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        技術文章

        水平管道中瓦斯爆炸火焰傳播速度測量

        一、概述

        在煤炭工業中,瓦斯爆炸事故經常發生,造成了巨大的人員傷亡以及材料性能的破壞。

        在研究瓦斯爆炸機理過程中,火焰前端傳播速度是最重要的因素之一。

        根據中北大學水平管道實驗裝置設計了一套火焰速度測量系統,用于研究在密閉管道內圓環障礙物的數量和阻塞比對火焰傳播速度的影響。

        結果表明,障礙物對瓦斯爆炸產生的火焰具有明顯的加速作用。隨障礙物數量和阻塞比的增加,火焰加速更加明顯且持續更劇烈。其中,障礙物數量對火焰加速持續的作用更大,而障礙物阻塞比的作用不明顯。


        二、火焰傳感器

        爆炸過程的火焰,一般通過測試爆炸過程的光來實現。目前常見的火焰傳感器是用光敏電阻作為傳感器,光敏電阻的頻率響應很低,將光信號轉換為開關量,只檢測有無火焰,事實上除了火焰在管道內的傳播規律,檢測點火焰的持續時間也是很重要的參數,我公司為重慶煤科院制作的火焰傳感器,利用光電管的高頻特性,把光電信號作為模擬信號,通過數據采集,能測量火焰的持續時間。

        成都科大勝英科技有限公司的CKG100火焰傳感器

        火焰傳感器參數.jpg


        三、數據調理和數據采集

        順應測量系統的發展趨勢,我公司開發了CR6000系列動態測試分析系統。CR6000系列是將動態信號采集、嵌入式總線、網絡通訊、模擬信號處理及計算機等多種技術融為一體的現代網絡化測試設備,它集信號調理、傳感器供電、數據采集、數據存儲為一體,通過TCP/IP協議與上位機進行通訊。直接聯接應變式傳感器、壓電式傳感器、ICP型傳感器,CR6300可完成速度、加速度、位移、力、壓力、溫度等物理量的信號采集。

        采用嵌入式網絡數據采集方式,可避免計算機軟硬件升級帶來的問題,有效的延長儀器的使用時間。


        四、測試系統的構成

        爆炸壓力、火焰測試系統框圖如下:本測試系統由傳感器、CR6300高速動態測試儀,上位計算機及相應的連接線組成。壓力傳感器、火焰傳感器、溫度傳感器信號直接接到CR6300測試儀上,測試儀的控制、參數設置、數據傳輸等通過操作上位計算機實現(計算機帶網卡)。

        系統組成圖.jpg



        五、管道爆炸試驗現場圖

        管道爆炸試驗現場現場.jpg


        六、技術指標

        1、通道數: 8CH/16CH

        2、采樣率:瞬態200K sps/CH,連續采集10K sps/CH,向下多檔可調。

        3、存儲深度:256K樣點/CH(瞬態模式),海量(連續)

        4、觸發方式:內觸發、外觸發、手動觸發

        5、量程:±5mV~±5V多檔可調。其中±5V檔單端輸入,其余檔差分/單端均可。

        6、供橋電壓:4V,5V,6V,8V(電流50mA

        7、綜合誤差:±0.2% FS

        8、耦合方式:直流耦合,接地,交流耦合(隔直)

        9、低通濾波器(3dB)1.5K、2K、5K、10K、20K、50K、100K、直通,程控可調

        10、信號輸入接頭:5芯接頭

        11、通訊接口:RJ45

        12、電源:220V/50Hz帶濾波器(防電網干擾)


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