多功能消防实验装置的制作方法

本实用新型涉及回燃模拟领域，特别是一种回燃模拟实验装置，具体为一种多功能消防实验装置。

背景技术：

火灾是当今世界上严重威胁人类生存和发展的常发性灾害之一，具有发生频率高、时空跨度大、危害严重等特点。据不完全统计，全球每年发生火灾 600万~700万起，火灾经济损失可以达到全球社会生产总值的0.2%，死亡人数高达10万人。而且在救灾过程中的回燃现象也是救援人员的生命伤害的主要原因之一。另外，回燃作为通风受限的建筑火灾过程中的一种典型非线性现象，救灾过程中不恰当地送入新风会促进回燃的产生，具有突然性和强破坏性，极大威胁着消防人员的安全，对火灾的救援与控制也十分不利。因此，用科学方法对受限空间内火灾及其回燃特征进行模拟研究，探索火灾的发生、发展规律，掌握受限空间回燃的条件，对于火灾预防及控制具有重要意义。当前对受限空间内火灾及其回燃的研究较少，本装置能做出一些有价值的探索。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种多功能消防实验装置，通过该装置，可实时监测材料燃烧及其回燃过程中的相关参数变化规律，进而研究受限空间内闷燃后回燃发生的临界条件与评价指标，为探寻受限空间回燃危险性评价指标提供有力帮助。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种多功能消防实验装置，包括一回燃模拟箱体、一控制盒，所述回燃模拟箱体上设有便于加热棒伸入回燃模拟箱体内的加热孔开口，回燃模拟箱体的正面设有可调节的进出风口，回燃模拟箱体上还设置有用于检测回燃模拟箱体内温度的温度传感器、气压传感器；所述控制盒包括控制器及与该控制器连接的显示模块，所述控制器还与所述加热棒、温度传感器、气压传感器连接。

在本实用新型一实施例中，所述回燃模拟箱体内壁还设置有一层隔热棉。

在本实用新型一实施例中，所述回燃模拟箱体的背面还设置有一观察窗口，该观察窗口上设置有玻璃。

在本实用新型一实施例中，所述进出风口处设置有一带刻度的活动门，以调节进出风口的开口大小。

在本实用新型一实施例中，所述加热孔开口为3个，分别设置于所述回燃模拟箱体的上侧面、左侧面、右侧面，相应的加热棒也为3个。

在本实用新型一实施例中，所述回燃模拟箱体的左侧面、右侧面还分别设置有第一通气阀门、第二通气阀门。

在本实用新型一实施例中，所述回燃模拟箱体的上侧面还设置有一气压阀，所述气压传感器设置于气压阀上；所述气压传感器采用BMP180气压传感器。

在本实用新型一实施例中，所述温度传感器为5个，其中，回燃模拟箱体的上侧面、左侧面、右侧面设置个数分别为2、2、1；所述温度传感器采用MAX6675温度传感器。

在本实用新型一实施例中，所述控制盒还设置有一与所述控制器连接的键盘。

在本实用新型一实施例中，所述控制器采用89C51系列单片机。

相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

其一，可对可燃物闷燃过程中受限空间内温度、压力、气体类型及浓度规律进行实时监测，并支持LCD显示；

其二，该装置设有可调控活动进出风口，可向长时间闷燃后的受限空间内定量送入新鲜风流，观测回燃特征，探寻受限空间内回燃发生的条件；

其三，该装置可直观地研究模拟火灾的发生、发展过程，可对燃烧及回燃过程的一系列指标进行思路清晰的研究；在设计上遵循模型设计上的相似原理，追求尽可能模拟真实情况；

因本装置较好的移动性及操作简便，因此可用于对回燃指标的教学性探究。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型结构的俯视图。

图3是本实用新型结构的后视图。

图4是本实用新型结构的主视图。

图5是本实用新型的电压转换电路、气压传感器的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行具体说明。

如图1-4所示，本实用新型的一种多功能消防实验装置，包括一回燃模拟箱体1、一控制盒2，所述回燃模拟箱体1上设有便于加热棒伸入回燃模拟箱体内的加热孔开口3，回燃模拟箱体1的正面设有可调节的进出风口，回燃模拟箱体1上还设置有用于检测回燃模拟箱体1内温度的温度传感器4、气压传感器5；所述控制盒2包括控制器（采用89C51系列单片机）及与该控制器连接的显示模块21（LCD12864）、键盘22，所述控制器还与所述加热棒3、温度传感器4、气压传感器5连接。所述回燃模拟箱体1内壁还设置有一层隔热棉。所述回燃模拟箱体1的背面还设置有一观察窗口6，该观察窗口上设置有玻璃（玻璃采用透光性能好、耐高温（一般保证1180摄氏度下可以长时间使用即可）的石英玻璃）。所述进出风口处设置有一带刻度的活动门7，以调节进出风口的开口大小。

所述加热孔开口3为3个，分别设置于所述回燃模拟箱体1的上侧面、左侧面、右侧面，相应的加热棒也为3个。

所述回燃模拟箱体1的左侧面、右侧面还分别设置有第一通气阀门8、第二通气阀门。

所述回燃模拟箱体1的上侧面还设置有一气压阀9，所述气压传感器5设置于气压阀9上；所述气压传感器5采用BMP180气压传感器。所述温度传感器4为5个，其中，回燃模拟箱体1的上侧面、左侧面、右侧面设置个数分别为2、2、1；所述温度传感器采用MAX6675温度传感器。

以下为本实用新型的具体实例。

本实用新型回燃模拟实验装置，能够实现对可燃物回燃过程中受限空间内温度、压力进行实时监测，并通过LCD显示；对回燃过程中气体组分的变化给于记录。通过装置，实时监测材料燃烧及其回燃过程中的相关参数变化规律，进而研究受限空间内闷燃后回燃发生的临界条件与评价指标，为探寻受限空间回燃危险性评价指标提供有力帮助。

本实用新型采用以下方案实现：回燃模拟实验装置，包括箱体及电子电路两大部分。

箱体部分采用隔热棉加耐高温钢材的组合，具有合理的布局设计及良好的结构设计，可以保证实验的顺利进行及实验效果，且具有较高的便携性。箱体的上左右面装设有耐高温干烧加热棒（其额定电压220V、额定功率300W，可以实时控制箱体内温度条件），箱体正面有可调节的进出风口；

箱体清单：

1、温度探测孔5个 2、气压阀1个 3、耐高温加热棒孔3个

4、观察窗1个 5、可调节风口1个 6、气压探测孔1个

7、耐高温加热棒3个

电路部分基于89C51系列单片机开发（其额定电压为5V、额定电流为1A），通过MAX6675，LCD12864及BMP180等主要电子元件，实现箱体相关数据的智能采集及反馈系统。监测系统中设计了温度传感器、气压传感器和多类型气体分析仪，各类型传感器包括MAX6675温度传感器和BMP180气压传感器。

进一步地，电路部分接有矩阵键盘用于对感应器进行实时运行操作。

进一步地，MAX6675温度传感器通过和K型热电偶的连接，实现感应温度的数字化反馈。转换器的精度为0.25℃，最高可读+1024℃，如果使用数据的8LSB则温度范围为0℃到+700℃。电源电压（VCC-GND）为-0.3V 到+6V。运行温度范围为-20℃到+85℃。储存温度范围为-65℃到+150℃。上文所述K型热电偶其额定电压为5V、额定电流为1A。

进一步地，由BMP180气压传感器实时监测气压值。干烧加热管调节工作室温度，控制温度。气压传感器压力范围为300~1100hpa（+9000m~500m海拔高度），电压范围为1.8~3.6V（VDDA）1.62~3.6V（VDDD）。

进一步地，通过LCD12864实时显示温度气压等测试数据，电源VDD 3.3V~+5V(内置升压电路，无需负压)。J12864中文汉字图形点阵液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字（16X16 点阵）、128 个字符（8X16 点阵）及64X256 点阵显示RAM（GDRAM）。自改3.3V 可通过JP3 调节，默认接正级为5V，接负极为3.3V，然后C4、C5加极性电容即可： 型号为106A 或者104A，背光电阻33Ω改成3.3 Ω。

上述装置的具体使用方式如下：

一、使用前的检查

操作人员使用前需检查通电是否正常，电子器件有无破损。检查无误后，开机准备。随后，检查传感器探头能否正常感受温度、气压。干烧加热棒能否正常加热。检查无误后，可开始进行作业。

二、具体操作

1、打开可调节风口，送入燃烧物,并设置风口大小；

2、开启各检测仪器及耐高温加热棒，开始记录温度、气压、气体成分及其组分变化并调节温度；

3、可使用矩阵键盘用于对各项数据的查询显示。该装置内置3-5个MAX6675温度传感模块及对应的K型热电偶，通过LCD12864液晶实时显示温度探头监测到的温度（采样间隔约为1s），采集到的相关温度指标，包括平均温度，最高温度及最低温度。气压传感器BMP180通过LCD12864液晶实时传回气压数据，显示最高及最低气压等气体压力相关参数；

4、通过气压阀对装置进行定量送风或排风；

5、通过观察窗观察燃烧物燃烧物燃烧状况，直到回燃发生。

以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。