[发明专利]一种测定粉尘云燃烧爆炸特性的实验装置及方法

权利要求书

1.一种测定粉尘云燃烧爆炸特性的实验装置，其特征在于：它包括一粉尘云燃烧爆炸发生装置和一压力/温度数据采集装置；

所述粉尘云燃烧爆炸发生装置包括一多孔稳流喷粉管路（1）、一电火花点火装置（2）和一特制石英玻璃管（3）组成；所述多孔稳流喷粉管路（1）由一迷你空压机（4）进行供气，一气源处理器（5）进行调压，一电磁阀（6）进行管路开闭，一多孔气体分流器（7）进行稳流喷气；所述电火花点火装置（2）由一电火花对电极（8）通过小型气动装置（9）移动触发点火，电火花点火能量由电火花点火电路（10）进行调控；所述一特制石英玻璃管（3）上开有可插入电火花对电极（8）的对称固定孔（11），特制石英玻璃管（3）顶端有用于装设泄爆片（12）的紧固装置（13）；

所述压力/温度数据采集装置包括一可装设等角度六个热电偶（14）或六个压力传感器（15）的移动拆卸式固定架（16），一用于压力/温度数据采集的数据采集器（17）和控制计算机（18）；所述的热电偶（14）和压力传感器（15）可根据需要进行单独和组合使用，所述热电偶（14）和压力传感器（15）分别通过热电偶专用线（19）和压力传感器专用线（20）与数据采集器（17）相连，并通过在控制计算机（18）上安装的配套软件进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种测定粉尘云燃烧爆炸特性的实验装置，其特征在于：所述电火花点火装置（2）通过电火花点火电路（10）中的电容器（21）来调控电火花点火能量，电容器（21）对应小能量和大能量两大类多个可选能级的电火花可自由选择；所述电火花点火电路（10）通过继电开关（22）进行电容器（21）充电和实验启动，通过单向整流桥（23）将交流电转换为直流电，通过变压器（24）将电压升至所需值，通过第一同步定时器（25）和第二同步控制器（26）对实验启动时间和点火延迟时间进行设定。

3.根据权利要求1所述的一种测定粉尘云燃烧爆炸特性的实验装置，其特征在于：所述特制石英玻璃管（3）底部安装蘑菇状分散器（27）和多孔气体分流器（7），并与多孔稳流喷粉管路（1）相连接，实现待测粉尘从蘑菇状分散器（27）底部均匀吹起；所述特制石英玻璃管（3）底部一定距离开有对称固定孔（11）用于插入电火花对电极（8），特制石英玻璃管（3）顶端设有泄爆片的紧固装置（13），可安装不同尺寸的泄爆片（12）。

4.根据权利要求1所述的一种测定粉尘云燃烧爆炸特性的实验装置，其特征在于：所述热电偶（14）可直接测量实验过程中粉尘云燃烧爆炸火球的温度，所述压力传感器（15）可直接测量实验过程中粉尘云燃烧爆炸过程中产生的压力，所述热电偶（14）和压力传感器（15）与数据采集器（17）相连接，并将相关实验数据实时保存到控制计算机（18）中，热电偶（14）和压力传感器（15）的安装数量和安装位置均可通过移动拆卸式固定架（16）和其上的移动圆环（28）进行调整，所述移动拆卸式固定架（16）上标有刻度尺，能够直接显示安装高度。

5.一种测定粉尘云燃烧爆炸特性的实验方法，其特征在于：包括利用权力要求1-4所述的实验装置进行粉尘云燃烧爆炸特征参数的测定，包括粉尘云最小点火能测定和粉尘云燃烧爆炸压力/温度测定，实验步骤如下：

步骤一：取下特制石英玻璃管，清理特制石英玻璃管内和蘑菇状分散器底座上的残留粉末，清理完毕后将一定量的待测原始样品均匀倒下，放回特制石英玻璃管，将电火花对电极插入到特制石英玻璃管预设的对称固定孔内，并将点火对电极调整到合适间距后固定；

步骤二：通过电火花点火能量选择按钮选定实验所需点火能，通过气源处理器设定喷粉压力，通过同步定时器设定好实验启动时间和电火花点火延迟时间，按照特定位置架好热电偶和压力传感器；

步骤三：打开控制计算机上安装的配套软件，接通设备电源给电容器充电，充电完毕后通过继电开关启动实验，通过数据采集器和配套软件记录热电偶和压力传感器测得的实验数据；

步骤四：断开电源，记录相关实验数据；选定不同的电火花点火能量、泄爆片或测量位置，重复实验，得出最终实验结果；注：待测原始样品实验前，需基于标准样品对实验设备的精确性进行验证，实验方法如上述步骤，验证合格后才能开始实验。

6.根据权利要求5所述的一种测定粉尘云燃烧爆炸特性的实验方法，其特征在于：通过变压器（24）将220V交流电升至高电压后，经单向整流桥（23）对电容器（21）进行充电，根据电容器电能计算公式E=0.5CU²，提高电压值可有效降低电火花点火能量损失，并通过测量电容器（21）放电时的电压和电流，进一步精确电火花点火能量值。