一种专用于火灾烟雾颗粒采集的自锁镊子的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及火灾烟雾研究领域，具体涉及一种专用于火灾烟雾颗粒采集的自锁镊子，它包括左半部分镊子、右半部分镊子、转轴、镊子前端开槽、镊子前端钻孔、两级折弯点、手柄、弹簧、弹簧固定凸起九部分，镊子前端设计有2mm钻孔，使碳支持膜中心有2mm直径圆形有效使用面积；镊子前端开槽可以方便取、放碳支持膜；镊子手柄之间有弹簧，可以实现镊子头自锁。本实用新型在用碳支持膜采集烟雾颗粒场景中，具有优越的便捷性，采集烟颗粒效果较好。
【专利说明】-种专用于火灾烟雾颗粒采集的自锁镊子
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及火灾烟雾研究领域，具体涉及一种专用于火灾烟雾颗粒采集的自 锁镊子。
【背景技术】
[0002] 绝大部分燃烧现象都会产生烟雾颗粒，其中明火燃烧会产生由不完全燃烧的黑碳 颗粒组成的分形凝聚体结构，阴燃火会产生由燃烧物分解而成的液滴，不同类型的燃烧物 质，以及不同条件下的燃烧生成的烟雾颗粒粒径分布、形貌特征、折射率等特性都是不一样 的。
[0003] 目前火灾探测技术应用最广泛的是感烟型火灾探测技术，利用烟雾颗粒对光吸收 和散射原理研制而成。但是却存在很多问题，前向散射和后向散射对于不同的烟颗粒敏感 度不同，不同波长的光和烟颗粒相互作用较为复杂，如何根据烟颗粒粒径分布、折射率和对 偏振光散射Muller矩阵元素的不同来区分火灾烟雾颗粒和非火灾烟雾颗粒，这需要对火 灾烟雾颗粒展开更为细致的研究。
[0004] 国内火灾科学国家重点实验室针对烟颗粒展开了较为细致的研究，张启兴、乔利 锋、谢启源等博士均对其作了响应的研究。根据他们的研究，对烟颗粒形貌特征研究最常用 的方法是利用热泳效应对烟颗粒进行采集，将采集到的烟颗粒在扫描电镜下分析得到实验 结果。这种热泳现象发生在冷的取样表面附近区域，将碳支持膜铜网插入充满气体的烟气 中，由于铜网的温度比烟气流场低，使铜网附近的气体急速冷却，密度增大，向下运动，与卷 吸运动的热羽流产生对流，使烟颗粒附着在碳支持膜铜网上面。
[0005] 碳支持膜简称碳膜，是透射电子显微镜（TEM)用来检测样品的专用载体，大小为直 径3mm，厚度不到0. 1mm，非常脆弱，容易破损。用碳支持膜采集烟颗粒主要方法是，用尖头 镊子加持碳支持膜，放在烟雾中，采集完毕后，小心的放在碳支持膜储存盒里。由于碳支持 膜比较小且容易折损，镊子夹持必须非常小心，避免掉落或者折损；另外，由于普通的镊子 必须用人手配合，所以人员不可避免的暴露于烟雾中，烟雾会对人体健康会造成一定伤害； 碳支持膜正反面非常容易混淆，使用镊子使更加需要注意；且在烟雾中采集烟颗粒的时间 过长的话，烟颗粒会堆积，过短时间则采集烟颗粒太少不符合统计规律。以上这些因素综合 起来给用碳支持膜采集烟雾颗粒带来相当大的困难。 实用新型内容
[0006] 本实用新型针对现有技术的上述问题，研制一种专用于火灾烟雾颗粒采集的自锁 镊子，能够便捷的固定碳支持膜，大大减小采集的难度并提高采集烟颗粒的成功率。
[0007] 本实用新型采用的技术方案为：一种专用于火灾烟雾颗粒采集的自锁镊子，包括 两半部分组成，左半镊子和右半镊子，左右两半镊子通过转轴相连，转轴前端通过有两次折 弯的杆连接到夹持碳支持I吴的慑子头，转轴后端连接手柄；夹持碳支持I吴的慑子头，中心有 一个2mm大小的钻孔，从钻孔向镊子头方向开槽，槽宽2mm;左右两半镊子在俯视图上呈对 称结构；从侧面视图看，右半镊子从镊子头向转轴方向第一个折弯处折脚(锐角）为Y度， 第二个折角（锐角）为-β度，角度正负值规则为从转轴向镊子头，顺时针折弯为负，逆时针 折弯为正；左半镊子从镊子头向转轴方向第一个折弯处折脚(锐角）为度，第二个折角 (锐角)为-β度，角度正负值规则为从转轴向镊子头，顺时针折弯为负，逆时针折弯为正；左 右两半慑子合起来在转轴后端夹角为α °，角度关系?两足β = α/2+Υ ;在右半慑子手柄的 下面和左半镊子手柄的上面，相对有一个凸起，起到固定弹簧的目的；将左右两半镊子通过 转轴合在一起，在两手柄凸起之间插入弹簧，无外力作用手柄，弹簧为受压状态，弹簧弹力 将两部分镊子头合在一起，此时转轴处夹角为α°。
[0008] 与普通镊子相比较，本实用新型优点如下：
[0009] 1)、本实用新型具有自锁结构，通过镊子手柄之间的受压弹簧，将左右两半镊子头 压在一起，无外力作用时，镊子头呈闭合状态，便于夹持碳支持膜，不容易掉落，而普通的镊 子则需要人工用力，用力不当则会导致碳支持膜破损或者掉落；
[0010] 2)、本实用新型具有碳支持膜专用夹持端口，碳支持膜为直径3mm的薄圆片，一般 的镊子夹持碳支持膜，如果夹持面过小可能导致掉落，夹持面过大会影响采集碳颗粒的有 效面积；本实用新型在镊子头中心有2_的钻孔，将碳支持膜用普通的尖头镊子通过本实 用新型镊子头前端的开槽，放置到镊子头中心2mm的钻孔上，2mm的钻孔正好可以让碳支持 膜中心2mm直径圆形面积暴露于采集环境中，而其余部分被镊子固定。碳支持膜中心2_ 的直径圆形面积完全满足采集烟颗粒并进行电镜扫描的要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1是本实用新型左半部分镊子和右半部分镊子俯视图；
[0012] 图2是右半部分镊子侧视图；
[0013] 图3是左半部分镊子侧视图；
[0014] 图4是镊子整体侧视图；
[0015] 图5是镊子整体俯视图；
[0016] 图6是实例1中右半部分镊子参考尺寸。
[0017] 图中附图标记的含义为：1为右半部分镊子，2为左半部分镊子，3为转轴，4为两级 折弯点，5为手柄,6为镊子前端开槽,7为镊子前端钻孔,8为弹簧固定凸起,9为弹簧。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图以及具体实施例进一步说明本实用新型。
[0019] 实施例1 :
[0020] 本实施例中采用的镊子全身为不锈钢结构，它包括右半部分镊子1、左半部分镊子 2、转轴3、镊子前端开槽6、镊子前端钻孔7、两级折弯点4、手柄5、弹簧固定凸起8、弹簧9 九部分组成。
[0021] 左半镊子和右半镊子，左右两半镊子通过转轴相连，转轴前端通过有两次折弯的 杆连接到夹持碳支持I吴的慑子头，转轴后端连接手柄；夹持碳支持I吴的慑子头，中心有 ^ 2mm大小的钻孔，从钻孔向镊子头方向开槽，槽宽2mm ;左右两半镊子在俯视图上呈对称结 构；从侧面视图看，右半镊子从镊子头向转轴方向第一个折弯处折脚(锐角）为Y度，第二 个折角（锐角）为-β度，角度正负值规则为从转轴向镊子头，顺时针折弯为负，逆时针折弯 为正；左半镊子从镊子头向转轴方向第一个折弯处折脚(锐角)为-Υ度，第二个折角(锐角） 为-β度，角度正负值规则为从转轴向镊子头，顺时针折弯为负，逆时针折弯为正；左右两 半慑子合起来在转轴后端夹角为 α °，角度关系?两足β = α/2+γ ;在右半慑子手柄的下面 和左半镊子手柄的上面，相对有一个凸起，起到固定弹簧的目的；将左右两半镊子通过转轴 合在一起，在两手柄凸起之间插入弹簧，无外力作用手柄，弹簧为受压状态，弹簧弹力将两 部分镊子头合在一起，此时转轴处夹角为α °。左右两半镊子俯视图的尺寸如图1所示，厚 度为1mm，γ=22.5°，β=30°，α=15°。镊子手柄上的凸起为直径4mm，高度3mm，插入合 适弹力大小的弹簧，左右两半部分镊子通过转轴合在一起。
[0022] 通过实践结果表明，本实用新型的火灾烟雾颗粒采集专用自锁镊子，和普通的镊 子比较具有明显的优点：设计有2mm钻孔和开槽，可以方便的放入、夹持和取出碳支持膜， 带有自锁装置，避免在采集过程中掉落，并通过设计两级折弯结构避免错误外用力导致镊 子前端张开。
[0023] 实施例2 :
[0024] 实施例2目的是利用本实用新型装置采集棉绳阴燃火的燃烧颗粒，根据 《GB4715-2005点型感烟探测器》中规定，检测火灾感烟型火灾探测器性能的标准火有正庚 烷明火、聚氨酯泡沫明火、棉绳阴燃火和木材热解阴燃火。利用碳支持膜采集烟颗粒，通过 SEM电镜扫描分析烟颗粒微观形貌特性，对于改进感烟型火灾探测器性能具有较大意义。
[0025] 实施例2在实施例1采用的自锁镊子基础上，加以改进，它依然包括右半部分镊 子1、左半部分镊子2、转轴3、镊子前端开槽6、镊子前端钻孔7、两级折弯点4、手柄5、弹簧 固定凸起8、弹簧9九部分组成。左半镊子和右半镊子，左右两半镊子通过转轴相连，转轴 前端通过有两次折弯的杆连接到夹持碳支持膜的镊子头，转轴后端连接手柄；夹持碳支持 膜的镊子头，中心有一个2mm大小的钻孔，从钻孔向镊子头方向开槽，槽宽2mm ;从侧面视 图看，右半镊子从镊子头向转轴方向第一个折弯处折脚(锐角）为Y度，第二个折角（锐角） 为_β度，角度正负值规则为从转轴向镊子头，顺时针折弯为负，逆时针折弯为正；左半镊 子从镊子头向转轴方向第一个折弯处折脚(锐角）为度，第二个折角（锐角）为-β度， 角度正负值规则为从转轴向镊子头，顺时针折弯为负，逆时针折弯为正；左右两半镊子合起 来在转轴后端夹角为，角度关系满足β = α/2+γ ;在右半镊子手柄的下面和左半镊子 手柄的上面，相对有一个凸起，起到固定弹簧的目的；将左右两半镊子通过转轴合在一起， 在两手柄凸起之间插入弹簧，无外力作用手柄，弹簧为受压状态，弹簧弹力将两部分镊子头 合在一起，此时转轴处夹角为 α °。左右两半慑子俯视图的尺寸如图1所不，厚度为1_， Υ =22. 5° ,β =30° ,α =15°。镊子手柄上的凸起为直径4mm，高度3mm，插入合适弹力大小 的弹簧，左右两半部分镊子通过转轴合在一起。
[0026] 和实施例1不同之处在于，实施例2左半部分镊子的手柄向外延长了 2cm，优点有 两点：1.将两部分镊子合起来之后，用手拿着左半部分镊子的手柄延长部分，更加便于取 放镊子。2.当镊子头部放置好碳支持膜之后，采集烟颗粒，可以用手拿着左半部分镊子的手 柄延长部分，避免不小心用力挤压两部分的手柄，导致镊子头意外张开，碳支持膜掉落。
[0027] 棉绳阴燃火烟雾颗粒的采集，由于烟雾温度较低，热泳现象较弱，采集烟颗粒时间 需要延长，根据经验本次实例采集时间为50s，如果使用普通的镊子夹持碳支持膜，在50s 的时间内，较容易出现手酸累现象，普通镊子容易受力不均导致样品掉落。利用本实用新型 的自锁镊子对棉绳阴燃火颗粒采集，并将附有烟颗粒的碳支持膜用电镜扫描，得到的结果 较为理想。本实例的镊子不仅可以稳固夹持碳支持膜，将碳支持膜中心直径2_的采集面 积暴露于烟雾中，提高采集效率和质量；而且具有自锁结构，增加的手柄也便于取放镊子， 并避免由于错误挤压镊子手柄而导致的样品掉落，从而提高采集火灾烟雾颗粒的成功率和 提尚样品质量。
【权利要求】
1. 一种专用于火灾烟雾颗粒采集的自锁镊子，其特征在于，包括两半部分，两半部分分 别为左半镊子和右半镊子，左半镊子和右半镊子通过转轴相连，转轴前端通过有两次折弯 的杆连接到夹持碳支持I吴的慑子头，转轴后端连接手柄；夹持碳支持I吴的慑子头，中心有一 个2mm大小的钻孔，从钻孔向镊子头方向开槽，槽宽2mm;左右两半镊子在俯视图上呈对称 结构；从侧面视图看，右半镊子从镊子头向转轴方向第一个折弯处折脚为Y度锐角，第二 个折角为-β度锐角，角度正负值规则为从转轴向镊子头，顺时针折弯为负，逆时针折弯为 正；左半镊子从镊子头向转轴方向第一个折弯处折脚为度锐角，第二个折角为-β度锐 角，角度正负值规则为从转轴向镊子头，顺时针折弯为负，逆时针折弯为正；左右两半镊子 合起来在转轴后端夹角为 α°，角度关系?两足β=(α/2) + γ ;在右半慑子手柄的下面和左 半镊子手柄的上面，相对有一个凸起，起到固定弹簧的目的；将左半镊子和右半镊子通过转 轴合在一起，在两手柄凸起之间插入弹簧，无外力作用手柄，弹簧为受压状态，弹簧弹力将 两部分镊子头合在一起，此时转轴处夹角为α°。
【文档编号】B25B9/00GK203831270SQ201420186012
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年4月16日 优先权日:2014年4月16日
【发明者】张和平, 杨慎林, 陆松, 管雨, 胡洋, 王洁, 张丹 申请人:中国科学技术大学