本发明属于可燃气体事故预防技术领域，特别涉及对可燃气体的测试方法。其技术方案是：一种直接起爆形成爆轰的临界能量测试系统，它包括：起爆装置(1)，示波器和点火电路；示波器与起爆装置的压力传感器(5)的输出相连，点火电路通过一个触发开关连接到起爆装置(1)；本发明的起爆装置适用于1kPa～20atm初始压力的测量，测试压力范围广，并且适用于所有的气态燃料与氧气或空气的混合气体直接起爆临界能量的测量；通过测量各种可燃混合气体直接形成爆轰的临界能量，可以判断各种物质的爆轰敏感性，因而对于控制危险源，避免或减小爆轰对生命安全和财产损失的危害。本发明结构简单，成本较小，操作容易，测量的结果准确。
1.一种直接起爆形成爆轰的临界能量测试方法，其特征是，它使用一种直接起爆形成爆轰的临界能量测试系统，所述直接起爆形成爆轰的临界能量测试系统包括：起爆装置（1），示波器和点火电路；其中，所述起爆装置（1）为球形容器，其内径为200mm，壁厚为
50mm，最大承受压力100MPa，所述起爆装置（1）顶部设有点火棒（2），所述点火棒（2）的点火头的截面为半径3.5mm的圆形，其正极位于该圆形的圆心位置，负极与正极之间包裹一层绝缘陶瓷，所述起爆装置（1）的底部设有加热带（3），其一侧连接控制面板（4），所述控制面板（4）上设有与所述起爆装置（1）相通的进气管路，并可通过所述控制面板（4）上的电子压力表监测进气量；在所述起爆装置（1）的另一侧设有压力传感器（5）；所述示波器连接所述压力传感器（5）的输出；所述点火电路包括：高压电源（6），与所述高压电源（6）并联的电容（7），所述高压电源（6）通过一个触发开关连接到所述点火棒（2）；
该直接起爆形成爆轰的临界能量测试方法，它包括以下步骤：
A.用真空泵把所述起爆装置（1）内抽为真空，压力至少小于80Pa；
B.从所述进气管路缓慢加入待测混合气体，通过所述电子压力表控制气体量，使之达到初始压力；
C.加入混合气体之后，加热带接通电源并工作30分钟，使所述起爆装置（1）中的混合气体混合均匀；
E.通过所述示波器中显示的所述压力传感器（5）信号，判断是否为爆轰或者爆燃，如为爆轰，则爆炸波的到达时间小于100微秒，如为爆燃，则爆炸波到达时间大于3毫秒；
G.如果得到爆轰，下次试验则降低所述高压电源（6）输出电压或减小所述电容（7）容量；如果得到爆燃，下次实验则升高所述高压电源（6）的输出电压或增大所述电容（7）的容量；混合气体直接起爆的临界能量介于引起爆轰的点火能量和引起爆燃点火能量之间；
H.在临界能量附近重复进行试验，至少得到三次引起爆轰的点火能量和三次引起爆燃的点火能量，借此缩小爆轰与爆燃点火能量的间距，最终将其之间最小能量间距确定为该待测混合气体在初始压力下的直接起爆临界能量。
2.如权利要求1所述的一种直接起爆形成爆轰的临界能量测试方法，其特征是，所述压力传感器（5）的型号为PCB113B24。
直接起爆形成爆轰的临界能量测试方法
技术领域
[0001] 本发明属于可燃气体事故预防技术领域，特别涉及对可燃气体的测试方法。
背景技术
[0002] 现代工业生产过程中不可避免地涉及大量的易燃易爆气体，一旦可燃物质与空气混合并达到一定浓度范围，在一定点火能量作用下即可发生燃烧、爆炸，甚至破坏力更强的爆轰，在很大的范围内造成财产损失和人员伤亡。通过对直接形成爆轰临界能量的测量，可以提高对可燃混合气体爆轰危害的风险评估能力，从而有效的避免或者减小爆轰对人员和财产的危害。1993年，张景林发明设计了可燃气体爆炸特性测试装置，该装置能测试可燃气体的爆炸极限和最小点火能量。2011年，蒋军成发明了一种非标状态下可燃气体爆炸极限测试系统，用于测量可燃气体在高温高压或常温高压下的非标准条件下的爆炸极限。虽然现有的技术对可燃气体的爆炸特性及爆炸极限的测量比较成熟，但目前还没有用于直接起爆临界能量的测试系统。
发明内容
[0003] 本发明的目的是：提供一种直接起爆形成爆轰的临界能量测试方法，利用高压电火花点火，基于高电压点火有效能量的计算方法，适用于不同初始压力(特别是高压下)的可燃气体直接形成爆轰临界能量测试的装置。
[0004] 本发明的技术方案是：一种直接起爆形成爆轰的临界能量测试方法，它使用一种直接起爆形成爆轰的临界能量测试系统，所述直接起爆形成爆轰的临界能量测试系统包括：起爆装置，示波器和点火电路；其中，所述起爆装置为球形容器，其顶部设有点火棒，底部设有加热带，其一侧连接控制面板，所述控制面板上设有与所述起爆装置相通的进气管路，并可通过所述控制面板上的电子压力表监测进气量；在所述起爆装置的另一侧设有压力传感器；所述示波器连接所述压力传感器的输出；所述点火电路包括：高压电源，与所述高压电源并联的电容，所述高压电源通过一个触发开关连接到所述点火棒；
[0005] 该直接起爆形成爆轰的临界能量测试方法，它包括以下步骤：
[0006] A.用真空泵把所述起爆装置内抽为真空，压力至少小于80Pa；
[0007] B.从所述进气管路缓慢加入待测混合气体，通过所述电子压力表控制气体量，使之达到初始压力；
[0008] C.加入混合气体之后，加热带接通电源并工作30分钟，使所述起爆装置中的混合气体混合均匀；
[0009] D.接通所述触发开关使所述点火棒点火；
[0010] E.通过所述示波器中显示的所述压力传感器信号，判断是否为爆轰或者爆燃，如为爆轰，则爆炸波的到达时间小于100微秒，如为爆燃，则爆炸波到达时间大于3毫秒；
[0011] F.计算电火花的放电能量；
[0012] G.如果得到爆轰，下次试验则降低所述高压电源输出电压或减小所述电容容量；如果得到爆燃，下次实验则升高所述高压电源的输出电压或增大所述电容的容量；混合气体直接起爆的临界能量介于引起爆轰的点火能量和引起爆燃点火能量之间；
[0013] H.在临界能量附近重复进行试验，至少得到三次引起爆轰的点火能量和三次引起爆燃的点火能量，借此缩小爆轰与爆燃点火能量的间距，最终将其之间最小能量间距确定为该待测混合气体在初始压力下的直接起爆临界能量。
[0014] 本发明的起爆装置适用于1kPa～20atm初始压力的测量，测试压力范围广，并且适用于所有的气态燃料与氧气或空气的混合气体直接起爆临界能量的测量；通过测量各种可燃混合气体直接形成爆轰的临界能量，可以判断各种物质的爆轰敏感性，因而对于控制危险源，避免或减小爆轰对生命安全和财产损失的危害。本发明结构简单，成本较小，操作容易，测量的结果准确。
附图说明
[0015] 附图1为本发明中直接起爆形成爆轰的临界能量测试系统结构示意图；
[0016] 附图2为本发明中点火电路示意图；
[0017] 附图3为本发明中爆轰波压力轨迹图；
[0018] 附图4为本发明中爆燃波压力轨迹图。
[0019] 其中1-起爆装置2-点火棒3-加热带4-控制面板5-PCB压力传感器6-高压电源7-电容。
具体实施方式
[0020] 参见附图1，2，一种直接起爆形成爆轰的临界能量测试方法，它使用一种直接起爆形成爆轰的临界能量测试系统，所述直接起爆形成爆轰的临界能量测试系统包括：起爆装置1，示波器和点火电路；
[0021] 所述起爆装置1为内径为200mm，壁厚为50mm，最大承受压力100MPa的球形容器，其顶部设有点火棒2，所述点火棒2的点火头的截面为半径3.5mm的圆形，其正极位于该圆形的圆心位置，负极与正极之间包裹一层绝缘陶瓷；其底部设有加热带3，其一侧连接控制面板4，所述控制面板4一端设有与所述起爆装置1相通的进气管路，另一端设有真空泵；在所述控制面板4上设有控制待测混合气体的控制阀，并可通过所述控制面板4上的电子压力表监测进气量；在所述起爆装置1的另一侧设有型号为PCB113B24压力传感器5；所述示波器连接所述压力传感器5的输出；所述点火电路包括：高压电源6，与所述高压电源6并联的电容7，所述高压电源6通过一个触发开关连接到所述点火棒2；
[0022] 该直接起爆形成爆轰的临界能量测试方法，它包括以下步骤：
[0023] A.用真空泵把所述起爆装置1内抽为真空，压力至少小于80Pa；
[0024] B.从所述进气管路缓慢加入待测混合气体，通过所述电子压力表控制气体量，使之达到初始压力；
[0025] C.加入混合气体之后，加热带接通电源并工作30分钟，使所述起爆装置1中的混合气体混合均匀；
[0026] D.接通所述触发开关使所述点火棒2点火；
[0027] E.通过所述示波器中显示的所述压力传感器5信号，判断是否为爆轰或者爆燃，如为爆轰，则爆炸波的到达时间小于100微秒，如为爆燃，则爆炸波到达时间大于3毫秒；
[0028] F.计算电火花的放电能量；计算方法请参见申请号为(201210057774.9)的中国专利申请；
[0029] G.如果得到爆轰，下次试验则降低所述高压电源6输出电压或减小所述电容7容量；如果得到爆燃，下次实验则升高所述高压电源6的输出电压或增大所述电容7的容量；混合气体直接起爆的临界能量介于引起爆轰的点火能量和引起爆燃点火能量之间；
[0030] H.在临界能量附近重复进行试验，至少得到三次引起爆轰的点火能量和三次引起爆燃的点火能量，借此缩小爆轰与爆燃点火能量的间距，最终将其之间最小能量间距确定为该待测混合气体在初始压力下的直接起爆临界能量。
[0031] 参见下表，当初始压力P0＝100kPa，电容C＝0.4μf，向起爆装置1中充入C2H2-2.5O2-70％Ar混合气体时，利用本测试方法得到的成功直接起爆和不成功起爆实验结果；可知，在该条件下的直接起爆临界能量为0.80J-0.89J之间。
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