专利名称：烟雾稀释装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及实验设备技术领域，特别涉及一种烟雾稀释装置。
背景技术：
在社会生活中，火灾是威胁公共安全，危害人们生命财产的灾害之一，是我国目前造成人员伤亡数仅次于矿难的灾难。发生火灾时，烟雾是导致人员伤亡的主要原因之一，尤其在各种舱室如飞机、轮船、建筑等密闭或半密闭舱室环境中，一旦发生火灾，会在短时间内产生大量有毒烟雾，其烟雾(尤其具有剧毒的一氧化碳)的浓度往往会非常高，当吸入大量气体后，可瞬间导致人员深度昏迷，甚至死亡。因此，在火灾或者烟雾模拟环境中，对烟雾的浓度的检测是一项最基本的观察和评价指标。但是，各种舱室中一旦发生火灾，其烟雾的浓度会远远超过常规烟气检测设备的检测上限，而且高量程的尖端检测设备往往价值十万甚至数十万，难以普遍应用到常规火灾或者烟雾吸入染毒实验的检测中，并且这些昂贵的实验设备往往比较精密，对检测对象的性质要求比较高，如果烟雾中含有酸性或腐蚀性的气体、油烟或者大量的颗粒物都会对检测设备造成致命的损伤。因此，如何解决烟雾的浓度高以致对烟雾的浓度检测困难的问题，是本领域人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种烟雾稀释装置，能够有效地降低烟雾的浓度，从而使普通的烟气检测设备可以检测出稀释后烟雾的浓度，进而分析出稀释前烟雾的浓度。为了解决上述技术问题，本发明提供一种烟雾稀释装置，包括烟雾采集室，所述烟雾采集室设有烟雾进气阀门和烟雾出气阀门；空气采集室，所述空气采集室设有空气进气阀门和空气出气阀门；烟雾稀释室，所述烟雾稀释室设有出口，且所述烟雾采集室通过所述烟雾出气阀门与所述烟雾稀释室相连通，所述空气采集室通过所述空气出气阀门与所述烟雾稀释室相连通；设置在所述烟雾采集室内与所述烟雾采集室适配的第一活塞；设置在所述空气采集室内与所述空气采集室适配的第二活塞。优选地，所述烟雾采集室的横截面的形状和所述空气采集室的横截面的形状均为圆形。优选地，所述烟雾采集室包括烟雾采集通道、烟雾储气室和烟雾排出通道，所述烟雾采集通道与所述烟雾储气室相连通，所述烟雾排出通道的一端的通道口设置在所述烟雾采集通道的侧壁上，另一端的通道口设置在所述烟雾稀释室的内部，所述第一活塞设置在所述烟雾储气室内，所述烟雾进气阀门设置在所述烟雾采集通道上，所述烟雾出气阀门设置在所述烟雾排出通道上，且所述烟雾排出通道的通道口位于所述烟雾进气阀门和所述烟雾储气室之间，所述烟雾采集通道的内壁的直径小于所述烟雾储气室的内壁的直径。优选地，所述空气采集室包括空气采集通道、空气储气室和空气排出通道，所述空气采集通道与所述空气储气室相连通，所述空气排出通道的一端的通道口设置在所述空气采集通道的侧壁上，另一端的通道口设置在所述烟雾稀释室的内部，所述第二活塞设置在所述空气储气室内，所述空气进气阀门设置在所述空气采集通道上，所述空气出气阀门设置在所述空气排出通道上，且所述空气排出通道的通道口位于所述空气进气阀门和所述空气储气室之间，所述空气采集通道的内壁的直径小于所述空气储气室的内壁的直径。优选地，还包括控制所述第一活塞和所述第二活塞同步往返运动的驱动装置以及用于控制所述驱动装置改变运动方向的返程开关。优选地，所述烟雾进气阀门、所述烟雾出气阀门、所述空气进气阀门以及所述空气出气阀门均为单向阀门。优选地，所述烟雾储气室的长度和所述空气储气室的长度相同，所述烟雾排出通道与所述烟雾储气室之间的距离和所述空气排出通道与所述空气储气室之间的距离相同。优选地，还包括烟气分析仪，所述烟气分析仪的采样管道设置在所述烟雾稀释室的内部。优选地，所述烟雾排出通道的设置在所述烟雾稀释室的内部的通道口与所述空气排出通道的设置在所述烟雾稀释室的内部的通道口正对且之间设有间隙形成对冲口，所述烟气分析仪的采样管道的端口与所述对冲口之间的距离小于所述对冲口与所述出口之间的一半的距离。优选地，所述烟雾排出通道的形状和所述空气排出通道的形状均为沿气体流动方向渐缩的锥形。相对于现有技术，本发明所提供的烟雾稀释装置包括烟雾采集室、空气采集室以及烟雾稀释室。烟雾采集室上设有烟雾进气阀门和烟雾出气阀门，烟雾采集室内设有与烟雾采集室适配的第一活塞；空气采集室上设有空气进气阀门和空气出气阀门，空气采集室内设有与空气采集室适配的第二活塞；烟雾稀释室设有出口，且烟雾采集室通过烟雾出气阀门与烟雾稀释室相导通，空气采集室通过空气出气阀门与烟雾稀释室相导通。当对烟雾进行稀释时，打开烟雾进气阀门以及空气进气阀门，关闭烟雾出气阀门以及空气出气阀门，在烟雾采集室内收集烟雾，在空气采集室内收集空气。当收集结束后，关闭烟雾进气阀门以及空气进气阀门，打开烟雾出气阀门以及空气出气阀门，用第一活塞和第二活塞使烟雾和空气从烟雾采集室和空气采集室内排出，在烟雾稀释室内对烟雾进行稀释。当使用烟雾稀释装置对烟雾进行稀释后，可以由烟气检测设备方便地检测出稀释后烟雾的浓度，再根据烟雾稀释室的横截面和空气稀释室的横截面的面积比来分析出稀释前烟雾的浓度。烟雾稀释装置操作简单，价格便宜，可以方便、快速地进行烟雾采集和稀释，便于小量程烟雾分析仪采样检测；而且对烟雾成分无特殊要求，油污、颗粒及腐蚀性气体对装置影响较小，适合各种高浓度烟雾中烟气成分的快速稀释、采样和分析。
图1为本发明所提供的一种烟雾稀释装置的结构示意图；图2为本发明所提供的一种烟雾稀释装置的拆分图；图1-图 2 中烟雾采集室-1 I，第一活塞-12，烟雾稀释室-13，烟气分析仪-14，第二活塞-15，空气采集室-16，驱动装置-17，烟雾储气室-21，烟雾采集通道-22，烟雾出气阀门-23，烟雾进气阀门-24，烟雾排出通道-25，空气排出通道-26，空气进气阀门-27，空气出气阀门-28，空气采集通道-29，空气储气室-210。
具体实施例方式本发明的核心是提供一种烟雾稀释装置，能够有效地降低烟雾的浓度，从而使普通的烟雾检测设备可以检测出稀释后烟雾的浓度，进而分析出稀释前烟雾的浓度。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。请参考图1、图2，图1为本发明所提供的一种烟雾稀释装置的结构示意图；图2为本发明所提供的一种烟雾稀释装置的拆分图。本发明所提供的烟雾稀释装置包括用来采集烟雾的烟雾采集室11、用来采集空气的空气采集室16和用来稀释烟雾的烟雾稀释室13，烟雾采集室11设有烟雾进气阀门24和烟雾出气阀门23，空气采集室16设有空气进气阀门27和空气出气阀门28，烟雾稀释室13设有出口，并且使烟雾采集室11和烟雾稀释室13通过烟雾出气阀门23相连通，使空气采集室16和烟雾稀释室13通过空气出气阀门28相连通，同时在烟雾采集室11内还设有与烟雾采集室11适配的第一活塞12，在空气采集室16内还设有与空气采集室16适配的第二活塞15。当对烟雾进行稀释时，打开烟雾进气阀门24以及空气进气阀门27，关闭烟雾出气阀门23以及空气出气阀门28，在烟雾采集室11内收集烟雾，在空气采集室16内收集空气。当收集结束后，关闭烟雾进气阀门24以及空气进气阀门27，打开烟雾出气阀门23以及空气出气阀门28，用第一活塞12和第二活塞15使烟雾和空气从烟雾采集室11和空气采集室16内排出，在烟雾稀释室13内对烟雾进行稀释。当使用烟雾稀释装置对烟雾进行稀释后，可以由烟气检测设备方便地检测出稀释后烟雾的浓度，再根据烟雾稀释室13的横截面和空气稀释室的横截面的面积比等因素分析出稀释前烟雾的浓度。相对于现有技术，本发明的有益效果是烟雾稀释装置操作简单，价格便宜，可以方便、快速地进行烟雾采集和稀释，便于小量程烟雾分析仪采样检测；而且对烟雾成分无特殊要求，油污、颗粒及腐蚀性气体对装置影响较小，适合各种高浓度烟雾中烟气成分的快速稀释、采样和分析。为了方便安装活塞，将烟雾采集室11的横截面的形状和空气采集室16的横截面的形状均设为圆形。而且如此设置，方便加工制造。当然，烟雾采集室11的横截面的形状和空气采集室16的横截面的形状也可以设为椭圆等其他形状。在一种具体实施方式
中，如图2所示，烟雾采集室11包括烟雾采集通道22、烟雾储气室21和烟雾排出通道25，烟雾采集通道22与烟雾储气室21相连通，烟雾排出通道25的一端的通道口设置在烟雾采集通道22的侧壁上，另一端的通道口设置在烟雾稀释室13的内部，将第一活塞12设置在烟雾储气室21内，将烟雾进气阀门24设置在烟雾采集通道22上，将烟雾出气阀门23设置在烟雾排出通道25上，并且使烟雾排出通道25的通道口位于烟雾进气阀门24和烟雾储气室21之间，烟雾采集通道22的内壁的直径小于烟雾储气室21的内壁的直径。在本具体实施方式
的优选方案中，空气采集室16也包括空气采集通道29、空气储气室210和空气排出通道26，空气采集通道29与空气储气室210相连通，空气排出通道26的一端的通道口设置在空气采集通道29的侧壁上，另一端的通道口设置在烟雾稀释室13的内部，第二活塞15设置在空气储气室210内，空气进气阀门27设置在空气采集通道29上，空气出气阀门28设置在空气排出通道26上，并且空气排出通道26的通道口位于空气进气阀门27和空气储气室210之间，空气采集通道29的内壁的直径小于空气储气室210的内壁的直径。进一步地，将烟雾进气阀门24设置在烟雾采集通道22的端口，将烟雾出气阀门23设置在烟雾排出通道25的位于烟雾采集通道22的侧壁的通道口的位置上，将空气进气阀门27设置在空气采集通道29的端口，将空气出气阀门28设置在空气排出通道26的位于空气采集通道29的侧壁的通道口的位置上，将烟雾稀释室13的出口设置在烟雾稀释室13的侧壁的中部。如此布置，结构紧凑，方便各个进气阀门、出气阀门以及活塞的布置，同时也方便烟雾采集室11以及空气采集室16与烟雾稀释室13的连接。由于烟雾的浓度非常高，因此一般使空气采集室16的体积比烟雾采集室11的体积大，以为了使烟气检测设备可以更有效地检测出烟雾的浓度。当然，烟雾采集室和空气采集室也可以设置为其他的结构，本文不再赘述。在另一种具体实施方式
中，如图1所示，烟雾稀释装置还包括控制第一活塞12和第二活塞15同步往返运动的驱动装置17以及用于控制驱动装置17改变运动方向的返程开关，并且优先选用烟雾进气阀门24、烟雾出气阀门23、空气进气阀门27和空气出气阀门28均为单向阀门。第一活塞12和第二活塞15在驱动装置17的牵引下同步往复运动，进而控制烟雾或空气定向流动。如此布置，代替了人工控制活塞的运动，而且可以使第一活塞12和第二活塞15同步运动，以更好的对烟雾进行稀释，进而更有效地测试出稀释前烟雾的浓度。进行实验时，开启驱动装置17，当驱动装置17向远离烟雾采集通道22和空气采集通道29的方向运动时，带动第一活塞12和第二活塞15同时向远离烟雾采集通道22和空气采集通道29的方向运动，在负压作用下，烟雾进气阀门24和空气进气阀门27自动打开，烟雾出气阀门23和空气出气阀门28自动关闭，此时烟雾从烟雾采集通道22进入到烟雾储气室21内，空气从空气采集通道29进入到空气储气室210内。当驱动装置17运动到最大位移时触动返程开关，驱动装置17改变运动方向，向靠近烟雾采集通道22和空气采集通道29的方向运动，同时带动第一活塞12和第二活塞15向靠近烟雾采集通道22和空气采集通道29的方向运动，在正压的作用下，烟雾进气阀门24和空气进气阀门27自动关闭，烟雾出气阀门23和空气出气阀门28自动打开。此时，烟雾从烟雾排出通道25进入到烟雾稀释室13内，空气从空气排出通道26进入到烟雾稀释室13内，对烟雾进行稀释。
当然，也可以使用其他装置控制活塞的运动，各个进气阀门或出气阀门也可以为双向阀门或其他装置，本文不再赘述。为了更准确的分析出稀释前烟雾的浓度，将烟雾储气室21的长度和空气储气室210的长度设置为相同的，并且将烟雾排出通道25与烟雾储气室21之间的距离和空气排出通道26与空气储气室210之间的距离也设置为相同的。如此设置，结构紧凑美观，而且可以根据烟雾储气室21的横截面和空气储气室210的横截面的面积比等因素更有效地分析出稀释前烟雾的浓度。并且优先选用烟雾排出通道25的设置在烟雾稀释室13的内部的通道口与空气排出通道26的设置在烟雾稀释室13的内部的通道口正对且之间设有间隙形成对冲口。进一步地，将烟雾排出通道25的形状和空气排出通道26的形状均设为沿气体流动方向渐缩的锥形，使烟雾和空气在对冲口的位置形成对冲，可以更好的稀释烟雾。如此设置，可以使烟雾和空气在对冲口的位置形成对冲，使烟雾稀释均匀。当然，各个采集通道或排出通道也可以设置为其他形状或不规则形状，本文不再赘述。所述的烟雾稀释装置还包括烟气分析仪14，将烟气分析仪14的采样管道设置在烟雾稀释室13的内部，并且优先选用烟气分析仪14的采样管道的端口与对冲口之间的距离小于对冲口与出口之间的一半的距离，以便更准确的测试出稀释后烟雾的浓度。烟气分析仪14的采样管道可以从烟雾稀释室13的出口伸入烟雾稀释室13的内部，也可以从烟雾稀释室13的侧壁伸入到烟雾稀释室13的内部。此处优先选用从烟雾稀释室13的出口伸入烟雾稀释室13的内部。如此设置，安装方便简单，而且方便挪动烟气分析仪14的采样管道。同时，烟雾稀释室13的体积不能太大，如果太大则稀释后的烟雾容易在烟雾稀释室13中蓄积，使得烟气分析仪14检测出的烟雾的浓度不是对冲混匀后瞬间的烟雾浓度，而是一段时间内烟雾稀释室内蓄积的烟雾浓度。优先选用烟雾稀释室13的体积略大于烟雾储气室21和空气储气室210的体积和。如此设置，烟雾稀释室内的烟雾则是每一次稀释的烟雾，不会产生烟雾的蓄积，提高了测量烟雾浓度时的准确性以上对本发明所提供的烟雾稀释装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种烟雾稀释装置，其特征在于，包括 烟雾采集室，所述烟雾采集室设有烟雾进气阀门和烟雾出气阀门； 空气采集室，所述空气采集室设有空气进气阀门和空气出气阀门； 烟雾稀释室，所述烟雾稀释室设有出口，且所述烟雾采集室通过所述烟雾出气阀门与所述烟雾稀释室相连通，所述空气采集室通过所述空气出气阀门与所述烟雾稀释室相连通； 设置在所述烟雾采集室内与所述烟雾采集室适配的第一活塞； 设置在所述空气采集室内与所述空气采集室适配的第二活塞。
2.根据权利要求1所述的烟雾稀释装置，其特征在于，所述烟雾采集室的横截面的形状和所述空气采集室的横截面的形状均为圆形。
3.根据权利要求2所述的烟雾稀释装置，其特征在于，所述烟雾采集室包括烟雾采集通道、烟雾储气室和烟雾排出通道，所述烟雾采集通道与所述烟雾储气室相连通，所述烟雾排出通道的一端的通道口设置在所述烟雾采集通道的侧壁上，另一端的通道口设置在所述烟雾稀释室的内部，所述第一活塞设置在所述烟雾储气室内，所述烟雾进气阀门设置在所述烟雾采集通道上，所述烟雾出气阀门设置在所述烟雾排出通道上，且所述烟雾排出通道的通道口位于所述烟雾进气阀门和所述烟雾储气室之间，所述烟雾采集通道的内壁的直径小于所述烟雾储气室的内壁的直径。
4.根据权利要求3所述的烟雾稀释装置，其特征在于，所述空气采集室包括空气采集通道、空气储气室和空气排出通道，所述空气采集通道与所述空气储气室相连通，所述空气排出通道的一端的通道口设置在所述空气采集通道的侧壁上，另一端的通道口设置在所述烟雾稀释室的内部，所述第二活塞设置在所述空气储气室内，所述空气进气阀门设置在所述空气采集通道上，所述空气出气阀门设置在所述空气排出通道上，且所述空气排出通道的通道口位于所述空气进气阀门和所述空气储气室之间，所述空气采集通道的内壁的直径小于所述空气储气室的内壁的直径。
5.根据权利要求1-4任一项所述的烟雾稀释装置，其特征在于，还包括控制所述第一活塞和所述第二活塞同步往返运动的驱动装置以及用于控制所述驱动装置改变运动方向的返程开关。
6.根据权利要求1-4任一项所述的烟雾稀释装置，其特征在于，所述烟雾进气阀门、所述烟雾出气阀门、所述空气进气阀门以及所述空气出气阀门均为单向阀门。
7.根据权利要求4所述的烟雾稀释装置，其特征在于，所述烟雾储气室的长度和所述空气储气室的长度相同，所述烟雾排出通道与所述烟雾储气室之间的距离和所述空气排出通道与所述空气储气室之间的距离相同。
8.根据权利要求7所述的烟雾稀释装置，其特征在于，还包括烟气分析仪，所述烟气分析仪的采样管道设置在所述烟雾稀释室的内部。
9.根据权利要求8所述的烟雾稀释装置，其特征在于，所述烟雾排出通道的设置在所述烟雾稀释室的内部的通道口与所述空气排出通道的设置在所述烟雾稀释室的内部的通道口正对且之间设有间隙形成对冲口，所述烟气分析仪的采样管道的端口与所述对冲口之间的距离小于所述对冲口与所述出口之间的一半的距离。
10.根据权利要求9所述的烟雾稀释装置，其特征在于，所述烟雾排出通道的形状和所述 空气排出通道的形状均为沿气体流动方向渐缩的锥形。
全文摘要
本发明公开了一种烟雾稀释装置，包括烟雾采集室，烟雾采集室设有烟雾进气阀门和烟雾出气阀门；空气采集室，空气采集室设有空气进气阀门和空气出气阀门；烟雾稀释室，烟雾稀释室设有出口，且烟雾采集室通过烟雾出气阀门与烟雾稀释室相连通，空气采集室通过空气出气阀门与烟雾稀释室相连通；设置在烟雾采集室内与烟雾采集室适配的第一活塞；设置在空气采集室内与空气采集室适配的第二活塞。烟雾稀释装置的操作简单，价格便宜，可以方便、快速地进行烟雾采集和稀释，便于小量程烟雾分析仪采样检测；而且对烟雾成分无特殊要求，油污、颗粒及腐蚀性气体对装置影响较小，适合各种高浓度烟雾中烟气成分的快速稀释、采样和分析。
文档编号G01N1/38GK103033411SQ201210558568
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者孙磊, 王涛, 赵晓龙, 武泽新, 李继鑫, 吕麟亚, 敖琳, 曹佳 申请人:中国人民解放军第三军医大学