[0037]加热装置用于对承压容器I内的实验介质进行加热。在具体实施例中，请参考图2，加热装置包括:多个加热管28和温度控制箱(图中未示出)，其中，多个加热管28分别沿承压容器I的腔体内侧竖向布置;温度控制箱用于向多个加热管提供热能。在具体实施例中，电加热管28共有六套，可快速的给承压容器I内的流体加热，在温度控制箱的加热控制下，使得承压容器I内流体加热的温度控制准确。
[0038]传感器设置在承压容器的腔体内，用于采集承压容器的腔体内实验介质的物理参数。本实施例中，实验介质的物理参数包括温度和压力，当然，在优选的实施例中，实验介质的物理参数还可以包括影音数据。在具体实施例中，请参考图1和图2，传感器包括:多个压力传感器6和温度传感器9，其中，多个压力传感器6分别布置在承压容器I的腔体内侧壁上，用于采集承压容器I的腔体内不同区域实验介质的压力，当然，在优选的实施例中，也可以在承压容器I的设置压力传感器6;温度传感器9布置在承压容器I的腔体内侧壁上，用于采集承压容器I的腔体内不同区域实验介质的温度。
[0039]为实现对高压蒸气爆炸过程进行可视化演化，在优选的实施例中，该高压蒸气爆炸测试装置还包括:图像数据采集模块，用于采集承压容器I的腔体内实验介质的图像数据，具体地，图像数据采集模块包括:摄影仪14，设置在至少一个观察窗的一侧，用于透过该观察窗采集承压容器I的腔体内实验介质的图像数据。在优选的实施例中，图像数据采集模块还可以包括:光源板13，用于向承压容器I的腔体内提供照明光源，光源板13优选设置在与摄影仪14相对一侧的观察窗处，以透过该观察窗向承压容器I的腔体内提供照明光源。
[0040]为实现图像数据采集模块对爆炸过程自动采集，在优选的实施例中，该高压蒸气爆炸测试装置还包括:同步触发器15，同步触发器15与安装在泄压装置4附近的触发线及图像数据采集模块的触发线连接，当同步触发器15检测到爆炸事件时，触发图像数据采集模块开始采集爆炸过程的图像数据。
[0041 ]在优选的实施例中，该高压蒸气爆炸测试装置还包括:实验介质注入模块，实验介质注入模块与介质注入口 11连接，用于通过介质注入口 11向承压容器的腔体注入实验介质。具体地，请参考图3，该实验介质注入模块包括:气瓶31、制冷机组32和高压栗33，其中，气瓶31用于提供实验介质；制冷机组32与气瓶连接，用于对气瓶输出的实验介质进行冷却液化;高压栗33设置在制冷机组和介质注入口 11之间，高压栗用于在检测到承压容器的腔体内压力大于或等于气瓶内的压力时，开始加压，以将气瓶内的实验介质通过介质注入口11注入承压容器的腔体内。
[0042]为便于本领域技术人员理解，以实验介质为C02，气瓶31为CO2储气瓶为例进行说明:CO2储气瓶释放出的气态二氧化碳通过制冷机组32冷却液化，制冷机组32中的冷箱和冷循环栗共同作用使整个通路内的CO2均处于低温液态。通过高压管线与承压容器I的介质注入口 11相连，在介质注入口 11的注入阀打开后，液态二氧化碳注入承压容器I中，当承压容器I内压力与CO2储气瓶气体压力相等后，高压栗33的高压柱塞栗开始工作，液态CO2密度逐渐增大最终变为超临界态。通过加热装置加热，使得承压容器I内的液态CO2爆破泄压装置4的空腔内设置的爆破片，从而开始泄压。
[0043]本实施例还公开了一种高压蒸气爆炸测试系统，请参考图1，该高压蒸气爆炸测试系统包括:
[0044]上述高压蒸气爆炸测试装置。
[0045]数据采集卡17，数据采集卡17信号连接至高压蒸气爆炸测试装置的传感器，用于接收传感器采集到的物理参数;或者，信号连接至高压蒸气爆炸测试装置的传感器和图像数据采集模块，用于接收传感器采集到的物理参数和图像数据采集模块采集到的图像数据。需要说明的是，传感器输出的信号可能会比较弱，因此，在优选的实施例中，在数据采集卡17和传感器之间还可以进一步包括电荷放大器16，以对传感器输出的信号进行放大。
[0046]数据处理系统，用于接收数据采集卡采集到的数据并进行分析。在具体实施例中，数据处理系统可以通过LabVIEW、VC、VB等开发软件搭建高压蒸气爆炸测试系统的仿真上位机平台。
[0047]本实施例公开的高压蒸气爆炸测试装置及系统，由于承压容器具有与高压蒸气介质注入管内径一致的腔体，在为高压蒸气介质提供装载和实验的场所时，能够更好地模拟高压蒸气介质注入管，提高了高压蒸气爆炸测试装置模拟仿真度，为高压蒸气爆炸测试分析提供了更为可靠的技术参数支撑。
[0048]在优选的实施例中，承压容器的底部侧面设置有介质注入口，实验介质通过实验介质注入模块从该介质注入口向承压容器的腔体注入，相对于单纯地将水从泄放口倒入，不仅提高了高压蒸气爆炸测试的自动化程度，也使得高压蒸气爆炸测试装置能够更好地仿真模拟高压蒸气介质注入管中注入高压蒸气的过程。
[0049]在优选的实施例中，承压容器的顶端还设置有保温外壳，与承压容器可拆卸连接，从而实现了在保温外壳连接在承压容器的顶端时，对承压容器腔体内的实验介质进行保温，当保温外壳从承压容器的顶端拆卸时，能更好地对承压容器进行散热。
[0050]在优选的实施例中，加热装置包括:多个加热管，分别沿承压容器的腔体内侧竖向布置，从而使得承压容器腔体内的实验介质受热均匀，利于减少严重的热分层现象，使得实验结果更为真实可靠。
[0051]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
【主权项】
1.一种高压蒸气爆炸测试装置，其特征在于，包括: 承压容器，具有与高压蒸气介质注入管内径一致的腔体，用于为所述高压蒸气介质提供装载和实验的场所;所述承压容器的底部侧面设置有介质注入口，用于向所述承压容器的腔体注入实验介质； 泄压装置，为中空结构，设置在所述承压容器顶部，与所述承压容器连接导通;所述泄压装置的空腔内设置有爆破片； 加热装置，用于对所述承压容器内的实验介质进行加热； 传感器，设置在所述承压容器的腔体内，用于采集所述承压容器的腔体内实验介质的物理参数。2.如权利要求1所述的高压蒸气爆炸测试装置，其特征在于，所述承压容器的侧壁上还设置有观察窗，用于观察所述承压容器的腔体实验介质。3.如权利要求2所述的高压蒸气爆炸测试装置，其特征在于，所述观察窗至少为两个，分别设置在所述承压容器相对的侧壁上。4.如权利要求1-3任意一项所述的高压蒸气爆炸测试装置，其特征在于，所述承压容器的顶端还设置有保温外壳，与所述承压容器可拆卸连接。5.如权利要求4所述的高压蒸气爆炸测试装置，其特征在于，所述保温外壳为两块半开式，用于在所述承压容器的顶端相对方向相向扣合，以与所述承压容器可拆卸连接。6.如权利要求1-5任意一项所述的高压蒸气爆炸测试装置，其特征在于，所述加热装置包括: 多个加热管，分别沿所述承压容器的腔体内侧竖向布置； 温度控制箱，用于向所述多个加热管提供热能。7.如权利要求1-6任意一项所述的高压蒸气爆炸测试装置，其特征在于，所述传感器包括: 多个压力传感器，分别布置在所述承压容器的腔体内侧壁上，用于采集所述承压容器的腔体内不同区域实验介质的压力； 温度传感器，布置在所述承压容器的腔体内侧壁上，用于采集所述承压容器的腔体内不同区域实验介质的温度。8.如权利要求2-7任意一项所述的高压蒸气爆炸测试装置，其特征在于，还包括:图像数据采集模块，用于采集所述承压容器的腔体内实验介质的图像数据;所述图像数据采集丰吴块包括: 摄影仪，设置在至少一个所述观察窗的一侧，用于透过该观察窗采集所述承压容器的腔体内实验介质的图像数据。9.如权利要求8所述的高压蒸气爆炸测试装置，其特征在于，所述图像数据采集模块还包括: 光源板，用于向所述承压容器的腔体内提供照明光源。10.如权利要求1-9任意一项所述的高压蒸气爆炸测试装置，其特征在于，还包括: 实验介质注入模块，与所述介质注入口(II)连接，用于通过所述介质注入口(II)向所述承压容器的腔体注入实验介质。11.如权利要求10所述的高压蒸气爆炸测试装置，其特征在于，所述实验介质注入模块包括: 气瓶，用于提供实验介质； 制冷机组，与所述气瓶连接，用于对所述气瓶输出的实验介质进行冷却液化； 高压栗，设置在所述制冷机组和所述介质注入口(11)之间，所述高压栗用于在检测到所述承压容器的腔体内压力大于或等于所述气瓶内的压力时，开始加压，以将所述气瓶内的实验介质通过所述介质注入口( 11)注入所述承压容器的腔体内。12.一种高压蒸气爆炸测试系统，其特征在于，包括: 如权利要求1-11任意一项所述的高压蒸气爆炸测试装置； 数据采集卡，信号连接至所述高压蒸气爆炸测试装置的传感器，用于接收所述传感器采集到的所述物理参数;或者，信号连接至所述高压蒸气爆炸测试装置的传感器和所述图像数据采集模块，用于接收所述传感器采集到的所述物理参数和所述图像数据采集模块采集到的所述图像数据； 数据处理系统，用于接收所述数据采集卡采集到的数据并进行分析。
【专利摘要】一种高压蒸气爆炸测试装置及系统，其中，所述测试装置包括：承压容器，具有与高压蒸气介质注入管内径一致的腔体，用于为高压蒸气介质提供装载和实验的场所；承压容器的底部侧面设置有介质注入口，用于向承压容器的腔体注入实验介质；泄压装置，为中空结构，设置在承压容器顶部，与承压容器连接导通；泄压装置的空腔内设置有爆破片；加热装置，用于对承压容器内的实验介质进行加热；传感器，设置在承压容器的腔体内，用于采集承压容器的腔体内实验介质的物理参数。能够更好地模拟高压蒸气介质注入管，提高了高压蒸气爆炸测试装置模拟仿真度，为高压蒸气爆炸测试分析提供了更为可靠的技术参数支撑。
【IPC分类】G01N25/54
【公开号】CN105527316
【申请号】CN201610016505
【发明人】刘振翼, 李明智, 黄平, 赵耀, 周轶, 钱新明, 李璇, 奚占东
【申请人】北京理工大学
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2016年1月11日