一种便携式火灾试验热释放速率测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种便携式火灾试验热释放速率测量装置，主要用于火灾规模较大的 现场火灾试验。
【背景技术】：
[0002] 火灾会对人类社会和自然造成巨大的破坏，热释放速率是描述火灾过程的一个重 要参数，它体现了火灾中能量释放的多少，是决定火灾发展和火灾危险的基本参数，其单位 通常为kw，表示单位时间内释放的能量，火灾科学试验中需要测量热释放速率随时间变化， 由此对火灾大小进行量化分析。
[0003] 进行大尺度火灾中可燃物热释放速率的实验测量具有重要意义，因为大尺度的实 验可以模拟真实的火灾环境，测试结果比较可靠，大尺度的实验不仅可以评价可燃物在火 灾中更为真实的行为规律，还可同步考察可燃物引起的周围环境火灾动力学参数的变化。
[0004] 目前，考查火灾试验中可燃物热释放速率的途径主要有三种：
[0005] 1)经验公式法:对于油池火、木垛火等火源，已有一些经典公式对其热释放速率进 行估算，但其缺点是只能估算峰值热释放速率，不能反映火源热释放率随时间变化的特性， 因此其预测结果与实际数据之间的误差较大；
[0006] 2)耗氧原理法:根据大量火灾试验数据获知，大部分燃料燃烧过程中消耗单位质 量氧气所产生的能量约为13. lMJ/kg，因此可根据燃烧产物中氧气浓度变化来计算火源热 释放速率。但该类方法通常需要大型集烟罩，精确搜集燃烧烟气，且需要配套的高精度气体 成分分析设备，而现场试验基本不能达到该要求；
[0007] 3)失重法:对燃料的质量损失进行实时测量，获取质量损失速率，再乘以燃料的燃 烧热值来进行计算，即
[0008] Ο = χΜΙ, m C l)
[0009] 式中Q为热释放速率，x为燃料燃烧效率，ΛΗ。为燃料燃烧热值，士火源质量损失速 率。/?则需要使用称重系统系统进行实时测量，获取燃料的质量损失速率。目前应用失重法 主要依靠购买商用电子天平对燃料质量损失数据进行测量，但常规的电子天平通常尺寸固 定，无法依据试验中燃料的面积变化而进行调节，称重操作过程复杂，且体积笨重不方便携 带。另外，使用常规的电子天平不能在现场快速获取热释放速率随时间变化的规律，对于大 尺度现场火灾试验尤为不便。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的在于提供一种携带方便且能快速提供热释放速率随时间变化规律 的火灾试验热释放速率测量装置。
[0011] 本发明提供的便携式火灾试验热释放速率测量装置包括用于盛装燃料的油盘、以 及隔热层、称重模块、重量变送器、数据处理装置和显示器，所述油盘放置在数个称重模块 上，油盘和称重模块之间设有隔热层，所述重量变送器与称重模块相连，将称重模块的重量 信号转化为数字信号，所述数据处理装置与重量变送器相连，将接收到的数字信号通过公 式β = 计算出热释放速率并由显示器显示，式中：Q为热释放速率，X为燃料燃烧效率， A H。为燃料燃烧热值，々为燃料质量损失速率。
[0012] 进一步地，隔热层与称重模块之间设有承重支架。
[0013] 更进一步地，油盘由多个油盘组合而成。
[0014]进一步地，称重模块为四个。
[0015] 进一步地，数据处理装置与重量变送器通过蓝牙无线连接。
[0016] 本发明装置能实时计算、显示和储存火源热释放速率数据，从而能在现场快速获 取热释放速率随时间变化的规律，此外，本发明装置结构简单、操作便捷、精度较高且便于 携带，能适用于不同大小的火源，尤其适用于大面积现场火灾试验。
【附图说明】
[0017] 图1为本发明实施例1的结构示意图。
[0018] 图2为图1所示结构的分解图。
[0019] 图3为本发明实施例2的结构示意图。
[0020]图4为图3所示结构的分解图。
[0021]图1、图3中的各零件均按透明件画出，以便于表示结构。
[0022]图中：1一数据处理装置2-油盘3-隔热层4一称重模块5-重量变送器6-显 示器7-蓝牙信号发送器8-承重支架
【具体实施方式】 [0023] 实施例1
[0024]如图1、图2所示，本发明包括数据处理装置1、油盘2、隔热层3、称重模块4、重量变 送器5和显示器6,油盘2放置在四个称重模块4上，用于盛装燃料，为了实现对称重模块4的 隔热保护，在油盘2和称重模块4之间设有隔热层3,隔热层3可采用防火石膏板、硅酸钙纤维 板等。重量变送器5通过导线与四个称重模块4及数据处理装置1连接，将接收到的重量信号 转化为数字信号后传递给数据处理装置1，数据处理装置1按公式0 = #,4计算出热释放 速率并由显示器6显示，式中：Q为热释放速率，X为燃料燃烧效率，△ Hc为燃料燃烧热值，※ 为燃料质量损失速率。
[0025]所述数据处理装置1可采用外接键盘的可编程控制器PLC，试验前可根据燃料性质 设定多种燃料的燃烧热值A H。和燃烧效率X，并通过键盘预设在PLC中，PLC计算时首先根据 接收到的相邻两次燃料质量数字信号计算出燃料质量损失速率Λ，然后再根据公式 士=妗〃,〃;自动计算出热释放速率Q，数字信号每2秒采集一次，每次计算出的热释放速率Q 显示在与PLC相连的显示器上，从而能在现场快速获取热释放速率随时间变化的规律。每次 计算出的热释放速率Q也可实时储存于移动储存介质(如U盘)中。
[0026]本发明中的称重模块4和重量变送器5可直接从市场购买。
[0027] 实施例2
[0028]如图3、图4所示，本发明包括数据处理装置1、油盘2、隔热层3、称重模块4、重量变 送器5、显示器6、蓝牙信号发送器7和承重支架8，承重支架8放置在四个称重模块4上，隔热 层3覆盖在承重支架8上，隔热层3可采用石棉、岩棉、玻璃棉等无机隔热材料。油盘2放置在 隔热层3上，用于盛装燃料，本实施例中，油盘2由两个油盘组合而成，主要用于大面积燃烧 现场。重量变送器5通过导线与四个称重模块4连接，将接收到的重量信号转化为数字信号。 本实施例的数据处理装置1采用连有键盘的单片机，单片机内置有蓝牙接受模块，重量变送 器5连接有蓝牙信号发送器7,数据处理装置1通过内置的蓝牙接受模块和蓝牙信号发送器7 与重量变送器5无线连接。
[0029] 与实施例1 一样，试验前可根据燃料性质设定多种燃料的燃烧热值ΔΗ。和燃烧效 率X，并通过键盘预设在单片机中，单片机计算时首先根据接收到的相邻两次燃料质量数字 信号计算出燃料质量损失速率/?，然后再根据公式(?=於〃^自动计算出热释放速率Q，数 字信号每2秒采集一次，每次计算出的热释放速率Q显示在与PLC相连的显示器6上，从而能 在现场快速获取热释放速率随时间变化的规律。每次计算出的热释放速率Q也可实时储存 于移动储存介质(如U盘)中。
[0030] 以上所述仅是本发明较好的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 基于本发明的方案和构思进行的改进和替换都应涵盖在本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种便携式火灾试验热释放速率测量装置，包括油盘，用于盛装燃料，其特征在于： 还包括隔热层、称重模块、重量变送器、数据处理装置和显示器，所述油盘放置在数个称重 模块上，油盘和称重模块之间设有隔热层，所述重量变送器与称重模块相连，将称重模块的 重量信号转化为数字信号，所述数据处理装置与重量变送器相连，将接收到的数字信号通 过公式计算出热释放速率并由显示器显示。2. 根据权利要求1所述的便携式火灾试验热释放速率测量装置，其特征在于:所述隔热 层与称重模块之间设有承重支架。3. 根据权利要求2所述的便携式火灾试验热释放速率测量装置，其特征在于:所述油盘 由多个油盘组合而成。4. 根据权利要求1或2所述的便携式火灾试验热释放速率测量装置，其特征在于:称重 模块为四个。5. 根据权利要求1或2所述的便携式火灾试验热释放速率测量装置，其特征在于:所述 数据处理装置与重量变送器通过蓝牙无线连接。
【专利摘要】本发明公开了一种便携式火灾试验热释放速率测量装置，包括油盘，隔热层、称重模块、重量变送器、数据处理装置和显示器，所述油盘放置在数个称重模块上，油盘和称重模块之间设有隔热层，所述重量变送器与称重模块相连，将称重模块的重量信号转化为数字信号，所述数据处理装置与重量变送器相连，将接收到的数字信号通过公式计算出热释放速率并由显示器显示。
【IPC分类】G01N25/22
【公开号】CN105606648
【申请号】CN201610126145
【发明人】蒋亚强, 何勤理, 李乐
【申请人】公安部四川消防研究所
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年3月7日