本實用新型屬于火災(zāi)環(huán)境測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地鐵車輛火災(zāi)環(huán)境參數(shù)實驗測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

地鐵是目前世界上能夠有效解決大中型城市居民出行最為經(jīng)濟、高效和便捷的一種交通工具，但由于地鐵運營環(huán)境特點，一旦發(fā)生火災(zāi)，人員疏散和滅火救援的難度非常大，極易帶來嚴重的人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此，開展地鐵車輛火災(zāi)防控技術(shù)研究對提高地鐵車輛消防安全水平起到至關(guān)重要的作用。然而，由于目前缺乏地鐵車輛火災(zāi)環(huán)境參數(shù)實驗測試系統(tǒng)，無法系統(tǒng)科學(xué)分析火災(zāi)時地鐵車輛內(nèi)部與人員生命安全有關(guān)的環(huán)境參數(shù)，進而嚴重制約了地鐵車輛火災(zāi)防控技術(shù)研究的開展。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提出一種地鐵車輛火災(zāi)環(huán)境參數(shù)實驗測試系統(tǒng)，以達到分析火災(zāi)時地鐵車輛內(nèi)部與人員生命安全有關(guān)的環(huán)境參數(shù)，提高地鐵運營安全性，避免人員傷亡和財產(chǎn)損失的目的。

一種地鐵車輛火災(zāi)環(huán)境參數(shù)實驗測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于采集地鐵車廂內(nèi)煙氣、能見度、溫度、熱輻射和光學(xué)密度的實驗測試裝置，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和用于保存數(shù)據(jù)及預(yù)警的計算機終端；

所述的實驗測試裝置包括煙氣分析儀、能見度儀、溫度采集模塊、熱輻射計和光學(xué)密度計；

煙氣分析儀的輸出端、能見度儀的輸出端、溫度采集模塊的輸出端、熱輻射計的輸出端和光學(xué)密度計的輸出端連接數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸入端，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸出端連接計算機終端的輸入端。

所述的煙氣分析儀，其煙氣探頭設(shè)置于距火源中心1～3m的區(qū)域范圍內(nèi)，設(shè)置高度為距車廂地面1.5～2m處。

所述的能見度儀，其光透射探頭設(shè)置于距火源中心1～3m的區(qū)域范圍內(nèi)，設(shè)置高度為距車廂地面1.5～2m處。

所述的溫度采集模塊，其個數(shù)為5個。其中，一個溫度采集模塊設(shè)置于火源正中心，兩個溫度采集模塊設(shè)置于距火源中心0～1m處，另外兩個溫度采集模塊設(shè)置于距火源中心1～3m的區(qū)域范圍內(nèi)，設(shè)置高度為距車廂地面1.5～2m處。

所述的溫度采集模塊包括溫度傳感器、溫度變送模塊、無線傳輸模塊和供電模塊。

所述的熱輻射計，其紅外輻射熱流傳感器設(shè)置于距火源中心1～3m的區(qū)域范圍內(nèi)，設(shè)置高度為距車廂地面1.5～2m處。

所述的透射式探頭設(shè)置于距火源中心1～3m的區(qū)域范圍內(nèi)，設(shè)置高度為距車廂地面1.5～2m處。

本實用新型優(yōu)點：

本實用新型提出一種地鐵車輛火災(zāi)環(huán)境參數(shù)實驗測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以通過實驗測試裝置和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，現(xiàn)場實時采集和獲取地鐵車廂內(nèi)多種氣體(O₂、CO、CO₂和H₂S)濃度、能見度、溫度、輻射熱通量和煙氣密度，用于分析火災(zāi)時地鐵車輛內(nèi)部與人員生命安全有關(guān)的環(huán)境參數(shù)，為開展地鐵車輛火災(zāi)防控技術(shù)研究提供技術(shù)支持，提高地鐵運營安全性，避免人員傷亡和財產(chǎn)損失。

附圖說明

圖1為本實用新型一種實施方式的地鐵車輛火災(zāi)環(huán)境參數(shù)實驗測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本實用新型一種實施方式的溫度采集模塊結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型一種實施例做進一步說明。

本實用新型實施例中，如圖1所示，一種地鐵車輛火災(zāi)環(huán)境參數(shù)實驗測試系統(tǒng)包括用于采集地鐵車廂內(nèi)煙氣、能見度、溫度、熱輻射和光學(xué)密度的實驗測試裝置，以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和用于保存數(shù)據(jù)及預(yù)警的計算機終端；所述的實驗測試裝置包括煙氣分析儀、能見度儀、溫度采集模塊、熱輻射計和光學(xué)密度計；煙氣分析儀的輸出端、能見度儀的輸出端、溫度采集模塊的輸出端、熱輻射計的輸出端和光學(xué)密度計的輸出端連接數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸入端，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的輸出端連接計算機終端的輸入端。

本實用新型實例中，所述的煙氣分析儀選用型號為testo 350煙氣分析儀，其煙氣探頭設(shè)置位置為距火源中心2.0m圓上、設(shè)置高度距車廂地面高度1.6m處，實時檢測地鐵車廂內(nèi)O₂、CO、CO₂和H₂S氣體濃度，所述煙氣分析儀的數(shù)據(jù)輸出端通過RS-485接口轉(zhuǎn)換器連接所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

本實用新型實例中，所述的能見度儀選用型號為HY-TRA10能見度儀，其光透射探頭設(shè)置位置為距火源中心2.0m圓上、設(shè)置高度距車廂地面高度1.6m處，實時檢測地鐵車廂內(nèi)能見度；所述能見度的數(shù)據(jù)輸出端通過RS-485接口轉(zhuǎn)換器連接所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

本實用新型實例中，所述的溫度采集模塊為定制開發(fā)模塊，包括溫度傳感器、溫度變送模塊、無線傳輸模塊和供電模塊；其中溫度傳感器選用K型熱電偶，溫度變送模塊為自主開發(fā)，無線傳輸模塊采用SX1278模塊(工作頻段默認為433MHz)，模塊由6V鋰電池供電；在測試范圍內(nèi)均勻設(shè)置五個溫度采集模塊，其中一個溫度采集模塊設(shè)置位置位于火源正中心、兩個溫度采集模塊設(shè)置位置距火源中心1.0m處、另外兩個溫度采集模塊設(shè)置位置距火源中心2.0m處，設(shè)置高度距車廂地面高度為1.6m處，實時檢測地鐵車廂內(nèi)溫度；所述溫度采集模塊的數(shù)據(jù)輸出端通過無線方式連接所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

本實用新型實例中，所述的熱輻射計選用型號為HFM-4R型多通道輻射熱流計，其RS-30紅外輻射熱流傳感器設(shè)置位置為距火源中心2.0m圓上、設(shè)置高度距車廂地面高度1.6m處，實時檢測地鐵車廂內(nèi)輻射熱通量；所述熱輻射計的數(shù)據(jù)輸出端通過RS-485接口轉(zhuǎn)換器連接所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

本實用新型實例中，所述的光學(xué)密度計選用型號為HI1660光學(xué)煙塵密度計，其透射式探頭設(shè)置位置為距火源中心2.0m圓上、設(shè)置高度距車廂地面高度1.6m處，實時檢測地鐵車廂內(nèi)煙氣密度；所述光學(xué)密度計的數(shù)據(jù)輸出端通過RS-485接口轉(zhuǎn)換器連接所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

本實用新型實例中，所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用輪詢的方式，以1次/秒的頻率通過RS-485接口向各測試裝置發(fā)出數(shù)據(jù)采集指令，各測試裝置收到指令后將數(shù)據(jù)實時反饋到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將收到的數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存中的緩沖區(qū)；同時，為了保證數(shù)據(jù)的完整性和有效性，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在后臺開啟另外一個線程進行數(shù)據(jù)文本化操作，當一組完整的數(shù)據(jù)寫入緩沖區(qū)時，該線程就將該組數(shù)據(jù)實時寫入以TXT格式的文件中。

本實用新型實例中，所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與計算機終端進行通訊，通過數(shù)據(jù)采集軟件將采集的數(shù)據(jù)存儲在計算機終端中，以便實時預(yù)警、顯示及調(diào)閱使用。

本實用新型實例中，煙氣分析儀實時檢測地鐵車廂內(nèi)O₂、CO、CO₂和H₂S氣體濃度，并傳輸至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；能見度儀實時檢測地鐵車廂內(nèi)能見度，并傳輸至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；溫度傳感器實時檢測地鐵車廂內(nèi)溫度，并傳輸至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，由于在地鐵車廂內(nèi)取電及布線困難，溫度采集點較多，因此溫度采集模塊采用無線方式傳送溫度數(shù)據(jù)樣本(溫度采集模塊結(jié)構(gòu)如圖2所示)；熱輻射計實時檢測地鐵車廂內(nèi)輻射熱通量，并傳輸至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；光學(xué)密度計實時檢測地鐵車廂內(nèi)煙氣密度，并傳輸至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集軟件將采集的數(shù)據(jù)存儲在計算機終端中，計算機終端將采集的數(shù)據(jù)與設(shè)定的安全閾值進行比較，本實施例中，O₂氣體濃度安全閾值為14vol％，CO氣體濃度安全閾值為200ppm，CO₂氣體濃度安全閾值為2vol％，H₂S氣體濃度閾值為50ppm，能見度安全閾值為5m，溫度安全閾值為50℃，輻射熱通量安全閾值為5kw/m²，光學(xué)密度安全閾值為10dB/m，若超出設(shè)定安全閾值，則在計算機終端進行預(yù)警。