一种大尺度池火多点式质量损失速率测量系统

技术领域

本发明涉及消防安全技术领域，特别涉及一种大尺度池火多点式质量损失速率测量系统。

背景技术

热释放速率是火灾最基本的参数，决定了火源释放的热量和火灾规模，进一步决定了燃烧特性参数，因此，有必要测量燃料热释放速率。

目前，热释放速率主要通过氧耗法和质量损失法两种方法进行测量。其中，氧耗法测量原理是当燃料完全燃烧时每消耗单位质量的氧气会产生相同的热量，通过测量消耗的氧气量推算热释放速率，实际火灾实验过程中，燃料往往并非完全燃烧，因此氧耗法测量所得热释放速率会存在一定偏差。质量损失法是利用燃料质量损失速率和燃料燃烧热值来计算热释放速率，质量损失速率是燃料在燃烧过程中质量随时间的变化率，实验中可通过在线测量燃料质量来获得。目前，在火灾实验中常采用精密天平进行测量，一般而言，高精度天平量程往往较小，难以满足大尺度池火实验需求，且精密天平费用昂贵，容易在火灾实验中受到损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大尺度池火多点式质量损失速率测量系统，以使其组装便捷、经济实用、量程范围广，实现大尺度池火实验燃料质量的便捷、实时测量，为大尺度池火质量损失速率测量提供准确、实时的测量数据。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种大尺度池火多点式质量损失速率测量系统，包括称重机构、燃料盘、数据采集器、数据转换器以及数据显示终端，所述燃料盘设置于所述称重机构，所述数据采集器与所述称重机构连接，所述数据转换器连接于所述数据采集器与所述数据显示终端之间。

可选地，所述称重机构包括：

支撑底板；

多个称重传感器，各所述称重传感器的固定端对称地设置于所述支撑底板；

称重台，所述称重台被承托于各所述称重传感器的承重端。

可选地，所述称重传感器为大量程压力传感器。

可选地，所述称重台具有可平稳支撑大尺度燃料盘的大台面。

可选地，所述称重机构包括隔热保护层，所述隔热保护层包裹于所述称重机构外。

可选地，所述称重传感器的固定端通过垫块设置于所述支撑底板。

可选地，所述称重传感器的承重端通过压脚与所述称重台相连接。

可选地，所述支撑底板包括支撑脚板以及固定底板，多个所述支撑脚板设置于所述固定底板下方以对所述固定底板进行支撑，各所述称重传感器设置于所述固定底板上。

由以上技术方案可以看出，本发明中公开了一种大尺度池火多点式质量损失速率测量系统，该测量系统包括称重机构、燃料盘、数据采集器、数据转换器以及数据显示终端，其中，燃料盘设置于称重机构，数据采集器与称重机构连接，数据转换器连接于数据采集器与数据显示终端之间，燃料盘用于盛放燃料，数据采集器采集称重机构的称重数据，通过数据转换器转换后，将称重数据通过数据显示终端反馈、保存及导出，上述大尺度池火多点式质量损失速率测量系统结构简单，便于组装，经济实用，便于应用于不同火灾场景，并可实现大尺度池火火灾实验燃料质量实时测量，从而得到燃料在火灾过程中质量损失速率，进而获得大功率火灾热释放速率，为大尺度池火质量损失速率测量提供准确、方便、实时的测量数据。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例提供的大尺度池火多点式质量损失速率测量系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的大尺度池火多点式质量损失速率测量系统的称重机构的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的大尺度池火多点式质量损失速率测量系统的称重机构的侧视图；

图4为本发明实施例提供的大尺度池火多点式质量损失速率测量系统的固定底板的俯视图；

图5为本发明实施例提供的大尺度池火多点式质量损失速率测量系统的垫块的俯视图；

图6为本发明实施例提供的大尺度池火多点式质量损失速率测量系统的称重传感器的结构示意图。

图中：

1-称重机构；2-燃料池；3-数据采集器；4-数据转换器；5-数据显示终端；6-支撑脚板；7-固定底板；8-垫块；9-称重传感器；10-压脚；11-称重台；12-隔热保护层；13-固定底板的装配孔；14-垫块的装配孔；15-称重传感器的固定端；16-称重传感器的承重端；17-称重传感器的线缆；18-称重传感器的固定端的装配孔；19-称重传感器的承重端的装配孔。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种大尺度池火多点式质量损失速率测量系统，该大尺度池火多点式质量损失速率测量系统的结构设计使其组装便捷、经济实用、量程范围广，实现大尺度池火实验燃料质量的便捷、实时测量，为大尺度池火质量损失速率测量提供准确、实时的测量数据。

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，所描述的实施例仅仅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做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。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的大尺度池火多点式质量损失速率测量系统的结构示意图。

本发明实施例中公开了一种大尺度池火多点式质量损失速率测量系统，该大尺度池火多点式质量损失速率测量系统包括称重机构1、燃料盘2、数据采集器3、数据转换器4以及数据显示终端5。

其中，燃料盘用于盛放燃料，燃料盘设置于称重机构1的承重端16，称重机构1置于实验场所地面或实验水平台面，数据采集器3与称重机构1连接，数据转换器4连接于数据采集器3与数据显示终端5之间，数据采集器3采集称重机构1的称重数据，通过数据转换器4转换后，将称重数据通过数据显示终端5反馈、保存及导出。

可以看出，与现有技术相比，本发明实施例提供的大尺度池火多点式质量损失速率测量系统结构简单，便于组装，经济实用，便于应用于不同火灾场景，并可实现大尺度池火火灾实验燃料质量实时测量，从而得到燃料在火灾过程中质量损失速率，进而获得大功率火灾热释放速率，为大尺度池火质量损失速率测量提供准确、方便、实时的测量数据。

作为优选地，如图2和图3所示，在本发明一种实施例中，上述称重机构1包括支撑底板、称重传感器9以及称重台11，其中，支撑底板作为称重机构1的基座与支撑，为其余部件提供安装位置，多个称重传感器9的固定端15对称地设置于支撑底板，称重传感器9的线缆17与数据采集器3连接；称重台11被承托于各称重传感器9的承重端16，称重台具有可平稳支撑大尺度燃料盘的大台面以防止燃料盘倾覆，此处的大台面指称重台的台面面积不小于最大尺度燃料盘的底面积的一半。可见上述称重机构1采用多点式称重传感器的布设结构，这种布设结构一方面可以扩大使用量程，另一方面可以降低系统测量误差。

进一步优化上述技术方案，如图2和图3所示，称重机构1包括隔热保护层12，隔热保护层12包裹于称重机构1外，避免燃料池2的热传导和火灾热辐射对称重传感器9等部件造成损害，保证大尺度池火多点式质量损失速率测量系统的工作稳定性以及使用寿命。

如图3所示，在本发明实施例中，上述称重传感器9的固定端15通过垫块8设置于支撑底板，具体地，在一具体实施例中，如图4和图5所示，垫块8与支撑底板之间以及称重传感器9的固定端15与垫块8之间为可拆卸连接，垫块8与支撑底板之间以及垫块8与称重传感器9的固定端15之间通过螺纹紧固件连接，垫块8与支撑底板这两者分别设置有对应的装配孔，垫块8与称重传感器9的固定端15这两者分别设置有对应的装配孔，螺纹紧固件分别与垫块8与支撑底板这两者的装配孔配合将两者可拆卸连接，螺纹紧固件可分别与垫块8与称重传感器9的固定端15这两者的装配孔配合将两者可拆卸连接，若垫块8与支撑底板这两者的装配孔均为通孔，则螺纹紧固件为螺栓以及螺母，螺栓穿过两者的通孔与螺母配合将两者可拆卸连接，若垫块8与支撑底板这两者的装配孔中的一个为通孔，另一个为螺纹孔，则螺纹紧固件为螺栓，螺栓穿过通孔与螺纹孔配合将垫块8与支撑底板这两者可拆卸连接，当然除了上述螺纹紧固件连接的方式外，垫块8与支撑底板这两者还可以通过其他方式可拆卸连接，在此不做限定，垫块8与称重传感器9的固定端15之间的连接方式同理，在此不做赘述。

当然为便于连接，可以将支撑底板、垫块8与称重传感器9的固定端15这三者同时通过螺纹紧固件连接，以简化装配，如图4、图5和图6所示，支撑底板、垫块8与称重传感器9的固定端15这三者分别对应地设置有装配孔，螺纹紧固件分别与这三者的装配孔配合将三者连接，如图4所示，固定底板7上设置有用于固定垫块8的装配孔13，装配孔13贯穿固定底板7，与之相对应的，固定垫块8上设置装配孔14，如图5所示，装配孔14贯穿固定垫块8，如图6所示，称重传感器9的固定端15设置装配孔18，装配孔18贯穿称重传感器9的固定端15，螺纹紧固件为紧固螺栓以及紧固螺母，紧固螺栓依次穿过装配孔18、装配孔14以及装配孔13与紧固螺母拧紧配合已将固定底板7、固定垫块8以及称重传感器9的固定端15固定连接。

具体地，如图2所示，在本发明实施例中，大尺度池火多点式质量损失速率测量系统包括四个称重传感器9，四个称重传感器9对称地布置在支撑底板的四角处，因此在称重传感器9的四角处分别设置有装配孔，装配孔两两为一组，增加称重传感器9固定的稳定性。

进一步优化上述技术方案，上述称重传感器9的承重端16通过压脚10与称重台11连接，以保护称重传感器9的承重端16，称重传感器9的承重端16与压脚10可拆卸连接，具体地，在一种实施例中，称重传感器9的承重端16与压脚10通过螺纹紧固件或卡接等方式连接，称重传感器9的承重端16设置有用于安装压脚10的装配孔19。

如图2和图3所示，在本发明实施例中，上述支撑底板包括支撑脚板6以及固定底板7，多个支撑脚板6设置于固定底板7下方以对固定底板7进行支撑，各称重传感器9设置于固定底板7上。

作为优选地，在本发明实施例中，称重传感器9为大量程压力传感器，上述称重传感器9能够保证可称量大量程燃料盘2的重量，量程可达数百千克，并能够控制其精度在0.01g，便于开展大尺度池火实验测试分析，具体地，上述称重传感器9的总量程200kg，精度0.01g。

进一步优化上述技术方案，数据采集器3同时采集各称重传感器9的称重数据，并在求和后输出各称重传感器9的称重总和，以提升称重数据的准确性，减少系统误差。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。