一種便攜式火災試驗熱釋放速率測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種便攜式火災試驗熱釋放速率測量裝置，主要用于火災規(guī)模較大的 現(xiàn)場火災試驗。
【背景技術】：
[0002] 火災會對人類社會和自然造成巨大的破壞，熱釋放速率是描述火災過程的一個重 要參數(shù)，它體現(xiàn)了火災中能量釋放的多少，是決定火災發(fā)展和火災危險的基本參數(shù)，其單位 通常為kw，表示單位時間內釋放的能量，火災科學試驗中需要測量熱釋放速率隨時間變化， 由此對火災大小進行量化分析。
[0003] 進行大尺度火災中可燃物熱釋放速率的實驗測量具有重要意義，因為大尺度的實 驗可以模擬真實的火災環(huán)境，測試結果比較可靠，大尺度的實驗不僅可以評價可燃物在火 災中更為真實的行為規(guī)律，還可同步考察可燃物引起的周圍環(huán)境火災動力學參數(shù)的變化。
[0004] 目前，考查火災試驗中可燃物熱釋放速率的途徑主要有三種：
[0005] 1)經驗公式法:對于油池火、木垛火等火源，已有一些經典公式對其熱釋放速率進 行估算，但其缺點是只能估算峰值熱釋放速率，不能反映火源熱釋放率隨時間變化的特性， 因此其預測結果與實際數(shù)據(jù)之間的誤差較大；
[0006] 2)耗氧原理法:根據(jù)大量火災試驗數(shù)據(jù)獲知，大部分燃料燃燒過程中消耗單位質 量氧氣所產生的能量約為13. lMJ/kg，因此可根據(jù)燃燒產物中氧氣濃度變化來計算火源熱 釋放速率。但該類方法通常需要大型集煙罩，精確搜集燃燒煙氣，且需要配套的高精度氣體 成分分析設備，而現(xiàn)場試驗基本不能達到該要求；
[0007] 3)失重法:對燃料的質量損失進行實時測量，獲取質量損失速率，再乘以燃料的燃 燒熱值來進行計算，即
[0008] Ο = χΜΙ, m C l)
[0009] 式中Q為熱釋放速率，x為燃料燃燒效率，ΛΗ。為燃料燃燒熱值，士火源質量損失速 率。/?則需要使用稱重系統(tǒng)系統(tǒng)進行實時測量，獲取燃料的質量損失速率。目前應用失重法 主要依靠購買商用電子天平對燃料質量損失數(shù)據(jù)進行測量，但常規(guī)的電子天平通常尺寸固 定，無法依據(jù)試驗中燃料的面積變化而進行調節(jié)，稱重操作過程復雜，且體積笨重不方便攜 帶。另外，使用常規(guī)的電子天平不能在現(xiàn)場快速獲取熱釋放速率隨時間變化的規(guī)律，對于大 尺度現(xiàn)場火災試驗尤為不便。

【發(fā)明內容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于提供一種攜帶方便且能快速提供熱釋放速率隨時間變化規(guī)律 的火災試驗熱釋放速率測量裝置。
[0011] 本發(fā)明提供的便攜式火災試驗熱釋放速率測量裝置包括用于盛裝燃料的油盤、以 及隔熱層、稱重模塊、重量變送器、數(shù)據(jù)處理裝置和顯示器，所述油盤放置在數(shù)個稱重模塊 上，油盤和稱重模塊之間設有隔熱層，所述重量變送器與稱重模塊相連，將稱重模塊的重量 信號轉化為數(shù)字信號，所述數(shù)據(jù)處理裝置與重量變送器相連，將接收到的數(shù)字信號通過公 式β = 計算出熱釋放速率并由顯示器顯示，式中：Q為熱釋放速率，X為燃料燃燒效率， A H。為燃料燃燒熱值，々為燃料質量損失速率。
[0012] 進一步地，隔熱層與稱重模塊之間設有承重支架。
[0013] 更進一步地，油盤由多個油盤組合而成。
[0014]進一步地，稱重模塊為四個。
[0015] 進一步地，數(shù)據(jù)處理裝置與重量變送器通過藍牙無線連接。
[0016] 本發(fā)明裝置能實時計算、顯示和儲存火源熱釋放速率數(shù)據(jù)，從而能在現(xiàn)場快速獲 取熱釋放速率隨時間變化的規(guī)律，此外，本發(fā)明裝置結構簡單、操作便捷、精度較高且便于 攜帶，能適用于不同大小的火源，尤其適用于大面積現(xiàn)場火災試驗。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明實施例1的結構示意圖。
[0018] 圖2為圖1所示結構的分解圖。
[0019] 圖3為本發(fā)明實施例2的結構示意圖。
[0020]圖4為圖3所示結構的分解圖。
[0021]圖1、圖3中的各零件均按透明件畫出，以便于表示結構。
[0022]圖中：1一數(shù)據(jù)處理裝置2-油盤3-隔熱層4一稱重模塊5-重量變送器6-顯 示器7-藍牙信號發(fā)送器8-承重支架
【具體實施方式】 [0023] 實施例1
[0024]如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括數(shù)據(jù)處理裝置1、油盤2、隔熱層3、稱重模塊4、重量變 送器5和顯示器6,油盤2放置在四個稱重模塊4上，用于盛裝燃料，為了實現(xiàn)對稱重模塊4的 隔熱保護，在油盤2和稱重模塊4之間設有隔熱層3,隔熱層3可采用防火石膏板、硅酸鈣纖維 板等。重量變送器5通過導線與四個稱重模塊4及數(shù)據(jù)處理裝置1連接，將接收到的重量信號 轉化為數(shù)字信號后傳遞給數(shù)據(jù)處理裝置1，數(shù)據(jù)處理裝置1按公式0 = #,4計算出熱釋放 速率并由顯示器6顯示，式中：Q為熱釋放速率，X為燃料燃燒效率，△ Hc為燃料燃燒熱值，※ 為燃料質量損失速率。
[0025]所述數(shù)據(jù)處理裝置1可采用外接鍵盤的可編程控制器PLC，試驗前可根據(jù)燃料性質 設定多種燃料的燃燒熱值A H。和燃燒效率X，并通過鍵盤預設在PLC中，PLC計算時首先根據(jù) 接收到的相鄰兩次燃料質量數(shù)字信號計算出燃料質量損失速率Λ，然后再根據(jù)公式 士=妗〃,〃;自動計算出熱釋放速率Q，數(shù)字信號每2秒采集一次，每次計算出的熱釋放速率Q 顯示在與PLC相連的顯示器上，從而能在現(xiàn)場快速獲取熱釋放速率隨時間變化的規(guī)律。每次 計算出的熱釋放速率Q也可實時儲存于移動儲存介質(如U盤)中。
[0026]本發(fā)明中的稱重模塊4和重量變送器5可直接從市場購買。
[0027] 實施例2
[0028]如圖3、圖4所示，本發(fā)明包括數(shù)據(jù)處理裝置1、油盤2、隔熱層3、稱重模塊4、重量變 送器5、顯示器6、藍牙信號發(fā)送器7和承重支架8，承重支架8放置在四個稱重模塊4上，隔熱 層3覆蓋在承重支架8上，隔熱層3可采用石棉、巖棉、玻璃棉等無機隔熱材料。油盤2放置在 隔熱層3上，用于盛裝燃料，本實施例中，油盤2由兩個油盤組合而成，主要用于大面積燃燒 現(xiàn)場。重量變送器5通過導線與四個稱重模塊4連接，將接收到的重量信號轉化為數(shù)字信號。 本實施例的數(shù)據(jù)處理裝置1采用連有鍵盤的單片機，單片機內置有藍牙接受模塊，重量變送 器5連接有藍牙信號發(fā)送器7,數(shù)據(jù)處理裝置1通過內置的藍牙接受模塊和藍牙信號發(fā)送器7 與重量變送器5無線連接。
[0029] 與實施例1 一樣，試驗前可根據(jù)燃料性質設定多種燃料的燃燒熱值ΔΗ。和燃燒效 率X，并通過鍵盤預設在單片機中，單片機計算時首先根據(jù)接收到的相鄰兩次燃料質量數(shù)字 信號計算出燃料質量損失速率/?，然后再根據(jù)公式(?=於〃^自動計算出熱釋放速率Q，數(shù) 字信號每2秒采集一次，每次計算出的熱釋放速率Q顯示在與PLC相連的顯示器6上，從而能 在現(xiàn)場快速獲取熱釋放速率隨時間變化的規(guī)律。每次計算出的熱釋放速率Q也可實時儲存 于移動儲存介質(如U盤)中。
[0030] 以上所述僅是本發(fā)明較好的實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何 基于本發(fā)明的方案和構思進行的改進和替換都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內。
【主權項】
1. 一種便攜式火災試驗熱釋放速率測量裝置，包括油盤，用于盛裝燃料，其特征在于： 還包括隔熱層、稱重模塊、重量變送器、數(shù)據(jù)處理裝置和顯示器，所述油盤放置在數(shù)個稱重 模塊上，油盤和稱重模塊之間設有隔熱層，所述重量變送器與稱重模塊相連，將稱重模塊的 重量信號轉化為數(shù)字信號，所述數(shù)據(jù)處理裝置與重量變送器相連，將接收到的數(shù)字信號通 過公式計算出熱釋放速率并由顯示器顯示。2. 根據(jù)權利要求1所述的便攜式火災試驗熱釋放速率測量裝置，其特征在于:所述隔熱 層與稱重模塊之間設有承重支架。3. 根據(jù)權利要求2所述的便攜式火災試驗熱釋放速率測量裝置，其特征在于:所述油盤 由多個油盤組合而成。4. 根據(jù)權利要求1或2所述的便攜式火災試驗熱釋放速率測量裝置，其特征在于:稱重 模塊為四個。5. 根據(jù)權利要求1或2所述的便攜式火災試驗熱釋放速率測量裝置，其特征在于:所述 數(shù)據(jù)處理裝置與重量變送器通過藍牙無線連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種便攜式火災試驗熱釋放速率測量裝置，包括油盤，隔熱層、稱重模塊、重量變送器、數(shù)據(jù)處理裝置和顯示器，所述油盤放置在數(shù)個稱重模塊上，油盤和稱重模塊之間設有隔熱層，所述重量變送器與稱重模塊相連，將稱重模塊的重量信號轉化為數(shù)字信號，所述數(shù)據(jù)處理裝置與重量變送器相連，將接收到的數(shù)字信號通過公式計算出熱釋放速率并由顯示器顯示。
【IPC分類】G01N25/22
【公開號】CN105606648
【申請?zhí)枴緾N201610126145
【發(fā)明人】蔣亞強, 何勤理, 李樂
【申請人】公安部四川消防研究所
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年3月7日