本申请公开了一种爆破片氢气自燃抑制性能试验装置与方法，包括：装置本体、开启状态监测系统、激波监测系统和数据采集系统，其中，装置本体安装在带有滑轨的支架上，装置本体包括依次相连的透镜观察部分、爆破部分和泄放部分；开启状态监测系统的光源发射端设置在透镜观察部分的光源入口处，开启状态监测系统的监测端设置在泄放部分的光源出口处；激波监测系统设置在泄放部分外；数据采集系统与泄放部分电性相连。本申请可以在一次爆破中同时采集爆破压力、激波强度、火焰速度、自燃情况等信息，从而可以全面的、多角度的分析爆破片对氢气泄放过程中氢自燃的影响机理。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及安全测试，特别涉及一种氢用爆破片氢气自燃抑制性能的测试装置与方法。
技术介绍
1、爆破片作为一种精密的压力泄放装置，其结构简单且维护容易，同时又具有动作灵敏、排放面积大等突出特点，非常适合应用于具有超压风险的高压氢储运设备，经过多年的发展，爆破片按照受力状况可分为正拱形、反拱形和平板形，按照薄弱机构设置可分为十字刻槽型、径向开缝型、环向鳄梨型等，这些爆破片在爆破压力、疲劳性能、密封性等方面均较为成熟，但是在氢用环境下，爆破片在高压氢气泄放过程中是否会引起氢气自燃点火还没有定论，并且目前国内外标准均未给出适用于高压氢气环境下的爆破片型式或者评价方式。
2、有研究表明，爆破片的开启形态与开启时长造成的激波变化是影响氢气自燃的主要原因，不同结构形式的爆破片其开启形态完全不同，相同结构形式的爆破片由于其材料、厚度、缝深等参数的不同其开启时长也不同，因此，急需可以同时观测爆破片在高压氢气环境下开启状态、开启时长、管道内激波演化情况与火焰形态的试验台。
3、相关技术中，氢用爆破片测试装置还无法满足对爆破压力、开启状态、激波形态、火焰速度的同时测量，大多只针对其中一点进行测试，因此只能得到爆破片单一测试结果，而爆破片的开启过程又具有一定的随机性，需要多次试验，这就导致若分别对某型号爆破片的氢环境下工作性能进行试验，则需要几十次泄爆实验来寻找规律，成本会激增，并且测试样本越多，由于样本本身在生产中的细微差异所造成的试验误差就越大，测试结果也难以信服。
技术实现思路
>1、本申请旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。2、为此，本申请的一个目的在于提出一种爆破片氢气自燃抑制性能试验装置，可以在一次爆破中同时采集爆破压力、激波强度、火焰速度、自燃情况等信息，从而可以全面的、多角度的分析爆破片对氢气泄放过程中氢自燃的影响机理，进而寻找具有氢自燃抑制功能的特种专用爆破片，以满足现有氢储运设备的安全需求。
3、本申请第二方面实施例提出一种爆破片氢气自燃抑制性能试验方法。
4、为达到上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种爆破片氢气自燃抑制性能试验装置，包括：装置本体、开启状态监测系统、激波监测系统和数据采集系统，其中，所述装置本体安装在带有滑轨的支架上，装置本体包括透镜观察部分、爆破部分泄放部分，其中，所述透镜观察部分和所述爆破部分通过罐体相连，所述爆破部分内置有可拆卸的爆破片，所述爆破部分和所述泄放部分可拆卸相连；所述开启状态监测系统的光源发射端设置在所述透镜观察部分的光源入口处，所述开启状态监测系统的监测端设置在所述泄放部分的光源出口处，以观测所述爆破片的开启状态；所述激波监测系统设置在所述泄放部分外，以监测所述泄放部分内的激波状态；所述数据采集系统与所述泄放部分电性相连，以触发并所述开启状态监测系统和所述激波监测系统，并采集各自的图像信息，同时计算所述泄放部分内的压力波传播速度和火焰传播速度。
5、本申请实施例的爆破片氢气自燃抑制性能试验装置，能够通过开启状态监测系统对爆破片开启过程进行观测；同时采用纹影法，通过激波监测系统观测高压氢气在透明管道内的激波状况；并通过数据采集系统采集泄放过程中的压力与火焰信号，计算出压力波传播速度与火焰传播速度。
6、另外，根据本申请上述实施例提出的爆破片氢气自燃抑制性能试验装置还可以具有如下附加的技术特征：
7、在本申请的一个实施例中，所述透镜观察部分通过罐体与所述爆破部分相连；所述透镜观察部分包括透镜夹持装置和观察透镜，其中，所述透镜夹持装置与所述罐体的罐体法兰共同对所述观察透镜进行夹持并锁紧。
8、在本申请的一个实施例中，所述爆破部分包括出气法兰、出气口螺栓和爆破片及夹紧装置，其中，所述罐体另一端的所述罐体法兰、所述出气法兰、所述出气口螺栓和所述爆破片及夹紧装置依次相连；所述爆破片及夹紧装置包括依次相连的活动螺母、螺塞、爆破片组件和压紧螺盖；所述活动螺母与出气口螺栓相连，所述压紧螺盖通过螺纹将爆破片组件固定在螺塞中；所述爆破片组件包括前挡环、所述爆破片、后挡环和挡环垫片，其中，所述前挡环和所述后挡环分别设置在所述爆破片的两侧，两个所述挡环垫片分别设置在所述前挡环和所述后挡环外。
9、在本申请的一个实施例中，所述泄放部分包括泄放管道、压力变送器、光电传感器组、连接罩、透明管道、连接结构和泄放口，其中，所述透明管道的两端分别通过两个所述连接结构与两个所述泄放管道相连；所述连接罩设置在所述透明管道外；所述爆破部分与其中一个所述泄放管道相连；所述泄放口与另一所述泄放管道相连；所述压力变送器包括第一压力传感器和第二压力传感器，其中，所述第一压力传感器和所述第二压力传感器分别设置在两个所述泄放管道上；所述光电传感器组包括第一光电传感器和第二光电传感器，其中，所述第一光电传感器和所述第二光电传感器分别设置在两个所述泄放管道上；其中，所述第一光电传感器位于所述第一压力传感器的正下方，所述第二光电传感器位于所述第二压力传感器的正下方。
10、在本申请的一个实施例中，所述开启状态监测系统包括第一光源、平面反射镜和第一高速相机，其中，所述第一光源设置在所述透镜观察部分外；所述平面反射镜设置在所述泄放部分外；所述第一高速相机记录所述平面反射镜反射的图像信息。
11、在本申请的一个实施例中，所述激波监测系统包括：第二光源，用于提供光源；凸面透镜，位于所述第二光源之后，用以聚焦或调节光线方向；第一小反射镜和第二小反射镜，分别设置于所述凸面透镜的输出光路中，用于反射并导向光线；第一球面反射镜和第二球面反射镜，分别相对设置在所述透明管道的两侧，以进一步调整光线路径；刀口，位于所述第二小反射镜之后的光路上，用于产生阴影效应，增强图像对比度；第二高速相机，设置于所述刀口后方，用于捕捉纹影图像。
12、在本申请的一个实施例中，所述数据采集系统包括数据采集仪和电脑，其中，所述压力变送器、所述光电传感器组和所述电脑分别与所述数据采集仪电性相连。
13、在本申请的一个实施例中，所述罐体上设置有压力表、进气口和气路系统，其中，气路系统包括真空泵、氢气瓶、氮气瓶和紧急泄放口，所述氢气瓶和所述氮气瓶通过管路汇集并与所述进气口相连，所述真空泵和紧急泄放口分别设置在管路上。
14、本申请第二方面实施例提出一种爆破片氢气自燃抑制性能试验方法，包括爆破片安装与更换，并对装置本体进行抽真空；缓慢加载高压氢气，直至爆破片破裂，停止加载氢气；数据采集并处理；使用氮气对装置本体进行吹扫。
15、根据本申请的爆破片氢气自燃抑制性能试验方法，可以在一次爆破中同时采集爆破压力、激波强度、火焰速度、自燃情况等信息，从而可以全面的、多角度的分析爆破片对氢气泄放过程中氢自燃的影响机理，进而寻找具有氢自燃抑制功能的特种专用爆破片，以满足现有氢储运设备的安全需求。
16、另外，根据本申请上述实施例提出的爆破片氢气自燃抑制性能试验方法还可以具有如下附加的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种爆破片氢气自燃抑制性能试验装置，其特征在于，包括装置本体、开启状态监测系统、激波监测系统和数据采集系统，其中，
2.根据权利要求1中所述的一种爆破片氢气自燃抑制性能试验装置，其特征在于，所述透镜观察部分（Ⅰ）包括透镜夹持装置（1）和观察透镜（2），其中，所述透镜夹持装置（1）与所述罐体（3）的罐体法兰（3-1）共同对所述观察透镜（2）进行夹持并锁紧。
3.根据权利要求2中所述的一种爆破片氢气自燃抑制性能试验装置，其特征在于，所述爆破部分（Ⅱ）包括出气法兰（6）、出气口螺栓（7）和爆破片及夹紧装置（8），其中，
4.根据权利要求1中所述的一种爆破片氢气自燃抑制性能试验装置，其特征在于，所述泄放部分包括泄放管道（9）、压力变送器（10）、光电传感器组（11）、连接罩（12）、透明管道（13）、连接结构（14）和泄放口（15），其中，
5.根据权利要求1中所述的一种爆破片氢气自燃抑制性能试验装置，其特征在于，所述开启状态监测系统包括第一光源（16-1）、平面反射镜（20）和第一高速相机（22-1），其中，
6.根据权利要求4中所述的一种爆破片氢气自燃抑制性能试验装置，其特征在于，所述激波监测系统包括：
7.根据权利要求4中所述的一种爆破片氢气自燃抑制性能试验装置，其特征在于，所述数据采集系统包括数据采集仪（23）和电脑（24），其中，所述压力变送器（10）、所述光电传感器组（11）和所述电脑（24）分别与所述数据采集仪（23）电性相连。
8.根据权利要求1中所述的一种爆破片氢气自燃抑制性能试验装置，其特征在于，所述罐体（3）上设置有压力表（4）、进气口（5）和气路系统，其中，
9.一种爆破片氢气自燃抑制性能试验方法，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9中所述的一种爆破片氢气自燃抑制性能试验方法，其特征在于，所述数据采集并处理包括：
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【技术特征摘要】
1.一种爆破片氢气自燃抑制性能试验装置，其特征在于，包括装置本体、开启状态监测系统、激波监测系统和数据采集系统，其中，
2.根据权利要求1中所述的一种爆破片氢气自燃抑制性能试验装置，其特征在于，所述透镜观察部分（ⅰ）包括透镜夹持装置（1）和观察透镜（2），其中，所述透镜夹持装置（1）与所述罐体（3）的罐体法兰（3-1）共同对所述观察透镜（2）进行夹持并锁紧。
3.根据权利要求2中所述的一种爆破片氢气自燃抑制性能试验装置，其特征在于，所述爆破部分（ⅱ）包括出气法兰（6）、出气口螺栓（7）和爆破片及夹紧装置（8），其中，
4.根据权利要求1中所述的一种爆破片氢气自燃抑制性能试验装置，其特征在于，所述泄放部分包括泄放管道（9）、压力变送器（10）、光电传感器组（11）、连接罩（12）、透明管道（13）、连接结构（14）和泄放口（15），其中，
5.根据权利要求1中所述的一种爆破片氢气...
【专利技术属性】
技术研发人员：张楚，李伟，李贝贝，刘秀梅，朱鹏杰，宋浩，喻婕，惠增益，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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