一种燃烧锥形火焰本生灯制造技术

本实用新型专利技术公开了一种燃烧锥形火焰本生灯，属于火焰检测领域。本实用新型专利技术的本生灯，包括本生灯体，所述本生灯体主要由灯体段和灯嘴相连组成，所述灯体段内腔由下至上设置有填料层、均流板和第一烧结网，所述填料层和均流板位于上侧的第二烧结网下侧的第三烧结网之间，所述第一烧结网间隔设置在第二烧结网上方。本实用新型专利技术通过对本生灯体的内腔以及灯嘴的改进，对流经的混合气体起到稳流作用，从灯嘴燃起的火焰接近为锥形，从而可提高火焰传播速度的检测精度。

A Burning Conical Flame Bunsen Lamp

The utility model discloses a burning conical flame Benson lamp, which belongs to the field of flame detection. The utility model comprises a bunseng lamp body, which is mainly composed of a lamp body section connected with a lamp nozzle. The inner cavity of the lamp body section is provided with a filler layer, a flow equalizing plate and a first sintering mesh from bottom to top. The filler layer and the flow equalizing plate are located between the third sintering mesh on the lower side of the second sintering mesh on the upper side, and the first sintering mesh interval is arranged on the middle side of the second sintering mesh. The utility model improves the inner chamber of the Bunsen lamp body and the lamp nozzle to stabilize the flow of the mixed gas flowing through the lamp nozzle, and the flame ignited from the lamp nozzle is nearly conical, thereby improving the detection accuracy of the flame propagation speed.

【技术实现步骤摘要】
一种燃烧锥形火焰本生灯
本技术涉及火焰检测
，更具体地说，涉及一种燃烧锥形火焰本生灯。
技术介绍
层流预混燃烧的火焰传播速度是指平面火焰前沿相对于未燃烧气体在垂直于火焰表面的方向上行进的速度。研究火焰传播速度的目的是为了更好地表征合成气燃料的层流火焰速度。层流火焰速度是可燃混合物的重要参数，因为它包含有关反应性，扩散性和放热性的基本信息。火焰速度的值对火焰的回火和吹熄倾向有重要的影响，并控制其他关键的燃烧特性，如火焰的空间分布。虽然层流火焰速度的定义很简单，但实际上很难测量。目前火焰速度测量往往是多组数据取整个火焰表面的面积加权平均值。平均火焰速度通过将混合物的体积流量除以发光圆锥体表面积(火焰反应区域面积)来计算。如检索到的中国专利公开了一种气体燃料在本生灯燃烧过程中火焰传播速度的测量方法(申请号：200910308156.5)，它的实现方法是：将在本生灯燃烧器中通入流量为Q的气体燃料点燃，产生本生灯火焰；使用CCD成像仪对本生灯火焰进行N次成像，获得N张图像；对每张图像进行亮度分析、边缘提取后进行曲线拟合；将拟合后的曲线围成的区域进行曲面积分，获得每张图像中本生灯火焰内焰锋面的表面积并求平均，获得当前本生灯火焰内焰锋面的表面积值；根据火焰内焰锋面的表面积值和燃气流量计算获得本生灯火焰的传播速度。又如已经公开的(申请号：201110148721.3)本生灯下气体燃料层流火焰传播速度的精确测量方法，涉及一种层流火焰传播速度的精确测量方法。它提高了现有的本生灯法锥形法计算模型计算精度。它将采用二维粒子成像速度仪获得管口上方火焰区域的流场图像，对图像进行处理后得到垂直管口轴向截面内流场速度图；同时采用CCD成像仪对本生灯火焰进行图像采集，对图像进行亮度分析、边缘提取后进行曲线拟合，获得拟合后的火焰锋面；将流场速度图与锋面曲线进行位置匹配，采用插值法计算得出锋面曲线上线性度好的区段上各点的气流速度Un；再根据余弦定律计算各点的火焰传播速度，求取平均值，得到本生灯的局部层流火焰传播速度。根据以上两个方案内容可知，其都是关于如何通过选取火焰区域图像、如何进行曲线拟合等方法来提高火焰传播速度，虽然相对于普通的直接检测计算会有一定的改善效果，但整体效果并没有达到较高的精度。因此，如何实现本生灯层流火焰传播速度的精确测量是目前行业内所面临的一大难题。
技术实现思路
1.技术要解决的技术问题本技术的目的在于克服现有技术中不能精确测量火焰传播速度的不足，提供了一种燃烧锥形火焰本生灯，本技术通过对本生灯体的内腔以及灯嘴的改进，对流经的混合气体起到稳流作用，从灯嘴燃起的火焰接近为锥形，从而可提高火焰传播速度的检测精度。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种燃烧锥形火焰本生灯，包括本生灯体，所述本生灯体主要由灯体段和灯嘴相连组成，所述灯体段内腔由下至上设置有填料层、均流板和第一烧结网，所述填料层和均流板位于上侧的第二烧结网下侧的第三烧结网之间，所述第一烧结网间隔设置在第二烧结网上方。作为本专利技术更进一步的改进，所述填料层为玻璃珠填料。作为本专利技术更进一步的改进，所述均流板上阵列排布有圆形通孔；通孔直径为2.5～3.2mm，通孔间距为4～5mm。作为本专利技术更进一步的改进，所述第一烧结网由2～4层烧结网纵横排列叠合组成。作为本专利技术更进一步的改进，所述第一烧结网与第二烧结网之间的间隔空腔内设置有热电偶，该热电偶检测部位位于灯体段的中心。作为本专利技术更进一步的改进，所述灯体段包括下灯体和上灯体，下灯体底部与底座连接，第三烧结网、填料层、均流板和第二烧结网均设置在下灯体腔体内，第三烧结网与底座之间间隔区域用于进气；所述热电偶和第一烧结网安装在上灯体内腔。作为本专利技术更进一步的改进，所述灯嘴根据内壁结构由下至上分为凹腔段、凸弧段和竖直稳流段，所述凹腔段的轴向长度为凸弧段轴向长度的1.5～1.9倍。作为本专利技术更进一步的改进，所述灯嘴的收缩率为180。本专利技术的一种火焰传播速度测量方法，其步骤为：步骤一、把气体燃料和空气在混气罐内混合，并利用本生灯对混合气体进行稳流调整；步骤二、在本生灯出口处点燃混合气体，形成近似锥形的火焰；步骤三、使用CCD相机获取本生灯火焰的图像，并对图像进行灰度处理；步骤四、对图像进行亮度分析和边缘提取，并进行曲线拟合，获得拟合后的矩阵点；步骤五、将拟合后的点进行最小二乘法分析，使得拟合曲线尽可能的经过各个点；步骤六、将拟合后的曲线围成区域进行曲面积分，获得每张图像中本生灯火焰内焰封面的表面积An；步骤七、将步骤七中所得到的各个图像的表面积与N个图像的平均值，在相对标准方差为≤±2％后，取其平均值；步骤八、根据公式：Sn＝Q/An，获得本生灯火焰的传播速度Sn；所述N为正整数，A为N张图像的平均值。作为本专利技术更进一步的改进，步骤一中利用本生灯对混合气体进行稳流的过程为：1)混合气体进入到本生灯体的端部腔体内；2)随着底部气压升高，混合气体依次穿过第三烧结网、填料层、均流板、第二烧结网进入到第二烧结网上方腔体内；3)利用热电偶检测混合气体温度；4)混合气体向上流经第一烧结网，并顺着灯嘴内壁收缩。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：(1)本专利技术的一种燃烧锥形火焰本生灯，所设置的填料层、均流板对流经的气流起到稳流作用，当混合气体被稳流混合后，再次经过第一烧结网稳流，从而保证燃料气体能够与空气充分的均匀混合，从而使形成的火焰更稳定，接近于锥形。(2)本专利技术的本生灯，其所采用的烧结网可以是由多层普通烧结网拼接组合而成。并把个烧结网纵横排列，以增强其稳流效果，所形成的火焰也更接近于圆锥形。此外，本生灯体内的两个混合空间能够使气体之间有混合的机会，有助于稳流效果的提高。(3)本专利技术的本生灯，其灯嘴内壁包含了凹腔段、凸弧段和竖直稳流段，凹腔段的轴向长度为凸弧段轴向长度的1.5～1.9倍，通过一定长度逐渐使内壁收缩，防止内壁突变而引起的较大的气流扰动，并使气体在出口处沿竖直稳流段竖直上升，保证气体匀速竖直向上喷出。(4)本专利技术的火焰传播速度测量方法，采用的Matlab程序不是简单的将图像转化为一个锥形，而是将图像进行灰度转化后，将图像转化为一个矩阵，由于火焰具有燃烧面上亮度最高的特点，利用这一特点使用程序抓取矩阵中所对应的矩阵点来完成对于整个火焰面的提取，在进行曲面积分，获得最接近标准的火焰面积。附图说明图1为本生灯的结构示意图；图2为火焰传播速度检测系统的结构示意图；图3为本专利技术的火焰传播速度检测方法流程图；图4为本专利技术所获得的拟合曲线图。示意图中的标号说明：11、气瓶；12、空气过滤器；13、空气压缩机；21、第一控制器；22、第二控制器；23、显示仪；3、混气罐；4、本生灯体；41、底座；42、下灯体；421、第三烧结网；422、填料层；423、均流板；424、第二烧结网；43、上灯体；431、热电偶；432、第一烧结网；44、灯嘴；441、凹腔段；442、凸弧段；443、竖直稳流段；51、CCD相机；52、处理设备。具体实施方式为进一步了解本专利技术的内容，结合附图和实施例对本专利技术作详细描述。实施例结合图1，本专利技术的一种燃烧锥形火焰本生灯，包括本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃烧锥形火焰本生灯，包括本生灯体(4)，其特征在于：所述本生灯体(4)主要由灯体段和灯嘴(44)相连组成，所述灯体段内腔由下至上设置有填料层(422)、均流板(423)和第一烧结网(432)，所述填料层(422)和均流板(423)位于上侧的第二烧结网(424)下侧的第三烧结网(421)之间，所述第一烧结网(432)间隔设置在第二烧结网(424)上方。

【技术特征摘要】
1.一种燃烧锥形火焰本生灯，包括本生灯体(4)，其特征在于：所述本生灯体(4)主要由灯体段和灯嘴(44)相连组成，所述灯体段内腔由下至上设置有填料层(422)、均流板(423)和第一烧结网(432)，所述填料层(422)和均流板(423)位于上侧的第二烧结网(424)下侧的第三烧结网(421)之间，所述第一烧结网(432)间隔设置在第二烧结网(424)上方。2.根据权利要求1所述的一种燃烧锥形火焰本生灯，其特征在于：所述填料层(422)为玻璃珠填料。3.根据权利要求1所述的一种燃烧锥形火焰本生灯，其特征在于：所述均流板(423)上阵列排布有圆形通孔；通孔直径为2.5～3.2mm，通孔间距为4～5mm。4.根据权利要求1所述的一种燃烧锥形火焰本生灯，其特征在于：所述第一烧结网(432)由2～4层烧结网纵横排列叠合组成。5.根据权利要求1所述的一种燃烧锥形火焰本生灯，其特征在于：所述第一烧结网(432)...

【专利技术属性】
技术研发人员：楚化强，相龙凯，孟顺，任飞，韩伟伟，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：新型
国别省市：安徽,34