采集卡将数据传输到计算机；
[0027] 所述的高压脉动点火器12为市售产品（现有技术），如西安顺泰热工机电设备有 限公司生产的HEI19系列高热能点火器；点火电压为6KV。
[0028] 一种双流体惰化细水雾抑制管道瓦斯爆炸实验方法，包括以下步骤：
[0029] 一、安装试验装置，试验装置包括透明的有机玻璃管10、水箱1、惰性气体瓶4、空 气瓶4和甲烷气瓶5,有机玻璃管10为一端开口的中空结构，其口部上设置有用于密封的 PVC薄膜20,有机玻璃管上分别设置有与其内腔相连通的放气管5、与其内腔相连通的进气 管17,感应端伸入有机玻璃管内腔的温度传感器7、感应端伸入有机玻璃管内腔的压力传 感器8、喷射端伸入有机玻璃管内腔的双流体喷头6以及点火端伸入有机玻璃管内腔的高 压脉冲点火器12,惰性气体瓶4的出气口经电磁阀3与双流体喷头6的进气口相连，水箱1 的出水口与双流体喷头6的进液口相连，空气瓶14的出气口经串联的第一止逆阀13a和第 一质量流量控制器11a与进气管17的进气口相连，甲烷气瓶15经串联的第二止逆阀13b 和第二质量流量控制器lib与进气管17的进气口相连，高压脉冲点火器12上设置有感应 端正对高压脉冲点火器的点火电极上设置有能够感应其点火状态的光电传感器9,光电传 感器9的信号输出端与摄像机16的信号输入端相连，摄像机16、电磁阀3、温度传感器7和 压力传感器8的信号输出端分别与数据采集仪18的信号输入端相连，数据采集仪18的信 号输出端与计算机19相连；所述的放气管上设置有排气阀5a ;所述的电磁阀3与双流体喷 头6之间的管道上设置有流量计2 ;
[0030] 二、打开摄像机，压力传感器、温度传感器和光电传感器均接通电源，数据采集仪 连接计算机并打开Labview 2009数据采集软件，在进行爆炸试验之前，调试好数据采集软 件并试运行一次，检查软件是否正常运行，以保证得到的实验数据准确，调整摄像机相机位 置，使其镜头正对有机玻璃管，调整相机镜头焦距，并进行一次抓拍，以保证拍摄的到的图 片清晰，以便后期进行图片处理；
[0031] 三、打开排气阀、第一止回阀和第二止回阀，向有机玻璃管腔体通入机玻璃管腔体 4倍体积的甲烷和空气的混合气体，其中甲烷的体积浓度保持为9. 5% ;从而排尽有机玻璃 管腔体内原有的空气，关闭排气阀、第一止回阀和第二止回阀；实际操作中可设定好质量流 量控制器的参数后；根据其流量和时间来把控充入的气体体积量；
[0032] 四、进行双流体惰化细水雾抑制瓦斯爆炸测试，打开电磁阀控制双流体喷头开始 喷雾，设定惰性气体压力与喷雾时间；
[0033] 五、进行瓦斯爆炸实验测试，通过高压脉冲点火器电压点火，瞬间光电传感器捕捉 点火电极发出的电火花并转换成电信号，触发摄像机工作，同时利用温度传感器、压力传感 器监测火焰温度及爆炸压力变化；
[0034] 六、引爆成功后，保存温度数据、压力数据和高速摄像机拍摄的爆炸火焰图片；通 入4倍空气，排净管道腔体内气体，准备进行下一次试验；
[0035] 七、对高速摄像机拍摄的爆炸火焰图片进行处理，得到火焰前锋速度，具体计算公 式为：
【主权项】
1. 一种双流体惰化细水雾抑制管道瓦斯爆炸实验装置，包括透明的有机玻璃管、水箱、 惰性气体瓶、空气瓶和甲烷气瓶，其特征在于，有机玻璃管（10)为一端开口的中空结构，其 口部上设置有用于密封的PVC薄膜（20)，有机玻璃管上分别设置有与其内腔相连通的放 气管（5)、与其内腔相连通的进气管（17)，感应端伸入有机玻璃管内腔的温度传感器（7)、 感应端伸入有机玻璃管内腔的压力传感器（8)、喷射端伸入有机玻璃管内腔的双流体喷头 (6)以及点火端伸入有机玻璃管内腔的高压脉冲点火器（12)，惰性气体瓶⑷的出气口经 电磁阀（3)与双流体喷头（6)的进气口相连，水箱⑴的出水口与双流体喷头（6)的进液口 相连，空气瓶（14)的出气口经串联的第一止逆阀（13a)和第一质量流量控制器（Ila)与进 气管（17)的进气口相连，甲烷气瓶（15)经串联的第二止逆阀（13b)和第二质量流量控制 器（Ilb)与进气管（17)的进气口相连，高压脉冲点火器（12)上设置有感应端正对高压脉 冲点火器的点火电极上设置有能够感应其点火状态的光电传感器（9)，光电传感器（9)的 信号输出端与摄像机（16)的信号输入端相连，摄像机（16)、电磁阀（3)、温度传感器（7)和 压力传感器（8)的信号输出端分别与数据采集仪（18)的信号输入端相连，数据采集仪（18) 的信号输出端与计算机（19)相连。
2. 根据权利要求1所述的双流体惰化细水雾抑制管道瓦斯爆炸实验装置，其特征在 于，所述的放气管上设置有排气阀（5a)。
3. 根据权利要求1所述的双流体惰化细水雾抑制管道瓦斯爆炸实验装置，其特征在 于，所述的电磁阀（3)与双流体喷头（6)之间的管道上设置有流量计（2)。
4. 一种采用权利要求1所述实验装置的双流体惰化细水雾抑制管道瓦斯爆炸实验方 法，其特征在于，包括以下步骤： 一、安装试验装置，试验装置包括透明的有机玻璃管（10)、水箱（1)、惰性气体瓶（4)、 空气瓶（4)和甲烷气瓶（5)，有机玻璃管（10)为一端开口的中空结构，其口部上设置有用于 密封的PVC薄膜（20)，有机玻璃管上分别设置有与其内腔相连通的放气管（5)、与其内腔相 连通的进气管（17)，感应端伸入有机玻璃管内腔的温度传感器（7)、感应端伸入有机玻璃 管内腔的压力传感器（8)、喷射端伸入有机玻璃管内腔的双流体喷头（6)以及点火端伸入 有机玻璃管内腔的高压脉冲点火器（12)，惰性气体瓶（4)的出气口经电磁阀（3)与双流体 喷头（6)的进气口相连，水箱（1)的出水口与双流体喷头（6)的进液口相连，空气瓶（14) 的出气口经串联的第一止逆阀（13a)和第一质量流量控制器（Ila)与进气管（17)的进气 口相连，甲烷气瓶（15)经串联的第二止逆阀（13b)和第二质量流量控制器（Ilb)与进气 管（17)的进气口相连，高压脉冲点火器（12)上设置有感应端正对高压脉冲点火器的点火 电极上设置有能够感应其点火状态的光电传感器（9)，光电传感器（9)的信号输出端与摄 像机（16)的信号输入端相连，摄像机（16)、电磁阀（3)、温度传感器（7)和压力传感器（8) 的信号输出端分别与数据采集仪（18)的信号输入端相连，数据采集仪（18)的信号输出端 与计算机（19)相连；所述的放气管上设置有排气阀（5a);所述的电磁阀（3)与双流体喷头 (6)之间的管道上设置有流量计（2); 二、 打开摄像机，压力传感器、温度传感器和光电传感器均接通电源，数据采集仪连接 计算机并打开Labview 2009数据采集软件，在进行爆炸试验之前，调试好数据采集软件并 试运行一次，检查软件是否正常运行，以保证得到的实验数据准确，调整摄像机相机位置， 使其镜头正对有机玻璃管，调整相机镜头焦距，并进行一次抓拍，以保证拍摄的到的图片清 晰，以便后期进行图片处理； 三、 打开排气阀、第一止回阀和第二止回阀，向有机玻璃管腔体通入机玻璃管腔体4倍 体积的甲烷和空气的混合气体，从而排尽有机玻璃管腔体内原有的空气，关闭排气阀、第一 止回阀和第二止回阀； 四、 进行双流体惰化细水雾抑制瓦斯爆炸测试，打开电磁阀控制双流体喷头开始喷雾， 设定惰性气体压力与喷雾时间； 五、 进行瓦斯爆炸实验测试，通过高压脉冲点火器电压点火，瞬间光电传感器捕捉点火 电极发出的电火花并转换成电信号，触发摄像机工作，同时利用温度传感器、压力传感器监 测火焰温度及爆炸压力变化； 六、 保存温度数据、压力数据和摄像机拍摄的爆炸火焰图片；通入4倍空气，排净管道 腔体内气体，准备进行下一次试验； 七、 对高速摄像机拍摄的爆炸火焰图片进行处理，得到火焰前锋速度； 八、 对抑制剂惰化抑制效果进行评价分析。
【专利摘要】本发明涉及一种双流体惰化细水雾抑制管道瓦斯爆炸实验装置及实验方法，可有效解决进行双流体惰化细水雾抑制管道瓦斯爆炸仿真实验分析的问题，技术方案是，包括透明的有机玻璃管、水箱、惰性气体瓶、空气瓶和甲烷气瓶，有机玻璃管上分别设置有与其内腔相连通的放气管、与其内腔相连通的进气管，感应端伸入有机玻璃管内腔的温度传感器、感应端伸入有机玻璃管内腔的压力传感器、喷射端伸入有机玻璃管内腔的双流体喷头以及点火端伸入有机玻璃管内腔的高压脉冲点火器，本发明实验装置结构新颖独特，简单合理，实验方法简单，实验过程稳定，直观，使用方法易操作控制，雾化量通过调节气瓶压力实现，抑爆效果好。
【IPC分类】G01N25-54
【公开号】CN104849311
【申请号】CN201510264637
【发明人】裴蓓, 余明高, 陈立伟, 杨勇, 朱新娜
【申请人】河南理工大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月21日