热分析仪自动保护装置及其保护方法

技术领域

本发明实施例涉及热分析设备安全维护技术领域，尤其涉及一种热分析仪自动保护装置及其保护方法。

背景技术

热分析可以提供物质的热力学参数，通过热力学参数计算物质的化学反应动力学参数。现今研究物质热稳定性最普遍的方法包括差示扫描量热法(DSC)、热重法(TGA)及差热分析法(DTA)。热分析可以有效测量被测物质的物性参数对温度的依赖关系。

火炸药类含能材料的热分解是一个相对缓慢的过程，在储存时含能材料会发生热分解，分解的速度非常缓慢。分解过程中，伴随着温度的升高，分解速率迅速增加。含能材料在分解同时释放出大量热量和分解产物，缓慢的分解反应可能发展为燃烧甚至爆炸反应。因此，对含能材料的热解过程进行研究是十分必要的。通过热分析的方法来评价含能材料的安全性并研究其分解机理一直是国内外学者常采用的方法。

对含能材料等易燃易爆危险品进行热分析测试时，随着步速升温，材料会在某个特定的温度发生剧烈的化学反应，快速释放能量，形成燃烧和爆炸。这在我们采集失去重量和能量释放量的同时，会对敏感的重量传感器形成一定的不可逆的损伤，导致测量误差和仪器损坏。因此，急需一种自动保护装置以适用于热分析仪对易燃易爆危险品的测试。

发明内容

本发明实施例提供一种热分析仪自动保护装置及其保护方法，用以弥补现有对易燃易爆危险品进行热分析测试时缺少自动保护功能的缺陷。

本发明提供一种热分析仪自动保护装置及其保护方法，采用商业化的热分析仪作为自动保护装置的承接工具，结合自动探测、智能控制和高效燃爆抑制技术，一旦探测到热分析内部出现急剧不规则升温或者压力陡增，自动保护装置将清洁环保高效的燃爆抑制剂快速喷射到热分析仪的测试腔体，对燃爆进行有效的抑制，进而达到保护热分析仪器的目的。本专利中的燃爆抑制剂冷却效果好，并同时兼具化学自由基抑制作用，可以对相对封闭空间的燃爆形成高效的抑制。同时，抑制剂对环境友好，在精密仪器中不会形成残留。可以大幅减少热分析测试中可能造成的仪器损伤。

热分析仪自动保护装置包括：球形壳体、喷射装置、智能触发控制器、全氟己酮抑制剂；

球形壳体上均匀的分布有多个喷射装置，喷射装置包括控制芯片和喷射口；其喷射口设有泄压阀密封；

优选的，所述球形壳体上均匀分布有九个以上位于不同方向的喷射装置，非使用状态下喷射装置的喷射口由泄压阀密封，一旦发生温度和压力的不规则陡然升高，控制芯片控制打开泄压阀，将喷射口打开，实现燃爆抑制；

所述智能触发控制器安装在喷射装置的喷射口外围，包括：探测传感器以及微控芯片；所述微控芯片与所述探测传感器相连接，根据所探测传感器的信号判断是否发生超出仪器负荷的燃爆分解；所述探测传感器与喷射装置之间相连，所述探测传感器将温度压力信号传递给喷射装置的控制芯片，控制芯片指挥泄压阀开关调节喷口对准承载被测物质的坩埚进行抑制；所述全氟己酮抑制剂填充于所述球形壳体内，内储0.5-1MPa的惰性气体，优选氮气，用于驱动全氟己酮喷射出去；

保护方法的工作过程：智能触发控制器中的探测传感器将采集到的温度压力信息传递给微控芯片，微控芯片进行温度压力信息的采集与处理，判断发生超出仪器负荷的燃爆分解后，将信号经信号传输给喷射装置，喷射装置通过内部的控制芯片控制泄压阀，将火源方向的喷射口打开，高压惰性气体将全氟己酮抑制剂喷射到测试腔体中，全氟己酮抑制剂迅速气化并扩散，以全淹没物理降温和阻断自由基反应的方式进行燃爆抑制，具有很高的抑制效能。

上述方案中，具体的，智能探测传感器为：温度传感器、压力传感器或以上组合的外端传感器；智能探测传感器与喷射装置相连接。

球形壳体选用防爆碳素钢材料，厚度足以承受抑制剂喷射过程产生的压力，不发生明显形变，且球形壳体可旋开，抑制结束后，将球形壳体回收进行装填抑制剂再利用。

所选用的全氟己酮抑制剂：常温下为无色液体，易汽化，常温常压，易于存储，蒸发热仅为水的1/25，吸热能力强；适合运输和储存，且无泄漏风险，其作为灭火剂使用时，灭火效率高，ODP值为0，GWP值为1，在大气中的寿命仅约为5天，全余量高，且施放后无残留，对人和环境均无影响，是一种高效环保的哈龙替代灭火剂，已经获得美国环保署新替代物政策(SNAP)认可，可用于24小时有人、精密仪器、贵重物品等特殊场所灭火。

智能触发控制器的数量为一个以上，与喷射装置匹配，均匀安装在球形壳体上，被安置在热分析仪腔体，智能触发控制器探测到温度压力信号，判断发生超出仪器负荷的燃爆分解后，将信号传给喷射装置，抑制剂从喷射孔喷出。

热分析仪自动保护装置安置在热分析仪的腔体内。

本发明提供的热分析仪自动保护装置及其保护方法，将信号处理终端集成于控制阀上，并通过信号处理终端中的检测单元与综合控制单元的相互配合，能够实现自动检测温度压力、自动抑制的功能，能够有效地提高燃爆预警和处理的效率。此外，本发明实施例提供的自动保护装置还具有结构简单、安装方便、燃爆抑制效能高、安全性好、可靠度高、成本低廉等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的外形结构示意图；

图2为本发明的内部结构示意图；

图3为本发明中智能触发控制器组成与喷射装置组成连接图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将结合附图，对本热分析仪自动保护装置及其保护方法进行清楚、完整地描述，所述实施例仅用于解释本发明，并非以此限定本发明的保护范围。

参见图1、图2、图3，热分析仪自动保护装置，包括球形壳体1、智能触发控制器2、喷射装置3、全氟己酮抑制剂4。

球形壳体1内装有全氟己酮抑制剂4；球形壳体1上均匀的分布有多个喷射装置3，喷射装置3包括控制芯片3-1和喷射口；其喷射口设有泄压阀密封；本例中，球形壳体1选用防爆碳素钢材料，厚度足以承受抑制剂喷射过程产生的压力，不发生明显形变。

智能触发控制器2安装在球形壳体1上喷射口的外围，包括：探测传感器以及与探测传感器连接的微控芯片2-4；微控芯片2-4根据探测传感器的输送信号判断是否发生超出仪器负荷的燃爆分解；本例中，探测传感器包括温度传感器2-1、压力传感器2-2以及复合传感器2-3；

喷射装置3与智能触发控制器2相连；当发生超出仪器负荷的燃爆分解时，同一方向的球形壳体1上分布有不止一个可伸缩喷射装置3，各喷射装置3上的智能触发控制器2探测到信号后，将信号传给对应的喷射装置3的控制芯片，控制芯片指挥喷射装置3打开泄压阀，多个喷射装置3配合抑制，抑制快速且高效。

保护方法的工作过程为：

智能触发控制器2中的探测传感器将采集到的信息一方面传递给微控芯片2-4，微控芯片2-4进行信息的采集与处理，判断发生超出仪器负荷的燃爆分解后，微控芯片2-4将采集到的信息传给喷射装置3的控制芯片3-1，控制芯片3-1指挥打开接近火源位置的泄压阀，高压惰性气体将全氟己酮抑制剂4从调整好的喷射口喷射到空气中并迅速雾化，以全淹没的方式灭火抑爆，具有极高的抑制效能。

上述实施例中，喷射装置3的个数及尺寸可依据需要进行调整，使得自动保护装置的喷射方向更加细分，喷射方向的选定更加准确；同样，可根据热分析仪器腔体空间的大小或安装、运输等需要，对本设备的尺寸进行自由调节。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。