CN113504151A - 基于密度法测量泡沫消防***泡沫混合比的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于密度法测量泡沫消防***泡沫混合比的装置及方法,该装置包括泡沫混合液收集箱,所述泡沫混合液收集箱设有超声波液位计和密度计,所述超声波液位计与分别设置在各个最不利环路集管上的多个电磁阀连接,每个所述电磁阀对应连接泡沫消防***的一个最不利环路喷头,当超声波液位计测量到泡沫混合液收集箱高液位信号时,触发所述电磁阀自动关闭;所述密度计与PLC控制***连接,密度计实时测量泡沫混合液收集箱中混合液的密度值,并将数据传送至PLC控制***。本发明能够提高泡沫消防***泡沫混合比的测量精度,减少人工测量误差,而且测试装置对于规避常规测试方法中的影响及提高数字化核电具有深远意义。
Description
技术领域
本发明属于泡沫消防***的设计技术,具体涉及一种基于密度法测量泡沫消防***泡沫混合比的装置及方法。
背景技术
核电厂泡沫消防***在保证柴油发电机本体及其附属设施安全运行中有着不可或缺的作用;泡沫比例混合器作为泡沫灭火***中核心组件,它是通过文丘里管的原理,在其内部产生负压,形成一个射吸效应使泡沫灭火剂通过流量孔板与水混合;其性能直接影响泡沫液的实际混合比和最终灭火效果。
根据《泡沫灭火***施工及验收规范》(GB 50281-2006)规定,泡沫灭火***应以手动和自动控制的方式选取最不利防护区的最不利点4个相邻喷头进行喷泡沫试验,喷射时间不小于1分钟,并实测泡沫混合液的混合比其允许值满足如下表一要求。《泡沫灭火***及部件通用技术条件》(GB 20031-2005)第7.5条检验结果判定中规定,若泡沫比例混合器的主要参数-混合比不在标准规定范围内,则判定产品不合格。
表一
额定混合比 | 混合比允许值 |
3% | 3.0%~3.9% |
6% | 6.0%~7.0% |
其它 | 额定值到~130%额度值且不大于额定值一个百分点 |
目前,国内外测量泡沫比例混合器混合比的方法主要有光学法、电学法、流量法。光学法是利用泡沫混合液不同折光率的特性,使用分光度计测量混合比。电学法是基于低密度溶液导电性能与溶解度存在近似线性关系的原理,从比例混合器出口接取泡沫混合液,测量电导率值,利用标准曲线计算出混合比。流量法是采用在比例混合器出口管道上和泡沫管路上分别加装不同口径的流量计,根据两个测量流量数据,计算出混合比。但在实际运用过程中上述测量方法受环境、人为因素、介质品质、测试条件等不同因素影响会导致测试结果偏离预期目标,从而影响试验结果判定。
发明内容
本发明的目的是针对目前测量泡沫混合比方法中存在的缺陷,提供一种基于密度法测量泡沫消防***泡沫混合比的装置及方法,实现泡沫混合比的自动测量,并提高测量结果的准确性。
本发明的技术方案如下:一种基于密度法测量泡沫消防***泡沫混合比的装置,包括泡沫混合液收集箱,所述泡沫混合液收集箱设有超声波液位计和密度计,所述超声波液位计与分别设置在各个最不利环路集管上的多个电磁阀连接,每个所述电磁阀对应连接泡沫消防***的一个最不利环路喷头,当超声波液位计测量到泡沫混合液收集箱高液位信号时,触发所述电磁阀自动关闭;所述密度计与PLC控制***连接,密度计实时测量泡沫混合液收集箱中混合液的密度值,并将数据传送至PLC控制***。
进一步,如上所述的基于密度法测量泡沫消防***泡沫混合比的装置,其中,所述电磁阀与泡沫消防***的雨淋阀组启动阀采用同一启动信号。
进一步,如上所述的基于密度法测量泡沫消防***泡沫混合比的装置,其中,选取四个最不利环路喷头进行泡沫喷淋试验,泡沫混合液经所述电磁阀流入泡沫混合液收集箱。
进一步,如上所述的基于密度法测量泡沫消防***泡沫混合比的装置,其中,所述PLC控制***中存储多种不同泡沫原液比例混合液的标准密度值,将密度计实时测量的泡沫混合液收集箱中混合液的密度值与标准密度值进行比对,从而得到与测量值吻合的标准密度值对应的泡沫混合比。
一种采用上述装置测量泡沫消防***泡沫混合比的方法,包括如下步骤:
(1)启动泡沫消防***,确认雨淋阀组启动阀和最不利环路电磁阀开启;
(2)进行泡沫喷淋操作,确认泡沫混合液通过最不利环路集管流入泡沫混合液收集箱;
(3)待泡沫混合液收集箱内液位达到设定液位时电磁阀自动关闭;
(4)将泡沫消防***置于安全状态;
(5)通过密度计实时测量泡沫混合液密度值,并将数据传递至PLC控制***;
(6)PLC控制***自动接收密度计传送的实时测量数据,当测量密度值趋于稳定后通过数据自动拟合得出最终密度值ρ1并作为处理器的输入信号;处理器将ρ1值与PLC控制***存储的多种不同泡沫原液比例混合液的标准密度值进行比对,当ρ1值趋近或与标准密度值吻合时即认定该密度值对应混合比为本次测试泡沫混合液的混合比。
进一步,如上所述的测量泡沫消防***泡沫混合比的方法,步骤(2)中喷淋时间不小于1分钟。
进一步,如上所述的测量泡沫消防***泡沫混合比的方法,步骤(6)中所述PLC控制***存储的多种不同泡沫原液比例混合液的标准密度值的确定方法如下:针对不同泡沫原液比例混合液,间隔30秒钟测量一次混合液密度,共计测量三次,取三次测量密度的平均值作为相应泡沫原液比例混合液的标准密度值。
本发明的有益效果如下:本发明提供的基于密度法测量泡沫混合比的测试装置及方法,不仅能够提高测量精度,减少人工测量误差,而且测试装置对于规避常规测试方法中的影响及提高数字化核电具有深远意义,同时对核电厂整个防护区的运行安全性与经济性提供了有效保障。
附图说明
图1为本发明具体实施例中提供的基于密度法测量泡沫消防***泡沫混合比的装置结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明基于密度法研发一套泡沫消防***中比例混合器混合比自动测量装置,实现泡沫混合比的自动测量。如图1所示,本实施例中提供的测试装置B包括四个电磁阀41、42、43、44、一个超声波液位计2、一个密度计3、一个泡沫混合液收集箱1、一套PLC控制***6。泡沫消防***A的比例混合器8连接各环路喷头,本实施例中选取4个最不利环路喷头51、52、53、54进行泡沫喷淋试验,泡沫混合液经各喷头对应的电磁阀流入泡沫混合液收集箱1。泡沫消防***的比例混合器8通过雨淋阀组10连接泡沫罐7和消防供水,雨淋阀组的启动阀9与四个电磁阀41、42、43、44采用同一启动信号。
本测试装置中,超声波液位计2与分别设置在各个最不利环路集管上的电磁阀41、42、43、44连接,用于测量泡沫混合液收集箱高液位信号,当高液位信号触发后四个电磁阀自动关闭。电子密度计3用于实时测量并传输测量结果至PLC控制***的程序中。直流稳压供电电源为测试装置提供所需的电源,保证测试装置正常工作。
本测量方法需要配制标准混合液配制并进行密度测定,在湿度、温度相对恒定的实验室配制各原液不同比例的混合液,使用电子密度计测量不同比例的混合液密度值作为标准密度值,并将该值作为验收基准值导入PLC控制程序中。
本实施例以AFFF 3%型泡沫原液为例进行基准密度测试,其它类型泡沫原液可参考该方法进行标准密度配制。首先分别测量泡沫原液和水的密度值,再分别配制总容积为100mL泡沫-水混合液共十三组,其中泡沫原液占比分别为2.0%、3.0%、3.1%、3.2%、3.3%、3.4%、3.5%、3.6%、3.7%、3.8%、3.9%、4.0%、5.0%;每组密度的混合液间隔30秒测量一次,共计测量三次并取三次密度平均值作为该混合液的最终密度值,通过该方法测量所有占比混合液密度,AFFF 3%泡沫标准密度值如下表二所示。
表二
下面对本测试装置的试验过程进行描述。
试验在现场真实环境下进行,首先向泡沫混合液收集箱中注水,清洗整个泡沫混合液收集箱,清洗完成后用压缩空气吹干罐体;对各试验仪表和控制***进行上电;准备工作完成后,开始试验。
(1)通过模拟火灾信号或主控启动泡沫消防***,确认雨淋阀组启动阀9和最不利环路电磁阀41、电磁阀42、电磁阀43、电磁阀44开启;
(2)进行泡沫喷淋操作,确认泡沫混合液通过最不利环路集管流入泡沫混合液收集箱1(喷淋时间不小于1分钟);
(3)待泡沫混合液收集箱内液位达到设定液位时电磁阀41、电磁阀42、电磁阀43、电磁阀44自动关闭;
(4)将泡沫消防***(雨淋阀组)置于安全状态;
(5)通过密度计实时测量泡沫混合液密度值并将数据传递至PLC控制***的电脑实时记录;
(6)PLC控制***自动接收电子密度计传送的实时测量数据,当测量密度值趋于稳定后控制***通过数据自动拟合得出最终密度值ρ1并作为处理器的输入信号;处理器自动将ρ1值与表二中导入的标准密度值进行比对,当测量值趋近于或与标准密度值吻合时即认定该密度值对应混合比为本次测试泡沫混合液的混合比;
(7)通过后台数据处理分析得出泡沫混合液混合比。
对于本领域技术人员而言,显然本发明的结构不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种基于密度法测量泡沫消防***泡沫混合比的装置,其特征在于,包括泡沫混合液收集箱,所述泡沫混合液收集箱设有超声波液位计和密度计,所述超声波液位计与分别设置在各个最不利环路集管上的多个电磁阀连接,每个所述电磁阀对应连接泡沫消防***的一个最不利环路喷头,当超声波液位计测量到泡沫混合液收集箱高液位信号时,触发所述电磁阀自动关闭;所述密度计与PLC控制***连接,密度计实时测量泡沫混合液收集箱中混合液的密度值,并将数据传送至PLC控制***。
2.如权利要求1所述的基于密度法测量泡沫消防***泡沫混合比的装置,其特征在于,所述电磁阀与泡沫消防***的雨淋阀组启动阀采用同一启动信号。
3.如权利要求1或2所述的基于密度法测量泡沫消防***泡沫混合比的装置,其特征在于,选取四个最不利环路喷头进行泡沫喷淋试验,泡沫混合液经所述电磁阀流入泡沫混合液收集箱。
4.如权利要求1所述的基于密度法测量泡沫消防***泡沫混合比的装置,其特征在于,所述PLC控制***中存储多种不同泡沫原液比例混合液的标准密度值,将密度计实时测量的泡沫混合液收集箱中混合液的密度值与标准密度值进行比对,从而得到与测量值吻合的标准密度值对应的泡沫混合比。
5.一种采用权利要求1-4中任意一项所述装置测量泡沫消防***泡沫混合比的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)启动泡沫消防***,确认雨淋阀组启动阀和最不利环路电磁阀开启;
(2)进行泡沫喷淋操作,确认泡沫混合液通过最不利环路集管流入泡沫混合液收集箱;
(3)待泡沫混合液收集箱内液位达到设定液位时电磁阀自动关闭;
(4)将泡沫消防***置于安全状态;
(5)通过密度计实时测量泡沫混合液密度值,并将数据传递至PLC控制***;
(6)PLC控制***自动接收密度计传送的实时测量数据,当测量密度值趋于稳定后通过数据自动拟合得出最终密度值ρ1并作为处理器的输入信号;处理器将ρ1值与PLC控制***存储的多种不同泡沫原液比例混合液的标准密度值进行比对,当ρ1值趋近或与标准密度值吻合时即认定该密度值对应混合比为本次测试泡沫混合液的混合比。
6.如权利要求5所述的测量泡沫消防***泡沫混合比的方法,其特征在于,步骤(2)中喷淋时间不小于1分钟。
7.如权利要求5所述的测量泡沫消防***泡沫混合比的方法,其特征在于,步骤(6)中所述PLC控制***存储的多种不同泡沫原液比例混合液的标准密度值的确定方法如下:针对不同泡沫原液比例混合液,间隔30秒钟测量一次混合液密度,共计测量三次,取三次测量密度的平均值作为相应泡沫原液比例混合液的标准密度值。
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