专利名称：一种实时测量七氟丙烷热分解产生hf浓度的方法
技术领域：
本发明涉及HF浓度测量方法，特别是一种实时测量七氟丙烷热分解产生HF浓度的方法。
背景技术：
在消防灭火实践中，大量使用七氟丙烷灭火剂。七氟丙烷灭火剂在设计浓度的范围内无火情的状态下对人体无害，但在高温下会分解所产生的有害的分解物，在有氢元素存在的情况下会产生具有辛辣气味的氟化氢(HF)，该气体即使其浓度很小也会给人造成很大的伤害，HF的产生量与很多因素有关，为研究他们之间的相互关系，需对HF的浓度进行实时测量。目前对HF浓度测量的方法有1)化学法，该方法只能测量静态下HF的浓度值， 做不到实时测量；2)傅立叶分析法，该方法虽然测量精度高，但是流程复杂，时效性也不是很理想；3)激光气体测试分析法，该方法基于半导体激光吸收光谱(DLAS)气体分析测量技术，利用激光能量被气体分子“选频”吸收形成吸收光谱的原理来测量气体浓度，方法能够实时地测量HF的浓度，且采集数据精度高。但是，如何将激光气体测试分析法应用于消防领域的七氟丙烷灭火热分解产生HF的浓度实时监测还缺乏科学的研究，也没有相应的测量装置。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种实时测量七氟丙烷热分解产生HF 浓度的方法，该方法采用激光气体测试分析法，能够实时七氟丙烷热分解产生HF的浓度， 结构简单、易于实施且采集数据精度高。本发明的技术方案一种实时测量七氟丙烷热分解产生HF浓度的方法，利用HF浓度实时测量装置实施，该测量装置包括供气系统、检测箱体、排气系统和测试系统，供气系统由七氟丙烷贮气瓶、供气罐、空压机、电子秤和供气控制台组成，七氟丙烷贮气瓶通过管道经供气控制台与供气罐连接并设有阀门，供气罐为密闭容器，供气罐内设有气囊，气囊通过管道与空压机连接并设有阀门，供气罐通过管道引入检测箱体并设有阀门和电磁阀，进入检测箱体气体管道的端部设有喷头，供气罐置于电子秤上，供气控制台分别通过导线与空压机、电子秤、电磁阀连接；检测箱体为正方型密闭透明箱体，检测箱体侧面设有方形火源进口并设置密封盖，箱体侧面还设有补风口和电磁阀，电磁阀通过导线与供气控制台连接，检测箱体上面中心设有气体出口 ；排气系统由排气泵和变频器组成，排气泵进气口通过管道与检测箱体气体出口连接，排气泵出气口通到室外，离心泵通过导线与变频器连接；测试系统采用激光气体HF浓度测量仪，该测量仪设有两个LGA激光气体测试器，一个设置于检测箱体气体出口管道的两侧，另一个设置于检测箱体侧面中心的两侧，两个LGA激光气体测试器分别固定于调节支架上，每个调节支架的底部均设有四个调节旋钮，两个LGA激光气体测试器分别通过导线与计算机连接。本发明的工作程序开启排气泵，通过变频器调节排气量；开启HF浓度测量仪，将其与电脑相连，以便进行数据采集；通过电子秤计量向供气罐内充入O. 5-2kg的七氟丙烷药剂；将稳定的火源通过火源进口置于检测箱体内并迅速封闭箱体；打开喷嘴阀门并记录灭火时间；打开箱体侧门，排空箱体内的残余气体，停止HF浓度值的记录，试验人员迅速撤离现�。纯赏瓿梢淮渭觳狻１痉⒚鞯挠诺闶歉米爸媒峁辜虻�、易于实施且采集数据精度高，实时测量HF的产生量，在自动记录采集数据的同时也可将数据以曲线图的形式显现出来，使试验结果更直观；在测量HF浓度同时还记录温度、时间、药剂量、压力等相关数据，为后期的处理和分析工作打下坚实的基础。
附图为该测量装置流程示意图，图中实线为气体管道，虚线为导线。
具体实施例方式实施例一种实时测量七氟丙烷热分解产生HF浓度的方法，利用HF浓度实时测量装置实施，该测量装置包括供气系统、检测箱体、排气系统和测试系统。供气系统由七氟丙烷贮气瓶、供气罐、空压机、电子秤和供气控制台组成，七氟丙烷贮气瓶通过管道经供气控制台与供气罐连接并设有截止阀4和截止阀3，供气罐为密闭容器，供气罐内设有气囊，气囊通过管道与空压机连接并设有截止阀2，供气罐通过管道引入检测箱体并设有截止阀I和电磁阀1，进入检测箱体气体管道的端部设有喷头，喷头为七氟丙烷灭火系统中常用喷头，距离上顶板距离为10cm，供气罐置于电子秤上，供气控制台分别通过导线与空压机、电子秤、电磁阀I连接。将七氟丙烷灭火剂由贮气瓶经由供气系统管路送到供气罐内进行定量存放，供气过程通过供气控制台进行操作，实验进行时启动空压机，向供气罐内的气囊充气，气囊膨胀，从而使供气罐内的七氟丙烷气体排出，经由管路和喷头喷入箱体内。供气罐放置在一个电子秤上，电子秤的显示屏上实时的显示着供气罐的重量，由此来控制供气罐内的药剂量。喷头前设有电磁阀1，电磁阀I控制开关位于供气控制台上。释放供气灌内的七氟丙烷气体时，在控制台上打开喷头前的电磁阀I同时开启空压机，向供气罐内的气囊供气。供气罐置于电子秤上，操作人员根据电子秤屏幕上的读数来控制供气灌内七氟丙烷气体的充注量，达到设定量后立即关闭截止阀2和截止阀3。检测箱体为I. 22mXl. 22mXl. 22m的正方型密闭透明箱体，检测箱体侧面设有 300mmX400mm的方形火源进口并设置密封盖，用于将火源放入箱体内或必要时对箱体进行清洁，箱体侧面还设有补风口和电磁阀2，电磁阀2通过导线与供气控制台连接，实验需要排除箱体内废气时，打开电磁阀为箱体内补风，检测箱体上面中心设有直径为300mm的气体出口并外接一个直径为300_的管道，整个箱体以及相接管道的材料均为聚碳酸酯，该材料能够经受HF的腐蚀，是比较理想的实验材质，箱体各面的接缝处由耐腐蚀的密封胶粘结。
排气系统由排气泵和变频器组成，排气泵进气口通过排气管道与检测箱体气体出口连接，排气管道为直径300mm聚碳酸酯管，管道一端与箱体粘接，另一端连接一根直径为 IOOmm的软管与排气泵相接，最终将箱内残余气体排出实验室外，排气泵为一个离心泵，该泵连接有一个变频器，通过调节变频器可以调节泵的排风量，满足实验中排风和通风的要求。测试系统采用激光气体HF浓度测量仪，该测量仪设有两个LGA激光气体测试器，一个设置于检测箱体气体出口管道的两侧，用于测量管道内的HF浓度值，其量程为 O-IOOOppm,另一个设置于检测箱体侧面中心的两侧,用于测量七氟丙烧灭火时火焰上方HF 的浓度，其量程是0-4000ppm，两个LGA激光气体测试器的发射端和接收端分别有一个铸铁支座对仪器进行固定和支撑，每个支座的底部分别有四个旋钮，扭动旋钮可以对仪器的高低、水平进行调节，以便使仪器的发射端和接收端对齐，保证激光气体分析仪的正常运行。 支架上安装仪器位置，后部的旋钮在支撑仪器主体的同时，也可以对仪器的在竖直方向上进行微调，以保证最佳的激光接受率。该实施例中，LGA激光气体测试器型号为LGA-4000 激光气体分析仪，由杭州聚光科技股份有限公司生产，该仪器基于半导体激光吸收光谱 (DLAS)气体分析测量技术，利用激光能量被气体分子“选频”吸收形成吸收光谱的原理来测量气体浓度。由半导体激光器发射出特定波长的激光束(仅能被被测气体吸收)，穿过被测气体时，激光强度的衰减与被测气体的浓度成一定的函数关系，由此，通过测量激光强度衰减信息就可以得到被测气体的浓度。LGA-4000激光气体分析仪包括激光发射、光电传感和分析�？椋饬恳峭ü菹哂氲缒韵至缒陨峡梢允凳毕允境鯤F的浓度、温度、压力等曲线，并同时保存该数据文件。
权利要求
1.一种实时测量七氟丙烷热分解产生HF浓度的方法，其特征在于利用HF浓度实时测量装置实施，该测量装置包括供气系统、检测箱体、排气系统和测试系统，供气系统由七氟丙烷贮气瓶、供气罐、空压机、电子秤和供气控制台组成，七氟丙烷贮气瓶通过管道经供气控制台与供气罐连接并设有阀门，供气罐为密闭容器，供气罐内设有气囊，气囊通过管道与空压机连接并设有阀门，供气罐通过管道引入检测箱体并设有阀门和电磁阀，进入检测箱体气体管道的端部设有喷头，供气罐置于电子秤上，供气控制台分别通过导线与空压机、 电子秤、电磁阀连接；检测箱体为正方型密闭透明箱体，检测箱体侧面设有方形火源进口并设置密封盖，箱体侧面还设有补风口和电磁阀，电磁阀通过导线与供气控制台连接，检测箱体上面中心设有气体出口；排气系统由排气泵和变频器组成，排气泵进气口通过管道与检测箱体气体出口连接，排气泵出气口通到室外，离心泵通过导线与变频器连接；测试系统采用激光气体HF浓度测量仪，该测量仪设有两个LGA激光气体测试器，一个设置于检测箱体气体出口管道的两侧，另一个设置于检测箱体侧面中心的两侧，两个LGA激光气体测试器分别固定于调节支架上，每个调节支架的底部均设有四个调节旋钮，两个LGA激光气体测试器分别通过导线与计算机连接。
全文摘要
一种实时测量七氟丙烷热分解产生HF浓度的方法，利用HF浓度实时测量装置实施，包括供气系统、检测箱体、排气系统和测试系统，供气系统由七氟丙烷贮气瓶、供气罐、空压机、电子秤和供气控制台组成，供气罐内设有气囊并与空压机连接，供气罐通过管道引入检测箱体并设有喷头，供气罐置于电子秤上；检测箱体设有火源进口、补风口和气体出口；排气系统由排气泵和变频器组成，测试系统采用激光气体HF浓度测量仪并设有两个LGA激光气体测试器，分别设置于检测箱体和气体出口管道的两侧并与计算机连接。本发明的优点该测量装置结构简单、易于实施且采集数据精度高；在测量HF浓度同时还记录温度、时间、压力等相关数据，为后期分析提供依据。
文档编号G01N21/31GK102590110SQ20121001683
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日
发明者张晋, 彭燕华, 徐大军, 牛坤, 薛岗 申请人:公安部天津消防研究所
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