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專利名稱：非金屬燃燒速率試驗儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于非金屬燃燒速率試驗儀，特別涉及一種非金屬燃燒速率試驗儀。
目前危險品是國際上強(qiáng)制檢驗的產(chǎn)品。由于其危險性，在生產(chǎn)和儲運中如包裝不當(dāng)很容易發(fā)生燃燒爆炸事故。為了保證儲運中的安全，必須在包裝前對危險品按國際危規(guī)正確的進(jìn)行分類，然后根據(jù)其分類選擇適當(dāng)?shù)陌b。以往經(jīng)常發(fā)生由于危險品分類不正確，導(dǎo)致錯誤選擇包裝而發(fā)生安全事故。國內(nèi)、外均尚無類似試驗設(shè)備，本發(fā)明的目的是提供一種非金屬燃燒速率試驗儀，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足。本試驗儀通過測試非金屬物質(zhì)傳播燃燒的能力確定其是否屬于第4類易燃固體并劃分包裝類別。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種非金屬燃燒速率試驗儀，其特征為機(jī)殼11有平板6，平板一端有帶電磁閥3和高壓點火器4的燃?xì)庾?，平板上有一排孔，孔內(nèi)有，熱電偶傳感器，機(jī)殼內(nèi)有數(shù)據(jù)采集控制模塊，數(shù)據(jù)采集控制模塊連接機(jī)外的計算機(jī)14。
數(shù)據(jù)采集控制模塊由溫度傳感器模塊16、繼電器19，繼電器控制模塊18、通訊模塊17組成；熱電偶傳感器7、8、9、10連接溫度傳感器模塊，高壓點火器和電磁閥連接繼電器19，再連接繼電器控制模塊18，繼電器控制模塊和溫度傳感器模塊連接通訊模塊，通訊模塊連接計算機(jī)。
本發(fā)明的優(yōu)點是本試驗儀采用了先進(jìn)的傳感器技術(shù)感知燃燒情況，用計算機(jī)控制點燃物質(zhì)并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理，數(shù)據(jù)處理自動化，達(dá)到了使測試精度高、速度快、自動化勞，動強(qiáng)度底。以往試驗設(shè)備燃燒判斷是靠人眼觀察，由于有的燃燒不明顯、無火焰或不發(fā)煙，造成觀察誤差。另外燃燒的具體位置肉眼不易判斷，加之用人工計時的誤差，使測得的燃燒速率誤差可達(dá)5％。而此套設(shè)備采用溫度傳感器溫度采集，計算機(jī)實時加熱控制，溫度采集靈敏度達(dá)到±0.1℃，通過特殊的燃燒判斷算法，濾除了干擾信號，使燃燒判斷精確到1/5秒；加上計算機(jī)進(jìn)行計時并計算速率，大大提高了試驗準(zhǔn)確性。此外，如采用手工點火、記錄耗時長，采用自動點火、自動記錄、計時后可減少一半時間，效率提高，每批樣品節(jié)約可觀的檢驗時間和寶貴的人力，加快了檢驗出證書的周期，提高了工作效率。
以下結(jié)合
實施例圖1是非金屬燃燒速率試驗儀外觀圖圖2是非金屬燃燒速率試驗儀結(jié)構(gòu)原理圖圖3是非金屬燃燒速率試驗儀數(shù)據(jù)模塊原理圖圖4是非金屬燃燒速率試驗儀式樣模具分解圖圖5是非金屬燃燒速率試驗儀式樣模具剖面圖圖6是非金屬燃燒速率試驗儀主程序圖圖7是非金屬燃燒速率試驗儀溫度顯示及燃燒感應(yīng)判斷模塊圖圖8是非金屬燃燒速率試驗儀自動點火圖本試驗儀包括氣源1，電磁閥3，高壓點火1器4，平板6，熱電偶傳感器7、8、9、10，12數(shù)據(jù)采集控制模塊，計算機(jī)14各部件位置關(guān)系及連接方式見附圖1、2。
在測試開始前，先將商業(yè)形式的粒狀或顆粒狀的待測物質(zhì)松散地裝入模具(圖4)，然后讓模具(圖4)從高處跌落在硬表面上三次，把平板6)安放在模具頂上，把模具(圖4)倒置扣在平板6)上，試樣為截面三角型的長條。并將試樣的時間測定段之外30至40毫米處全部濕潤。
本試驗儀采用計算機(jī)控制點燃試驗物質(zhì)。由氣源1)提供液化氣作為燃燒氣源，液化氣通過氣管2)輸送到試驗儀。由計算機(jī)控制電磁閥3)與高壓點火器4)同時動作，將液化氣點燃作為試驗火源15)。電磁閥3)安置在液化氣入口處13)控制液化氣流入。高壓點火器4)的工作原理為計算機(jī)輸出控制信號通過數(shù)據(jù)采集控制模塊12)接通高壓點火器4)內(nèi)電磁升壓線圈，產(chǎn)生高壓電，高壓電通過點火電纜10)在液化氣出口12)擊穿空氣產(chǎn)生電火花點燃液化氣。高壓點火器4)實現(xiàn)了低壓控制高壓，且當(dāng)放電點火后5秒放電自動停止，確保操作安全。
本試驗儀采用計算機(jī)自動感知燃燒情況，由熱電偶傳感器7-10)采集平板6)上試樣5)的溫度。當(dāng)試驗時試樣如能被點燃，則將沿著平板6)燃燒，當(dāng)燃燒部位經(jīng)過熱電偶7-10)所在位置時，熱電偶7-10)立即感受到溫度的變化，隨溫度變化輸出毫伏級的電壓變化。輸出的電信號還無法直接利用，須經(jīng)過數(shù)據(jù)采集控制模塊12)將其變?yōu)橛嬎銠C(jī)能識別的串行總線信號。
數(shù)據(jù)采集控制模塊(圖3)由溫度傳感器模塊16)、繼電器19，繼電器控制模塊18)、通訊模塊17)組成。熱電偶傳感器7、8、9、10)檢測到溫度變化，通過微電壓信號傳入溫度傳感器模塊，溫度傳感器模塊將微電壓信號經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換和一系列信號調(diào)理后以RS485串行標(biāo)準(zhǔn)信號形式分別對應(yīng)輸入通訊模塊，再經(jīng)過通訊模塊將信號轉(zhuǎn)換至RS232標(biāo)準(zhǔn)信號接至計算機(jī)。計算機(jī)內(nèi)的專用數(shù)據(jù)處理軟件(程序框圖見附圖3—7)從接口讀取數(shù)據(jù)后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
計算機(jī)軟件用Microsoft Visual Basic5.0語言編寫。整個軟件由主程序(見圖6)、溫度測量顯示模塊(見圖7)、燃燒感應(yīng)判斷模塊(見圖7)、自動點火模塊(見圖8)、數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)瀏覽模塊、退出系統(tǒng)模塊等軟件模塊組成。
主程序(見圖6)(1)在程序啟動時先顯示測試主界面及操作菜單。
(2)設(shè)定通訊端口的通訊協(xié)議波特率為9600，無奇偶校驗，8位數(shù)據(jù)，1位停止位。
(3)當(dāng)輸入占用時，告訴VB控件讀入整個緩沖區(qū)。
(4)程序打開通訊端口COM1。
溫度測量顯示模塊(見圖7)(1)溫度測量顯示模塊首先初始化COM1接口。
(2)從COM1接口向溫度采集模塊發(fā)出讀入溫度信號的請求信號。
(3)從溫度采集模塊讀入溫度傳感器的信號。
(4)計算機(jī)將信號計算轉(zhuǎn)化為溫度值。
(5)在屏幕上將轉(zhuǎn)化結(jié)果作為當(dāng)前溫度值顯示。
燃燒感應(yīng)判斷模塊(見圖7)(1)程序?qū)⒄{(diào)用溫度測量顯示模塊(見圖7)測得的各點溫度值。該模塊的作用是通過特定算法判斷各點燃燒情況。
(2)在試驗規(guī)定時間內(nèi)，如果傳感器、處燃燒，則開始計時。
(3)當(dāng)傳感器處、燃燒時，計時停止。根據(jù)計時結(jié)果可算出燃燒速率。
(4)如果傳感器、處燃燒，則開始計時。
(5)當(dāng)傳感器、處燃燒時，計時停止。根據(jù)計時結(jié)果可算出火焰通過濕潤段的時間。
(6)根據(jù)燃燒速率及火焰通過濕潤段的時間，程序自動對試樣劃分危險品類別及包裝類別。
自動點火模塊(見圖8)(1)從數(shù)據(jù)端口coml輸出電磁閥及點火控制信號。
(2)由控制模塊輸出開關(guān)信號控制固態(tài)繼電器啟動電磁閥，注入液化氣。
(3)由控制模塊輸出開關(guān)信號接通高壓點火器，電磁升壓線圈產(chǎn)生高壓電。
(4)高壓電擊穿空氣產(chǎn)生電火花點燃液化氣。
(5)液化氣燃燒作為試驗火源點燃試樣。
數(shù)據(jù)存儲模塊
(1)按下在程序主界面下的“數(shù)據(jù)存儲”按鈕。
(2)系統(tǒng)軟件將調(diào)用數(shù)據(jù)存儲模塊(見圖8)。該模塊可將測得的一系列數(shù)據(jù)存入到計算機(jī)中，以后可以方便的調(diào)出瀏覽及打印。
(3)進(jìn)入到數(shù)據(jù)存儲模塊中，首先顯示一個窗口用來輸入樣品編號。
(4)在輸入完畢后按“確定”按鈕結(jié)束輸入。
(5)系統(tǒng)將自動為此次檢驗結(jié)果編序。
(6)存入到系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)庫中所給的序號是唯一對應(yīng)的。
(7)首先打開數(shù)據(jù)庫。
(8)將數(shù)據(jù)庫指針移到數(shù)據(jù)庫的末尾。
(9)將最新的檢驗數(shù)據(jù)存放到數(shù)據(jù)庫末尾。
(10)關(guān)閉數(shù)據(jù)庫返回主界面。
數(shù)據(jù)瀏覽模塊(1)在軟件主界面下按“數(shù)據(jù)瀏覽”按鈕將調(diào)用數(shù)據(jù)瀏覽模塊。該模塊是用來將存儲的檢驗數(shù)據(jù)調(diào)出以供瀏覽及打印。
(2)程序首先顯示數(shù)據(jù)瀏覽及報表生成界面。界面上的窗口顯示了樣品編號的列表。
(3)用戶用窗口控制條可以選擇不同的樣品編號。
(4)在選定了所需要瀏覽或打印的樣品編號之后，按“報表生成”按鈕可進(jìn)行報表生成。
(5)打開所指定樣品編號的數(shù)據(jù)庫。
(6)定義所要顯示的字段。
(7)調(diào)用Microsoft Visual Basic所特有的CrystalReports控件，生成廠家檢驗結(jié)果報表。
(8)顯示在屏幕上。
(9)按下顯示的報表下端的“print”按鈕。
(10)彈出打印機(jī)設(shè)置窗口。
(11)在對打印機(jī)設(shè)置完畢以后按“OK”按鈕。
(12)打印機(jī)自動打印報表。
(13)也可以按顯示的報表下端的“close”按鈕(14)程序返回數(shù)據(jù)瀏覽界面。
退出系統(tǒng)模塊(1)在軟件主界面下按“退出”按鈕。
(2)調(diào)用系統(tǒng)退出模塊。
(3)關(guān)閉所有的數(shù)據(jù)庫及窗口。
(4)清除未保存的數(shù)據(jù)。
(5)退出程序。通過以上軟件，計算機(jī)可以完成自動點火、自動測量并判斷結(jié)果、智能存儲、瀏覽打印等強(qiáng)大功能，從而實現(xiàn)了試驗的自動化。該試驗儀的最高試驗溫度可達(dá)1000℃，要求系統(tǒng)溫度傳感器的測量范圍大、耐高溫、靈敏度高，制作時我們采用了測量范圍為0℃-1000℃高溫?zé)犭娕迹芎玫臐M足了要求。加上計算機(jī)自動數(shù)據(jù)采集，使系統(tǒng)更安全可靠。以往的點火裝置由人工用點火槍點燃，安全性差，準(zhǔn)確性降低。采用高壓自動點火，安全可靠。全新的計算機(jī)自動數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)是以往設(shè)備所無法比擬的，高度的智能化管理使系統(tǒng)大大提高了效率，節(jié)省了人力，增加了可靠安全程度，取得了不小的進(jìn)步。
權(quán)利要求1.一種非金屬燃燒速率試驗儀，其特征為機(jī)殼11有平板6，平板一端有帶電磁閥3和高壓點火器4的燃?xì)庾?，平板上有一排孔，孔內(nèi)有，熱電偶傳感器，機(jī)殼內(nèi)有數(shù)據(jù)采集控制模塊，數(shù)據(jù)采集控制模塊連接機(jī)外的計算機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非金屬燃燒速率試驗儀，其特征為數(shù)據(jù)采集控制模塊由溫度傳感器模塊16、繼電器19，繼電器控制模塊18、通訊模塊17組成；熱電偶傳感器7、8、9、10連接溫度傳感器模塊，電磁閥連接繼電器19，再連接繼電器控制模塊18，繼電器控制模塊和溫度傳感器模塊連接通訊模塊，通訊模塊連接計算機(jī)。
專利摘要一種非金屬燃燒速率試驗儀,其特征為:機(jī)殼11有平板6,平板一端有帶電磁閥3和高壓點火器4的燃?xì)庾?,平板上有一排孔,孔內(nèi)有,熱電偶傳感器,機(jī)殼內(nèi)有數(shù)據(jù)采集控制模塊,數(shù)據(jù)采集控制模塊連接機(jī)外的計算機(jī)。用計算機(jī)控制點燃物質(zhì)并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理,數(shù)據(jù)處理自動化,達(dá)到了使測試精度高、速度快、自動化勞動強(qiáng)度低。
文檔編號G01N25/22GK2465183SQ0120506
公開日2001年12月12日 申請日期2001年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月22日
發(fā)明者王利兵, 李寧濤, 李晶, 趙好力寶 申請人:中華人民共和國天津出入境檢驗檢疫局