CN2415358Y - 自动氧指数测定仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种自动氧指数测定仪,其特征在于:气体调节阀是电动调节阀,气体流量计量器是精密气体流量电讯号传感器。采用计算机进行控制和运算,计算机通过接收流量传感器的信号与设定的流量值比较,输出控制电动调节阀的电讯号,从而达到了氧流量自动跟踪。点火器升降、导向、点火由计算机控制,达到了自动点燃试样的目的,使氧指数测定实现了自动化,提高了测试精度,方便了操作,节约了气体,保障了操作人员的安全。

Description

自动氧指数测定仪

本实用新型涉及一种燃烧性能测定仪，具体说是一种具有氧浓度自动跟踪、自动调节、自动检测电路和试样自动点燃机构的氧指数测定仪。

氧指数测定仪用来测定各种材料：如纺织品、塑料、橡胶、木材等的燃烧性能。其测试原理是：指定尺寸的试样垂直支撑在一个规定尺寸的透明燃烧筒内，其内有自下向上流动的氧和氮的混合气体，点燃试样上端，同时开始记录时间，并观察试样有焰燃烧和无焰燃烧情况，测定有焰燃烧时间t1，无焰燃烧时间t2、损毁长度L，把这三个判据不超过规定值时的最低氧浓度作为氧指数，用下式来表示： $\mathrm{Lol}=\frac{\left(O2\right)}{\left(N2\right)+\left(O2\right)}\×100\%$

式中(O2)表示氧气流量L／min，(N2)表示氮气流量L／min。

在实际测试中，首先要根据试样估计一个氧浓度来进行试验，再根据试验结果中三种判据与规定值的差距逐步改变氧浓度，经过多次试验，最终使三种判据均落在规定范围内，记下此时的氧浓度作为氧指数。

在本实用新型作出之前，氧指数测定是采用以下方法进行的，参见图1，氧气和氮气分别经过开关阀、过滤减压阀、手动调节阀、玻璃转子气体流量计，进入气体混合装置，经混合后导入燃烧筒，测试时操作人员根据试样估计一个氧浓度，然后用双手同时不断地调节两个手动调节阀，并观察转子流量计上的刻度，直到达到设定的氧浓度值，然后再用手点燃燃烧筒内的试样，同时按下计时器(如秒表)，记录有焰燃烧时间t1、无焰燃烧时间t2，燃烧结束后取下试样，挂上相应砝码，测定损毁长度，将这三个判据与规定值比较，根据判据与规定值的差距调整氧氮流量再作试验，直到判据落在规定范围内，将此时的氧浓度作为氧指数。

这种测试方法存在的不足是：手动调节氧氮流量，难以掌握，控制精度低，人眼观察、秒表计时，误差大，手动点火不安全，整个操作过程非常繁琐，操作人员劳动强度大，气体和试样浪费严重。

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种带有氧浓度自动跟踪、自动调节、自动检测电路和试样自动点燃机构的自动氧指数测定仪，采用计算机进行控制和运算，使氧指数测定自动化、智能化，提高测试精度，降低劳动强度，节约原料，保证操作人员的安全。

本实用新型是通过以下技术实现的：

一种自动氧指数测定仪，包括：开关阀、气体压力表、过滤减压阀、气体调节阀、气体流量计量器、气体混合器、燃烧筒、试样架、点火器，其特征在于：气体调节阀是电动调节阀，气体流量计量器是精密气体流量电讯号传感器，两个电动调节阀的输入端分别与两个过滤减压阀的输出端连接，两个电动调节阀的输出端分别与两个流量传感器的输入端相连，两个电动调节阀的调节端分别与两个电动机的转轴连接，这两个电动机可采用步进电机，它们的驱动器的控制端与计算机的输出端口相连，两个气体流量传感器的气体输出端接到气体混合器的输入端口，气体混合器的输出端口接到燃烧筒，两个气体流量传感器的电讯号输出端口分别与两个放大器的输入端口相连，两个放大器的输出端分别与两个A／D转换器的输入端口相连，A／D转换器的数据输出端接到计算机的输入端口。

点火器的刚性燃气导气体管的一端是点火口，另一端通过调节阀、电磁阀接燃气源，燃气管的中间的一点固定在一曲轴的一端A，曲轴的另一端B固定在一偏心轮上，偏心轮装在电动机的轴上，电动机固定在可沿导向轴上下滑动的支架上，支架上装有上下延伸的滑槽，安装在滑槽内的齿条与齿轮啮合，齿轮安装在另一个电动机的轴上，该电动机固定在适当位置，两个电动机的控制电路与计算机相连。所述齿条的下端装有一导轮，一端固定的绳索经过导轮和另一固定的导轮与平衡重块相连。

所述的点火器是高压脉冲点火器，高压脉冲发生器的电源回路中串接有其开、闭由计算机控制的触点K。

本实用新型与现有技术相比有以下优点和积极效果：气体调节阀采用了电动调节阀，气体流量计量器采用了精密气体流量电讯号传感器，计算机通过接收流量传感器的信号与设定的流量值比较，输出控制电动调节阀的电讯号，从而达到了氧流量自动跟踪。点火器采用了自动升降机构和升降导向机构及脉冲点火器，升降、导向、点火由计算机控制，达到了自动点燃试样的目的，使氧指数测定实现了自动化，提高了测试精度，方便了操作，节约了气体，保障了操作人员的安全。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型一个实施例的氧、氮流量自动跟踪、自动调节及计算机控制部分的电路构图；

图2是本实用新型一个实施例的点火升降机构、升降导向机构、脉冲点火器的结构图；

图3是本实用新型作出以前氧指数测定仪的原理图。

参见图1，电动调节阀13、14的输入端分别与过滤减压阀3、4的输出端连接，电动调节阀13、14的输出端分别与流量传感器17、18的输入端相连，电动调节阀13、14的调节端分别与电动机15、16的转轴连接，电动机15、16的驱动器21、22的控制端与计算机的输出端口相连，气体流量传感17、18的气体输出端接到气体混合器9的输入端口，气体混合器9的输出端口接到燃烧筒10，气体流量传感器17、18的电讯号输出端口分别与放大器19、20的输入端口相连，放大器19、20的输出端分别与A／D转换器23、24的输入端口相连，A／D转换器23、24的数据输出端接到计算机的输入端口。电动机15、16是步进电动机，其驱动电路的控制信号连接到计算机的相应输出端口。

参见图2，点火器的刚性燃气导气体管28的一端是点火口，另一端通过调节阀29、电磁阀30接燃气源，燃气管28的中间的一点固定在一曲轴31的一端A，曲轴31的另一端B固定在一偏心轮32上，偏心轮32装在电动机33的轴上，电动机33固定在可沿导向轴34上下滑动的支架35上，支架35上装有上下延伸的滑槽36，安装在滑槽36内的齿条37与齿轮38啮合，齿轮38安装在电动机39的轴上，电动机39固定在某一高度位置，电动机33、39的控制电路与计算机相连。齿条37的下端装有一导轮39，一端固定的绳索经过导轮39和另一固定的导轮40与平衡重块41相连。

点火器是高压脉冲点火器，高压脉冲发生器42的电源回路中串接有其开、闭由计算机控制的触点K。

测试开始时显示屏上显示测试菜单，并要求输入初始氧浓度，操作人员根据试样从计算机键盘上设定一个氧浓度，计算机便开始不断地分别读入氧流量传感器17和氮流量传感器18经放大和A／D转换后的数字信息，经运算后与设定的氧浓度比较，根据偏差分别发出控制信号给步进电机驱动电路21、22，使步进电机15、16工作，开大或调小调节阀13、14，当氧浓度符合设定值时计算机便发出信号使燃气阀门30打开(见图2)，并使高压脉冲点火器的触点K闭合，脉冲点火器点火。然后，计算机发出信号使电机33、39工作，电机33逆时针转动，带动燃气导气体管28向燃烧筒方向伸出，同时电机39顺时针转动，带动齿条37下行，燃气导气体管28下行，进入燃烧筒10，到达试样11上方，电机39停止转动，电机33先顺时针转动，然后逆时针转动，往复数次，平行点燃试样11，当试样点燃时间达到规定要求时，计算机发出信号关闭燃气阀门30，点火口的火焰随之熄灭，与此同时，一方面计算机发信号使电机33、39反转，点火口按一定轨迹退出燃烧筒10，另一方面计算机开始记录试样有焰燃烧的时间，当操作人员观察到有焰燃烧结束时，按一下计算机键盘上的相关按键，计算机便停止累计有焰燃烧时间t1，并开始记录无焰燃烧时间t2，当操作人员观察到无焰燃烧结束时，再按一下键盘上的另一相关按键，计算机便停止记录无焰燃烧时间，然后计算机将t1和t2与规定值比较，如果t1、t2超过规定的误差范围，计算机就根据偏差的大小自行调节一个氧浓度再重复以上的测试直到t1、t2符合要求，并记录下此时氧、氮流量，根据运算公式计算出氧指数，打印输出或在屏幕上显示。

图2中导轮39、40和重块41用来平衡点火升降机构的架重，减小电机的输出功率。图1中的开关阀1、2也可以采用电磁阀，其“开、关”受控于计算机。点火用的燃气一般可采用丙烷或石油液化气。

Claims (5)

1、一种自动氧指数测定仪，包括：开关阀(1、2)、气体压力表、过滤减压阀(3、4)、气体调节阀、气体流量计量器、气体混合器(9)、燃烧筒(10)、试样架、点火器，其特征在于：气体调节阀是电动调节阀(13、14)，气体流量计量器是精密气体流量电讯号传感器(17、18)，电动调节阀(13、14)的输入端分别与过滤减压阀(3、4)的输出端连接，电动阀(13、14)的输出端分别与流量传感器(17、18)的输入端相连，电动调节阀(13、14)的调节端分别与电动机(15、16)的转轴连接，电动机(15、16)的驱动器(21、22)的控制端与计算机的输出端口相连，气体流量传感(17、18)的气体输出端接到气体混合器(9)的输入端口，气体混合器(9)的输出端口接到燃烧筒(10)，气体流量传感器(17、18)的电讯号输出端口分别与放大器(19、20)的输入端口相连，放大器(19、20)的输出端分别与A／D转换器(23、24)的输入端口相连，A／D转换器(23、24)的数据输出端接到计算机的输入端口。

2、根据权利要求1所述的自动氧指数测定仪，其特征在于：点火器的刚性燃气导气体管(28)的一端是点火口，另一端接燃气源，燃气导气体管(28)的中间的一点固定在一曲轴(31)的一端A，曲轴(31)的另一端B固定在一偏心轮(32)上，偏心轮(32)装在电动机(33)的轴上，电动机(33)固定在可沿导向轴(34)上下滑动的支架(35)上，支架(35)上装有上下延伸的滑槽(36)，安装在滑槽(36)内的齿条(37)与齿轮(38)啮合，齿轮(38)安装在电动机(39)的轴上，电动机(39)固定在适当位置，电动机(33、39)的控制电路与计算机相连。

3、按照权利要求1或2所述的自动氧指数测定仪，其特征在于：电动机(15、16)是步进电动机，其驱动电路的控制信号连接倒计算机的相应输出端口。

4、按照权利要求3所述的自动氧指数测定仪，其特征在于：齿条(37)的下端装有一导轮(39)，一端固定的绳索经过导轮(39)和另一固定的导轮(40)与平衡重块(41)相连。

5、按照权利要求4所述的自动氧指数测定仪，其特征在于：点火器是高压脉冲点火器，其高压脉冲发生器(42)的电源回路中串接有其开、闭由计算机控制的触点K。

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