本發(fā)明屬于煙花爆竹燃放檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種煙花爆竹環(huán)保性能檢測裝置。

背景技術(shù)：

煙花爆竹是指以煙火藥為主要原料制成，引燃后通過燃燒或爆炸，產(chǎn)生光、聲、色、型、煙霧等效果，用于觀賞，具有易燃易爆危險(xiǎn)的物品。煙花爆竹的燃放給人們帶來歡樂的同時(shí)也對公共衛(wèi)生和人體健康造成很大威脅，給生態(tài)環(huán)境帶來很大壓力，主要表現(xiàn)為大氣污染和噪音污染。由于煙花爆竹其中的火藥成分，煙花爆竹燃燒或爆炸時(shí)會產(chǎn)生大量可吸入顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳和重金屬粒子等，對環(huán)境空氣造成很大污染。2014年1月31日，中國多個(gè)城市因燃放煙花爆竹而導(dǎo)致空氣重度污染。

目前煙花爆竹燃放有害氣體檢測是在室外用集氣袋采集氣體樣本，然后去實(shí)驗(yàn)室使用煙氣分析儀和紅外光譜分析儀等大型設(shè)備進(jìn)行檢測?，F(xiàn)在的方法比較繁瑣，所需設(shè)備昂貴，而且檢測結(jié)果與所采集氣體樣本關(guān)系很大，容易產(chǎn)生誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種煙花爆竹環(huán)保性能檢測裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中煙花爆竹燃放時(shí)產(chǎn)生煙霧量的檢測方法繁瑣，檢測誤差大的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種煙花爆竹環(huán)保性能檢測裝置，包括金屬材質(zhì)制成的密閉的檢測箱體，檢測箱體的外壁設(shè)有噴塑層，檢測箱體的內(nèi)襯設(shè)有無反射黑色涂層，檢測箱體的內(nèi)部安裝軸流風(fēng)機(jī)，檢測箱體的頂部設(shè)置排煙管道，排煙管道內(nèi)設(shè)置有排風(fēng)機(jī)，排煙管道的入口處設(shè)有電磁閥門；檢測箱體的兩側(cè)設(shè)有相對應(yīng)的觀測窗，一側(cè)的觀測窗附近安裝標(biāo)準(zhǔn)光源，另一側(cè)的觀測窗附近安裝光敏傳感器，標(biāo)準(zhǔn)光源發(fā)射的光線橫穿檢測箱體后照射至光敏傳感器；檢測箱體的箱壁中部開設(shè)開合門，在檢測箱體的底部、開合門的附近設(shè)置有電子火藥點(diǎn)燃裝置和顆粒物濃度測試裝置，PLC采集系統(tǒng)包括PLC控制器、24V穩(wěn)壓電源、中間繼電器，24V穩(wěn)壓電源與PLC控制器連接，PLC控制器通過信號線與中間繼電器連接，中間繼電器分別與排風(fēng)機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)光源、電子火藥點(diǎn)燃裝置、電磁閥門連接，光敏傳感器與PLC控制器連接，PLC控制器通過通訊電纜與測控計(jì)算機(jī)連接。

本發(fā)明的特征還在于，進(jìn)一步的，所述光敏傳感器的型號為TBQ-6。

進(jìn)一步的，所述電子火藥點(diǎn)燃裝置包括點(diǎn)火臺、點(diǎn)火盤、氮化硅加熱片，氮化硅加熱片、煙花爆竹的火藥均放置在點(diǎn)火盤內(nèi)，點(diǎn)火盤放置在點(diǎn)火臺上，氮化硅加熱片與PLC控制器連接。

進(jìn)一步的，所述標(biāo)準(zhǔn)光源采用LED光源。

進(jìn)一步的，所述檢測箱體的外壁設(shè)置有吊耳。

進(jìn)一步的，所述檢測箱體的底部設(shè)置支座，電子火藥點(diǎn)燃裝置的底部設(shè)有踏板。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明根據(jù)光路系統(tǒng)經(jīng)煙霧顆粒折射、反射和吸收后，光強(qiáng)度減弱原理，通過測試光照煙霧顆粒前后的強(qiáng)度，經(jīng)比較計(jì)算，得到煙霧對可見光的透過率，研究煙花爆竹燃放時(shí)產(chǎn)生的煙霧量大小，進(jìn)而測試和評價(jià)煙花爆竹產(chǎn)品的環(huán)保性能。在相同的測試條件下，煙霧透過率高，則藥劑燃燒產(chǎn)生煙霧量小；反之，煙霧透過率低，則藥劑燃燒產(chǎn)生煙霧量大。整個(gè)實(shí)驗(yàn)在密閉黑色箱體內(nèi)，有效地抑制了雜散光和背景光對測試系統(tǒng)的干擾，測試結(jié)果可靠。

本發(fā)明采用鋼質(zhì)箱體，密封性好，光程長，具有防爆性能，有利于火藥燃燒后產(chǎn)生的煙霧顆粒均勻分布和收集，有利于煙霧濃度評價(jià)檢測方法的建立和檢測準(zhǔn)確性。利用自動化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動采集，通過信息化存儲技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對檢測數(shù)據(jù)的有效管理、存儲，即時(shí)生成檢測原始記錄。提高檢測工作的實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、可靠性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例煙霧檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例煙霧檢測設(shè)備主視圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例煙霧檢測設(shè)備左視圖。

圖中，1.排煙管道，2.排風(fēng)機(jī)，3.軸流風(fēng)機(jī)，4.標(biāo)準(zhǔn)光源，5.光敏傳感器，6.電子火藥點(diǎn)燃裝置，7.顆粒物濃度測試裝置，8.測控計(jì)算機(jī)，9.PLC采集系統(tǒng)，10.電磁閥門，11.吊耳，12.檢測箱體，13.觀察窗，14.開合門，15.支座，16.踏板。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實(shí)施例煙霧檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)，如圖1-3所示，包括金屬材質(zhì)制成的密閉的檢測箱體12，檢測箱體12的外壁設(shè)有噴塑層，檢測箱體12的內(nèi)襯設(shè)有無反射黑色涂層，檢測箱體12的內(nèi)部安裝軸流風(fēng)機(jī)3作為攪拌裝置，檢測箱體12的頂部設(shè)置排煙管道1，排煙管道1內(nèi)設(shè)置有排風(fēng)機(jī)2，排煙管道1的入口處設(shè)有電磁閥門10；檢測箱體12的兩側(cè)設(shè)有相對應(yīng)的觀測窗13，一側(cè)的觀測窗13附近安裝標(biāo)準(zhǔn)光源4，另一側(cè)的觀測窗13附近安裝光敏傳感器5，標(biāo)準(zhǔn)光源4發(fā)射的光線橫穿檢測箱體12后照射至光敏傳感器5；檢測箱體12的中部開設(shè)開合門14，在檢測箱體12的底部、開合門14的附近設(shè)置有電子火藥點(diǎn)燃裝置6和顆粒物濃度測試裝置7；PLC采集系統(tǒng)9包括PLC控制器、24V穩(wěn)壓電源、中間繼電器及之間相互連接的信號線，中間繼電器分別與排風(fēng)機(jī)2、軸流風(fēng)機(jī)3、標(biāo)準(zhǔn)光源4、電子火藥點(diǎn)燃裝置6、電磁閥門10連接，PLC控制器與中間繼電器連接，PLC控制器通過中間繼電器控制排風(fēng)機(jī)2、軸流風(fēng)機(jī)3、標(biāo)準(zhǔn)光源4、電子火藥點(diǎn)燃裝置6、電磁閥門10的打開與關(guān)閉，光敏傳感器5與PLC控制器連接，24V穩(wěn)壓電源與PLC控制器連接，PLC控制器通過通訊電纜與測控計(jì)算機(jī)8連接；利用高精度PLC采集系統(tǒng)9進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，PLC采集系統(tǒng)9將實(shí)時(shí)檢測的控制信號、照度值數(shù)據(jù)傳輸?shù)綔y控計(jì)算機(jī)8中進(jìn)行處理、存儲。檢測箱體12的外壁設(shè)置吊耳11，檢測箱體12的底部設(shè)置支座15，電子火藥點(diǎn)燃裝置6的底部設(shè)有踏板16。

電子火藥點(diǎn)燃裝置6包括點(diǎn)火臺、點(diǎn)火盤、氮化硅加熱片，氮化硅加熱片、煙花爆竹的火藥均放置在點(diǎn)火盤內(nèi)，點(diǎn)火盤放置在點(diǎn)火臺上，氮化硅加熱片與PLC控制器連接，通過氮化硅加熱片使火藥周圍溫度升高，達(dá)到火藥燃點(diǎn)自動點(diǎn)燃火藥?；鹚廃c(diǎn)燃后由PLC控制器精確控制時(shí)間自動關(guān)閉點(diǎn)火。電子火藥點(diǎn)燃裝置6的電源由接插件連接，方便放置樣品與更換。電子火藥點(diǎn)燃裝置6設(shè)置在開合門14的附近，方便實(shí)驗(yàn)火藥的放入。

標(biāo)準(zhǔn)光源4采用LED光源，該光源具有抗沖擊和抗震性能好，可靠性高，壽命長；通過調(diào)制LED光源的電流強(qiáng)弱能夠方便地調(diào)制LED光源的發(fā)光強(qiáng)弱。

光敏傳感器5的型號為TBQ-6，光敏傳感器5將積分球表面光電信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號，PLC采集系統(tǒng)9采集標(biāo)準(zhǔn)電信號轉(zhuǎn)化為照度值，通過信號線傳輸至測控計(jì)算機(jī)8進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與存儲。

顆粒物濃度測試裝置7采用現(xiàn)有顆粒物濃度檢測設(shè)備，用于檢測火藥燃燒產(chǎn)生PM_2.5、PM₁₀以及顆粒物總濃度。

PLC采集系統(tǒng)9裝置具有性價(jià)比高、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)，與測控計(jì)算機(jī)8上位機(jī)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸、存儲，保證煙霧濃度評價(jià)數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠。

本裝置采用密閉式的測量方法：根據(jù)光路系統(tǒng)經(jīng)煙霧顆粒折射、反射和吸收后，光強(qiáng)度減弱原理，通過測試煙霧顆粒光照前后的光強(qiáng)度，經(jīng)比較計(jì)算，得到煙霧對可見光的透過率；具體按照以下步驟進(jìn)行：

步驟1，使用電子天平對實(shí)驗(yàn)煙花爆竹的火藥進(jìn)行稱重，記錄藥劑質(zhì)量。打開開合門14，利用觀測窗13觀察電磁閥門10是否為關(guān)閉狀態(tài)，取出點(diǎn)火托盤放入已經(jīng)稱取的火藥，將點(diǎn)火托盤放回點(diǎn)火臺，點(diǎn)火托盤通過信號線與測控計(jì)算機(jī)8連接，關(guān)閉開合門14；

步驟2，啟動測控計(jì)算機(jī)8修改系統(tǒng)時(shí)間，連接測控計(jì)算機(jī)8與PLC采集系統(tǒng)9之間的USB通訊電纜，接通設(shè)備電源插座，打開穩(wěn)壓器電源開關(guān)；

步驟3，通過兩側(cè)觀察窗13，確保電磁閥門10關(guān)閉，標(biāo)準(zhǔn)光源4透過煙霧投射到光敏傳感器5，檢測空白照度值(即燃燒前光源的照度E₀)；密閉的檢測箱體12的內(nèi)襯設(shè)有無反射黑色涂層，有效地抑制了雜散光和背景光對測試系統(tǒng)的干擾，測試結(jié)果可靠；

步驟4，利用點(diǎn)火盤中的加熱片加熱點(diǎn)燃火藥，火藥點(diǎn)燃后自動關(guān)閉點(diǎn)火；

步驟5，啟動軸流風(fēng)機(jī)3，燃燒產(chǎn)生的煙霧通過軸流風(fēng)機(jī)3攪拌均，勻分布在檢測箱體12內(nèi)，待實(shí)時(shí)照度值達(dá)到穩(wěn)定，關(guān)閉軸流風(fēng)機(jī)3，穩(wěn)定時(shí)間開始計(jì)時(shí)；

步驟6，穩(wěn)定時(shí)間計(jì)時(shí)結(jié)束，采用光敏傳感器5檢測燃燒后光源的照度E；燃燒前光源的照度E₀、燃燒后光源的照度E參與數(shù)據(jù)計(jì)算得到煙霧透過率T，煙霧透過率采集時(shí)間計(jì)時(shí)結(jié)束后，保存實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、打印實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；從開始試驗(yàn)到打印原始、保存數(shù)據(jù)需在10分鐘之內(nèi)完成操作。

步驟7，原始記錄數(shù)據(jù)打印、保存完成，打開電磁閥門10進(jìn)行排煙操作，煙霧排除干凈后關(guān)閉電磁閥門10，結(jié)束試驗(yàn)。

在相同的測試條件下，煙霧透過率高，則藥劑燃燒煙霧量??；反之，煙霧透過率低，則藥劑燃燒煙霧量大。煙霧透過率按式(1)計(jì)算：

T＝E/E₀×100％ (1)

其中，T代表煙霧透過率；E₀代表燃燒前光源的照度，單位lum；E代表燃燒后光源的照度，單位lum。

根據(jù)透過率測試結(jié)果，也可以將煙霧透過率折算成煙霧量相對降低百分率結(jié)果來表示，其計(jì)算式為式(2)、式(3)：

τ＝(α₁-α₀)/α₀×100％ (2)

α＝1-T (3)

其中，τ代表煙霧量相對降低百分率，％；α₁代表某藥劑相對于基準(zhǔn)藥劑的煙霧遮蔽率，％；α₀代表基準(zhǔn)藥劑的煙霧遮蔽率，％；α代表煙霧遮蔽率，％。

需要說明的是，在本文中，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。