可燃液体—空气混合物浓度测试系统的标定方法及应用

发布时间：2020-06-10 09:59

【摘要】：可燃液体-空气混合物浓度的测量是爆炸、燃料等研究的主要内容，对于工业安全生产以及云雾爆轰武器发展具有重要意义。在可燃液体-空气混合物浓度的测量中，标定是必不可少的一个环节，标定的准确与否直接影响着测量结果的可信度。本文基于光透射法浓度测量基本原理，建立了可燃液体-空气混合物浓度测试系统标定方法，并开展了具有实际意义的液体燃料的标定应用研究。 建立了可燃液体-空气混合物浓度测试系统的标定系统。设计了在标定实验中起到样品池作用的容器，，它是由有机玻璃制作成的20L球状透明罐体，用以承载经过喷射雾化系统形成的可燃液体-空气混合物，本文称之为标定载体。确定了6条实验测试光路，它们都穿过标定载体的中心，并且在三维空间内均匀覆盖标定载体。每条测试光路的入射端是作为实验光源的532nm激光灯，它沿测试光路发出的激光信号，穿过标定载体后由出射端的光照度传感器接收，并最终由数据采集软件进行转换处理。提出了可燃液体-空气混合物浓度是否相对均匀的判别标准，即在标定实验的某一相同时间段内，接收到的光强值相对误差在10%以内时，就认为标定载体内可燃液体-空气混合物的浓度达到相对均匀状态。选择采用最小二乘法对标定实验结果进行拟合。 本文针对工业安全生产以及云爆武器需要，应用可燃液体-空气混合物浓度测试系统的标定方法对6种有代表性的液体燃料进行研究，燃料包括乙醚、环氧丙烷、正戊烷、正辛烷以及92#汽油、0#柴油等。通过实验分别得到了这6种燃料与空气形成混合物的浓度标定结果，即相应可燃液体-空气混合物浓度(x)与光强值(y)之间的关系，并通过计算得到其拟合结果的回归系数均为0.99，相对误差均在6%以内。 本文的研究成果可作为可燃液体-空气混合物浓度测试系统应用的基础。开展浓度测量研究和应用，为工业安全生产以及先进云爆武器研究起到了支撑作用。
【图文】：

在各种各样的光源中，激光相比于其它光源具有较高的功率密度以及更好的方向性和单色性，其光强集中、光束不分散，有利于系统其它部件的接收。本标定实验中选择波长为532 nm的激光灯（3-5 V输入）作为实验光源（如图2.4所示），并将所有激光灯串联开关适配器(DC 9 V 1 A)作为稳压电源，以保证激光光源的光照强度不会因为功率的不稳定而发生自身衰减，影响标定结果。稳定电源样品池 传感器计算机激光光源

传感器示数为20 Lux，所以在标定实验时的有效测试量程为20~65535Lux），对光的敏感度高，记录数据响应快，可实现多点同时监测、组网、远传，并通过R232USB转换线与计算机连接，如图2.5所示。(3) 数据采集处理系统实验用光照度传感器通过R232数据传输线与计算机相连，与之配套使用的数据采集软件 多相喷雾浓度在线检测系统 可以接收实验过程中实时变化着的信号并对其进行记录和初步处理，其工作界面如图2.6所示。图 2. 6 多相喷雾浓度在线检测软件界面
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ517

【参考文献】

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本文编号：2706135