一種測(cè)定液體燃燒特性的裝置和方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種測(cè)定液體燃燒特性的裝置和方法，此測(cè)定液體燃燒特性的裝置和方法可通過(guò)氧濃度控制裝置調(diào)節(jié)進(jìn)入透明玻璃筒內(nèi)的氧氣濃度，從而通過(guò)肉眼觀察和數(shù)據(jù)采集觀察不同氧氣濃度狀態(tài)下液體燃燒狀況，從而完成對(duì)液體燃燒特性的測(cè)定，此發(fā)明用于液體燃燒研究領(lǐng)域。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種測(cè)定液體燃燒特性的裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液體燃燒研究領(lǐng)域，特別是涉及一種測(cè)定液體燃燒特性的裝置以及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]部分液體可在空氣中被點(diǎn)燃并持續(xù)燃燒，但部分液體需要在較高氧濃度下才可被點(diǎn)燃和燃燒，當(dāng)氧濃度降低時(shí)，則液體就無(wú)法被點(diǎn)燃和持續(xù)燃燒。研究液體在不同氧濃度下的燃燒特性，對(duì)于液體的安全運(yùn)輸和儲(chǔ)存，具有重要的意義。
[0003]現(xiàn)有的一些進(jìn)行燃燒特性研究的氧指數(shù)測(cè)定儀主要針對(duì)固態(tài)建材進(jìn)行氧指數(shù)測(cè)定，無(wú)法對(duì)無(wú)固定形態(tài)的液體在不同氧濃度下的燃燒狀態(tài)及燃燒溫度等進(jìn)行分析和記錄。
[0004]而一些阻燃改性浙青的氧指數(shù)測(cè)試方法，采用輕型0#柴油作為引燃劑，此類(lèi)方法和裝置則主要針對(duì)浙青進(jìn)行氧指數(shù)測(cè)定，無(wú)法對(duì)液體在不同氧濃度下的燃燒狀態(tài)及燃燒溫度等進(jìn)行分析和記錄。
[0005]因此，針對(duì)上述情況，需研制一種專(zhuān)用于液體在不同氧濃度下燃燒特性的裝置，該裝置不僅能夠在不同的氧濃度條件下進(jìn)行液體的可點(diǎn)燃性試驗(yàn)，還能記錄液體在不同氧濃度下被點(diǎn)燃后的火焰溫度、火焰高度，并且可基于相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)定液體的氧指數(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種可監(jiān)測(cè)不同氧濃度下液體燃燒特性的裝置和方法。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
一種測(cè)定液體燃燒特性的裝置，包括倒扣設(shè)置的透明玻璃筒和置于透明玻璃筒內(nèi)開(kāi)口向上的液體燃燒杯，透明玻璃筒豎直放置于底座上，與底座相連設(shè)有可向透明玻璃筒供氣的供氣裝置及氧濃度控制裝置，透明玻璃筒內(nèi)設(shè)有氧探頭及與氧探頭相連的多通道數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算顯示裝置，透明玻璃筒內(nèi)位于液體燃燒杯的上方設(shè)有與多通道數(shù)據(jù)采集器相連用于測(cè)量火焰溫度和高度的熱電偶樹(shù)。
[0008]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，液體燃燒杯緊固有固定鋼絲，固定鋼絲的直徑為I?3mm,熱電偶樹(shù)豎直安裝在固定鋼絲上。
[0009]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，熱電偶樹(shù)包括位于液體燃燒杯上方的3?5根相互平行的熱電偶，熱電偶為K型鎧裝熱電偶，K型鎧裝熱電偶的鎧裝部分外護(hù)套外徑為
0.2 ?1.0mm。
[0010]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，各熱電偶的水平部分長(zhǎng)度為10?50mm，兩相鄰的熱電偶間的距離及最低位熱電偶與液體燃燒杯頂端間的距離相等，距離為5?30mm。[0011 ] 進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，各熱電偶的熱接點(diǎn)位于液體燃燒杯的中心法線上。
[0012]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，液體燃燒杯的容積為2?20ml，液體燃燒杯為高溫玻璃杯或者不銹鋼杯。
[0013]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，多通道數(shù)據(jù)采集器的通道數(shù)為6?20。
[0014]一種使用上述測(cè)定液體燃燒特性的裝置測(cè)定液體燃燒特性的方法，包括以下步驟:
1)、在液體燃燒杯內(nèi)加入可燃液體，通過(guò)供氣裝置向透明玻璃筒供氣，同時(shí)通過(guò)氧濃度控制裝置調(diào)節(jié)進(jìn)入透明玻璃筒內(nèi)的氣體至合適氧濃度；
2)、點(diǎn)燃液體燃燒杯內(nèi)的可燃液體，通過(guò)多通道數(shù)據(jù)采集器采集通過(guò)氧探頭測(cè)得的氣流氧濃度數(shù)值和通過(guò)熱電偶樹(shù)測(cè)得的火焰溫度數(shù)值；
3)、通過(guò)氧濃度控制裝置調(diào)節(jié)進(jìn)入透明玻璃筒內(nèi)的氧氣濃度，透過(guò)透明玻璃筒觀察液體燃燒狀況，至液體燃燒完畢后停止數(shù)據(jù)采集。
[0015]本發(fā)明的有益效果:此測(cè)定液體燃燒特性的裝置和方法可通過(guò)氧濃度控制裝置調(diào)節(jié)進(jìn)入透明玻璃筒內(nèi)的氧氣濃度，從而通過(guò)肉眼觀察和數(shù)據(jù)采集觀察不同氧氣濃度狀態(tài)下液體燃燒狀況，從而完成對(duì)液體燃燒特性的測(cè)定。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
圖1是本發(fā)明實(shí)施例整體結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]參照?qǐng)D1，本發(fā)明為一種測(cè)定液體燃燒特性的裝置，包括倒扣設(shè)置的透明玻璃筒6和置于透明玻璃筒6內(nèi)開(kāi)口向上的液體燃燒杯5,透明玻璃筒6豎直放置于底座61上,與底座61相連設(shè)有可向透明玻璃筒6供氣的供氣裝置及氧濃度控制裝置4，透明玻璃筒6內(nèi)設(shè)有氧探頭3及與氧探頭3相連的多通道數(shù)據(jù)采集器2和計(jì)算顯示裝置1，透明玻璃筒6內(nèi)位于液體燃燒杯5的上方設(shè)有與多通道數(shù)據(jù)采集器2相連用于測(cè)量火焰溫度和高度的熱電偶樹(shù)7。
[0018]一種測(cè)定液體燃燒特性的方法，包括以下步驟:
1)、在液體燃燒杯5內(nèi)加入可燃液體,通過(guò)供氣裝置向透明玻璃筒6供氣，同時(shí)通過(guò)氧濃度控制裝置4調(diào)節(jié)進(jìn)入透明玻璃筒6內(nèi)的氣體至合適氧濃度；
2)、點(diǎn)燃液體燃燒杯5內(nèi)的可燃液體，通過(guò)多通道數(shù)據(jù)采集器2采集通過(guò)氧探頭3測(cè)得的氣流氧濃度數(shù)值和通過(guò)熱電偶樹(shù)7測(cè)得的火焰溫度數(shù)值；
3)、通過(guò)氧濃度控制裝置4調(diào)節(jié)進(jìn)入透明玻璃筒6內(nèi)的氧氣濃度，透過(guò)透明玻璃筒6觀察液體燃燒狀況，至液體燃燒完畢后停止數(shù)據(jù)采集。
[0019]此測(cè)定液體燃燒特性的裝置和方法可通過(guò)氧濃度控制裝置4調(diào)節(jié)進(jìn)入透明玻璃筒6內(nèi)的氧氣濃度，從而通過(guò)肉眼觀察和數(shù)據(jù)采集觀察不同氧氣濃度狀態(tài)下液體燃燒狀況，從而完成對(duì)液體燃燒特性的測(cè)定。
[0020]作為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，液體燃燒杯5緊固有固定鋼絲71，固定鋼絲71的直徑為I?3mm，熱電偶樹(shù)7豎直安裝在固定鋼絲71上。
[0021]固定鋼絲71起到固定熱電偶的作用，太粗會(huì)影響到玻璃筒內(nèi)氣體的流動(dòng)，太細(xì)又無(wú)法固定熱電偶，將固定鋼絲的直徑最終優(yōu)選為1mm，可最好的保證其使用性能。
[0022]在添加可燃液體時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)固定鋼絲71，使得熱電偶樹(shù)7避開(kāi)液體燃燒杯5的頂端，即可通過(guò)液體燃燒杯5的頂端向液體燃燒杯5內(nèi)添加可燃液體。
[0023]作為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式,熱電偶樹(shù)7包括位于液體燃燒杯5上方的3?5根相互平行的熱電偶，熱電偶為K型鎧裝熱電偶，K型鎧裝熱電偶的鎧裝部分外護(hù)套外徑為
0.2 ?1.0mm。
[0024]選取3根相互平行的熱電偶，分別能夠測(cè)量火焰焰心、焰尖、火焰上方的溫度；太細(xì)的熱電偶比較容易損壞，太粗的熱電偶靈敏度會(huì)下降，熱電偶的鎧裝部分外護(hù)套外徑選擇為0.5mm,可保障熱電偶的最佳靈敏度。
[0025]作為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，各熱電偶的水平部分長(zhǎng)度為10?50mm，兩相鄰的熱電偶間的距離及最低位熱電偶與液體燃燒杯5頂端間的距離相等，所述距離為5?30mm。
[0026]熱電偶的水平部分長(zhǎng)度選擇為30mm，熱電偶的水平部分若太短則無(wú)法伸到火焰中心，太長(zhǎng)則會(huì)影響實(shí)驗(yàn)中移動(dòng)玻璃筒的操作；相鄰的熱電偶的間距設(shè)置為20mm，這樣除了能夠使各熱電偶都位于火焰的不同部位以外，還能起到指示火焰的高度的作用。
[0027]作為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，各熱電偶的熱接點(diǎn)位于液體燃燒杯5的中心法線上。
[0028]作為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，液體燃燒杯5的容積為2?20ml，液體燃燒杯5為高溫玻璃杯或者不銹鋼杯。
[0029]選取不銹鋼的液體燃燒杯5，容積設(shè)置為5ml，容積太小的液體燃燒杯其液體的燃燒時(shí)間太短，不利于穩(wěn)定觀測(cè)燃燒過(guò)程，容積太大則會(huì)造成燃料的浪費(fèi)，也會(huì)提高實(shí)驗(yàn)失控而導(dǎo)致的火災(zāi)危險(xiǎn)。
[0030]作為本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，多通道數(shù)據(jù)采集器2的通道數(shù)為6?20。使用6通道的數(shù)據(jù)采集器，這類(lèi)采集器市場(chǎng)上很多種類(lèi)，技術(shù)比較成熟，而且6通道也足夠?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)采集所需。
[0031]通過(guò)氧濃度控制裝置4控制進(jìn)入透明玻璃筒6內(nèi)的氧濃度的過(guò)程中，可分別調(diào)節(jié)02和N2的流量，使之達(dá)到目標(biāo)氧濃度值。如果計(jì)算機(jī)中顯示的氧濃度值比目標(biāo)值低，則可增大02的量或減小N2的量；如果計(jì)算機(jī)中顯示的氧濃度值比目標(biāo)值高，則可減小02的量或增大N2的量；調(diào)節(jié)的過(guò)程同時(shí)保證進(jìn)入玻璃筒氣體的壓力維持在0.1MPa0
[0032]裝置使用過(guò)程中，在系統(tǒng)通電后，氧探頭3會(huì)分析流經(jīng)過(guò)氧探頭3的氣體的氧濃度，并傳輸對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)到多通道數(shù)據(jù)采集器2，同時(shí)熱電偶樹(shù)7的各熱電偶也會(huì)分析流經(jīng)熱電偶熱接點(diǎn)的氣體的溫度，并傳輸對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)到多通道數(shù)據(jù)采集器2。通過(guò)計(jì)算顯示裝置I啟動(dòng)計(jì)算機(jī)軟件后，計(jì)算機(jī)會(huì)發(fā)送指令到多通道數(shù)據(jù)采集器2，后者將采集到的氧濃度信號(hào)和溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)反饋給計(jì)算顯示裝置，計(jì)算機(jī)軟件能夠使得計(jì)算顯示裝置顯示出氧濃度信息和溫度信息。
[0033]根據(jù)測(cè)試的現(xiàn)象，如果在某濃度下液體能夠被點(diǎn)燃，則可通過(guò)熱電偶樹(shù)采集的溫度信息，得到該氧濃度下的火焰溫度以及持續(xù)燃燒時(shí)間的信息，如果在某濃度下液體可被點(diǎn)燃，而將氧濃度降低0.1?1.0%時(shí)，液體不能被點(diǎn)燃，則可判定該氧濃度為這種液體可被點(diǎn)燃的最低氧濃度。
[0034]當(dāng)然，本發(fā)明創(chuàng)造并不局限于上述實(shí)施方式，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可作出等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)定液體燃燒特性的裝置，其特征在于:包括倒扣設(shè)置的透明玻璃筒(6)和置于所述透明玻璃筒(6 )內(nèi)開(kāi)口向上的液體燃燒杯(5 )，所述透明玻璃筒(6 )豎直放置于底座(61)上，與所述底座(61)相連設(shè)有可向透明玻璃筒(6)供氣的供氣裝置及氧濃度控制裝置(4)，所述透明玻璃筒(6)內(nèi)設(shè)有氧探頭(3)及與氧探頭(3)相連的多通道數(shù)據(jù)采集器(2)和計(jì)算顯示裝置(1)，所述透明玻璃筒(6)內(nèi)位于液體燃燒杯(5)的上方設(shè)有與多通道數(shù)據(jù)采集器(2 )相連用于測(cè)量火焰溫度和高度的熱電偶樹(shù)(7 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定液體燃燒特性的裝置，其特征在于:所述液體燃燒杯(5)緊固有固定鋼絲(71)，所述固定鋼絲(71)的直徑為I?3mm，所述熱電偶樹(shù)(7)豎直安裝在固定鋼絲(71)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測(cè)定液體燃燒特性的裝置，其特征在于:所述熱電偶樹(shù)(7)包括位于液體燃燒杯(5)上方的3?5根相互平行的熱電偶，所述熱電偶為K型鎧裝熱電偶，所述K型鎧裝熱電偶的鎧裝部分外護(hù)套外徑為0.2?1.0mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)定液體燃燒特性的裝置，其特征在于:各所述熱電偶的水平部分長(zhǎng)度為10?50mm，兩相鄰的所述熱電偶間的距離及最低位熱電偶與液體燃燒杯(5)頂端間的距離相等，所述距離為5?30mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)定液體燃燒特性的裝置，其特征在于:各所述熱電偶的熱接點(diǎn)位于液體燃燒杯(5)的中心法線上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測(cè)定液體燃燒特性的裝置，其特征在于:所述液體燃燒杯(5)的容積為2?20ml，所述液體燃燒杯(5)為高溫玻璃杯或者不銹鋼杯。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測(cè)定液體燃燒特性的裝置，其特征在于:所述多通道數(shù)據(jù)采集器(2)的通道數(shù)為6?20。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置測(cè)定液體燃燒特性的方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)、在液體燃燒杯(5)內(nèi)加入可燃液體,通過(guò)供氣裝置向透明玻璃筒(6)供氣，同時(shí)通過(guò)氧濃度控制裝置(4)調(diào)節(jié)進(jìn)入透明玻璃筒(6)內(nèi)的氣體至合適氧濃度； 2)、點(diǎn)燃液體燃燒杯(5)內(nèi)的可燃液體，通過(guò)多通道數(shù)據(jù)采集器(2)采集通過(guò)氧探頭(3)測(cè)得的氣流氧濃度數(shù)值和通過(guò)熱電偶樹(shù)(7)測(cè)得的火焰溫度數(shù)值； 3)、通過(guò)氧濃度控制裝置(4)調(diào)節(jié)進(jìn)入透明玻璃筒(6)內(nèi)的氧氣濃度，透過(guò)透明玻璃筒(6)觀察液體燃燒狀況，至液體燃燒完畢后停止數(shù)據(jù)采集。
【文檔編號(hào)】G01N31/12GK104076119SQ201410274337
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】劉建勇, 梁棟, 趙俠, 王粵, 鄔玉龍, 李海倫, 易愛(ài)華, 余穩(wěn)松, 吳欣 申請(qǐng)人:廣州市建筑材料工業(yè)研究所有限公司, 中山大學(xué)