头盔耐燃烧性能测试装置及其测试方法与流程

本发明涉及一种头盔耐燃烧性能测试装置及其测试方法，属于头盔耐燃烧性能测试技术领域。

背景技术：

消防员进行灭火作业时会遇到火场各种危险环境，通常火场中的热量是造成伤害的最主要因素，考虑到火焰和辐射热的综合伤害作用，世界各国都普遍采用火焰和辐射热综合热防护性能试验方法来评价消防头盔的防护性能。

目前，针对消防头盔的耐燃烧性能试验方法，采用火焰和辐射热综合手段进行测试，但目前试验装置，结构复杂，成本高昂，价格较为昂贵，因此，为了获得精确的试验数据验证消防员防护服的防护性能，如何研制出一套针对消防头盔的耐燃烧性能测试实验装置，成为了本领域急需解决的技术难题。

技术实现要素：

本发明需要解决的技术问题是：现有的消防头盔测试装置结构复杂，成本和售价高昂，如何研制出一套针对消防头盔的耐燃烧性能测试实验装置，同时兼顾测试的准确性和稳定性。

本发明采取以下技术方案：

一种头盔耐燃烧性能测试装置，包括燃烧热源、辐射热源、铜板热量计、第一、二测温热电偶、数据采集装置、数据处理系统；所述辐射热源包括支架1，若干根平行设置的石英加热管2固定在所述支架1上；所述铜板热量计包括由铜板1和装配块5构成的具有中空腔体的结构、中空腔体内侧顶部与第一测温热电偶4连接，第一测温热电偶4另一端与数据采集系统连接；所述第二测温热电偶9一端与待测温头盔连接，另一端与所述数据采集系统连接；所述数据采集装置与所述数据处理系统连接。

进一步的，所述燃烧热源包括通过管道13依次连接的储气瓶11、调压阀12、电磁阀14、流量计15、本生灯8；本生灯8安装在待测试头盔的上方，与垂直方向呈45°向待测试头盔喷射火焰。

进一步的，石英加热管2并连接到380v的电源上。

进一步的，所述第一测温热电偶4是铜－康铜热电偶，焊接在铜板3圆弧内表面的中心位置，铜板3通过粘结剂粘到装配块5上，铜－康铜热电偶通过装配块5上的通孔连接到数据采集装置上。

更进一步的，所述第二测温传感器9置于本生灯8喷头前端，采用铂－铑热电偶。

进一步的，所述数据采集装置是数据采集卡6，所述数据处理系统是计算机7。

更进一步的，本生灯8喷孔直径为13mm±3mm，燃气经调压阀12调压以50kpa±1kpa的压力供气，通过流量计15调节流量，燃气流速为2l/min±0.2l/min；所述石英加热管2的布置间距为6-8mm，直径为10.0mm±0.2mm；所述铜板3的铜含量不低于99％，厚度为1.5mm，尺寸为40mm×40.3mm，重量为30g±1g。

再进一步的，铜－康铜热电偶的直径为0.3mm～1mm。

再进一步的，铂－铑热电偶的直径为0.3mm～0.5mm。

一种上述的头盔耐燃烧性能测试装置的测试方法，辐射热源中石英加热管2通电后产生热辐射，采用铜板热量计上的第一测温热电偶4测试辐射热源区域温升变化，并转化为毫伏信号输送到数据采集装置中，通过数据处理系统记录并计算出辐射热通量，达到10±1kw/m2；然后将头盔试样放置于辐射热源下方，辐射1min后，本生灯8以45°方向接触试样顶部喷射火焰，采用第二测温热电偶9校准火焰温度，达到1300℃，维持一定时间，从而测试头盔试样的燃烧性能。

本发明的有益效果在于：

1)提供了一套针对消防头盔耐燃烧性能测试的装置，成本较低；

2)采用两条测温热电偶，分别对铜板热量计和本生灯燃烧处进行测温，并通过同一个数据采集装置进行采集，并通过数据处理系统进行实时数据计算处理；

3)燃烧热源设计巧妙，使用方便；

4)测试方便，快捷，智能化程度高，兼顾了测试的准确性和稳定性；

5)采用石英加热管作为热源，发热量高，采用燃气本生灯作为燃烧热源，使试验条件稳定；

6)整套装置具有结构合理，测试准确、可操作性强的特点，能够模拟消防头盔的实际使用环境。

附图说明

图1是本发明头盔耐燃烧性能测试装置的示意图。

图2是燃烧热源的结构示意图。

图3是铜板热量计的结构示意图。

图4是铜板热量计的俯视图。

图中，1为支架，2为石英加热管，3为铜板，4为第一测温热电偶，5为装配块，6为采集卡，7为计算机，8为本生灯，9为第二测温热电偶，10为消防头盔试样，11为储气瓶，12为调压阀、13为管道、14为电磁阀、15为流量计。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

实施例1：

本消防头盔耐燃烧性能试验装置由燃烧热源、辐射热源、铜板热量计、测温热电偶、数据采集装置和数据处理系统等组成。

如图1所示，辐射热源由九根石英加热管2和支架1组成，置于试样上方，通电后产生热辐射。电路中，石英加热管2并连接到380v的电源上。本生灯8安装在试样侧上方，与垂直方向成45°向试样喷射火焰。本生灯8喷孔直径为13mm。铂－铑铜热电偶安装在头盔的待测试部位，并与数据采集装置连接。

如图2所示，燃烧热源由储气瓶11、调压阀12、管道13、电磁阀14、流量计15和本生灯8组成，燃气经调压阀12调压以50kpa的压力供气，通过流量计15调节流量，燃气流速为2l/min。储气瓶11通过管道13连接调压阀12，调压阀12通过管道13连接电磁阀14，电磁阀14通过管道13连接流量计，流量计15通过管道13连接本生灯8。

如图1、3所示，铜板热量计由铜板3、铜－康铜热电偶和装配块5构成。铜－康铜热电偶焊接在铜板3圆弧内表面的中心位置，铜板3通过粘结剂粘到装配块5上，铜－康铜热电偶通过装配块5上的通孔连接到数据采集装置6上。铜板3的铜含量不低于99％，厚度为1.5mm，尺寸为40mm×40.3mm，重量为30g。

在此实施例中，本生灯8喷孔直径为13mm±3mm，燃气经调压阀12调压以50kpa±1kpa的压力供气，通过流量计15调节流量，燃气流速为2l/min±0.2l/min；所述石英加热管2的布置间距为6-8mm，直径为10.0mm±0.2mm；所述铜板3的铜含量不低于99％，厚度为1.5mm，尺寸为40mm×40.3mm，重量为30g±1g；铜－康铜热电偶的直径为0.3mm～1mm；铂－铑热电偶的直径为0.3mm～0.5mm。

具体测试时，辐射热源中石英加热管2通电后产生热辐射，采用铜板热量计上的第一测温热电偶4测试辐射热源区域温升变化，并转化为毫伏信号输送到数据采集装置中，通过数据处理系统记录并计算出辐射热通量，达到10±1kw/m2；然后将头盔试样放置于辐射热源下方，辐射1min后，本生灯8以45°方向接触试样顶部喷射火焰，采用第二测温热电偶9校准火焰温度，达到1300℃，维持一定时间，从而测试头盔试样的燃烧性能。

以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。