一种基于爆速评估室内天然气爆炸威力的方法与流程

1.本发明涉及天然气爆炸检测领域，尤其涉及一种基于爆速评估室内天然气爆炸威力的方法。


背景技术：

2.过去两年，我国多地发生燃气爆炸类事故。从数据来看，燃气安全事故已从多方面发出警示，值得我们全面审视和深刻反思。
3.燃气爆炸的主要原因，是燃气泄漏引发的爆炸着火。主要表现为三个条件：相对密闭的空间、燃气泄漏在空间浓度到达爆炸极限、存在点火源。只有这三个条件同时具备，才会引起爆炸。而天然气作为家用燃气的主要载体，其爆炸产生的破坏性极大，因此需要对天然气在室内空间爆炸的威力进行评估，提高天然气使用的安全性。
4.现阶段只有针对天然气在管道中爆炸时产生的威力进行评估的方法，然而这种评估方法并不适用于室内空间，两者的爆炸环境不同，造成的威力也不尽相同。


技术实现要素：

5.(一)发明目的
6.为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种基于爆速评估室内天然气爆炸威力的方法，本发明能够准确的得到爆炸时产生的各项数据，并测量出天然气爆炸时产生的爆速，能够评估天然气在室内空间产生爆炸时的威力，从而警惕人们使用天然气时需要注意安全。
7.(二)技术方案
8.本发明提供了一种基于爆速评估室内天然气爆炸威力的方法，包括以下步骤：
9.s1：搭建天然气爆炸所需要的室内空间，并将室内空间进行封堵，形成密闭空间，完成后进入步骤s2；
10.s2：在室内空间内放置天然气爆炸引爆点，并将引爆点的引爆导线与测试电脑连接，完成后进入步骤s3；
11.s3：沿天然气爆炸引爆点四周布置多组传感器组，并测量多组传感器组与天然气爆炸引爆点之间的距离，记录在测试电脑内，完成后进入步骤s4；
12.s4：将多组传感器组的引线与超动态信号测试分析系统连接，同时将超动态信号测试分析系统与计时器之间连接，最后将计时器与测试电脑之间连接，完成并进入步骤s5或步骤s6；
13.s5：向室内空间持续充入天然气，并测得天然气的浓度，当天然气的浓度达到预设第一浓度后，停止向室内空间充入燃气，所述预设第一浓度为天然气爆炸时所需的浓度，完成后进入步骤s7；
14.s6：向室内空间持续充入天然气，并测得天然气的浓度，当天然气的浓度达到预设第一浓度后，继续向室内空间充入天然气，当天然气浓度达到预设第二浓度后停止充入天
然气，所述预设第二浓度为天然气对照试验时爆炸所需的浓度，完成后进入步骤s7；
15.s7：通过测试电脑控制天然气爆炸引爆点引爆室内空间的天然气，完成后进入步骤s8；
16.s8：通过传感器组测量天然气爆炸时产生的冲击波，并根据计时器以及测量电脑得到时间，通过计算得到天然气爆炸时不同区域的爆速，完成后进入步骤s9；
17.s9：通过天然气爆炸时的爆速，评估天然气爆炸时产生的爆炸威力。
18.作为本发明的进一步优化：所述s1步骤中，所述室内空间为砖石或塑料隔板搭建的房屋，内部体积为150～250m3。
19.作为本发明的进一步优化：所述s3步骤中，所述传感器组包括支撑杆以及 n个传感器，n个所述传感器在支撑杆的同一高度上沿直线朝向爆炸点设置。
20.作为本发明的进一步优化：所述s5步骤中，预设第一浓度为5％～10％vol。
21.作为本发明的进一步优化：所述s6步骤中，预设第二浓度为10％～15％vol。
22.作为本发明的进一步优化：所述s8步骤中，通过物理中速度的计算公式得到天然气在爆炸时产生的爆速，进而通过爆速的大小得到天然气爆炸时产生威力的大小。
23.作为本发明的进一步优化：所述步骤s3中，通过测量得到n个传感器之间的距离为l1；所述s3步骤中，通过测量，得到传感器组与天然气爆炸引爆点的距离为x；所述s5步骤中，任意一组所述传感器组内n个传感器依次测量到冲击波的时间通过计时器分别测得为t1、t2、t3·
tn；所述步骤s7中，测试电脑引爆天然气时同时记录引爆的时间为t；通过上述数据能够得到步骤s5中任一传感器组中传感器所测量的爆速分别为：v1＝x/(t
1-t)、v2＝(x+l1)/(t
2-t)、v3＝ (x+2l1)/(t
3-t)
·vn
＝(x+(n-1)l1)/(t
n-t)。
24.作为本发明的进一步优化：所述s6步骤中，任意一组所述传感器组内n个传感器依次测量到冲击波的时间通过计时器分别测得为t1′
、t2′
、t3′
·
tn′
；通过上述数据能够得到步骤s6中任一传感器组中传感器所测量的爆速分别为：v1′
＝x/(t1′‑
t)、v2′
＝(x+l1)/(t2′‑
t)、v3′
＝(x+2l1)/(t3′‑
t)
·vn
′
＝ (x+(n-1)l1)/(tn′‑
t)。
25.与现有技术相比，本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
26.本发明通过测量传感器检测到冲击波的时间以及传感器与爆炸点之间的距离进而测量出天然气爆炸时产生的爆速，通过爆速进而能够知道天然气爆炸时产生的威力，进一步的可以测算出室内空间内每一个区域所在位置受到冲击力大小，从而进行危害范围评估，从而警惕人们使用天然气时需要注意安全。
附图说明
27.图1为实施例一与实施例二数据对比示意图；
28.图2为实施例一数据示意图；
29.图3为实施例二数据示意图。
具体实施方式
30.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本
发明的概念。
31.实施例1：
32.本发明提出的一种基于爆速评估室内天然气爆炸威力的方法，包括以下步骤：
33.s1：搭建天然气爆炸所需要的室内空间，并将室内空间进行封堵，形成密闭空间，完成后进入步骤s2，通过这样一个室内空间，能够作为天然气爆炸的载体，同时也能够确定天然气的浓度，进一步的还能够模拟人们使用天然气时的场景，进一步提高本方法测量的准确性；
34.s2：在室内空间内放置天然气爆炸引爆点，并将引爆点的引爆导线与测试电脑连接，完成后进入步骤s3，通过测试电脑能够控制引爆点爆炸，进而能够引爆室内空间的天然气，从而使天然气发生爆炸；
35.s3：沿天然气爆炸引爆点四周布置多组传感器组，并测量多组传感器组与天然气爆炸引爆点之间的距离，并记录在测试电脑内，完成后进入步骤s4，传感器组用于感应天然气爆炸时产生的冲击力，通过设置多组传感器组能够测量出天然气爆炸时四周产生的冲击力，提高测量的准确性；
36.s4：将多组传感器组的引线与超动态信号测试分析系统连接，同时将超动态信号测试分析系统与计时器之间连接，最后将计时器与测试电脑之间连接，完成并进入步骤s5或步骤s6，通过设置计时器能够记录传感器组中传感器感应到冲击波时的时间点，从而能够得到冲击波产生以及到达传感器处时的时间；
37.s5：向室内空间持续充入天然气，并测得天然气的浓度，当天然气的浓度达到预设第一浓度后，停止向室内空间充入燃气，预设第一浓度为天然气爆炸时所需的浓度，完成后进入步骤s7，通过设置天然气爆炸浓度的下限，能够得到天然气爆炸时的标准试验；
38.s7：通过测试电脑控制天然气爆炸引爆点引爆室内空间的天然气，完成后进入步骤s8；
39.s8：通过传感器组测量天然气爆炸时产生的冲击波，并根据计时器以及测量电脑得到时间，通过计算得到天然气爆炸时不同区域的爆速，完成后进入步骤s9，当传感器感应到冲击波时，通过计时器记录时间点，并上传到测试电脑内，然后统计不同传感器之间所测量到的时间点，并对其进行计算；
40.s9：通过天然气爆炸时的爆速，评估天然气爆炸时产生的爆炸威力，根据爆速的大小，能够得到天然气爆炸的威力；其中，爆速越大，天然气的爆炸威力越大；爆速越小，天然气的爆炸威力越小。
41.s1步骤中，室内空间为砖石或塑料隔板搭建的房屋，内部体积为150～ 250m3。
42.s3步骤中，传感器组包括支撑杆以及n个传感器，n个传感器在支撑杆的同一高度上沿直线朝向爆炸点设置。
43.s5步骤中，预设第一浓度为7.5％vol。
44.s8步骤中，通过物理中速度的计算公式得到天然气在爆炸时产生的爆速，进而通过爆速的大小得到天然气爆炸时产生威力的大小。
45.步骤s3中，通过测量得到n个传感器之间的距离为l1；s3步骤中，通过测量，得到传感器组与天然气爆炸引爆点的距离为x；s5步骤中，任意一组传感器组内n个传感器依次测量到冲击波的时间通过计时器分别测得为t1、t2、t3·
tn；步骤s7中，测试电脑引爆天然气时
同时记录引爆的时间为t；
46.以任意一组传感器组为例；
47.通过上述实验，能够得到传感器组内传感器与爆炸中心点之间的距离分别为：x、x+l1、x+2l1·
x+(n-1)l1；
48.而传感器组内传感器依次感应到冲击波的时间分别为：t
1-t、t
2-t、t
3-t
· t
n-t；
49.通过上述数据能够得到任一传感器组中n个传感器所测量的爆速分别为 v1＝x/(t
1-t)、v2＝(x+l1)/(t
2-t)、v3＝(x+2l1)/(t
3-t)
·vn
＝(x+(n-1)l1) /(t
n-t)。
50.实施例二：
51.为本发明一种基于爆速评估室内天然气爆炸威力的方法的具体实施方式，与实施例1不同之处在于：
52.s6：向室内空间持续充入天然气，并测得天然气的浓度，当天然气的浓度达到预设第一浓度后，继续向室内空间充入天然气，当天然气浓度达到预设第二浓度后停止充入天然气，预设第二浓度为天然气对照试验时爆炸所需的浓度，完成后进入步骤s7，通过设置不同浓度的天然气，能够得到天然气爆炸时对照试验。
53.s6步骤中，为了控制天然气爆炸的威力，预设第二浓度为12.5％vol。
54.s6步骤中，任意一组传感器组内n个传感器依次测量到冲击波的时间通过计时器分别测得为t1′
、t2′
、t3′
·
tn′
。
55.以任意一组传感器组为例；
56.通过上述实验，能够得到传感器组内传感器与爆炸中心点之间的距离分别为：x、x+l1、x+2l1·
x+(n-1)l1；
57.而传感器组内n个传感器依次感应到冲击波的时间分别为：t1′‑
t、t2′‑
t、 t3′‑
t
·
tn′‑
t；
58.通过上述数据能够得到任一传感器组中n个传感器所测量的爆速分别为： v1′
＝x/(t1′‑
t)、v2′
＝(x+l1)/(t2′‑
t)、v3′
＝(x+2l1)/(t3′‑
t)
·vn
′
＝ (x+(n-1)l1)/(tn′‑
t)。
59.综上，可以得出：v1′
＞v1、v2′
＞v2、v3′
＞v3、、
·vn
′
＞vn。
60.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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。
61.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
62.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。