引燃天然气瞬间的瞬时图像信息，并将获取的瞬时图像信息发送给数据处理系统4，由数据处理系统4对瞬时图像信息进行记录与分析，从而获得天然气的扩散及燃爆过程中的瞬时实验数据；其中，瞬时图像信息包括内部区域的图像信息，利用图像采集系统中的防爆摄像头341可以采集实验空间内部区域对应的图像信息，当点火触发系统2引燃天然气时，点火触发系统2同步向图像采集单元340中的防爆摄像头341发送一个引燃状态信号，防爆摄像头341接收到引燃状态信号后可以主动采集实验空间内部的内部区域的图像信息，并可以将内部区域的图像信息发送给数据处理系统4，以通过数据处理系统4进行记录与分析。

需要说明的是，图像采集系统中的防爆摄像头341可以根据实际情况设置至少一个，并且可以根据实验的具体需求将至少一个防爆摄像头341安装在实验空间内的任一位置上；由于天然气在燃爆过程中会产生较强的气浪，为避免冲击波对图像采集单元340中的防爆摄像头341的破坏，提高防爆摄像头341的稳定性，使其可以在天然气引燃瞬间获取较为清晰的图像信息，防爆摄像头341可以镶嵌在实验空间的内壁上，并在其摄像头的表面安装对应的透明防护罩，使其能够获取较为清晰的图像信息的同时，避免冲击波对其产生较大的破坏，使其能够顺利采集到较为清晰的内部区域的图像信息。

一些实施例中，图像采集单元340还包括：设置在实验空间外部的高速相机342，其中，高速相机342分别与数据处理系统4和点火触发系统2连接，被配置为获取引燃天然气瞬间实验空间的通道区域的图像信息，并将通道区域的图像信息发送给数据处理系统4。

具体地，瞬时图像信息还包括通道区域的图像信息，利用图像采集系统中的高速相机342可以采集实验空间通道处的通道区域的图像信息，其中，点火触发系统2在引燃天然气的瞬间，点火触发系统2可以同步向图像采集单元340中的告诉相机发送一个引燃状态信号，告诉相机接收到引燃状态信号后开始运行，以通过实验空间通道区域采集在通道区域处的瞬时图像信息，并可以将内部区域的图像信息发送给数据处理系统4，以通过数据处理系统4进行记录与分析。

需要说明的是，高速相机342可以根据实验的具体需求设置有至少一个，且为保证高速相机342能够在安全情况下准确获得实验空间通道区域处的瞬时图像信息，高速相机342需要设置在实验空间的外部，且每个高速相机342的拍摄区域均与实验空间的通道区域相对应；例如，如图2所示，实验空间为典型户型时，高速相机342需要与典型户型的门窗区域相对应，以便天然气在典型户型内部发生燃爆时，通过门窗可以采集到门窗区域的瞬时图像信息。

一些实施例中，扩散及燃爆实验装置还包括浓度采集系统5，被配置为获取实验空间内天然气燃爆前的浓度分布数据，并将浓度分布数据发送给数据处理系统4，浓度采集系统5包括相互连接的浓度采集仪510和浓度传感器520，其中，浓度采集仪510与数据处理系统4连接，该浓度采集仪510设置在实验空间的外部，浓度传感器520布置在实验空间的内部。

具体地，参阅图2和图3，通过在扩散及燃爆装置中应用浓度采集系统5，可以主动获取扩散与燃爆实验前天然气在实验空间内的浓度分布数据；其中，浓度采集系统5中的浓度传感器520可以采集天然气燃爆前实验空间内天然气内的浓度分布数据，并且可以通过浓度采集仪510可以将浓度分布数据发送给数据处理系统4进行记录与分析。

为确保在实验空间内采集到的浓度分布数据的准确性，并分析天然气在实验空间内的扩散趋势，实验空间内需要设置多个浓度传感器520，且多个浓度传感器520可以根据实际需求布置在实验空间内的相应位置；如图2所示，以实验空间为典型户型为例，当浓度传感器520为多个时，除了在典型户型中的厨房内布置浓度传感器520外，还可以根据实验需求在典型户型中的客厅、卫生间以及每个卧室内分别布置一个浓度传感器520，用以获取天然气引燃前天然气在实验空间内不同区域的浓度分布情况，以便进一步了解天然气在实验空间内的扩散情况；此外，为在扩散与燃爆实验中将浓度分布数据顺利的发送给数据处理系统4，浓度采集仪510可以设置在实验空间的外部，避免天然气燃爆时损坏浓度采集仪510。

一些实施例中，配气系统1包括：气罐110、输气管路120、减压阀130和计量表140，其中；气罐110的出气端与输气管路120的进气端相连通，输气管路120的出气端设置在实验空间内，减压阀130和计量表140均设置在输气管路120上。

具体地，参阅图2，利用配气系统1可以向实验空间内提供燃爆实验所需要的天然气，以在实验空间内模拟天然气泄露的事故场景，其中，配气系统1中的气罐110用于储存实验所需要的天然气，该气罐110的出气端连接有输气管路120，输气管路120的出气端位于实验空间内，用以将气罐110内储存的天然气输送至实验空间内，以在实验空间内模拟天然气泄露事故；此外，配气系统1中的输气管路120上设置有减压阀130和计量表140，利用减压阀130可以调控输气管路120内天然气流量，以使输气管路120免受具有较大气体压力的天然气的损害，同时，在通过输气管路120向实验空间内输送燃气时，利用计量表140可以对输送的天然气进行计量，获取在天然气扩散及燃爆实验中实验空间内天然气的含量，以便对实验空间内的天然气的体积进行调控；需要说明的是，本申请的计量表140可以采用用以对天然气进行计量的燃气表，其具体型号和具体规格可以根据实验需要进行选择，这里不再赘述。

示例性地，在进行天然气扩散及燃爆实验前，需要通过配气系统1向实验空间内定量输送天然气；以典型户型作为实验空间为例，由配气系统1中的气罐110储存需要的天然气；在向实验空间内输送天然气时，控制减压阀130开启，并通过该减压阀130调节天然气输送的气体流量，以使天然气可以通过输气管路120平稳的进入到典型户型中的厨房内，模拟天然气在典型户型内发生泄露的场景；同时，利用设置在输气管路120上的计量表140可以对输送至典型户型内的燃气量进行计量，确保能够典型户型内的燃气量满足天然气扩散及燃爆实验的要求。

需要说明的是，上述对本申请的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本申请的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本申请实施例难以理解，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本申请实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本申请实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节以描述本申请的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本申请实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本申请的具体实施例对本申请进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。

本申请实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种室内泄漏的天然气的扩散及燃爆实验装置，其特征在于，包括：

配气系统，被配置为向实验空间内输送天然气；

点火触发系统，被配置为引燃所述实验空间内的天然气，并发送引燃状态信号；

数据采集系统，与所述点火触发系统连接，被配置为接收所述点火触发系统的引燃状态信号，并获取引燃天然气瞬间的瞬时实验数据；

数据处理系统，与所述数据采集系统连接，被配置为接收所述数据采集系统发送的瞬时实验数据。

2.根据权利要求1所述的室内泄漏的天然气的扩散及燃爆实验装置，其特征在于，所述数据采集系统包括：分别与所述数据处理系统和所述点火触发系统连接的温度采集单元、压力采集单元、应变采集单元及图像采集单元，其中；

所述温度采集单元，被配置为获取引燃天然气瞬间所述实验空间内产生的瞬时温度数据，并将所述瞬时温度数据发送给所述数据处理系统；

所述压力采集单元，被配置为获取引燃天然气瞬间所述实验空间内产生的瞬时压力数据，并将所述瞬时压力数据发送给所述数据处理系统；

所述应变采集单元，被配置为获取引燃天然气瞬间所述实验空间内产生的瞬时应变数据，并将所述瞬时应变数据发送给所述数据处理系统；

所述图像采集单元，被配置为获取引燃天然气瞬间的瞬时图像信息，并将所述瞬时图像信息发送给所述数据处理系统，其中，所述瞬时图像信息包括内部区域的图像信息和通道区域的图像信息。

3.根据权利要求1所述的室内泄漏的天然气的扩散及燃爆实验装置，其特征在于，所述点火触发系统包括：相互连接的同步触发器和点火头，其中；

所述同步触发器与所述数据采集系统连接，该同步触发器设置在所述实验空间的外部，所述点火头布置在所述实验空间的内部。

4.根据权利要求2所述的室内泄漏的天然气的扩散及燃爆实验装置，其特征在于，所述温度采集单元包括：相互连接的温度采集仪和温度传感器，其中；

所述温度采集仪分别与所述数据处理系统和所述点火触发系统连接，该温度采集仪设置在所述实验空间的外部，所述温度传感器布置在所述实验空间的内壁上。

5.根据权利要求2所述的室内泄漏的天然气的扩散及燃爆实验装置，其特征在于，所述压力采集单元包括：压力采集仪、以及分别与所述压力采集仪连接的壁面压力传感器和自由场压力传感器，其中；

所述压力采集仪分别与所述数据处理系统和所述点火触发系统连接，该压力采集仪设置在所述实验空间的外部，所述壁面传感器布置所述实验空间的内壁上，所述自由场传感器通过支架设置在所述实验空间的内部。

6.根据权利要求2所述的室内泄漏的天然气的扩散及燃爆实验装置，其特征在于，所述应变采集单元包括：相互连接的应变采集仪和应变传感器，其中；

所述应变采集仪分别与所述数据处理系统和所述点火触发系统连接，该应变采集仪设置在所述实验空间的外部，所述应变传感器对应布置在所述实验空间的通道区域。

7.根据权利要求2所述的室内泄漏的天然气的扩散及燃爆实验装置，其特征在于，所述图像采集单元包括：防爆摄像头，其中；

所述防爆摄像头分别与所述数据处理系统和所述点火触发系统连接，该防爆摄像头设置在所述实验空间的内壁上，被配置为获取引燃天然气瞬间所述实验空间的内部区域的图像信息，并将所述内部区域的图像信息发送给数据处理系统。

8.根据权利要求7所述的室内泄漏的天然气的扩散及燃爆实验装置，其特征在于，所述图像采集单元还包括：设置在所述实验空间外部的高速相机，其中；

所述高速相机分别与所述数据处理系统和所述点火触发系统连接，被配置为获取引燃天然气瞬间所述实验空间的通道区域的图像信息，并将所述通道区域的图像信息发送给所述数据处理系统。

9.根据权利要求1所述的室内泄漏的天然气的扩散及燃爆实验装置，其特征在于，还包括：

浓度采集系统，包括相互连接的浓度采集仪和浓度传感器，其中；

所述浓度采集仪与所述数据处理系统连接，该浓度采集仪设置在所述实验空间的外部，所述浓度传感器布置在所述实验空间的内部。

10.根据权利要求1所述的室内泄漏的天然气的扩散及燃爆实验装置，其特征在于，所述配气系统包括：气罐、输气管路、减压阀和计量表，其中；

所述气罐的出气端与所述输气管路的进气端相连通，所述输气管路的出气端设置在所述实验空间内，所述减压阀和所述计量表均设置在所述输气管路上。