[实用新型]一种烟雾粒子消光及散射特性测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及烟雾消光与散射特性测量的技术领域，具体涉及一种烟雾粒子消光及散射特性测量装置。

背景技术

烟雾是火灾早期的重要火灾参考量，通过对火灾烟雾的探测可以实现火灾的极早期报警，因此火灾烟雾探测技术一直是火灾探测领域的研究热点。常用的烟雾探测方法是测量烟雾粒子的消光特性或散射特性，比如点型光电感烟探测器是基于光散射理论研制的，线型光束感烟探测器则是根据烟雾的消光特性研制的，深入了解烟雾粒子的消光及散射特性有助于探测技术的研究发展。烟雾粒子的消光及散射特性与光源发射的波长和烟雾粒子种类和尺寸等因素相关，烟雾探测技术中选择合适的发射波长，以及选择合适的探测角度，可以有效提高探测性能，并降低误报率。

本实用新型主要应用于对GB4715-2005《点型感烟火灾探测器》中规定的四种标准试验火(木材热解阴燃火、棉绳阴燃火、聚氨酯塑料火和正庚烷火)产生的烟雾粒子的测量，通过研究不同烟雾粒子的消光和散射特性，为火灾探测领域研究提供实验数据支撑。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是实现烟雾粒子的消光和散射特性的测量，为感烟探测器的研制奠定实验数据基础。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种烟雾粒子消光及散射特性测量装置，包括烟雾产生装置、烟雾缓冲装置、激光发射装置和信号接收处理装置；其中：

所述的烟雾产生装置包括产烟箱及烟雾测量段，产烟箱两侧有玻璃视窗，可以观察到箱内的试验情况，该产烟箱可以实现四种规定的标准试验火，产生的烟雾由于排烟风机的作用向上运动通过测量段，测量段中间位置配置有固定安装激光光源和光敏二极管的圆柱形套筒，套筒内端面安装有玻璃镜片，可防止产烟箱内烟雾粒子直接接触污染激光光源或光敏二极管；

所述的烟雾缓冲装置包括缓冲容器和排烟风机，缓冲容器作用在于使测量段气流运动稳定，减少外界环境的影响，排烟风机的可以使装置内气流稳定向上运动；

所述激光发射装置包括稳压电源及激光光源，根据实验需要，可以更换激光光源的发射波长及发射功率；

所述信号接收处理装置包括光敏二极管、信号放大器、数据采集卡及计算机，由光敏二极管接收到消光或散射光强并转换成电信号，电信号由信号放大器进行放大，再由数据采集卡采集到电脑上，得到实验数据结果。

本实用新型有益效果：

1、本实用新型装置将烟雾粒子限制在装置内部，不会污染其他实验设备。

2、烟雾粒子向上运动通过截面较小的测量段，可以使只有少量烟雾粒子的情况下探测到消光或散射信号，有利于测量早期烟雾粒子的消光或散射特性。

3、测量段的固定安装套筒可以根据需要配置相对角度，方便测量所需角度的散射信号。

4、测量段的固定安装套筒保证了发生消光或散射时的光程是一定的，实验的可重复性较好，同时也有利于做不同种类烟雾粒子之间的横向对比实验。

附图说明

图1为实验装置整体示意图；

图2为测量段斜视和俯视示意图，其中图2(a)为测量段斜视示意图，图2(b)为测量段俯视示意图；

图3为实验设备示意图；

图4为具体实施方式1和2示意图，其中图4(a)为实施例1安装示意图，图4(b)为实施例2安装示意图；

其中，1为激光光源，2为光敏二极管，3为排烟风机，4为缓冲容器，5为激光光源和光敏二极管的固定安装套筒，6为测量段，7为产烟箱，8为烟源，9为玻璃镜片，10为激光光源的稳压电源，11为信号放大器，12为数据采集卡，13为计算机，14为激光光束，15为烟雾粒子云，16为消光器。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本实用新型。

实施例1

测量烟雾粒子的消光特性，测量段上一种可行的固定安装套筒5配置方式如图4(a)所示，沿着圆周每隔30°配置一个固定安装套筒5。为了减少环境光对光敏原件的影响，选择近红外波长的激光光源1，比如850nm的激光二极管模块，实验步骤如下：

1)将激光光源1安装到固定安装套筒5，正对面位置安装光敏二极管2；

2)将其余固定安装套筒封闭，屏蔽外界环境光，将实验材料放入产烟箱；

3)完成各实验设备接线，点亮激光光源1，启动信号放大器11、数据采集卡12和相应计算机软件；

4)打开排烟风机3，调到低档，对材料进行加热或点燃，使之发烟；