專利名稱：一種氣體滅火系統(tǒng)噴嘴流量特性測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及消防產(chǎn)品檢驗(yàn)設(shè)備，特別涉及一種氣體滅火系統(tǒng)噴嘴流量特性測試裝置，裝置利用杠桿原理法，通過對氣體滅火劑鋼瓶在噴射過程中質(zhì)量測量，利用得到的氣體滅火劑質(zhì)量參數(shù)，實(shí)現(xiàn)氣體滅火系統(tǒng)噴嘴流量特性的計算。
背景技術(shù)：
氣體滅火系統(tǒng)是傳統(tǒng)四大滅火系統(tǒng)之一，目前應(yīng)用較多的有高壓二氧化碳滅火系統(tǒng)、七氟丙烷滅火系統(tǒng)、三氟甲烷滅火系統(tǒng)、IG541滅火系統(tǒng)、IG100滅火系統(tǒng)、IGOl滅火系統(tǒng)和IG55滅火系統(tǒng)。氣體滅火系統(tǒng)主要由滅火劑貯存瓶組、啟動氣瓶組、滅火劑輸送管路、 滅火劑噴放組件和與之配套的探測報警控制系統(tǒng)組成。噴嘴在氣體滅火系統(tǒng)中是一個比較重要的部件，其主要作用有(1)控制滅火劑的流量；(2)決定系統(tǒng)末端壓力；(3)決定滅火劑在被保護(hù)空間分布的均勻性；(4)決定系統(tǒng)的噴射時間。因此，系統(tǒng)設(shè)計是否達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求或最終能否撲滅火災(zāi)都與噴嘴的設(shè)計、布置有重要的關(guān)系。氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范中對系統(tǒng)管路設(shè)計都是以質(zhì)量流量進(jìn)行計算的，因質(zhì)量流量不受溫度等外界條件的影響，能客觀反映不同壓力下噴嘴的流量特性。因此，在氣體滅火系統(tǒng)領(lǐng)域內(nèi)，對噴嘴流量特性的研究主要是研究不同壓力下噴嘴單位面積上的質(zhì)量流量。 氣體滅火系統(tǒng)噴嘴流量特性主要是反映噴嘴處噴射壓力與質(zhì)量流量的關(guān)系。噴嘴流量特性需要測定兩個參數(shù)，一是測量噴嘴入口處的靜壓力，另一是測量單位時間內(nèi)噴嘴噴出氣體滅火劑的質(zhì)量，通過單位時間內(nèi)質(zhì)量變化量求解質(zhì)量流量。目前，測量噴嘴質(zhì)量流量的方法是將滅火劑鋼瓶通過吊裝支架吊裝懸空，支架上安裝荷重傳感器，通過荷重傳感器測量瓶組質(zhì)量，滅火劑鋼瓶容器閥出口接一與噴嘴同口徑的管道，管道末端安裝被測噴嘴，距離噴嘴末端IOcm處安裝一壓力測量裝置。試驗(yàn)時，開啟滅火劑鋼瓶容器閥，通過荷重傳感器實(shí)時測量瓶組的質(zhì)量，荷重傳感器記錄瓶組噴放前后質(zhì)量之差即為噴放氣體滅火劑的質(zhì)量，再根據(jù)噴放時間進(jìn)而求解噴嘴的質(zhì)量流量；通過壓力測量裝置實(shí)時測量噴嘴末端壓力。將質(zhì)量數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)傳輸給計算機(jī)，計算機(jī)通過相關(guān)程序計算噴嘴流量特性數(shù)值，由于裝置通過將氣體滅火劑鋼瓶懸空進(jìn)行測量，受到瓶組閥門開啟時反作用力的影響，瓶組在噴射過程中會形成動態(tài)不穩(wěn)定，對測量數(shù)據(jù)的精度產(chǎn)生一定的影響。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有測量方法的不足，本實(shí)用新型提供一種新的測量氣體滅火系統(tǒng)噴嘴流量特性的方法，該方法不僅簡化了測量裝置，而且提高了測量精度。本實(shí)用新型是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種氣體滅火系統(tǒng)噴嘴流量特性測試裝置包括稱重裝置、壓力測量裝置、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)三部分，其特征在于，稱重裝置主要由稱重臺、平衡臺、底座、杠桿和荷重傳感器組成；底座主要用來支撐稱重臺、平衡臺和杠桿，底座上的支點(diǎn)軸接杠桿，杠桿由支點(diǎn)分為兩部分，杠桿兩端分別固定稱重臺和平衡臺，杠桿一端為稱重臺，另一端為平衡臺，杠桿臂設(shè)計為不等臂結(jié)構(gòu)，以支點(diǎn)為原點(diǎn)，稱重臺一側(cè)的杠桿臂長度與平衡臺一側(cè)杠桿臂的臂長比值為1 :6 ；所述荷重傳感器置于平衡臺一側(cè)底座上，荷重傳感器的荷重連接件與平衡臺一側(cè)的杠桿臂連接，感應(yīng)杠桿臂荷重變化；稱重臺上固定鋼瓶架，鋼瓶架上放置滅火劑鋼瓶，平衡臺用來放置適量砝碼，使杠桿起始時處于平衡狀態(tài)；容器閥出口接有一與被測噴嘴同口徑的管道，管道末端接被測噴嘴，距離噴嘴末端IOcm處安裝一壓力測量裝置；壓力測量裝置采用壓力傳感器，安裝噴嘴末端管道上；所述數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，包括計算機(jī)，計算機(jī)內(nèi)的采集卡通過數(shù)據(jù)線連接荷重傳感器與壓力傳感器，滅火劑從滅火劑鋼瓶內(nèi)向外噴放時，稱重臺一側(cè)滅火劑鋼瓶內(nèi)滅火劑質(zhì)量發(fā)生變化，杠桿的平衡狀態(tài)隨之變化，荷重傳感器與壓力傳感器將滅火劑噴放過程中的質(zhì)量數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)傳輸給計算機(jī)，通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理程序計算得到噴嘴流量特性數(shù)據(jù)；采集卡采用工作頻率為33MHz，32位總線，最大帶寬133 MB/s的PCI總線采集卡， 采樣頻率為1000次/S。本實(shí)用新型的采用的噴嘴流量特性測試裝置技術(shù)方案，采用杠桿原理法設(shè)計稱重臺，具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)稱重裝置設(shè)計為不等臂杠桿，可以將質(zhì)量較大的滅火劑鋼瓶用質(zhì)量較小的砝碼來平衡，不但有助于操作，而且測量誤差較小。(2)采用該裝置，初始時鋼瓶的質(zhì)量和砝碼的質(zhì)量通過不等臂杠桿已達(dá)到平衡，試驗(yàn)過程中通過質(zhì)量傳感器測得的數(shù)據(jù)就是從鋼瓶中實(shí)際噴放出的滅火劑的質(zhì)量，測量數(shù)值直觀，運(yùn)算方便，誤差相對較小。(3)鋼瓶內(nèi)滅火劑在噴放過程中引起的振動相對較小，保證在試驗(yàn)過程中，傳感器輸出的數(shù)據(jù)穩(wěn)定。 (4)裝置測量的是氣體滅火劑的質(zhì)量流量，不但適用于單相氣態(tài)流氣體滅火系統(tǒng)，也適用于氣液兩相流氣體滅火系統(tǒng)，適用范圍廣。

圖1，為氣體滅火系統(tǒng)噴嘴流量特性測試裝置示意圖。圖中1 一管路；2 —容器閥；3 —滅火劑鋼瓶；4 一鋼瓶架；5 —荷重傳感器；6 — 杠桿-J 一平衡臺；8 —控制箱；9 一計算機(jī)；10 —信號數(shù)據(jù)線；11 一底座；12 —稱重臺； 13 —壓力傳感器；14 一噴嘴。
具體實(shí)施方式
為了更清楚的理解本實(shí)用新型，結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)描述本實(shí)用新型如圖1所示，氣體滅火系統(tǒng)噴嘴流量特性測試裝置包括稱重裝置、壓力測量裝置、 數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)三部分，稱重裝置主要由稱重臺12、平衡臺7、底座11、杠桿6和荷重傳感器5組成，底座11主要用來支撐稱重臺12、平衡臺7和杠桿6，底座11上設(shè)有杠桿支點(diǎn)，杠桿支點(diǎn)軸接杠桿6，杠桿6由支點(diǎn)分為兩部分，杠桿6兩端分別固定稱重臺12和平衡臺7， 杠桿6 —端為稱重臺12，另一端為平衡臺7，[0018]杠桿6的力臂設(shè)計為不等臂結(jié)構(gòu)，以支點(diǎn)為原點(diǎn)，稱重臺12 —側(cè)的杠桿臂長度與平衡臺7 —側(cè)杠桿臂的臂長比值為1 :6 ；荷重傳感器5置于平衡臺7 —側(cè)的底座11上部，荷重傳感器5的荷重連接件與平衡臺7 —側(cè)的杠桿臂連接，感應(yīng)杠桿臂荷重變化；稱重臺12上固定鋼瓶架4，鋼瓶架4上放置滅火劑鋼瓶3，平衡臺7用來放置適量砝碼，使杠桿6在測試起始時(測試裝置測試初始)處于平衡狀態(tài)；容器閥2出口接有一與被測噴嘴14同口徑的管道1，管道1末端接被測噴嘴14，距離噴嘴14末端IOcm處安裝壓力測量裝置；壓力測量裝置采用壓力傳感器13 ；數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，包括控制箱8和計算機(jī)9，工控機(jī)內(nèi)的采集卡通過信號數(shù)據(jù)線 10連接荷重傳感器5與壓力傳感器13，從滅火劑鋼瓶3內(nèi)向外噴放滅火劑時，稱重臺7 — 側(cè)滅火劑鋼瓶3內(nèi)的滅火劑質(zhì)量發(fā)生變化，杠桿6的平衡狀態(tài)隨之變化，荷重傳感器5與壓力傳感器13將滅火劑噴放過程中的質(zhì)量數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)傳輸給計算機(jī)9，通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理程序計算得到噴嘴流量特性數(shù)據(jù)；采集卡采用工作頻率為33MHz，32位總線，最大帶寬133 MB/s的PCI總線采集卡， 采樣頻率為1000次/S。試驗(yàn)時，稱重臺12—端放置滅火劑鋼瓶3，另一端放置適量砝碼，通過砝碼使稱重裝置兩端處于平衡狀態(tài)。當(dāng)滅火劑鋼瓶3的容器閥2打開后，氣體滅火劑通過安裝在管路 1末端的噴嘴14將其均勻釋放。當(dāng)滅火劑從滅火劑鋼瓶3噴出后，鋼瓶內(nèi)滅火劑的質(zhì)量不斷減小，初始時處于平衡狀態(tài)的稱重臺12不能維持原來的平衡狀態(tài)，隨著滅火劑的不斷噴放，平衡臺7 —端不斷下沉，荷重傳感器5將采集到噴放滅火劑的質(zhì)量數(shù)據(jù)傳輸給計算機(jī)9 ； 噴嘴14處安裝的壓力測量裝置(壓力傳感器13)將采集到的壓力數(shù)據(jù)也傳輸給計算機(jī)9內(nèi)的采集卡。采集卡采用工作頻率為33MHz，32位總線，最大帶寬133 MB/s的PCI高頻總線采集卡，采樣頻率為1000次/s。再通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集處理程序，計算機(jī)9將采集到的質(zhì)量數(shù)據(jù)和壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得出噴嘴14的流量特性。根據(jù)上述說明，結(jié)合本領(lǐng)域技術(shù)可實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的方案。
權(quán)利要求1.一種氣體滅火系統(tǒng)噴嘴流量特性測試裝置，包括稱重裝置、壓力測量裝置、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)三部分，其特征在于，稱重裝置主要由稱重臺、平衡臺、底座、杠桿和荷重傳感器組成，底座主要用來支撐稱重臺、平衡臺和杠桿，底座上的支點(diǎn)軸接杠桿，杠桿由支點(diǎn)分為兩部分，杠桿兩端分別固定稱重臺和平衡臺，杠桿一端為稱重臺，另一端為平衡臺，杠桿臂設(shè)計為不等臂結(jié)構(gòu)，以支點(diǎn)為原點(diǎn)，稱重臺一側(cè)的杠桿臂長度與平衡臺一側(cè)杠桿臂的臂長比值為1 :6 ；所述荷重傳感器置于平衡臺一側(cè)底座上，荷重傳感器的荷重連接件與平衡臺一側(cè)的杠桿臂連接；稱重臺上固定鋼瓶架，鋼瓶架上放置滅火劑鋼瓶，平衡臺用來放置適量砝碼，容器閥出口接有一與被測噴嘴同口徑的管道，管道末端接被測噴嘴，距離噴嘴末端IOcm 處安裝一壓力測量裝置；壓力測量裝置采用壓力傳感器，安裝噴嘴末端管道上；數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，包括計算機(jī)，計算機(jī)內(nèi)的采集卡通過數(shù)據(jù)線連接荷重傳感器與壓力傳感器。
2.如權(quán)利要求1所述一種氣體滅火系統(tǒng)噴嘴流量特性測試裝置，其特征在于，采集卡采用工作頻率為33MHz，32位總線，最大帶寬133 MB/s的PCI總線采集卡。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種氣體滅火系統(tǒng)噴嘴流量特性測試裝置，包括稱重裝置、壓力測量裝置、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)三部分，稱重裝置主要由稱重臺、平衡臺、底座、杠桿和荷重傳感器組成，采用杠桿原理法設(shè)計稱重裝置，稱重裝置設(shè)計為不等臂杠桿，可以將質(zhì)量較大的滅火劑鋼瓶用質(zhì)量較小的砝碼來平衡，有助于操作，測量數(shù)值直觀，運(yùn)算方便，誤差相對較小，傳感器輸出的數(shù)據(jù)穩(wěn)定，通過對氣體滅火劑鋼瓶在噴射過程中質(zhì)量測量，利用得到的氣體滅火劑質(zhì)量參數(shù)，實(shí)現(xiàn)氣體滅火系統(tǒng)噴嘴流量特性的計算，裝置適用于單相氣態(tài)流氣體滅火系統(tǒng)和氣液兩相流氣體滅火系統(tǒng)噴嘴流量特性測試。
文檔編號G01F1/86GK202158879SQ201120304129
公開日2012年3月7日 申請日期2011年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月20日
發(fā)明者劉連喜, 盧政強(qiáng), 啜鳳英, 楊震銘, 盛彥鋒, 董海斌, 趙青松, 馬建琴, 高云升 申請人:公安部天津消防研究所