一种评价全淹没灭火性能的试验方法和装置

1.一种评价全淹没灭火性能的试验方法，其特征在于，将待评价全淹没灭火性能的灭火装置放置在试验箱中或试验箱进风口处，然后点燃试验箱中的燃烧筒，开启灭火装置进行灭火，实时采集在灭火过程中灭火空间内不同位置的减光系数、火源一定距离处热辐射强度、灭火空间内氧气浓度和燃烧筒内火源的燃烧温度，然后将采集到的数据上传到数据处理装置；当燃烧筒内火源的最高温度降低至100～200℃时，则表示火焰已经熄灭，记录火焰熄灭时的时间、减光系数、热辐射强度、氧浓度，从而实现对全淹没灭火性能的综合评价。
2.根据权利要求1所述的评价全淹没灭火性能的试验方法，其特征在于，包含如下步骤：
(1)初始化：将灭火装置设定在试验箱中或试验箱进风口处，设置试验箱上进风口和出风口的阀门开度；将用于减光系数的减光系数测量装置、用于测量热辐射强度的热辐射探头、用于测量氧气浓度的测氧探头和用于测量火源燃烧温度的热电偶树分别设置在试验箱相应位置；上述测量装置均分别与数据处理装置信号连接；将已加注燃料的燃烧筒放置在预定位置；
(2)测试过程：点燃燃烧筒中的燃料，关闭试验箱的门，然后启动灭火装置，减光系数测量装置、热辐射探头、测氧探头和热电偶树实时地采集当前数据到数据处理装置；
(3)后续处理：当燃烧筒内火源的最高温度降低至100～200℃时，则表示火焰已经熄灭，之后停止灭火装置，将进风口及出风口的阀门开度调至最大，开始排烟；待试验箱已无烟雾，则检查燃烧筒中的燃料是否还有剩余，如有剩余则点燃剩余燃料，重复进行步骤(2)，使燃料完全燃烧；如果没有，则记录所采集的数据，试验结束。

一种评价全淹没灭火性能的试验方法和装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及灭火应用技术领域，特别涉及一种评价全淹没灭火性能的试验方法和装置。\n背景技术\n[0002] 全淹没灭火，是指向防护区喷放设计规定用量的灭火剂，并使其均匀地充满整个防护区进行灭火的一种灭火方法，主要是相对局部淹没式灭火而言的。\n[0003] 公开号为CN 201101839的中国专利公开了一种可自检的全淹没自动灭火装置，包括一内充装有高效灭火剂及驱动用高压气体的压力容器、一与压力容器密封相联接的喷头、一与喷头的电器元件电连接的报警显示装置；在喷头的第二通径处装有一个可自动检测压力容器内部压力下降的信号传感器，在喷头的第三通径处、第四通径、第五通径处分别装有充气装置、泄压装置、压力显示器，使灭火装置可自动检测压力容器内的压力下降情况，并在压力下降到一定值时予以报警提示。从而解决现有储压式自动灭火装置在长期使用过程中存在着有火灾时不能启动，在火场受高温后未能有效及时灭火，产品售后维修泄压及再充装难等几大安全隐患。但对于全淹没灭火性能的评价方面并没有给出相应的启示。\n[0004] 像公开号为CN 101066493的中国专利公开了一种相对封闭空间内全淹没式氮气灭火系统，它包括氮气供气管网、流量计、电磁阀、火灾报警控制器、管道、供气支管、气体喷头和火灾探测器；所述氮气供气源通过管道与流量计相连接，所述流量计通过管道与电磁阀相连，所述电磁阀通过管道与供气支管相通连接；所述供气支管与气体喷头连接；所述火灾探测器设在相对封闭空间的保护区内部，且该火灾探测器通过数据传输线与火灾报警控制器相连接；所述火灾报警控制器分别通过数据传输线与流量计和电磁阀连接；所述供气支管、气体喷头、火灾探测器都设在相对封闭空间的保护区内部。其火灾探测器同样只是在灭火实际应用中进行检测，并没有给出有关对全淹没灭火性能的评价方面的启示。\n[0005] 而对全淹没灭火装置的灭火性能在实际使用前进行评价是非常有必要的，因为灭火装置的性能不能达到理想的效果，那么其在实际使用时就会造成重大的财产损失，甚至人员伤亡，因此建立一种能够有效地、准确地评价全淹没灭火性能的试验方法和装置具有重要的意义。\n发明内容\n[0006] 本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种评价全淹没灭火性能的试验方法，该方法是针对将进行全淹没灭火的灭火装置进行，对该装置的灭火效果从灭火剂的浓度、灭火剂的热辐射屏蔽性能、火源的燃烧状况、氧气浓度等方面进行检测，有效地对全淹没灭火性能进行评价。\n[0007] 本发明的另一个目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种实现上述评价全淹没灭火性能的试验方法的试验装置，该装置结构简单，包括多种测量装置能够对多个指标进行检测，检测精度高。\n[0008] 本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种评价全淹没灭火性能的试验方法，将待评价全淹没灭火性能的灭火装置放置在试验箱中或试验箱进风口处，然后点燃试验箱中的燃烧筒，开启灭火装置进行灭火，实时采集在灭火过程中灭火空间内不同位置的减光系数、火源一定距离处热辐射强度、灭火空间内氧气浓度和燃烧筒内火源的燃烧温度，然后将采集到的数据上传到数据处理装置，当燃烧筒内火源的最高温度降低至100~200℃时，则表示火焰已经熄灭，记录火焰熄灭时的各参数，包括时间、氧浓度、减光系数、热辐射强度等数据，从而实现对全淹没灭火性能的综合评价。采集的信号中，通过实时对全淹没灭火空间内不同位置的减光系数进行测量，可以评价灭火剂的浓度，通过实时对火源一定距离处热辐射强度的测量，可以评价灭火剂的热辐射屏蔽性能，通过对灭火空间内氧气浓度信息进行测量，可以评价单位时间内的灭火效果，通过燃烧筒内火源的燃烧温度进行测量，可以评价火源的燃烧状况，从而有效地对全淹没灭火性能进行评价。\n[0009] 具体包含如下步骤：\n[0010] （1）初始化：将灭火装置设定在试验箱内，设置试验箱上进风口和出风口的阀门开度；将用于减光系数的减光系数测量装置、用于测量热辐射强度的热辐射探头、用于测量氧气浓度的测氧探头和用于测量火源燃烧温度的热电偶树分别设置在试验箱相应位置；上述测量装置均分别与数据处理装置信号连接；将已加注燃料的燃烧筒放置在预定位置；\n[0011] （2）测试过程：点燃燃烧筒中的燃料，关闭试验箱的门，然后启动灭火装置，减光系数测量装置、热辐射探头、测氧探头和热电偶树实时地采集当前数据到数据处理装置；\n[0012] （3）后续处理：当燃烧筒内火源的最高温度降低至100~200℃时，则表示火焰已经熄灭，之后停止灭火装置，将进风口及出风口的阀门开度调至最大，开始排烟；待试验箱已无烟雾，则检查燃烧筒中的燃料是否还有剩余，如有剩余则点燃剩余燃料，重复进行步骤（2），使燃料完全燃烧；如果没有，则记录所采集的数据，试验结束。\n[0013] 一种实现上述方法的评价全淹没灭火性能的装置，包括：试验箱、减光系数测量装置、测氧探头、热辐射探头、燃烧筒、热电偶树、数据采集器和数据处理装置，其中试验箱底部一侧设置有进风口，在试验箱顶部中央设置有排风口；减光系数测量装置和测氧探头设置在试验箱内；热辐射探头设于燃烧筒附近，探头均朝向燃烧筒的上开口；热电偶树中的各测温探头位于燃烧筒的正上方不同高度处；减光系数测量装置、测氧探头、热辐射探头、热电偶树均分别与数据采集器信号连接，数据采集器和数据处理装置连接，工作时，待评价全淹没灭火性能的灭火装置放置在试验箱中或试验箱进风口处。\n[0014] 优选的，所述进风口和排风口处均设置有用于测量风速的风速传感器，风速传感器通过数据采集器与数据处理装置相连。操作人员根据风速传感器所测数据可以通过调节进风口和排风口处的阀门来对风速进行调节。\n[0015] 更进一步的，所述风速传感器的输出信号为4~20mA。\n[0016] 优选的，所述评价全淹没灭火性能的装置包括1~5个减光系统测量装置。\n[0017] 更进一步的，所述每个减光系数测量装置包括1个光源和1个接收器，其光源的输入电压为1~24V，接收器的输出信号范围为0~1A。\n[0018] 优选的，所述测氧探头，其输出信号范围为0~1V，数量为1~5个。\n[0019] 优选的，所述热辐射探头，其输出信号范围为0~1V，数量为1~5个。\n[0020] 热辐射探头可设置在距离火源水平距离100~300mm范围内，探头对着火源，探头距地面的高度在比燃烧筒高100mm的垂直高度上，这样设置可以达到比较好的测量效果。\n理论上设置的减光系数测量装置和测氧探头越多，越能了解全淹没区域内灭火剂的分布及全淹没区域内各点氧浓度的分布，减光系统测量装置距离燃烧筒越近，越能监测到实际在火源周围的灭火剂浓度，测氧探头距离燃烧筒越近，越能监测到实际在火源周围的氧气浓度，但具体的设置位置和全淹没区域的体积和燃烧筒的高度都有关系。一种较佳的方案是，在比燃烧筒高100mm的垂直高度上，距离燃烧筒边缘水平长度分别为200mm、400mm、600mm、\n800mm、1000mm的位置各布置1套减光系数测量装置和1套测氧探头可以得到比较好的测量效果。但如果全淹没的区域比较小，也可适当地减少减光系数测量装置以及测氧探头的数量或者减少距离燃烧筒边缘水平长度也可以达到比较好的效果。\n[0021] 具体的，所述热电偶树包含铠装热电偶的数量为2~10个，铠装热电偶的直径为\n0.2~3mm。\n[0022] 优选的，所述燃烧筒由铁或不锈钢制成，直径为10~500mm，高度为100~500mm，壁厚为0.2~5mm。\n[0023] 优选的，所述试验箱内部空间为立方体，体积为0.5~30m3。\n[0024] 作为优选，所述试验箱包含1个门，门上设有门铰、把手和密封装置，门的面积为\n2\n0.5~2.0m。\n[0025] 本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：\n[0026] （1）本发明采用在全淹没防护区内测量不同位置减光系数的方法，评价全淹没防护区内的灭火剂浓度，以及灭火剂的分布，从而实现对全淹没防护区内灭火剂分布的测量。\n[0027] （2）本发明通过设置进风口和排风口的设置，能够准确地控制从全淹没防护区进出的空气流量，从而能够真实地模拟全淹没灭火的环境条件。\n[0028] （3）本发明通过在不同位置设置测氧探头，能够对全淹没防护区内不同位置的氧气浓度进行有效地测量，从而实现对全淹没灭火的窒息效果进行有效地评价。\n附图说明\n[0029] 图1是本发明装置的结构示意图。\n具体实施方式\n[0030] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。\n[0031] 实施例1\n[0032] 如图1所示，本实施例一种评价全淹没灭火性能的试验装置，包括：试验箱1、排风口2、进风口3、减光系数测量装置4、测氧探头5、热辐射探头6、燃烧筒7、热电偶树8、风速传感器9、数据采集器10、计算机11，图中还给出了待评价全淹没灭火性能的灭火装置12。\n其中进风口3设置在试验箱1一侧的底部，排风口2设置在试验箱1的顶部中央，进风口和排风口处均设置有用于测量风速的风速传感器。热电偶树8的各测温探头位于燃烧筒7的正上方不同高度处，热辐射探头6位于燃烧筒7附近，探头朝向燃烧筒7的上开口，测氧探头5及减光系数测量4装置位于试验箱1不同位置，测氧探头5、热辐射探头6、热电偶树8、风速传感器9、减光系数测量装置4的信号输出端与数据采集器10相连，数据采集器10与计算机11相连。\n[0033] 本实施例中，减光系数测量装置4，含1个光源和1个接收器，其光源的输入电压为\n12V，接收器的输出信号范围为0~1A，减光系统测量装置的数量为1个。\n[0034] 本实施例中，测氧探头5，其输出信号范围为0~1V，数量为1个。\n[0035] 本实施例中，热辐射探头6，其输出信号范围为0~1V，数量为1个。热辐射探头设置在距离火源水平距离100~300mm范围内，探头对着火源，探头距地面的高度在比燃烧筒高100mm的垂直高度上。\n[0036] 本实施例中，热电偶树8包含铠装热电偶的数量为4个，铠装热电偶的直径为\n0.5mm。\n[0037] 本实施例中，风速传感器9的输出信号为4~20mA，在排风口2和进风口3各设置1个。\n[0038] 本实施例中，燃烧筒7由不锈钢制成，直径为100mm，高度为150mm，壁厚为1mm。\n[0039] 本实施例中，试验箱1内部空间为立方体，体积为1m3，试验箱1包含1个门，门带\n2\n门铰、把手和密封装置，门的面积为0.5m。\n[0040] 本实施例中，灭火装置12设置在试验箱1内直接施放灭火介质灭火。\n[0041] 一种由图1所示装置实现的全淹没灭火性能的试验方法，将待评价全淹没灭火性能的灭火装置放置在试验箱中或试验箱进风口处，然后点燃试验箱中的燃烧筒，开启灭火装置进行灭火，实时采集在灭火过程中灭火空间内不同位置的减光系数、火源一定距离处热辐射强度、灭火空间内氧气浓度和燃烧筒内火源的燃烧温度，然后将采集到的数据上传到数据采集器、计算机，当燃烧筒内火源的最高温度降低至100~200℃时，则表示火焰已经熄灭，记录火焰熄灭时的各参数，包括时间、氧浓度、减光系数、热辐射强度等数据，从而实现对全淹没灭火性能的综合评价。\n[0042] 具体包含如下步骤：\n[0043] （1）打开试验箱1的门，在试验箱1内外设定好灭火装置12及配套系统，使得灭火装置12能够在试验箱1外进行操作控制；\n[0044] （2）设置好进风口3和出风口2的阀门开度，使其能够满足试验过程中对空气流速的要求；\n[0045] （3）固定好测氧探头5、热辐射探头6、热电偶树8、减光系数测量装置4，并确保其与计算机11及数据采集器10通讯良好；\n[0046] （4）将燃烧筒7中加注所需的燃料，并放置的预定位置；\n[0047] （5）启动计算机上数据采集系统的软件运行，开始记录测试数据；\n[0048] （6）待确认计算机上的数据记录软件运行正常之后，点燃燃烧筒7中的燃料；\n[0049] （7）关闭试验箱1的门；\n[0050] （8）启动灭火装置12，开始灭火。\n[0051] （9）分析数据采集系统的数据，当燃烧筒内火源的最高温度降低至100~200℃时，确认燃烧筒7火焰熄灭，停止灭火装置12。\n[0052] （10）将进风口3及出风口4的开度调至最大，开始排烟。\n[0053] （11）分析数据采集系统的数据，确认试验箱1已无烟雾，则打开试验箱1的门，检查燃烧筒7中的燃料是否还有剩余，如有剩余则点燃剩余燃料，使燃料完全燃烧。\n[0054] （12）如残余燃料燃烧完成，停止数据记录软件，试验结束。\n[0055] 实施例2\n[0056] 本实施例除下述特征外其他结构同实施例1：\n[0057] 本实施例中，减光系数测量装置4，数量为3个。布置位置为：在比燃烧筒高100mm的垂直高度上，距离燃烧筒边缘水平长度分别为200mm、400mm、600mm的位置处各布置1个。\n[0058] 本实施例中，测氧探头5，数量为3个。布置位置为：在比燃烧筒高100mm的垂直高度上，距离燃烧筒边缘水平长度分别为200mm、400mm、600mm的位置处各布置1个。\n[0059] 本实施例中，热电偶树8包含铠装热电偶的数量为5个，铠装热电偶的直径为1mm。\n[0060] 本实施例中，燃烧筒7的高度为200mm，壁厚为0.3mm。\n[0061] 本实施例中，试验箱1内部空间为立方体，体积为27m3，试验箱1包含1个门，门的\n2\n面积为1.5m。\n[0062] 本实施例中，灭火装置12设置在试验箱1外通过进风口3施放灭火介质至试验箱内灭火。\n[0063] 实施例3\n[0064] 本实施例除下述特征外其他结构同实施例1：\n[0065] 本实施例中，减光系数测量装置4，数量为2个。\n[0066] 本实施例中，测氧探头5，数量为2个。\n[0067] 本实施例中，热电偶树8包含铠装热电偶的数量为3个。\n[0068] 本实施例中，试验箱1内部空间为立方体，体积为8m3，试验箱1包含1个门，门的\n2\n面积为1m。\n[0069] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。