本發明專利技術公開了一種耐火極限試驗中煙氣氧濃度測量裝置和方法，裝置包括采樣探頭、降溫裝置、采樣泵、過濾裝置、流量計、順磁式氧分析儀、模數轉換模塊和計算機，采樣探頭通過管道與降溫裝置相連，降溫裝置的出氣口與采樣泵的進氣口相連，采樣泵、過濾裝置、流量計、順磁式氧分析儀通過管道依次連接，順磁式氧分析儀通過模數轉換模塊和計算機相連。方法是采集耐火極限試驗爐內的煙氣，然后經過冷卻、過濾后，檢測煙氣流量，將過濾后的煙氣導入到順磁式氧分析儀進行氧濃度測量，最后將測量結果經模數轉換模塊轉換后發送到計算機。本發明專利技術使用順磁式氧分析儀對煙氣進行氧濃度測量，能夠避免雜質的影響，延長系統的壽命，還可滿足試驗對數據精度的需求。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及耐火試驗爐研究領域，特別涉及。
技術介紹
耐火極限試驗是通過模擬真實火災的方式來檢測建筑構件耐火性能的一種試驗方法，基于此試驗的建筑構件包括墻體、頂棚、樓板、梁、柱、防火門、防火卷簾、防火窗、防火玻璃、鋼結構防火涂料、防火封堵材料、排煙閥、防火閥等。通過進行耐火極限試驗，可正確地評判被測試件的耐火性能，為建筑設計和驗收提供指導性的數據，從而提高建筑物的火災安全性。耐火極限試驗要模擬真實火災，試驗過程中需保證試驗爐內的溫度、空氣相對壓力能夠符合相關標準在不同時刻對溫度的要求，而對于一些特殊用途的產品，還需要對試驗爐排出的煙氣中的O2含量進行實時監測和記錄，從而對構件在不同氧含量情況下的耐火性能進行評價。由于耐火極限測試的煙氣溫度相當高，而且煙氣中還有可能含有各種雜質，包含水蒸氣、煙塵、CO、CO2以及一些燃燒后的復雜有機化合物，如要準確測量煙氣中的氧含量，需要對煙氣進行一系列的前處理，并使用專用傳感器及模數轉換模塊，并結合專用軟件進行數據分析和記錄，才能完成對煙氣中的氧含量的測量。現有的煙氣氧濃度在線分析技術一般使用氧化鋯氧氣傳感器進行煙氣測量，這種傳感器一般是直接接觸式傳感器，使用電化學的原理測量煙氣中的氧濃度，如果被測氣體中含有可燃組份或者含有任何會污染氧化鋯的物質，就會對測試結果產生影響，另外由于采用電化學的方法進行測量，傳感器的壽命有限。由于耐火極限煙氣中可能含有很多雜質，也可能會含有未完全燃燒的可燃組分，這些也會對測試結果產生影響。中國技術專利CN 201845003U公布了一種自校式煙氣氧濃度在線分析儀，其特征是過濾器出氣端經管道與冷卻器進氣端相連，冷卻器出氣端經連接管同氣水分離罐內腔連通，氣水分離罐同蠕動泵連接，氣水分離罐與加熱器進氣口相連，加熱器出氣口經裝有第四電磁閥的管道同第一微型采樣泵一端相連，另一端經連接管同第一氧氣傳感器的一接口相連，第一氧氣傳感器的另一接口連微型流量計。微型空壓機出氣口端經裝有第一電磁閥的送氣管同過濾器出氣端的管道連通，標準氧氣存儲器內的氧氣罐的出氣端經手動閥、電磁閥和第一減壓閥的輸氣管道同接入第一氧氣傳感器一頭的連接管連通。該技術采用了氧化鋯傳感器，壽命相對來講較低，另外煙氣的取樣及處理需要先冷卻，然后再通過加熱器進行加熱，過程復雜，能量消耗大，不利于試驗的操作。中國技術專利CN 201331506公布了一種在高溫、高粉塵濃度條件下測量氧濃度的氧檢測裝置，它涉及一種固體電解質氧化鋯氧檢測器。煙氣導流管伸入第一金屬套管中，隔板伸入煙氣導流管中并且將煙氣導流管分成煙氣導入管和煙氣流出管，煙氣導入管和煙氣流出管只在隔板的末端連通，隔板的前端與導向舌連接并且導向舌與隔板形成115° 125°的夾角，煙氣導流管的末端與第二金屬套管連接并形成90° 120°的夾角，氧化鋯低溫檢測器的前端伸入第二金屬套管中，煙氣導流管的管壁外側表面在介于第二法蘭盤和第二金屬套管之間裝有翅片管。該技術采用了氧化鋯傳感器，壽命相對來講較低，而且也沒有提到具體的取樣及數據采集方法。因此，需要尋求一種新的用于耐火極限試驗中對煙氣氧濃度進行測量的方法和裝置，該裝置和方法不僅需要能夠避免煙氣中的雜質對測試結果的影響，而且應能夠盡可能地延長系統的壽命，降低維修頻率，同時還需能滿足耐火極限試驗對數據精度采集的需求。
技術實現思路
本專利技術的主要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種耐火極限試驗中煙氣氧濃度測量裝置，該裝置采用模數轉換模塊配合順磁式氧分析儀對煙氣氧濃度測量數據進行測量，不僅能夠避免煙氣中的雜質對測試結果的影響，而且可延長系統的壽命，降低維修頻率，同時具有測量準確的優點。本專利技術的另一個目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種基于上述耐火極限試驗中煙氣氧濃度測量裝置的測量方法。本專利技術的目的通過以下的技術方案實現一種耐火極限試驗中煙氣氧濃度測量裝置，包括采樣探頭、降溫裝置、采樣泵、過濾裝置、流量計、順磁式氧分析儀、模數轉換模塊和計算機，所述采樣探頭用于采集耐火極限試驗爐內的煙氣，采樣探頭通過管道與降溫裝置相連，降溫裝置的出氣口與采樣泵的進氣口相連，采樣泵、過濾裝置、流量計、順磁式氧分析儀通過管道依次連接，順磁式氧分析儀通過模數轉換模塊和計算機相連。本專利技術中所述順磁式氧分析儀是根據氧氣的體積磁化率比一般氣體高得多，在磁場中具有極高順磁性的原理制成的一類測量氣體中氧含量的儀器。此分析儀相較于現有技術中的分析測量裝置具有使用壽命長、測量中干擾因素少、測量精度高的優點。具體的，所述降溫裝置包括降溫金屬管、冷凝器，采樣探頭通過降溫金屬管與冷凝器連接，采樣泵設置在冷凝器上，冷凝器的出氣口與采樣泵的進氣口相連。更進一步的，所述的降溫金屬管由不銹鋼管或銅管制成，長度為7 20m。更具體的，所述冷凝器的排液口處連接有積液杯，積液杯的出水口通過連接管與蠕動泵連接。從而進入冷凝器中的煙氣在冷凝器冷卻后，冷卻水通過冷凝器的排液口流出到積液杯，積液杯中冷凝水經蠕動泵抽出。優選的，所述過濾裝置采用過濾柱結構，采樣泵的出氣口通過連接管與過濾柱的進氣口相連，更進一步的，所述過濾柱內部填充有吸水性塊狀氧化鈣填充物，過濾柱為透明塑料材質，直徑為2(T40mm，長度為200 400臟。優選的，所述的采樣探頭由耐高溫不銹鋼管或者陶瓷管制成。優選的，所述的積液杯為透明塑料積液杯，積液杯帶排液閥門，體積為10(T500ml。作為優選，所述的流量計為空氣轉子流量計，帶調節閥，控制流量為0. 3 51/min。作為優選，所述的模數轉換模塊為6位半精度的模數轉換模塊。一種基于上述耐火極限試驗中煙氣氧濃度測量裝置的測量方法，該方法是采集耐火極限試驗爐內的煙氣，然后經過冷卻、過濾后，檢測煙氣流量，然后將過濾后的煙氣導入到順磁式氧分析儀進行氧濃度測量，最后將測量結果經模數轉換模塊轉換后發送到計算機。更具體的，包括以下步驟(I)先開啟采樣泵，調節流量計使裝置內煙氣的流量達到要求，然后由采樣探頭在煙氣中取樣；(2)采樣探頭采集的高溫煙氣經降溫金屬管后進入冷凝器，冷凝器對其進行進一步降溫并將煙氣中的水分去除；(3)采樣泵采集經過冷凝器冷卻后的煙氣，將煙氣輸送到過濾柱，通過過濾柱進一步除去煙氣中的水分及部分雜質，之后再經過流量計，最后進入順磁式氧分析儀；(4)順磁式氧分析儀對煙氣進行分析之后將尾氣排出，然后將分析的數據以模擬信號的方式輸出至模數轉換模塊，最后模數轉換模塊將模擬信號轉換為數字信號輸出至計算機，由計算機對數字信號進行分析和記錄。優選的，在冷卻過程中，所述冷凝器中的冷卻水經冷凝器出口流至積液杯中，待到設定高度時積液杯的閥門打開，蠕動泵開啟將積液排走。本專利技術與現有技術相比，具有如下優點和有益效果1、本專利技術采用順磁式氧分析儀進行氧濃度測量，與現有的采用氧化鋯氧氣傳感器進行煙氣測量的方法相比，具有如下優點第一，如果被測氣體中含有可燃組份或者含有任何會污染氧化鋯的物質，氧化鋯氧氣傳感器的數據會受到影響，而本專利技術所采用的順磁式氧分析儀是根據氧氣的體積磁化率比一般氣體高得多，在磁場中具有極高順磁性的原理制成的，因此不會受到這些因素影響，穩定性強，精確度高。第二，由于氧化鋯氧氣傳感器采用電化學的方法進行氧濃度的測量，相對來本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種耐火極限試驗中煙氣氧濃度測量裝置，其特征在于，包括采樣探頭、降溫裝置、采樣泵、過濾裝置、流量計、順磁式氧分析儀、模數轉換模塊和計算機，所述采樣探頭用于采集耐火極限試驗爐內的煙氣，采樣探頭通過管道與降溫裝置相連，降溫裝置的出氣口與采樣泵的進氣口相連，采樣泵、過濾裝置、流量計、順磁式氧分析儀通過管道依次連接，順磁式氧分析儀通過模數轉換模塊和計算機相連。
【技術特征摘要】
1.一種耐火極限試驗中煙氣氧濃度測量裝置，其特征在于，包括采樣探頭、降溫裝置、 采樣泵、過濾裝置、流量計、順磁式氧分析儀、模數轉換模塊和計算機，所述采樣探頭用于采集耐火極限試驗爐內的煙氣，采樣探頭通過管道與降溫裝置相連，降溫裝置的出氣口與采樣泵的進氣口相連，采樣泵、過濾裝置、流量計、順磁式氧分析儀通過管道依次連接，順磁式氧分析儀通過模數轉換模塊和計算機相連。2.根據權利要求1所述的耐火極限試驗中煙氣氧濃度測量裝置，其特征在于，所述降溫裝置包括降溫金屬管、冷凝器，采樣探頭通過降溫金屬管與冷凝器連接，采樣泵設置在冷凝器上，冷凝器的出氣口與采樣泵的進氣口相連。3.根據權利要求2所述的耐火極限試驗中煙氣氧濃度測量裝置，其特征在于，所述冷凝器的排液口處連接有積液杯，積液杯的出水口通過連接管與蠕動泵連接。4.根據權利要求1所述的耐火極限試驗中煙氣氧濃度測量裝置，其特征在于，所述過濾裝置采用過濾柱結構，采樣泵的出氣口通過連接管與過濾柱的進氣口相連。5.根據權利要求4所述的耐火極限試驗中煙氣氧濃度測量裝置，其特征在于，所述過濾柱內部填充有吸水性塊狀氧化鈣填充物,過濾柱為透明塑料材質,直徑為2(T40mm，長度為200 400臟。6.根據權利要求5所述的耐火極限試驗中煙氣氧濃度測量裝置，其特征在于，所述的模數轉換模塊為6位半精度的模數轉換模塊。7.根據權利要求6所述的耐火極限試驗中煙氣氧濃度測量裝置，其特征在于，所述降溫金屬管由不銹鋼管或銅管制成，長度為7 20m ；所述采樣探頭由耐高溫不銹...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李海倫，楊展，林玩君，劉建勇，趙俠，余穩松，易愛華，鄔玉龍，吳欣，
申請(專利權)人：廣州市建筑材料工業研究所有限公司，
類型：發明
國別省市：
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