空、地协同火焰监测平台

技术领域

本发明涉及化学品燃烧测试技术领域，具体涉及一种空、地协同火焰监测平台。

背景技术

低碳化学品(如LNG)火灾的发生，通常会形成大范围的火场并伴随强烈的热辐射，其破坏性强、污染范围大。低碳化学品火灾特征污染物及火焰特征是探测识别该类型火灾的主要依据，并为评估其污染危害提供依据。空天遥感技术为大范围、快速、远距离监测低碳化学品火灾污染提供了可能，是低碳化学品火灾污染应急监测的最佳途径。如何快速准确地探测此类火灾污染组分浓度、火场温度、燃烧面积以及次生污染产物的产生是应对该类火灾需要解决的关键问题，而目前的火焰测试平台都是只能在某一场内特定环境下对火焰光谱进行监测，不能进行多维监测，不能为火场信息反演建模提供有效多元的依据，因此急需进行改进。

发明内容

针对目前存在的技术问题，本发明提供一种空、地协同火焰监测平台，以解决现有技术中由于结构限制导致的问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种空、地协同火焰监测平台，包括燃烧器，LNG气瓶、NOx气瓶、SO

还包括多个围绕所述燃烧器周向分布的第一无人机和第二无人机，所述第一无人机上设有摄像头和高光谱传感器，所述第二无人机上设有摄像头和多光谱传感器，每个所述第一无人机和第二无人机距离所述燃烧器的距离均不同；

还包括ASD光谱仪和FTIR红外光谱仪，该ASD光谱仪和FTIR红外光谱仪分别与所述数据采集电脑电连接。

上述技术方案，将监测平台设在大气环境下，气体进入燃烧器燃烧来模拟实现低碳化学品火灾中不同浓度污染气体的生成，通过第一无人机和第二无人机实现对燃烧区域上空进行光谱监测并形成图像，通过ASD光谱仪和FTIR红外光谱仪对燃烧区域定距离位置处的光谱进行监测并将数据传递至数据采集电脑，通过烟气分析仪对燃烧生成的烟气进行分析、通过辐射热流计对燃烧产生的辐射热流进行监测、通过温度监测仪对燃烧区域近场温度进行监测，并将监测到的所有数据传至数据采集电脑，便于下一步分析。通过该监测平台的搭建实现了对火场的燃烧尺度、光谱信息、热辐射、火场近点温度、烟气的多维监测，并实现空-地协同监测，为实现火场信息反演建模提供了有效多元的依据。

优选的，还包括环境温度传感器支架、湿度传感器支架和风速传感器支架，所述环境温度传感器支架上设环境温度传感器，所述湿度传感器支架上设湿度传感器，所述风速传感器支架上设风速传感器，所述环境温度传感器、湿度传感器和风速传感器均与环境监测气象仪电连接，该环境监测气象仪与所述数据采集电脑电连接。

优选的，所述NOx气瓶、SO

优选的，所述燃烧器包括同心设置的燃烧内腔和燃烧外腔，该燃烧内腔和燃烧外腔均为环状结构，且所述燃烧外腔的下端位置高于所述燃烧内腔的下端，所述LNG气瓶与所述燃烧器之间的气体管路与所述燃烧内腔连通，所述混合管路与所述燃烧外腔连通。

如此设置，将LNG先通入燃烧器在燃烧器的燃烧内腔燃烧，然后在燃烧上方与混合气体火焰混合，可以模拟实际LNG存放区域燃烧后再引燃周围物体的场景，更符合实际模拟情形。

优选的，在所述混合管路上和所述LNG气瓶与所述燃烧器之间的气体管路上分别设有阻火器。

优选的，还包括挡火板，该挡火板将所述燃烧器所在区域与所述LNG气瓶、NOx气瓶、SO

优选的，在每一个气体管路上均设有流量计和单向阀，该流量计与流量计面板电连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明通过该监测平台的搭建实现了对火场的燃烧尺度、光谱信息、热辐射、火场近点温度、烟气的多维监测，并实现空-地协同监测，为实现火场信息反演建模提供了有效多元的依据。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中的燃烧器的结构示意图；

图3为图2的俯视图。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如附图1-附图3所示的空、地协同火焰监测平台，包括燃烧器1，LNG气瓶7、NOx气瓶8、SO

每一组的烟气分析仪20、辐射热流计21和温度监测仪22均与一个数据采集电脑24电连接，当然也可以三组或多组共与一个数据采集电脑连接，距离根据实际设置即可，不限制在某一种连接方式，只要能将监测到的数据进行完整采集即可。

围绕燃烧器1周向还分布有第一无人机11和第二无人机12，本实施例中第一无人机11和第二无人机12分别为两个，当然也可以设置多个，在第一无人机11上设有摄像头和高光谱传感器，第二无人机12上设有摄像头和多光谱传感器，每个第一无人机11和第二无人机12距离燃烧器1的距离均不同，通过第一无人机11和第二无人机12的设置可以实现对燃烧场上空不同距离的光谱进行监测并形成影像信息，传递至数据处理设备。

还包括ASD光谱仪13和FTIR红外光谱仪14，该ASD光谱仪13和FTIR红外光谱仪14分别与数据采集电脑24电连接。

还包括环境温度传感器支架18、湿度传感器支架19和风速传感器支架26，环境温度传感器支架18上设温度传感器，湿度传感器支架19上设湿度传感器，风速传感器支架26上设风速传感器，温度传感器、湿度传感器和风速传感器均与环境监测气象仪23电连接，该环境监测气象仪23与数据采集电脑24电连接，大气环境对燃烧火焰会有影响，因此通过对大气环境的监测可以判断不同大气环境条件下对火焰信息的影响。

本实施例中，NOx气瓶8、SO

还包括挡火板4，该挡火板4将燃烧器1所在区域与LNG气瓶7、NOx气瓶8、SO

请参考图2和图3，燃烧器1包括同心设置的燃烧内腔31和燃烧外腔32，该燃烧内腔31和燃烧外腔32均为环状结构，且燃烧外腔32的下端位置高于燃烧内腔31的下端，即燃烧内腔31的下端向下延伸出燃烧外腔32的下端，燃烧内腔31的上端与燃烧外腔32的上端齐平，LNG气瓶7与燃烧器1之间的气体管路与燃烧内腔31连通，其他气体的混合管路与燃烧外腔32连通，可更好的模拟LNG燃烧后引燃周围物体的场景。燃烧内腔31和燃烧外腔32内均分布有喷嘴，气体通过喷嘴喷出，其他结构可参考现有技术。

在2m*2m大小的实验区域内地面放置燃烧器，并搭建空-地协同火焰监测平台，其中LNG气瓶气体经由阻火器单独进入燃烧器的燃烧内腔预先点燃火焰，其余气瓶气体通过流量计控制流量后进入混合器预混，混合气体通过阻火器进入燃烧器的燃烧外腔，通过燃烧外腔内的呈圆环状喷嘴向火焰中通入污染性特征气体(NO

以上描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。