本發(fā)明屬于泡沫滅火，尤其是涉及一種泡沫混合液混合不均勻度測量系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、泡沫滅火劑是撲救油類火災(zāi)的重要手段。

2、近些年，有機硅表面活性劑、碳氫表面活性劑、多糖聚合物等高分子物質(zhì)被廣泛應(yīng)用于新型泡沫滅火劑中，以改善泡沫滅火劑性能。目前主要通過多個組分、消防水、氣體的依次有序混合，充分發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)后，形成高穩(wěn)定泡沫。但是，這些高分子物質(zhì)的添加會導(dǎo)致泡沫液及泡沫混合液粘性增大，嚴重影響泡沫滅火劑在比例混合過程中的流動、分散、傳遞以及物理化學(xué)反應(yīng)速度，進而影響泡沫滅火劑的發(fā)泡性能，甚至滅火能力。因此，新型高穩(wěn)定泡沫滅火劑實際工程應(yīng)用中，泡沫滅火劑與水以及不同組分之間的混合均勻性是影響其發(fā)泡和實際應(yīng)用效果的關(guān)鍵。然而，截至目前，關(guān)于泡沫滅火劑與水以及不同組分之間的混合均勻性研究尚處于空白狀態(tài)，亟需泡沫混合液混合不均勻度測試方法與評價技術(shù)，為相關(guān)新技術(shù)產(chǎn)品開發(fā)與性能評價提供科學(xué)手段。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種泡沫混合液混合不均勻度測量系統(tǒng)及方法，以實現(xiàn)對泡沫混合液的混合不均勻度進行安全可靠的測量，并保證測量精準性。

2、為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

3、由于本申請技術(shù)方案包括混合不均度測量系統(tǒng)、混合不均度測量方法兩部分，因此首先是對一種泡沫混合液混合不均勻度測量系統(tǒng)的
技術(shù)實現(xiàn)要素：
進行的說明：

4、一種泡沫混合液混合不均勻度測量系統(tǒng)，包括：

5、取樣單元，包括取樣管路，取樣管路管壁安裝n根硬管，n≥2，n根硬管內(nèi)端口分別伸至取樣管路內(nèi)并位于取樣管路的同一橫截面內(nèi)，以對該橫截面內(nèi)n個測點位置的混合液進行取樣；

6、泡沫液收集單元，包括和硬管一一對應(yīng)設(shè)置的樣品收集容器，每一個所述硬管獨立設(shè)置連接管，所述連接管通過電磁閥和對應(yīng)的樣品收集容器連接，形成獨立的混合液取樣管路；

7、數(shù)據(jù)采集器單元，包括數(shù)據(jù)變送器及每一個樣品收集容器內(nèi)設(shè)置的電導(dǎo)率測試探頭，電導(dǎo)率測試探頭和數(shù)據(jù)變送器導(dǎo)線連接；

8、控制單元：包括控制器和操作面板；

9、所述電磁閥、數(shù)據(jù)變送器、操作面板分別和控制器導(dǎo)線連接。

10、進一步的，n個所述硬管探入取樣管路的深度各不相同。

11、進一步的，所述硬管的數(shù)量n＝2m，m≥1，該n根硬管兩兩一組，每一組中的兩個硬管對稱設(shè)置，且不同分組中的硬管探入取樣管路的深度不同。

12、進一步的，本系統(tǒng)還包括回收容器；

13、所述電磁閥為三通閥，所述連接管和該三通閥的一個接口連接，所述樣品收集容器底部連接該三通閥另一個接口，該三通閥的第三個接口通過回收管路連接回收容器。

14、進一步的，所述硬管通過軸向移動結(jié)構(gòu)和取樣管路相連接，實現(xiàn)對硬管探入取樣管路內(nèi)深度的調(diào)整。

15、進一步的，所述取樣管路內(nèi)設(shè)置過濾器和電磁開關(guān)閥，所述過濾器和電磁開關(guān)閥布置在取樣管路進口及硬管安裝位置之間，電磁開關(guān)閥和控制器導(dǎo)線連接。

16、以上是對泡沫混合液混合不均勻度測量系統(tǒng)的發(fā)明內(nèi)容進行的說明，下面對泡沫混合液混合不均勻度測量方法的技術(shù)方案內(nèi)容進行說明：

17、一種泡沫混合液不均勻度測量方法，包括以下步驟：

18、s1、測量系統(tǒng)安裝與啟動：

19、將取樣單元的取樣管路安裝固定于混合液產(chǎn)生裝置的待測混合液流經(jīng)管路，取樣管路為連通狀態(tài)，取樣管路內(nèi)同一橫截面的n個測點所對應(yīng)的硬管和樣品收集容器都不連通，等待測試；

20、s2、樣品采樣與收集

21、打開待測混合液產(chǎn)生裝置，待混合液產(chǎn)生裝置由取樣管路輸出混合液的混合比、壓力等參數(shù)穩(wěn)定后，開啟電磁閥，n根硬管同時并各自向?qū)?yīng)的樣品收集容器輸出混合液、分別采集取樣管路的n個測點處混合液，樣品收集容器內(nèi)液面覆蓋電導(dǎo)率測試探頭、尚未注滿之前，將取樣管路由連通狀態(tài)調(diào)整為關(guān)閉狀態(tài)；

22、s3、基于電導(dǎo)率的混合不均勻度測量：

23、電導(dǎo)率測試探頭檢測樣品收集容器內(nèi)混合液樣本的電導(dǎo)率，由此確定取樣管路同一橫截面n個測點位置混合液電導(dǎo)率大小，電導(dǎo)率測試探頭將采集的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)變送器傳送給控制單元，控制單元的控制器根據(jù)該多路電導(dǎo)率數(shù)值、計算混合不均勻度最終值，并在操作面板顯示。

24、進一步的，步驟s3中，控制器內(nèi)對混合不均勻度計算方法如下：

25、n個測點測定的電導(dǎo)率值分別為σ1、σ2、σ3，…σn，其平均值按式(1)計算，標準差s按式(2)計算，混合不均勻度cv按式(3)計算，數(shù)值以％計。

26、

27、式中：σ1、σ2、σ3，…σn——為各測點的電導(dǎo)率值，精確到小數(shù)點后兩位。

28、進一步的，本測量方法還包括步驟s4：樣品回收與設(shè)備清理：

29、完成步驟s3后，將注入樣品收集容器的混合液排出、回收，前端的混合液產(chǎn)生裝置接入純凈水，進行管路沖洗。

30、進一步的，步驟s1中，n根硬管探入取樣管路的深度，采用以下兩種隨機生成的辦法獲得：

31、(1)在0-d/2之間隨機生成n個數(shù)，d1、d2、...dn，d為取樣管路的管徑，n根硬管探入取樣管路的深度分別為d1、d2、...dn；

32、(2)在0-d/2之間隨機生成n/2個數(shù)，d1、d2、...dn/2，d為取樣管路的管徑，n根硬管分為兩組對稱布置，且圓周上對稱的兩個硬管探入取樣管路的深度一樣，每一組硬管探入深度依次為d1、d2、...dn/2，實現(xiàn)對取樣管路內(nèi)同一橫截面n個測點的混合液對稱取樣。

33、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的一種泡沫混合液混合不均勻度測量系統(tǒng)及方法具有以下優(yōu)勢：

34、(1)本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，能夠快速精準測試出各類新型泡沫滅火劑經(jīng)泡沫比例混合器混合后的均勻度，既可用于對新型泡沫滅火劑混合性能的評價，也可以用于對各類泡沫比例混合器混合效果的評價。

35、(2)本發(fā)明采用測量待測混合液同一橫截面不同位置的電導(dǎo)率，再通過數(shù)據(jù)處理來間接表征泡沫混合液混合不均勻度的方法，將混合不均勻度這一抽象參數(shù)的描述，巧妙的轉(zhuǎn)化為簡單易測的電導(dǎo)率的測量，同時設(shè)計了簡單可靠的測量系統(tǒng)，從取樣位置的選取到數(shù)據(jù)處理的方法，均具有科學(xué)性。

技術(shù)特征：

1.一種泡沫混合液混合不均勻度測量系統(tǒng)，其特征在于：包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種泡沫混合液混合不均勻度測量系統(tǒng)，其特征在于：n個所述硬管(16)探入取樣管路(12)的深度各不相同。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種泡沫混合液混合不均勻度測量系統(tǒng)，其特征在于：所述硬管(16)的數(shù)量n＝2m，m≥1，該n根硬管(16)兩兩一組，每一組中的兩個硬管(16)對稱設(shè)置，且不同分組中的硬管(16)探入取樣管路(12)的深度不同。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種泡沫混合液混合不均勻度測量系統(tǒng)，其特征在于：本系統(tǒng)還包括回收容器(4)；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種泡沫混合液混合不均勻度測量系統(tǒng)，其特征在于：所述硬管(16)通過軸向移動結(jié)構(gòu)安裝于取樣管路，實現(xiàn)對硬管(16)探入取樣管路(12)內(nèi)深度的調(diào)整。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種泡沫混合液混合不均勻度測量系統(tǒng)，其特征在于：所述取樣管路(12)內(nèi)設(shè)置過濾器(13)和電磁開關(guān)閥(14)，所述過濾器(13)和電磁開關(guān)閥(14)布置在取樣管路(12)進口及硬管(16)安裝位置之間，電磁開關(guān)閥(14)和控制器導(dǎo)線連接。

7.一種使用權(quán)利要求1-6任一項所述不均勻度測量系統(tǒng)的測量方法，其特征在于：包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的不均勻度測量系統(tǒng)的測量方法，其特征在于：步驟s3中，控制器內(nèi)對混合不均勻度計算方法如下：

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的不均勻度測量系統(tǒng)的測量方法，其特征在于：本測量方法還包括步驟s4：樣品回收與設(shè)備清理：

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的不均勻度測量系統(tǒng)的測量方法，其特征在于：步驟s1中，n根硬管(16)探入取樣管路(12)的深度，采用以下兩種隨機生成的辦法獲得：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種泡沫混合液混合不均勻度測量系統(tǒng)和方法，包括取樣單元、泡沫液收集單元、數(shù)據(jù)采集器單元和控制單元，其中取樣單元包括取樣管路，取樣管路內(nèi)同一橫截面n個測點位置各自對應(yīng)設(shè)置硬管，泡沫液收集單元包括通過連接管和對應(yīng)硬管獨立連接的樣品收集容器；數(shù)據(jù)采集器單元包括數(shù)據(jù)變送器及每一個樣品收集容器內(nèi)設(shè)置的電導(dǎo)率測試探頭；控制單元包括控制器和操作面板。本發(fā)明能夠快速精準測試出各類新型泡沫滅火劑經(jīng)泡沫比例混合器混合后的均勻度，既可用于對新型泡沫滅火劑混合性能的評價，也可以用于對各類泡沫比例混合器混合效果的評價。

技術(shù)研發(fā)人員：張鵬,靖立帥,陳濤,李毅,田立偉,王雨薇,秦國楊
受保護的技術(shù)使用者：應(yīng)急管理部天津消防研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30