本发明涉及气体、粉尘爆炸抑爆实验系统，具体涉及到一种多视窗多功能气体、粉尘爆炸抑爆实验系统。
背景技术：
在工业生产中，可燃气体和粉尘所处的外界环境往往不是常温常压，且多组分混合气体及粉尘爆炸十分常见，爆炸发生的情形复杂多变。目前，国内外气体、粉尘爆炸研究领域利用20L球形系统开展的实验研究比较多，对20L球形反应容器的爆炸测试参数都比较认可，但现有20L球形系统多为标准的气体、粉尘爆炸测试系统，国内仅有重庆煤科院、中北大学等单位自制了具有变温、变压、变点火能功能的20L球形爆炸实验系统，但这些系统缺乏外触发装置不能满足外接装置的综合测试，观测视窗尺寸小且透光率不高，配气组分一般多为3种，组分相对较少，不能实现多种气体配制。
技术实现要素：
为了解决系统缺乏外触发装置不能满足外接装置的综合测试，观测视窗尺寸小且透光率不高，配气组分相对较少，不能实现多种气体配制等缺点，本发明提供一种多视窗多功能气体、粉尘爆炸抑爆实验系统，其包括多个外触发接口进行外接装置，多个可满足先进光学测试仪器同步应用的高透光率石英视窗，可实现多种气体配制的综合测试。
本发明的技术方案如下：
一种多视窗多功能气体、粉尘爆炸抑爆实验系统，包括测控系统、爆炸容器、与爆炸容器相连接的点火系统、配气系统、粉体喷洒系统、抽真空系统、加热恒温系统；所述点火系统包括可调能高压脉冲点火器与点火电极；所述测控系统包括系统测控主机、与系统测控主机远程通讯的计算机；所述加热恒温系统包括油浴加热层、加热箱、循环泵，所述油浴加热层包裹在爆炸容器外表面；
还包括至少两个光学诊断视窗、点火外触发接口、喷粉外触发接口；所述光学诊断视窗设置在爆炸容器侧面；所述点火外触发接口设置在可调能高压脉冲点火器上，根据点火信号同步触发外接测试设备；所述喷粉外触发接口设置在系统测控主机上，根据喷粉信号同步触发外接测试设备。
进一步地，所述配气系统包括七路配气管路及配气封闭控制阀，所述七路配气管路均通过所述配气封闭控制阀与爆炸容器连接，每一路配气管路均包括连接管以及安装在连接管上的配气流量控制阀、配气进气控制阀。
更进一步地，所述光学诊断视窗位于爆炸容器的侧面延伸端，数量为3个，一对设在中心水平位置的平行线，另一个设在垂直于该平行线方向的同一水平位置上。
进一步地，所述光学诊断视窗由熔融石英制成。
更进一步地，所述点火外触发接口可连接高速摄像机，用于对爆炸时的火焰传播现象进行拍摄。
进一步地，所述系统测控主机通过无线测控收发天线与计算机连接，进行控制信号与测试数据的通讯传输。
更进一步地，所述油浴加热层以耐高温硅油为加热恒温介质。
进一步地，抽真空系统包括负压取气泵，所述负压取气泵设有取气接口，所述取气接口外接气囊，在爆炸发生后收集生成物，对生成物进行进一步的分析。
进一步地，所述粉体喷洒系统包括压缩空气瓶、过流量调节阀、充气控制阀、储粉罐，所述压缩空气瓶依次通过流量调节阀、充气控制阀与储粉罐相连，所述压缩空气瓶对已配制好的混合物进行快速搅拌，并向爆炸反应罐体提供正压环境。
相对于现有技术，本发明具有以下效果：
1.具有至少两个以上外触发接口进行外接装置同步测试的爆炸实验测试系统，可实现提前或延时触发，触发时间可自行设置，满足先进光学测试仪器同步应用，满足对气体、粉尘爆炸及抑爆剂抑爆现象的压力、温度、流场、光学特征等参数的同步测试需求。
2.开设至少2个以上可满足先进光学测试仪器同步应用的高透光率石英视窗，增大可视化范围。
3.可实现最多7种气体复配,解决配气组分较少的问题。
4.实现具有初始温度、初始压力可变，点火能(0.01mJ-1000mJ)及点火延迟时间(0-300s)的可调节、外触发功能及整体仪器的自动控制水平等方面操作，进而满足在室温到200℃、10KPa到1000Kpa(绝压)条件下进行不同点火能自动点火，自动完成抽真空、粉尘仓充压、气体/粉尘自动进样、数据采集、数据传输、数据存储、绘制时间-压力曲线。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图。
附图标记：1-反应罐盖子，2-点火电极，3-可调能高压脉冲点火器，4-点火外触发接口，5-爆炸反应罐体，6-油浴加热层，8-配气压力传感器，9-封闭控制阀一，10-封闭控制阀二，11-自动取气控制阀，12-负压取气泵，13-抽真空控制阀，14-取气接口，15-真空泵，16-主压力传感器，17-手动排气阀，18-加热控温单元接口，19-储粉罐，20-充气压力传感器，21-充气控制阀，22-流量调节阀，23-压缩空气瓶，24-喷粉外触发接口，25-系统测控主机，26-计算机，27-光学诊断视窗，28-喷粉控制气动阀，29-配气封闭控制阀，30-配气流量控制阀，31-配气进气控制阀，32-无线测控收发天线，33-温度传感器，34-循环泵，35-加热箱，36-测控系统，37-爆炸容器，38-点火系统，39-配气系统，40-粉体喷洒系统，41-抽真空系统，42-加热恒温系统。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
一种多视窗多功能气体、粉尘爆炸抑爆实验系统如图1所示，爆炸容器37包括有容积约为20L，内径约340mm的爆炸反应罐体5和通过法兰紧扣在爆炸反应罐体5顶部的反应罐盖子1，爆炸容器37延伸出三个直径为110mm，透光率不低于90％的光学诊断视窗27，一对设在中心水平位置的平行线上，另一个设在垂直于该平行线方向的同一水平位置上，便于安装光学测试设备并保证容器内喷粉后不污染视窗玻璃。
加热恒温系统42包括循环泵34、加热箱35以及包裹在爆炸反应罐体5外表面的油浴加热层6，循环泵34与加热箱35连接，再通过管路与油浴加热层6连接。油浴加热层6以硅油为介质，油浴加热层6外部和加热油导管外部均包裹一层保温材料。加热恒温系统42通过加热控温单元接口18和温度传感器33来实现温度的控制，加热控温单元接口18和温度传感器33均与爆炸反应罐体5相连接，均通过控制线路接在系统测控主机25上。
点火系统38包括高压脉冲点火器3及点火电极2，点火外触发接口4依次通过可调能高压脉冲点火器3，反应罐盖子1与点火电极2连接，点火电极2在爆炸反应罐体5内部进行点火操作，点火外触发接口4通过控制线路接在系统测控主机25上，点火外触发接口4的能量调节精度为0.01mJ，且电极位置和放电间隙可调，以满足不同点火位置对混合气体爆炸的影响。点火的同时可通过点火外触发接口4发出信号，来控制外接设备进行同步测试，如外接高速相机对爆炸时的火焰传播现象进行拍摄。
配气系统包括七路配气管路和配气封闭控制阀29和配气压力传感器8，七路配气管路均通过配气封闭控制阀29与爆炸容器37连接，每一路配气管路均包括连接管以及安装在连接管上的配气流量控制阀30、配气进气控制阀31，配气流量控制阀30和配气进气控制阀31通过控制线路接在系统测控主机25上自动进行配气操作，采用分压法进行配气，进气量根据配气压力传感器8的压力变化情况通过配气进气控制阀31快速开关实现定量进气，配气精度为0.1％。
配气压力传感器8经封闭控制阀一9与爆炸反应罐体5相连，且通过控制线路接在系统测控主机25上进行自动操作。主压力传感器16与手动排气阀17分别与爆炸反应罐体5内部相连，主压力传感器16通过控制线路接在系统测控主机25上，可在点火的同时自动采集爆炸过程容器内的动态压力，采集速率5K Hz。
粉体喷洒系统40包括储粉罐19、充气压力传感器20、充气控制阀21、流量调节阀22、压缩空气瓶23、喷粉控制气动阀28，压缩空气瓶23依次通过流量调节阀22、充气控制阀21与储粉罐19相连，充气压力传感器20与储粉罐19相连，储粉罐19与外接到爆炸反应罐体5底部的喷粉控制气动阀28相连接，压缩空气瓶23可对已配制好的混合物进行快速搅拌，充气压力传感器20、充气控制阀21、喷粉控制气动阀28分别通过控制线路接在系统测控主机25上进行自动操作。系统测控主机25下部设有可手动操作的喷粉外触发接口24，喷粉外触发接口24可连接外接设备进行同步测试。
抽真空系统41包括封闭控制阀二10、自动取气控制阀11、负压取气泵12、抽真空控制阀13、真空泵15，具有取气接口14的负压取气泵12经自动取气控制阀11与封闭控制阀二10相连，取气接口14可外接气囊在爆炸发生后收集生成物进行进一步的产物分析。真空泵15经抽真空控制阀13与封闭控制阀二10相连，封闭控制阀二10爆炸反应罐体5相连，封闭控制阀二10、自动取气控制阀11、抽真空控制阀13分别通过控制线路接在系统测控主机25上进行自动操作。
真空泵15将被反应罐盖子1封闭的爆炸反应罐体5抽真空，待测气体通过配气流量控制阀30、配气进气控制阀31，再通过配气封闭控制阀29进入爆炸反应罐体5，压缩空气瓶23通过流量调节阀22、充气控制阀21将储粉罐19中的粉体经喷粉控制气动阀28喷入爆炸反应罐体5中，压缩空气瓶23向爆炸反应罐体5提供正压环境，配气压力传感器8由封闭控制阀一9控制可减少配气误差。喷粉外触发接口24可连接外接设备进行同步测试，如监测粉尘在爆炸反应罐体5中的分布情况，系统测控主机25以主压力传感器16及充气压力传感器20采集的数据为依据来控制各控制阀的开闭。
测控系统36包括系统测控主机25、与系统测控主机25远程通讯的计算机26，系统测控主机25通过无线测控收发天线32与计算机26连接，可实现远离实验平台进行操作。
通过循环泵34、加热箱35对油浴加热层6循环加热并按需求恒温。保持爆炸反应罐体5恒温，进气及喷粉完成后，点火电极2进行点火操作。点火的同时可通过点火外触发接口4发出的信号控制外接设备进行同步测试，如外接高速相机对爆炸时的火焰传播现象进行拍摄，相关光学测试设备通过安装有熔融石英的光学诊断视窗27进行相应的数据采集。爆炸发生后，通过负压取气泵12的取气接口14取出爆炸产物进行进一步分析。主压力传感器采集的压力数据传输到计算机26进行处理和存储并绘制时间-压力曲线。达到同步测定不同点火能量、不同点火延迟时间、不同初始压力、不同初始温度、不同组分混合气体和粉体的爆炸及抑爆剂抑爆现象的压力、温度、流场、光学特征等参数的目的。