专利名称：材料在燃烧及加热状态下的毒性测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种燃烧发生装置，尤其涉及一种材料在燃烧及加热状态下的毒性测试装置。
背景技术：
材料在加热和燃烧过程中会释放出大量烟尘和毒性气体，严重影响人员逃生，很多火场中丧生的人员不是死于热而是死于烟气，对这些毒性气体进行定性定量测量，一直受到人们关注。常见的火灾毒性气体中:C0是火灾烟气中最重要的毒害物质，也即致死的首要毒害气体；以HCl为代表的刺激性气体，如果存在，则是最早被人感知、最早达到临界值的首要毒害气体；C02是火灾主要燃烧产物之一，在有些火场中其浓度可达15%。它主要刺激人的呼吸中枢，导致呼吸急促、烟气吸入量增加，还会引起头疼、嗜睡、神志不清等症状。浓度小于5%时无毒性，达到5%时人的呼吸就比较困难，大于5%时会对人产生一定的麻醉作用，7% 10%时，人在几分钟内便会出现昏迷而丧失行动能力。尽管CO的毒性是CO2的100倍，但在明火燃烧情况下，CO2才是主要的致人昏迷的原因；C12对眼睛、上呼吸道和肺组织有刺激作用，引起流泪、打喷嚏、咳嗽和肺气肿，导致呼吸困难而窒息；C0C12对支气管、肺泡有刺激作用，引起肺气肿，导致呼吸困难而窒息。自然界中的材料比如棉花、木材在热解过程中会产生数量可观、有强烈刺激性作用的醛类和酸类物质，但在有焰燃烧情况下，这些物质容易被焚烧和分解；随着科技的发展，聚合物因具有良好的加工性、多样的性能、合理的成本，一直取代其它材质用作各种材料。比如用作电线电缆的外绝缘护套的主要成分为高聚物如塑料(聚氯乙烯、交联聚氯乙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、氟塑料、聚苯乙烯等)、橡胶和橡皮，起火时会产生大量的气体及颗粒，其中含有许多毒性物质，有 些特殊用途的电缆还有许多添加物，产生的烟气成分更加复杂。聚乙烯、聚四氟乙烯燃烧时会生成CO，CO2，醛等气体，聚氯乙烯燃烧时会产生CO，CO2,HCl, COCl2光气)，Cl2等气体，聚苯乙烯燃烧时产生CO，CO2, CH3CHO (乙醛)，C6H6(苯)，C6H5CH3(甲苯)等气体，这些气体都会对人员的逃生有重要影响；有许多材料是不燃物，因此只有通过加热的方式，来测定其释出气体。截止目前，对材料热分解或燃烧产生的所有产物的毒性进行准确和全面的鉴定分析十分困难。
实用新型内容本实用新型的目的在与提供一种材料在燃烧及加热状态下的毒性测试装置，其可对材料热分解或燃烧产生的所有产物的毒性进行准确和全面的鉴定分析。为达到上述目的，本实用新型提供了一种材料在燃烧及加热状态下的毒性测试装置，包括:燃烧发生装置，用于容纳测试材料并对其进行燃烧或加热；烟气分析仪，用于实时采集所述燃烧发生装置腔体内的烟气并进行毒性分析；[0009]温度传感器，用于实时采集所述燃烧发生装置腔体内的温度；红外热像仪，利用红外原理实时采集所述燃烧发生装置腔体内的温度。鼓风风机,用于向所述燃烧发生装置腔体内输送氧气；排风风机，用于排出所述燃烧发生装置腔体内的烟气；带有显示装置的控制系统，其用于控制所述鼓风风机和所述排风风机的状态，获取并保存所述烟气分析仪输出的分析数据、所述红外热像仪采集的红外热辐射数据以及所述温度传感器采集的温度数据，同时将当前获取到的数据输出显示；自动灭火装置，用于在所述控制系统控制下适时对所述燃烧发生装置腔体内的燃烧试验进行灭火处理。本实用新型的材料在燃烧及加热状态下的毒性测试装置，所述燃烧发生装置包括腔体和与相 连的腔体盖，所述腔体内的底部安装定有加热盘，所述加热盘上安装有滤网式材料托盘，所述滤网式材料托盘内的底部安装有注液管，所述注液管的上端加注口位于所述滤网式材料托盘内，而其下端出液口穿过所述滤网式材料托盘的底部深入至所述加热盘内，所述腔体的前侧壁上在与所述滤网式材料托盘对应位置设有自动灭火口，所述自动灭火口与所述自动灭火装置相连，所述腔体的后侧壁上在与所述加热盘对应位置安装有自动点火装置，所述自动点火装置受控于所述控制系统，所述腔体的左侧壁上在与所述滤网式材料托盘对应位置安装有烟气取样口和红外窗口，所述烟气取样口与所述烟气分析仪相连，所述红外窗口与所述红外热像仪相连，所述腔体的右侧壁上在与所述滤网式材料托盘底部对应位置安装有用于容纳所述鼓风风机出风口的鼓风口，所述腔体的后侧壁上安装有所述温度传感器，所述温度传感器的探头暴露于所述腔体内，所述腔体盖的后侧壁上安装有用于容纳所述排风风机进风口的排烟口。本实用新型的材料在燃烧及加热状态下的毒性测试装置，所述腔体和所述腔体盖均设有隔热保温夹层。本实用新型的材料在燃烧及加热状态下的毒性测试装置，所述腔体的前侧壁上在与所述滤网式材料托盘对应位置设有观测目镜。本实用新型的材料在燃烧及加热状态下的毒性测试装置，所述腔体的左侧壁底部设有与所述腔体内连通的排污口。本实用新型的材料在燃烧及加热状态下的毒性测试装置，所述腔体的底部安装有四个自锁脚轮。本实用新型的材料在燃烧及加热状态下的毒性测试装置，所述温度传感器设有多个，多个所述温度传感器从上至下等间隔一字排列。本实用新型的材料在燃烧及加热状态下的毒性测试装置，所述腔体和所述腔体盖通过法兰密封连接。本实用新型的材料在燃烧及加热状态下的毒性测试装置，所述自动灭火装置为二氧化碳自动灭火器。本实用新型的材料在燃烧及加热状态下的毒性测试装置能够对可燃物进行自动点燃或自动加热，在燃烧状态下或加热状态下对产生的烟气及设备温度进行实时采集和测量，且能根据温度及燃烧火焰观测情况适时投入自动灭火装置，使可燃物的燃烧始终处于可控状态，从而在火场可控、温度可控的空间内，得到不同温度下的燃烧或加热状态下的分解出的毒性气体，并利用烟气分析仪分析出燃烧状态及加热状态下的毒性气体的成分含量，从而全面了解材料在着火前与着火后的毒性气体释出情况，为相应安全防护提供科学依据。
图1为本实用新型的材料在燃烧及加热状态下的毒性测试装置的系统结构图；图2为本实用新型的材料在燃烧及加热状态下的毒性测试装置中燃烧发生装置的主视结构剖视图；图3为图2的左视结构剖视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细描述:参考图1所示，本实施例的材料在燃烧及加热状态下的毒性测试装置包括带有显示装置的控制系统、燃烧发生装置、烟气分析仪、温度传感器、红外热像仪、鼓风风机、排风风机和自动灭火装置。其中，燃烧发生装置用于容纳测试材料并对其进行燃烧或加热。烟气分析仪用于实时采集燃烧发生装置腔体内的烟气并进行毒性分析。温度传感器用于实时采集燃烧发生装置腔体内的温度。红外热像仪用于利用红外原理实时采集所述燃烧发生装置腔体内的温度。鼓风风机用于向燃烧发生装置腔体内输送氧气；排风风机用于排出燃烧发生装置腔体内的烟气。例如燃烧方式下，燃烧发生装置腔体内的燃烧会很快耗尽氧气，为保持燃烧，需要补入空气，通过鼓风风机即可保持燃烧所需空气，为保持空气循环及平衡，鼓风的同时开启排风风机将烟气排出；加热方式下，试验结束后，开启排风风机，抽出燃烧发生装置腔体内的烟气。带有显示装置的控制系统用于控制鼓风风机和所述排风风机的状态，获取并保存烟气分析仪输出的分析数据、红外热像仪采集的红外热辐射数据以及温度传感器采集的温度数据，同时将当前获取到的数据输出显示。自动灭火装置用于在控制系统控制下适时对燃烧发生装置腔体内的燃烧试验进行灭火处理；例如，在燃烧状态下，控制系统可随时启动自动灭火装置`；在加热状态下，如加热温度过高引起明火(可由观测目镜观测到)，自动灭火装置会及时由灭火口向燃烧发生装置腔体内内喷射，扑灭明火。结合图2和图3所示，上述的燃烧发生装置包括腔体14和与通过法兰4密封连接的腔体盖1，腔体14和腔体盖I均设有隔热保温夹层3。腔体14内的底部安装定有加热盘15，加热盘15上安装有滤网式材料托盘13。滤网式材料托盘13内的底部安装有注液管12，用于向加热盘15注入液体燃料(例如汽油)，注液管12的上端加注口位于所述滤网式材料托盘13内，而其下端出液口穿过滤网式材料托盘13的底部深入至加热盘15内。腔体14的前侧壁上在与滤网式材料托盘13对应位置设有自动灭火口 17和观测目镜18，自动灭火口17与自动灭火装置相连，观测目镜用于人工观测腔体14内的火焰及烟气情况。腔体14的后侧壁上在与加热盘15对应位置安装有自动点火装置16，自动点火装置16的受控于控制系统。本实施例中，腔体14的后侧壁上设有5个从上至下等间隔一字排列的温度传感器，每个温度传感器10的探头暴露于腔体14内，以便于了解腔体14内的温度梯度分布。腔体14的左侧壁上在与滤网式材料托盘13对应位置安装有烟气取样口 7和红外窗口 6，红外窗口 6位于烟气取样口 7上方，烟气取样口 7与烟气分析仪相连，红外窗口 6与红外热像仪相连。该腔体14的左侧壁底部设有与腔体14内连通的排污口 8。腔体14的右侧壁上在与滤网式材料托盘13底部对应位置安装有用于容纳鼓风风机出风口的鼓风口 11。腔体盖I的后侧壁上安装有用于容纳排风风机进风口的排烟口 2。此外，为了便于移动，腔体14的底部安装有四个自锁脚轮9。
以上的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。
权利要求1.一种材料在燃烧及加热状态下的毒性测试装置，其特征在于，包括: 燃烧发生装置，用于容纳测试材料并对其进行燃烧或加热； 烟气分析仪，用于实时采集所述燃烧发生装置腔体内的烟气并进行毒性分析； 温度传感器(10)，用于实时采集所述燃烧发生装置腔体内的温度； 红外热像仪，利用红外原理实时采集所述燃烧发生装置腔体内的温度。
鼓风风机，用于向所述燃烧发生装置腔体内输送氧气； 排风风机，用于排出所述燃烧发生装置腔体内的烟气； 带有显示装置的控制系统，其用于控制所述鼓风风机和所述排风风机的状态，获取并保存所述烟气分析仪输出的分析数据、所述红外热像仪采集的红外热辐射数据以及所述温度传感器(10)采集的温度数据，同时将当前获取到的数据输出显示； 自动灭火装置，用于在所述控制系统控制下适时对所述燃烧发生装置腔体内的燃烧试验进行灭火处理。
2.根据权利要求1所述的材料在燃烧及加热状态下的毒性测试装置，其特征在于，所述燃烧发生装置包括腔体(14)和与相连的腔体盖(I )，所述腔体(14)内的底部安装定有加热盘(15)，所述加热盘(15)上安装有滤网式材料托盘(13)，所述滤网式材料托盘(13)内的底部安装有注液管(12)，所述注液管(12)的上端加注口位于所述滤网式材料托盘(13)内，而其下端出液口穿过所述滤网式材料托盘(13)的底部深入至所述加热盘(15)内，所述腔体(14)的前侧壁上在与所述滤网式材料托盘(13)对应位置设有自动灭火口(17)，所述自动灭火口(17)与所述自动灭火装置相连,所述腔体(14)的后侧壁上在与所述加热盘(15)对应位置安装有自 动点火装置(16)，所述自动点火装置(16)受控于所述控制系统，所述腔体(14)的左侧壁上在与所述滤网式材料托盘(13)对应位置安装有烟气取样口(7)和红外窗口(6)，所述烟气取样口(7)与所述烟气分析仪相连，所述红外窗口(6)与所述红外热像仪相连，所述腔体(14)的右侧壁上在与所述滤网式材料托盘(13)底部对应位置安装有用于容纳所述鼓风风机出风口的鼓风口( 11 )，所述腔体(14)的后侧壁上安装有所述温度传感器(10)，所述温度传感器(10)的探头暴露于所述腔体(14)内，所述腔体盖(I)的后侧壁上安装有用于容纳所述排风风机进风口的排烟口( 2 )。
3.根据权利要求2所述的材料在燃烧及加热状态下的毒性测试装置，其特征在于，所述腔体(14)和所述腔体盖(I)均设有隔热保温夹层(3)。
4.根据权利要求3所述的材料在燃烧及加热状态下的毒性测试装置，其特征在于，所述腔体(14)的前侧壁上在与所述滤网式材料托盘(13)对应位置设有观测目镜(18)。
5.根据权利要求4所述的材料在燃烧及加热状态下的毒性测试装置，其特征在于，所述腔体(14)的左侧壁底部设有与所述腔体(14)内连通的排污口(8)。
6.根据权利要求5所述的材料在燃烧及加热状态下的毒性测试装置，其特征在于，所述腔体(14)的底部安装有四个自锁脚轮(9)。
7.根据权利要求6所述的材料在燃烧及加热状态下的毒性测试装置，其特征在于，所述温度传感器(10)设有多个，多个所述温度传感器(10)从上至下等间隔一字排列。
8.根据权利要求7所述的材料在燃烧及加热状态下的毒性测试装置，其特征在于，所述所述腔体(14)和所述腔体盖(I)通过法兰(4)密封连接。
9.根据权利要求8所述的材料在燃烧及加热状态下的毒性测试装置，其特征在于，所述自动灭火装置为二氧 化碳自动灭火器。
专利摘要本实用新型公开了一种材料在燃烧及加热状态下的毒性测试装置，其包括带有显示装置的控制系统、燃烧发生装置、烟气分析仪、温度传感器、红外热像仪、鼓风风机、排风风机和自动灭火装置。该装置能够对可燃物进行自动点燃或自动加热，在燃烧状态下或加热状态下对产生的烟气及设备温度进行实时采集和测量，且能根据温度及燃烧火焰观测情况适时投入自动灭火装置，使可燃物的燃烧始终处于可控状态，从而在火场可控、温度可控的空间内，得到不同温度下的燃烧或加热状态下分解出的毒性气体，并利用烟气分析仪分析出燃烧状态和加热状态下的毒性气体的成分含量，从而全面了解材料在着火前与着火后的毒性气体释出情况，为相应安全防护提供科学依据。
文档编号G01N31/12GK203148865SQ20132000659
公开日2013年8月21日 申请日期2013年1月8日 优先权日2013年1月8日
发明者范明豪, 杜晓峰, 李伟, 武海澄, 汪书苹, 刘英卫, 刘峰 申请人:安徽省电力科学研究院