CN202057533U

CN202057533U - 用于建筑材料燃烧烟雾测试的多层协调采样装置

Info

Publication number: CN202057533U
Application number: CN2011201439107U
Authority: CN
Inventors: 季勇
Original assignee: GUANGZHOU SUNHO ELECTRONIC EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: GUANGZHOU SUNHO DETECTION EQUIPMENT CO., LTD.
Priority date: 2011-05-09
Filing date: 2011-05-09
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2021-05-09

Abstract

本实用新型公开了一种用于建筑材料燃烧烟雾测试的多层协调采样装置，包括烟雾输入模块、染毒试验箱模块、烟雾输出模块、温湿度和气压控制模块、运动状况通信模块、温湿度和气压测量模块以及电源模块，所述染毒试验箱模块分别与烟雾输入模块、运动状况通信模块、温湿度和气压测量模块及烟雾输出模块相连接；所述温湿度和气压控制模块与烟雾输入模块相连；所述电源模块分别与所述运动状况通信模块及温湿度和气压测量模块相连。本实用新型在建筑材料产烟毒性分析系统中，通过结合采用气体分流和多路流量控制调节材料稳定产烟后的烟雾温度、湿度和试验染毒箱的气压，能够更好地给染毒试验提供一个稳定的温湿度和气压环境。

Description

用于建筑材料燃烧烟雾测试的多层协调采样装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于烟雾测试的采样装置，尤其涉及一种新型的用于建筑材料燃烧烟雾测试的多层协调采样装置。

背景技术

在火灾中，易燃可燃材料会产生大量有毒气体，人体吸入会出现严重的中毒症状，失去行动能力。在我国以往火灾中，大部分的伤亡，都是因为建筑材料燃烧发出的一氧化碳等有毒气体和浓烟导致的，烟雾逐渐成为大灾死亡的主要元凶。因此，对于建筑材料再燃烧分解过程中的烟雾浓度与毒性测试和分析尤为重要。

基于德国工业标准DIN53436的火灾烟雾毒性评价装置中，它采用了开放式的气体流动方式，通过对材料热解产生的气体进行成分分析，评价其毒性。针对动物暴露染毒评价方法，国家公安部2006年发布了国家标准GB/T 20285-2006材料产烟毒性危险分级。其采用等速载气流，稳定供热的环形炉对质量均匀的试件进行等速移动扫描加热，在充分产烟的情况下进行动物染毒试验，从而判定材料产烟毒性危险所属的级别。但是目前相关资料中对动物染毒试验的环境参数(如温度湿度和气压等)没有相关明确的规定，并未充分考虑恒定环境参数对于动物染毒的影响。如何设计出合理的建筑材料燃烧烟雾的采样装置来确保动物染毒装置中环境参数在小范围内波动，是完善试验烟雾测试评价，改善试验结果的重复性的关键因素之一。

发明内容

为解决上述中存在的问题与缺陷，本实用新型提供了一种用于建筑材料燃烧烟雾测试的多层协调采样装置。所述技术方案如下：

用于建筑材料燃烧烟雾测试的多层协调采样装置，包括：

烟雾输入模块、染毒试验箱模块、烟雾输出模块、温湿度和气压控制模块、运动状况通信模块、温湿度和气压测量模块以及电源模块，所述染毒试验箱模块分别与烟雾输入模块、运动状况通信模块、温湿度和气压测量模块及烟雾输出模块相连接；所述温湿度和气压控制模块与烟雾输入模块相连；所述电源模块分别与所述运动状况通信模块及温湿度和气压测量模块相连。

本实用新型提供的技术方案的有益效果是：

1、用于建筑材料燃烧烟雾测试的多层协调采样装置提供了一套完整的机械结构系统，根据国家标准GB/T 20285-2006材料产烟毒性危险分级中的相关规定，为材料产烟毒性的动物染毒试验提供了较为合理有效的动物试验和运动记录平台，操作性强。

2、用于建筑材料燃烧烟雾测试的多层协调采样装置采用气体分流的方法，通过把稀释气分成三路，利用气体流量控制阀控制各路流量比以控制稀释气的温湿度，最终控制动物染毒箱中试验烟雾的温湿度，在稳定产烟的情况下保持较为稳定的试验温湿度值，为产烟毒性试验提供更为准确可参考的实验环境。

3、本用于建筑材料燃烧烟雾测试的多层协调采样装置采用气体稳压阀来控制染毒箱内的气压环境，稳压阀在染毒箱试验烟雾输入口处与染毒箱相连，通过调节稳压阀来控制染毒箱的流动气压，在稳定产烟的情况下染毒箱保持较为稳定的试验环境气压值，为产烟毒性试验提供更为准确可参考的实验环境。

4、本用于建筑材料燃烧烟雾测试的多层协调采样装置在烟雾输出处设计了试验烟雾的样品采集口和尾气处理装置，可以为进行进一步的试验烟雾成分分析提供样品，同时对于尾气的合理处理减少有毒的试验烟雾对实验环境和操作人员的危害。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的机械硬件结构示意图；

图3是本实用新型的控制流程图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述：

如图1所示，展示了本实用新型的结构，该结构包括烟雾输入模块1、染毒试验箱模块2、烟雾输出模块3、温湿度和气压控制模块4、运动状况通信模块5、温湿度和气压测量模块6以及电源模块7，所述染毒试验箱模块分别与烟雾输入模块、运动状况通信模块、温湿度和气压测量模块及烟雾输出模块相连接；所述温湿度和气压控制模块与烟雾输入模块相连；所述电源模块分别与所述运动状况通信模块和温湿度和气压测量模块相连。

上述烟雾输入模块1包括：稀释气输入装置12、载气输入装置13及试验烟雾混合室14；染毒试验箱模块2包括：换向装置21和染毒箱22；烟雾输出模块3包括：样品采集口31和尾气处理装置32；温湿度和气压控制模块4包括：气体流量控制阀41、气体增温装置42、气体加湿装置43及气体稳压阀44；运动状况通信模块5包括：霍尔传感器51、ARM处理器52及IPv6通信接口53；温湿度和气压测量模块6包括：气体温湿度传感器61、气体压力传感器62、MCS51单片机63及液晶显示装置64。上述烟雾输入模块还包括空气源11。

如图2所示，展示了本实用新型机械硬件结构，上述烟雾输入模块中的空气源11为空气压缩机抽取洁净干燥的环境空气，通过载气输入装置中的载气流量控制器202、稀释气输入装置中的稀释气流量控制器203和输气管分别输出两路气体，开启加热炉201，对试验材料进行加热，载气通到试验材料加热产烟室把烟雾送到染毒箱，稀释气通过温湿度调节模块后与毒烟载气在试验烟雾混合室14混合，实现控制试验烟雾温湿度的功能。其中载气流量控制器和稀释气流量控制器均为可调节的2.5级流量计。

上述染毒试验箱模块中的换向装置为三通旋塞换向阀211，在材料未稳定产烟或者烟雾的温湿度参数未调节合适时，控制三通旋塞换向阀使烟雾直接通过烟雾输出模块通到大气中去，在材料稳定产烟且烟雾参数调节合适后，控制三通旋塞换向阀使烟雾通到染毒箱中开始动物染毒试验。染毒箱22为烟雾毒性试验场所。

上述烟雾输出模块作用为试验烟雾的后处理。样品采集口31为进一步对试验烟雾的毒性进行成分分析提供真空瓶装样品采集。尾气处理装置32采用微粒过滤器直接与输出管相连，通过微粒过滤器过滤试验烟雾尾气中的毒颗粒和部分化学气体，避免污染试验环境，保障实验人员的安全。

上述烟雾输入模块、染毒试验箱模块和烟雾输出模块顺次相连，组成了烟雾毒性试验的完整气体通路。

上述温湿度和气压测量模块用于测量试验毒气的温湿度和染毒箱环境的气体压力值。试验烟雾混合室是烟雾载气和已调节稀释气实现尽可能均匀混合的场所，通过该混合室的作用为染毒箱提供稳定的试验烟雾。气体温湿度传感器61采用SHT11数字温湿度传感器芯片，安装在试验烟雾混合室中，采集混合后试验烟雾的温度和湿度数据。气体压力传感器62采用MS5605-02BA微型气压传感器，安装在染毒箱中，采集染毒箱中的流动气体的气压数据。MCS51单片机63通过接受气体温湿度传感器和气体压力传感器的信号，经数据处理后输出显示模块显示即时温湿度和气压值。液晶显示装置64采用七段LED显示电路，七段LED选用CD4511译码器及七段数码管DPY_7-SEG，用以表示温度值、湿度值和气体压力值。

上述温湿度和气压控制模块通过调节稀释气的温湿度来调节混合后试验烟雾的温湿度，通过调节气体稳压阀来调节染毒箱中的气体压力值。上述气体流量控制阀包括有三个，三个流量控制阀分为三路并联连接于稀释气输入装置，三个气体流量控制阀分别为直输气体流量控制阀204、增温气体流量控制阀205和加湿气体流量控制阀206，其中直输气体流量控制阀控制不需处理稀释气的流量，加湿气体流量控制阀控制需要进行加湿作用的气体的流量，增温气体流量控制阀控制需要加热的气体的流量，通过调节三个处理不同的气体流量比例，实现对稀释气的温度控制，进而实现对混合后试验烟雾的温度控制。三个流量控制器均采用可调节的2.5级流量计。气体加湿装置43采用ME系列气体加湿管，气体增温装置42采用热管型气体加热器，上述增温气体流量控制阀和加湿气体流量控制阀分别与增温装置和加湿装置串联连接。气体稳压阀44采用KJ-WYF-03型气体稳压阀，在染毒箱试验雾入口处与染毒箱相连，通过调节稳压阀的稳定输出压力，实现对染毒箱内试验环境气体压力的控制。

上述运动状况通信模块中的霍尔传感器51采用开关型霍尔元件，输出数字量；ARM处理器52采用ARM处理器EP9302，通过接收传感器测量信号，内部进行数据处理并记录动物的运行状况；IPv6通信接口用于ARM处理器与上位机的数据传送，以便进行后续的数据处理和运动显示。

电源模块提供包括运动状况通信模块电源，温湿度和气压测量模块电源以及增湿加热装置电源。

如图3所示，展示了用于建筑材料燃烧烟雾测试的多层协调采样装置的使用控制流程。

试验开始后，换向阀至烟雾直接外排状态，温湿度和气压测量模块工作；

上述是三通旋塞换向阀调到烟雾直接通到烟雾输出模块的状态，以将非稳定产烟状态的烟雾不经染毒箱直接处理。确保烟雾输出模块的尾气处理装置安装正确。温湿度和气压测量模块中的气体温湿度传感器、气体压力传感器、MCS51单片机和液晶显示装置置于工作状态，开始实时测量显示所测对象的温湿度和气压。

打开空气源，调节载气至规定流量，关稀释气；

上述具体包括：打开空气源后，调节载气流量控制器使载气至指定流量，调节稀释气流量控制器关闭稀释气。

开加热炉，等待；

具体包括：开启加热炉，对试验材料进行加热。过程中产生的烟雾最终通过尾气处理装置进行净化处理，一直到稳定产烟状态后，进行下一步骤。

调节稀释气流量至指定范围，并开启气体增温装置和气体加湿装置。

协调调节直输气体流量控制阀、增温气体流量控制阀和加湿气体流量控制阀，必要情况下可以调节增温气体流量控制阀和气体加湿装置提高或降低增温加湿效果，观察液晶显示的温度湿度显示，是否达到指定范围，没有达到，重复本步骤直到显示试验烟雾的温度湿度达到要求的范围，进行下一步骤。

放动物至染毒箱，运动状况通信模块工作，换向阀至烟雾通入染毒箱；

将试验动物放入染毒箱中，并保证染毒箱关闭严实；运动状况通信模块中的霍尔传感器、ARM处理器和IPv6通信接口置于工作状态。

旋转三通旋塞换向阀使接通烟雾输入模块和染毒试验箱模块，使试验烟雾稳定通入染毒箱中。

调节气体稳压阀，观察液晶显示的染毒箱流动气体环境的气压值，重复此步骤直至所测气压值达到要求的范围。

微调直输气体流量控制阀，增温气体流量控制阀和加湿气体流量控制阀，使试验气体的温度湿度再次保持在要求的范围内。

判断是否需要成分分析采样，如果需要，则在样品取样口进行试验烟雾样品取样。

待到规定的试验时间后，打开染毒箱，取出试验动物到指定容器后，继续后期观察，然后迅速关上染毒箱。

关闭加热炉，关闭温湿度和气压测量模块、运动状况通信模块、气体增温装置和气体加湿装置。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.用于建筑材料燃烧烟雾测试的多层协调采样装置，其特征在于，所述装置包括烟雾输入模块、染毒试验箱模块、烟雾输出模块、温湿度和气压控制模块、运动状况通信模块、温湿度和气压测量模块以及电源模块，所述染毒试验箱模块分别与烟雾输入模块、运动状况通信模块、温湿度和气压测量模块及烟雾输出模块相连接；所述温湿度和气压控制模块与烟雾输入模块相连；所述电源模块分别与所述运动状况通信模块及温湿度和气压测量模块相连。

2.根据权利要求1所述的用于建筑材料燃烧烟雾测试的多层协调采样装置，其特征在于，所述

烟雾输入模块包括：载气输入装置、稀释气输入装置及试验烟雾混合室；

染毒试验箱模块包括：换向装置和染毒箱；

烟雾输出模块包括：样品采集口和尾气处理装置；

温湿度和气压控制模块包括：气体流量控制阀、气体增温装置、气体加湿装置及气体稳压阀；

运动状况通信模块包括：霍尔传感器、ARM处理器及IPv6通信接口；

温湿度和气压测量模块包括：气体温湿度传感器、气体压力传感器、MCS51单片机及液晶显示装置。

3.根据权利要求2所述的用于建筑材料燃烧烟雾测试的多层协调采样装置，其特征在于，所述温湿度和气压控制模块中的气体流量控制阀包括有三个，三个流量控制阀分为三路并联连接于稀释气输入装置。

4.根据权利要求3所述的用于建筑材料燃烧烟雾测试的多层协调采样装置，其特征在于，所述三个流量控制阀分别为：直输气体流量控制阀、增温气体流量控制阀和加湿气体流量控制阀。

5.根据权利要求4所述的用于建筑材料燃烧烟雾测试的多层协调采样装置，其特征在于，所述增温气体流量控制阀和加湿气体流量控制阀分别与气体增温装置和气体加湿装置串联连接。

6.根据权利要求2所述的用于建筑材料燃烧烟雾测试的多层协调采样装置，其特征在于，所述气体稳压阀通过染毒箱的烟雾入口处与所述染毒箱相连接。