一种棉花燃烧特性测试装置的制作方法

本实用新型涉及棉花火灾技术领域，特别是涉及一种棉花燃烧特性测试装置。

背景技术：

棉花是关系国计民生的战略物资，我国每年棉花产量平均达五百万吨，棉花需要压缩捆扎打包后进行运输和储藏，然而每年储藏棉垛火灾自燃发生多次，给国家和企业造成巨大经济损失。

为了有效应对棉花火灾，需要对棉花的燃烧特性加以研究，目前实验室里采用的测试装置大多按照以下方式来点燃棉花：对棉花的外部均匀加热，或者用明火直接点燃。然而，现实中棉花的自燃往往都是从内部发生的阴燃，所以上述测试装置不能很好地模拟棉花自燃。

此外，在目前的测试方法中，热电偶通常只是埋在棉包中，依靠棉包的内力固定，所以很容易出现随着棉花燃烧殆尽，热电偶的位置发生改变的情况，这将对温度数据的采集造成影响。

综上所述，如何改进测试装置以更好地研究棉花的燃烧特性，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种棉花燃烧特性测试装置，采用该棉花燃烧特性测试装置能够较好地模拟棉花自燃，而且热电偶在整个测试过程中不会发生位置改变，因此有利于获得与实际燃烧情况更为接近的实验结果。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种棉花燃烧特性测试装置，包括点火系统、温度测量系统和用于盛装棉花样品的容器，所述容器为直四棱柱形且由金属网围成，所述点火系统包括电源和与所述电源电连接的小型加热器，所述温度测量系统包括数据采集终端和与所述数据采集终端电连接的热电偶，所述热电偶通过防火胶带固定在金属丝上，所述金属丝绷紧固定在所述容器内，所述金属丝的两端与围成所述容器的金属网连接。

可选地，在上述棉花燃烧特性测试装置中，还包括辅助架，所述辅助架包括落地座和与所述落地座固定连接的活动杆，所述活动杆的末端位置可调，所述小型加热器固定安装在所述活动杆的末端。

可选地，在上述棉花燃烧特性测试装置中，所述活动杆由所述落地座开始先竖直向上延伸，再水平延伸，最后竖直向下延伸，所述活动杆的水平段和远离所述落地座的竖直段均长度可调。

可选地，在上述棉花燃烧特性测试装置中，还包括质量测量系统，所述质量测量系统包括精密天平和防火承载板，所述精密天平与所述数据采集终端电连接。

可选地，在上述棉花燃烧特性测试装置中，还包括用于悬空支撑所述容器的支架。

可选地，在上述棉花燃烧特性测试装置中，所述支架为方桌形，包括四个支腿和一个位于所述支腿顶端的矩形框。

可选地，在上述棉花燃烧特性测试装置中，还包括至少两个摄像机，其中一个所述摄像机布置于所述容器的正上方用于俯拍，其余的所述摄像机布置于所述容器的侧方用于平拍。

可选地，在上述棉花燃烧特性测试装置中，所述电源为无级变压电源。

可选地，在上述棉花燃烧特性测试装置中，所述金属丝绷紧在所述容器的两个相对的侧面之间。

根据上述技术方案可知，本实用新型提供的棉花燃烧特性测试装置中，盛装棉花样品的容器是由金属网围成的，保证了棉花在燃烧时可以与外界空气充分接触，更符合棉花储存的真实情况，同时，点火系统包括电源和小型加热器，使用时可以将小型加热器插入到棉花样品的内部，电源和小型加热器之间的连接导线从金属网的网格中穿过，由于小型加热器是在棉花样品内部以一个点热源加热，而不是从外部对棉花样品的某个面进行加热，所以更符合自然存放状态下棉包自燃时的情况。另外，由于热电偶通过防火胶带固定在金属丝上，而金属丝绷紧固定在容器内，所以热电偶的位置不会随着棉花的燃烧而发生变化。综上所述，采用本实用新型提供的棉花燃烧特性测试装置能够较好地模拟棉花自燃，而且热电偶在整个测试过程中不会发生位置改变，因此有利于获得与实际燃烧情况更为接近的实验结果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种棉花燃烧特性测试装置的示意图；

图2是图1中支架10的示意图；

图3是图1中容器6的示意图；

图4是图1中的热电偶7在容器6中的布置示意图。

图中标记为：

1、数据采集终端；2、电源；3、辅助架；4、小型加热器；5、摄像机；6、容器；7、热电偶；8、防火承载板；9、精密天平；10、支架；11、金属丝；12、防火胶带。

具体实施方式

为了便于理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

参见图1，为本实用新型实施例提供的一种棉花燃烧特性测试装置的示意图，本实用新型实施例提供的棉花燃烧特性测试装置包括点火系统、温度测量系统和用于盛装棉花样品的容器6，其中，容器6为直四棱柱形且由金属网围成，如图3所示，当然，金属网的网格形状除了为矩形，还可以为其他形状，本实用新型对此不作限制；点火系统包括电源2和与电源2电连接的小型加热器4；温度测量系统包括数据采集终端1和与数据采集终端1电连接的热电偶7，如图4所示，热电偶7通过防火胶带12固定在金属丝11上，金属丝11绷紧固定在容器6内，金属丝11的两端与围成容器6的金属网连接，当然，金属丝11除了像图4那样绷紧在容器6的两个相对的侧面之间。还可以绷紧在容器6的相邻的两个侧面之间，或者绷紧在容器6的顶面和底面之间，本实用新型对此不作限制。另外，当热电偶7需要布置在棉包表面时，可以直接将热电偶7固定在容器6的侧壁上。

盛装棉花样品的容器6是由金属网围成的，保证了棉花在燃烧时可以与外界空气充分接触，这样更符合棉花储存的真实情况，同时，点火系统包括电源2和小型加热器4，使用时可以将小型加热器4插入到棉花样品的内部，电源2和小型加热器4之间的连接导线从金属网的网格中穿过，由于小型加热器4是在棉花样品内部以一个点热源加热，而不是从外部对棉花样品的某个面进行加热，所以更符合自然存放状态下棉包自燃时的情况。另外，由于热电偶7通过防火胶带12固定在金属丝11上，而金属丝11绷紧固定在容器内，所以热电偶7的位置不会随着棉花的燃烧而发生变化。综上所述，采用本实用新型提供的棉花燃烧特性测试装置能够较好地模拟棉花自燃，而且热电偶在整个测试过程中不会发生位置改变，因此有利于获得与实际燃烧情况更为接近的实验结果。

具体实际应用中，电源2一般采用无级变压电源，这样可以更灵活地控制小型加热器4的温度，从而满足不同实验的要求。例如，电源2的输入为220v交流电，输出电压为0～20v，可通过改变输出电压的大小来改变小型加热器4的功率。本实施例中，小型加热器4是长度为3cm，直径为0.6cm的圆柱体，额定电压为16v，额定功率为20w。

为了便于将小型加热器4固定在不同的空间点上，本实施例中，棉花燃烧特性测试装置还包括有辅助架3，如图1所示，辅助架3包括落地座和与落地座固定连接的活动杆，活动杆的末端位置可调，小型加热器4固定安装在活动杆的末端。具体而言，活动杆由落地座开始先竖直向上延伸，再水平延伸，最后竖直向下延伸，活动杆的水平段和远离落地座的竖直段均长度可调。当然，在其他实施例中，活动杆还可以采用其他结构形式，只要能通过调整末端位置将小型加热器4固定在不同的空间点上即可。

为了测量棉花燃烧过程中质量的变化，棉花燃烧特性测试装置还可以包括有质量测量系统，如图1所示，本实施例中，质量测量系统包括精密天平9和防火承载板8，精密天平9与数据采集终端1电连接。防火承载板8可以起到保护精密天平9的作用，同时也可以扩大精密天平9的承载面积。防火承载板8可以为长方形，尺寸范围一般为长60～75cm，宽40～50cm。精密天平9的量程可以为0～32kg，精度一般为0.1g。

为了尽量保证棉花的各个面都直接与空气接触，棉花燃烧特性测试装置还可以包括有用于悬空支撑容器6的支架10。如图2所示，本实施例中，支架10为方桌形，包括四个支腿和一个位于支腿顶端的矩形框。如图1所示，容器6放置在支架10的矩形框上，必要时可以将容器6与支架10固定连接在一起。本实施例中，容器6是边长为10cm的立方体，支架10的矩形框的中空部分是边长为9cm的正方形。

为了研究燃烧蔓延特性，棉花燃烧特性测试装置通常还包括至少两个摄像机5，如图1所示，其中一个摄像机5布置于容器6的正上方用于俯拍，其余的摄像机5布置于容器6的侧方用于平拍。

为了尽量避免对燃烧的蔓延途径造成影响，金属丝11应当选用细一点的，这样当内部棉花发生燃烧时，金属丝11向外传导的热量较少。

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实用新型。对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实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的实施例，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。