專利名稱：金屬燃燒速率試驗儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于危險品試驗儀，特別涉及一種金屬燃燒速率試驗儀。
目前危險品是國際上強制檢驗的產(chǎn)品。由于其自身所具備的危險性，在運輸中如其使用包裝不當很容易發(fā)生燃燒爆炸事故。為了保證運輸中的安全，必須在包裝前對危險品按國際危規(guī)正確的進行分類，然后根據(jù)其分類選擇適當?shù)陌b。以往經(jīng)常發(fā)生由于危險品分類不正確，導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，屬于填補危險品檢驗技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)空白。
本發(fā)明的目的是提供一種金屬燃燒速率試驗儀，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足。本試驗儀通過測試金屬物質(zhì)傳播燃燒的能力確定其特性并劃分包裝類別。本試驗儀采用了先進的傳感器技術(shù)感知燃燒情況，用計算機控制點燃物質(zhì)并進行數(shù)據(jù)采集和處理，達到了使測試精度高、速度快、自動化的目的。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種金屬燃燒速率試驗儀，其特征為機殼上有平板，平板上有兩個孔，孔內(nèi)有熱電偶傳感器，平板的一端有氣管，氣管連接電磁閥，再連接帶高壓點火器燃氣頭，電磁閥和熱電偶傳感器連接，數(shù)據(jù)采集控制模塊連接計算機。
數(shù)據(jù)采集控制模塊由溫度傳感器模塊、繼電器的控制模塊、通訊模塊組成，電磁閥連接繼電器的控制模塊，熱電偶傳感器連接溫度傳感器模塊，溫度傳感器模塊和繼電器的控制模塊連接通訊模塊，通訊模塊連接計算機。
本發(fā)明的優(yōu)點是實現(xiàn)了試驗操作、數(shù)據(jù)處理等方面的自動化，勞動強度底，試驗精度高，速度快。
(1)測試效率高采用手工點火、記錄耗時長，而采用自動點火、自動記錄、計時后可減少一半時間。
(2)測試準確以往試驗設(shè)備燃燒判斷是靠肉眼觀察，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，加之人工計時誤差，使測得的燃燒速率誤差可達5％。而此套設(shè)備采用溫度傳感器溫度采集，計算機實時加熱控制，溫度采集靈敏度達到±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。
(3)操作方便手工操作，共需7步驟，且須有試驗操作配合人員。采用此測試儀，自動點火，自動感應(yīng)，自動數(shù)據(jù)處理，全部只需2步驟，且可獨立操作完成。
(4)安全保護性好a.面對計算機進行操作，其余工作全部由計算機控制，保證了操作人員的安全。b.以往的點火裝置由人工用點火槍點燃，安全性差，準確性降低。在研究之后，我們采用高壓自動點火，安全可靠。
以下結(jié)合
實施例圖1是金屬燃燒速率試驗儀外觀圖圖2是金屬燃燒速率試驗儀結(jié)構(gòu)示意圖圖3是金屬燃燒速率試驗儀數(shù)據(jù)采集模塊原理結(jié)構(gòu)圖圖4是金屬燃燒速率試驗儀式樣模具分解圖圖5是金屬燃燒速率試驗儀式樣模具剖面圖圖6是金屬燃燒速率試驗儀主程序圖圖7是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是金屬燃燒速率試驗儀自動點火模塊圖本試驗儀包括1氣源，2氣管，3電磁閥，4高壓點火器，6平板，7、8傳感器，12數(shù)據(jù)采集控制模塊，14計算機，打印機各部件位置關(guān)系及連接方式見附圖2本試驗用于初步確定金屬或金屬合金傳播燃燒的能力，確定物質(zhì)點燃后燃燒時間。
在測試開始前，先將商業(yè)形式的粒狀或顆粒狀的待測金屬物質(zhì)松散地裝入模具(圖4)，然后讓模具從高處跌落在硬表面上三次，把平板6安放在模具頂上，把模具倒置扣在平板上，試樣為截面三角型的長條。
本試驗儀采用計算機控制點燃試驗物質(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20控制液化氣流入。高壓點火器4的工作原理為計算機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在液化氣出口擊穿空氣產(chǎn)生電火花點燃液化氣。高壓點火器實現(xiàn)了低壓控制高壓，且當放電點火后5秒放電自動停止，確保操作安全。
本試驗儀采用計算機自動感知燃燒情況，由熱電偶傳感器7-8采集平板6上試樣5的溫度。當試驗時試樣如能被點燃，則將沿著平板燃燒，當燃燒部位經(jīng)過熱電偶所在位置時，熱電偶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能識別的串行總線信號。
數(shù)據(jù)采集控制模塊由溫度傳感器模塊16、繼電器19的控制模塊SSR18、通訊模塊17組成。熱電偶傳感器7、8檢測到溫度變化，通過微電壓信號傳入溫度傳感器模塊16，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串行標準信號形式分別對應(yīng)輸入通訊模塊17，再經(jīng)過通訊模塊將信號轉(zhuǎn)換至RS232標準信號接至計算機。計算機內(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)后進行數(shù)據(jù)處理。
計算機軟件用Microsoft Visual Basic5.0語言編寫。整個軟件由主程序(見圖5)、溫度測量顯示模塊(見圖6)、燃燒感應(yīng)判斷模塊(見圖6)、自動點火模塊(見圖7)、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5)(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6)(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)果作為當前溫度值顯示。
燃燒感應(yīng)判斷模塊(見圖6)(1)程序?qū)⒄{(diào)用溫度測量顯示模塊(見圖6)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1(圖2部件7 )處燃燒，則開始計時。
(3)當傳感器2(圖2部件8)處燃燒時，計時停止。
根據(jù)計時結(jié)果可算出燃燒速率。
(4)根據(jù)燃燒速率，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7)(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7)。該模塊可將測得的一系列數(shù)據(jù)存入到計算機中，以后可以方便的調(diào)出瀏覽及打印。
(3)進入到數(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)彈出打印機設(shè)置窗口。
(11)在對打印機設(shè)置完畢以后按“OK”按鈕。
(12)打印機自動打印報表。
(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、瀏覽打印等強大功能，從而實現(xiàn)了試驗的自動化。
采用了測量范圍為0℃-1000℃高溫熱電偶，很好的滿足了測量范圍大、耐高溫、靈敏度高的要求。加上計算機自動數(shù)據(jù)采集，使系統(tǒng)更安全可靠。
全新的計算機自動數(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，取得了不小的進步。
權(quán)利要求1.一種金屬燃燒速率試驗儀，其特征為機殼上有平板，平板上有兩個孔，孔內(nèi)有熱電偶傳感器，平板的一端有氣管，氣管連接電磁閥，再連接帶高壓點火器燃氣頭，電磁閥和熱電偶傳感器連接，數(shù)據(jù)采集控制模塊連接計算機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的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、繼電器的控制模塊、通訊模塊組成，電磁閥連接繼電器的控制模塊，熱電偶傳感器連接溫度傳感器模塊，溫度傳感器模塊和繼電器的控制模塊連接通訊模塊，通訊模塊連接計算機。
專利摘要一種金屬燃燒速率試驗儀,其特征為:機殼上有平板,平板上有兩個孔,孔內(nèi)有熱電偶傳感器,平板的一端有氣管,氣管連接電磁閥,再連接帶高壓點火器燃氣頭,電磁閥和熱電偶傳感器連接,數(shù)據(jù)采集控制模塊連接計算機。實現(xiàn)了試驗操作、數(shù)據(jù)處理等方面的自動化,勞動強度低,試驗精度高,速度快。
文檔編號G01N25/22GK2465184SQ0120507
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, 李晶, 李寧濤, 向雪潔 申請人:中華人民共和國天津出入境檢驗檢疫局