CN209280660U - 用于航空材料耐火性能测试的自动化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于航空材料耐火性能测试的自动化装置，涉及耐火性能测试设备技术领域；其包括支架、燃烧器和设于支架上的运动组件，还包括样件固定部以及校准件，样件固定部和校准件均与运动组件固定连接，还包括控制器和分别用于校对校准件和样件测试位置的距离检测器；控制器分别与距离检测器、燃烧器、校准件和运动组件连接；运动组件用于带动样件固定部和校准件沿预设路径移动，以经过燃烧器的测试区域。通过实施本技术方案，可有效避免测试过程中火焰参数存在误差而对检测数据造成影响，提高样件测试效率及准确率，整个实验可实现自动化检测，避免烫伤实验员以及燃烧实验产生的气体对实验员造成危害。

Description

用于航空材料耐火性能测试的自动化装置

技术领域

本实用新型涉及耐火性能测试设备技术领域，更具体的是涉及一种用于航空材料耐火性能测试的自动化装置。

背景技术

在部分特殊的场景中，需要使用耐火性能达到一定要求的材料。例如根据运输类飞机试航标准CCAR25部附录F的要求，规定了民用飞机舱内部非金属材料燃烧试验方法，同时现有标准规范中对试验条件(如：燃气成分、试样尺寸、试样处理等)及技术指标(如：热电偶的位置、火焰要求、实验类型等)进行了明确要求，本领域技术人员在根据现有实验方法进行实验操作过程中，通常先利用热流测试元件和或温度测试元件校对好燃烧器的热流和或温度后再进行样件测试，以达到在有效时间内更好的测试准确度。

如上所述，对待测试样件进行耐火性能的测试前，需要安装热流测试元件、温度测试元件等多种校准件用于校对燃烧器的火焰的参数，校对完成后，再关闭燃烧器，以取下校对装置，放置待测试样件，并重新启动燃烧器以利用燃烧器的火焰对待测试样件进行测试。然而现有技术存在如下缺陷：由于校对好燃烧器的火焰的参数后，需要关闭燃烧器放置测试样件再重新启动燃烧器，因此火焰参数燃烧器重新启动后可能会发生改变，进而可能导致测试结果出现偏差。

实用新型内容

为了解决现有技术样件耐火性测试实验重新启动燃烧器导致火焰参数改变而出现测试偏差的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种用于航空材料耐火性能测试的自动化装置，可有效避免测试过程中火焰参数出现偏差而对检测数据造成影响的问题，提高样件测试效率及准确率。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种用于航空材料耐火性能测试的自动化装置，包括支架、燃烧器和设于支架上的运动组件，还包括用于固定待测样件的样件固定部以及校准件，所述样件固定部和所述校准件均与所述运动组件固定连接，还包括控制器和分别用于校对所述校准件和所述样件测试位置的距离检测器；所述控制器分别与所述距离检测器、燃烧器、校准件和所述运动组件连接；所述运动组件用于带动所述样件固定部和所述校准件沿预设路径移动，以经过所述燃烧器的测试区域。

可选地，所述运动组件为用于带动所述样件固定部和所述校准件沿预设直线路径移动的直线运动组件。为了利用更准确的火焰参数测试样件，利用校准件先校准火焰参数后再利用直线运动组件将样件固定部上的样件沿预设直线路径移动至设定位置，直接利用校准后的火焰参数进行测试，对校对后的火焰温度和热流没有影响，以使检测的数据更准确。

可选地，所述直线运动组件上设置有用于固定待测样件的样件固定部和用于固定校准件的校准件固定部。校准件固定部以及待测样件固件部均可采用现有技术中的固定支架，在此不作赘述。

可选地，所述直线运动组件包括设置于所述支架上的滑轨、电机、与电机输出轴连接的丝杆机构以及与所述滑轨滑动连接的滑动支座，所述样件固定部和所述校准件固定部设置于所述滑动支座上方；所述丝杆机构固定在所述支架上并与所述滑动支座螺纹连接，用于在带动所述滑动支座沿所述滑轨滑动。利用丝杆机构作为直线传动组件，将旋转运动转化为直线运动，具有传动效率高且定位准确等优点，本技术方案中校准件是用来校正燃烧器与样件间的距离，故采用直线运动组件，尤其是采用丝杆机构，具有传动稳定、直线运动精度高特定，取代人工在测试过程中装卸校准件和样件，可自动化地进行检测实验。

可选地，所述滑动支座上设置有固定板，所述样件固定部和所述校准件固定部设置于所述固定板上，以使所述校准件和所述样件经过位于所述预设路径的所述燃烧器的测试区域时，所述燃烧器分别位于所述校准件以及所述样件的正下方。为便于对样件做垂直燃烧试验，可在滑动支座上横向铺设固定板并沿至支架的侧向延伸，具有更好的实用性。

可选地，所述距离检测器为光电传感器。相应地在燃烧器壳体上设置有检测标记，例如凹槽或者凸起用于识别直线位移的不同而校对校准件和样件测试位置。

可选地，还包括通信组件，所述通信组件与控制器连接，所述通信组件与后台服务器或移动终端连接。为便于接收观察火焰的参数，准确获知校对以及测试样件时候燃烧器的火焰参数，通过通信组件将控制器处理后的燃烧器的火焰参数传输至后台服务器或移动终端，以达到更好的监控效果。

可选地，所述校准件包括热流测试元件和温度测试元件。具体地可根据应用场景采用现有技术中的热流计和热电偶，在此不作赘述。

可选地，所述支架上设有用于调节所述支架高度的升降装置。升降装置可采用现有技术中的液压推动组件或滚珠丝杠螺母副结构，在此不作赘述。

可选地，还包括用于将所述运动组件和所述燃烧器分离的挡火板。为避免燃烧器高温条件对运动组件造成影响，利用挡火板将运动组件和燃烧器，可达到更好的保护运动组件的效果，延长其使用寿命。

如上所述，本实用新型至少具有如下有益效果：

1.本实用新型可利用更准确的火焰参数测试样件，校准火焰参数后直接利用直线运动组件将样件固定部上的样件沿预设直线路径移动至设定位置进行样件测试，可有效避免测试过程中燃烧器重复启动后火焰参数存在误差，进而对测试数据造成影响，可显著提高样件测试效率及准确率。

2.本实用新型设置有检测校准件以及样件与燃烧器之间的距离的距离检测器，可精确控制校准件与样件的测试位置，避免人工校对校准件和样件的停放测试位置，可有效减轻工作人员的劳动强度，更有效的提高工作效率；并可有效避免在校准火焰参数及测试样件过程中，反复装卸校准件和样件存在容易烫伤实验员的隐患。

3.本实用新型整个过程采用无人化设置，可将测试操作与控制操作隔离，可避免操作过程中航空材料燃烧产生的气体危害实验员身心健康，并通过通信组件将控制器处理后的燃烧器的火焰参数传输至后台服务器或移动终端，可达到更好的监控效果。

4.本实用新型校对火焰参数与测试样件未重复启动燃烧器，单次实验燃油可有效完全燃烧，使用过程更加节能环保。

附图说明

图1是根据本实用新型一种用于航空材料耐火性能测试的自动化装置的主视图；

图2是根据本实用新型一种用于航空材料耐火性能测试的自动化装置的侧视图；

图3是根据本实用新型一种用于航空材料耐火性能测试的自动化装置的模块连接示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：10-支架、101-升降装置；102-固定板、21-样件固定部、22-校准件固定部、221-热电偶固定部、222-热流计固定部、30-直线运动组件、301-滑轨、302-滑动支座、303-电机、40-挡火板、50-燃烧器、60-校准件、70-距离检测器、80-控制器、90-通信组件。

实施列1

实施例基本如图1至图2所示：本实施例提供一种用于航空材料耐火性能测试的自动化装置，测试样件为板状体，具体为民用飞机的货仓天花板或侧壁衬板等；该装置包括支架10、燃烧器50和设于支架10上的运动组件，还包括用于固定待测样件的样件固定部21以及校准件60，样件固定部21和校准件60均与运动组件固定连接，运动组件用于带动样件固定部21和校准件60沿预设路径移动，以经过燃烧器50的测试区域。

相应的样件固定部21可以为夹板，可以将样件的一侧夹住进而固定样件，也可以为设有螺纹孔的固定座，通过将螺栓穿过样件旋入螺纹孔中进而将样件固定于固定座，并将固定座螺纹连接在运动组件上；也可以通过粘接、卡接等方式将样件固定于样件固定部21；现有技术中也披露了相应的样件固定部21，并非本公开的改进点，故在此不做赘述，只要保证样件能按照测试要求使得被测试的部分暴露于燃烧器50的测试区域即可；燃烧器50的测试区域也即燃烧器50的火焰的特定部位，例如火焰的外焰区域。

校准件60用于获取燃烧器50的火焰的参数，进而辅助校准燃烧器50的火焰；可选地，校准件60包括热流测试元件和温度测试元件；热流测试元件用于获取上述火焰的热流参数，可以为热流计，温度测试元件用于获取上述火焰的温度参数，可以为热电偶或温度传感器。通过调节燃烧器50的火焰，使得燃烧器50的热流、温度等参数满足测试要求；而热流测试元件及温度测试元件在火焰中的冷却为现有技术，并非本公开的改进点，在此不作赘述。

运动组件包括直线运动组件30，用于带动样件固定部21和校准件60沿预设直线路径移动；为将校准件60固定于直线运动组件30，可以在直线运动组件30上设置校准件固定部22，同样可以通过粘接、卡接、螺接等方式将校准件60固定于校准件固定部22，例如热流计应当安装在固定尺寸的绝缘板上，而绝缘板通过角钢架连接在实验支架10上，故关于校准件固定部22如何固定校准件60的具体细节属于现有技术，且并非本公开的改进点，故在此不做赘述；可选地，在侧壁衬板垂直燃烧试验中，应加入垫片调节安装位置以保证热流计表面与燃烧器50锥形筒出口表面平行。

样件固定部21也固定安装在直线运动组件30上；如图1所示，校准件固定部22包括热流计固定部222和热电偶固定部221，具体地，样件固定部21、热流计固定部222和热电偶固定部221从左至右依次排布安装在直线运动组件30上。

还包括用于调节支架10高度的升降装置101，升降装置101可以为气缸、齿轮齿条或滚珠丝杠螺母副结构等具有直线移动功能的组件，其具体结构为现有技术，且并非本公开的改进点，故在此对其不做赘述。进而也可在燃烧器50底座上设置升降装置101，主要目的用于调节支架10上样件与燃烧器50锥形筒口的相对高度，同时也适用于不同样件的测试标准。

实施例中的用电设备均与电源模块连接，电源模块可以直接采用现有技术，说明书中将不进行详细说明。

本实施例的具体实施方式为：将燃烧器50固定在支架10前方，将样件固定于样件固定部21，将热流计固定在热流计固定部222，将热电偶固定在热电偶固定部221，再将上述样件固定部21和校准件固定部22连接于运动组件，运动组件带动样件固定部21和校准件60沿预设路径移动，以使得校准件60和样件固定部21能够经过位于预设路径的燃烧器50的测试区域，校准件60先经过该测试区域时，可以对燃烧器50的火焰进行校准，校准好之后，无需关闭燃烧器50，通过运动组件再移动样件固定部21上的样件于测试区域，进而对样件进行耐火测试，减小了燃烧器50火焰的参数发生改变的可能性，提高了测试结果的准确度。

实施例2

实施例2与实施例1基本相同，其不同之处在于：请参考图1至图2所示，直线运动组件30包括设置于支架10上的滑轨301、电机303、与电机303输出轴连接的丝杆机构以及与滑轨301滑动连接的滑动支座302，样件固定部21和校准件固定部22设置于滑动支座302上方；丝杆机构固定在支架10上并与滑动支座302螺纹连接，用于在带动所述滑动支座302沿所述滑轨301滑动；利用丝杆机构作为直线传动组件，将旋转运动转化为直线运动，具有传动效率高且定位准确等优点，本技术方案中校准件60是用来校正燃烧器50与样件间的距离，故采用直线运动组件30，尤其是采用丝杆机构，具有传动稳定、直线运动精度高特定，取代人工在测试过程中装卸校准件60和样件，可自动化地进行检测实验。

其中，丝杆机构包括丝杆轴和与丝杆轴匹配的丝杆螺母，丝杆螺母套设于丝杆轴上，丝杆轴相对于丝杆螺母转动时，丝杆螺母沿丝杆轴长度方向移动，改变丝杆轴旋转方向，可以改变丝杆螺母移动方向，丝杆轴与电机303的输出轴连接进而在电机303带动下转动，丝杆螺母与滑动支座302连接，进而在丝杆螺母移动时带动滑动支座302移动。滑轨301共有两个，分别位于丝杆轴两侧，滑轨301顶部形成为圆弧状，滑动支座302底部形成有两个凸起，每个凸起分别与该圆弧状的滑轨301顶部匹配，架设于滑轨301上方。滑动支座302顶部可以为平面，样件固定部21和校准件固定部22可以通过螺接、粘接、卡接等方式设置于滑动支座302顶部。

为便于对样件做垂直燃烧试验，滑动支座302上通过螺栓安装有固定板102，样件固定部21和校准件固定部22设置于固定板102上，以使校准件60和样件经过位于预设路径的燃烧器50的测试区域时，燃烧器50分别位于所述校准件60以及所述样件的正下方。

本实施例的具体实施方式为：将燃烧器50固定在支架10前方，将样件固定于样件固定部21，再将该样件固定部21和校准件固定部22连接于运动组件，通过电机303驱动丝杆轴转动进而带动丝杆螺母以及与丝杆螺母连接的滑动支座302沿滑轨301移动，从而带动样件固定部21和校准件60沿预设路径移动，以使得校准件60和样件固定部21能够经过位于所述预设路径的燃烧器50的测试区域，校准件60先经过该测试区域时，可以对燃烧器50的火焰进行校准，校准好之后，无需关闭燃烧器50，通过运动组件再移动样件固定部21上的样件于测试区域，进而对样件进行耐火测试，减小了燃烧器50火焰的参数发生改变的可能性，提高了测试结果的准确度；无需对样件和校准件60重复安装和拆卸过程，简化了操作步骤，避免了校准件60未完全冷却的情况下为安装样件而拆卸校准件60导致的操作人员被烫伤的情况出现；校对火焰参数与测试样件过程中未重复启动燃烧器50，单次实验燃油可有效完全燃烧，使用过程更加节能环保。

实施例3

实施例3与实施例2基本相同，其不同之处在于：请参考图1至图3所示，为了更加精确控制校准件60与样件的测试位置，还包括控制器80和分别用于校对校准件60和样件停放位置的距离检测器70；控制器80分别与距离检测器70、燃烧器50和所述直线运动组件30连接；利用距离检测器70检测校准件60以及样件与燃烧器50之间的距离，在直线运动组件30移动至预设距离时，利用控制器80控制直线运动组件30停止移动，以使得校准件60和样件均能够准确停放于燃烧器50的测试区域，进而通过控制器80启动燃烧器50进行测试；可达到无人化校对校准件60和样件的停放测试位置，可有效减轻工作人员的劳动强度，更有效的提高工作效率；更重要的是，整个过程采用无人化设置，可将测试操作与控制操作隔离，可避免现有技术中航空材料燃烧产生的气体危害实验员身心健康，也可避免校对过程中实验员反复装卸校准件60和样件存在烫伤隐患的问题。

具体地，距离检测器70可为光电传感器、红外位移传感器等，相应地在燃烧器50上设置有检测标记；利用热电偶固定部221上的距离检测器70与检测标记对应配合，当检测到热电偶固定部221上的热电偶位于燃烧器50上方时，控制器80控制该直线运动组件30停止运动，进而使得热电偶位于燃烧器50的测试区域；同理可得，待燃烧器50的火焰的温度校准好之后，通过控制器80控制直线运动组件30继续运动，当直线运动组件30运动至第二预设距离，利用热流计固定部222上的距离检测器70与检测标记对应配合，当检测到热流计固定部222上的热流计位于燃烧器50上方时，控制器80控制该直线运动组件30停止运动，进而使得热流计位于燃烧器50的测试区域；最后，待燃烧器50的火焰的热流校准好之后，控制直线运动组件30继续运动，当检测到样件固定部21上的样件位于燃烧器50上方时，控制器80控制该直线运动组件30停止运动，控制器80控制该直线运动组件30停止运动，进而使得待测试的样件位于燃烧器50的测试区域以对样件进行耐火性能的测试。如此可以更加精确的对样件和校准件60进行定位。

实施例4

实施例4与实施例3基本相同，其不同之处在于：请参考图1至图3所示，为便于接收观察火焰的参数，本实施例还包括通信组件90，通信组件90与控制器80连接，通信组件90与后台服务器或移动终端连接，以使控制器80将所述校准件60获取的所述燃烧器50的火焰的参数通过所述通信组件90发送至后台服务器或移动终端，可准确获知校对以及测试样件时候燃烧器50的火焰参数，通过通信组件90将控制器80处理后的燃烧器50的火焰参数传输至后台服务器或移动终端，以达到更好的监控效果。

通信组件90可以用于该用于航空材料耐火性能测试的自动化装置与后台服务器或终端之间进行无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near FieldCommunication，简称NFC)，2G、3G或4G，或它们中的一种或几种的组合，因此相应的该通信组件90可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块。如此，工作人员可以在远距离对该装置进行操作，进而避免燃烧器50产生的高温和样件燃烧产生的有害气体对工作人员的身体造成损害。

实施例5

实施例5与实施例4基本相同，其不同之处在于：如图2所示，还包括用于将所述运动组件和所述燃烧器50分离的挡火板40，挡火板40设置于运动组件一侧，用于将运动组件和燃烧器50分离；挡火板40的长度方向沿竖直方向设置，且挡火板40底端低于固定板102，挡火板40顶部通过螺栓固定安装在样件固定部21以及校准件固定部22的底部，进而可以使得运动组件和燃烧器50分布于挡火板40两侧，以将两者分隔开来，避免燃烧器50产生的火焰对运动组件及运动组件上的校准件60等造成损坏。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.用于航空材料耐火性能测试的自动化装置，包括支架、燃烧器和设于支架上的运动组件，其特征在于：还包括用于固定待测样件的样件固定部以及校准件，所述样件固定部和所述校准件均与所述运动组件固定连接，还包括控制器和分别用于校对所述校准件和所述样件测试位置的距离检测器；所述控制器分别与所述距离检测器、燃烧器、校准件和所述运动组件连接；所述运动组件用于带动所述样件固定部和所述校准件沿预设路径移动，以经过所述燃烧器的测试区域。

2.根据权利要求1所述的用于航空材料耐火性能测试的自动化装置，其特征在于：所述运动组件为用于带动所述样件固定部和所述校准件沿预设直线路径移动的直线运动组件。

3.根据权利要求2所述的用于航空材料耐火性能测试的自动化装置，其特征在于：所述直线运动组件上设置有用于固定待测样件的样件固定部和用于固定校准件的校准件固定部。

4.根据权利要求3所述的用于航空材料耐火性能测试的自动化装置，其特征在于：所述直线运动组件包括设置于所述支架上的滑轨、电机、与电机输出轴连接的丝杆机构以及与所述滑轨滑动连接的滑动支座，所述样件固定部和所述校准件固定部设置于所述滑动支座上方；所述丝杆机构固定在所述支架上并与所述滑动支座螺纹连接，用于在带动所述滑动支座沿所述滑轨滑动。

5.根据权利要求4所述的用于航空材料耐火性能测试的自动化装置，其特征在于：所述滑动支座上设置有固定板，所述样件固定部和所述校准件固定部设置于所述固定板上，以使所述校准件和所述样件经过位于所述预设路径的所述燃烧器的测试区域时，所述燃烧器分别位于所述校准件以及所述样件的正下方。

6.根据权利要求1所述的用于航空材料耐火性能测试的自动化装置，其特征在于：所述距离检测器为光电传感器。

7.根据权利要求1所述的用于航空材料耐火性能测试的自动化装置，其特征在于：还包括通信组件，所述通信组件与控制器连接，所述通信组件与后台服务器或移动终端连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的用于航空材料耐火性能测试的自动化装置，其特征在于：所述校准件包括热流测试元件和温度测试元件。

9.根据权利要求1所述的用于航空材料耐火性能测试的自动化装置，其特征在于：所述支架上设有用于调节所述支架高度的升降装置。

10.根据权利要求8所述的用于航空材料耐火性能测试的自动化装置，其特征在于：还包括用于将所述运动组件和所述燃烧器分离的挡火板。