一种消防员用头盔阻燃性能自动试验装置及使用方法
阅读说明：本技术 一种消防员用头盔阻燃性能自动试验装置及使用方法 (Automatic testing device for flame retardant property of helmet for firefighter and using method ) 是由 孙玉泉 鞠彬彬 万修芹 周杨 孙洋 于 2021-09-24 设计创作，主要内容包括：本发明一种消防防护头盔阻燃性能自动试验装置及使用方法,包括第一旋转电机,所述第一旋转电机连接有角度传感器,所述角度传感器连接有竖直支撑杆,所述竖直支撑杆顶端连接有用于支撑消防防护头盔的头模,在头模的其中一侧设置有燃烧器喷口,所述燃烧器喷口连接有空间移动装置,所述燃烧器喷口还连接有可旋转监控摄像头,所述第一旋转电机、角度传感器、空间移动装置和可旋转监控摄像头均通过电信号与PLC显示控制器通讯连接。该装置检测头盔阻燃性能时可以防止火焰抖动、确保火焰的内焰尖接触试样并保持距离稳定,实现计时、观察、判定自动化,改善检测人员所处环境、消除人为干扰因素、提高试验检测质量和效率。(The invention discloses an automatic testing device for flame retardant property of a fire protection helmet and a using method thereof. The device can prevent flame shake, ensure that the inner flame point of flame contacts the sample and keeps the distance stable when detecting helmet flame retardant property, realize timing, observation, judge automation, improve the environment that testing personnel are located, eliminate the jamming factor, improve test detection quality and efficiency.)
技术领域
本发明属于消防产品检测设备及方法技术领域，特别涉及一种消防防护头盔阻燃性能自动试验装置及使用方法。
背景技术
现对消防员用头盔阻燃性能试验是人工操作进行的，头盔试样放在标准头模上，试验人员手持本生灯，将喷口甲烷气体火焰长度调节到25～38mm之间，其内火焰尖与头盔外壳外沿的正前方、正后方及两侧接触，各处接触15s后，将火焰离开，帽壳火焰应在5s内自熄，不应有熔融、滴落现象，反光标志带、下颚带的损毁长度不应大于100mm，续燃时间不应大于2s, 不应有熔融、滴落现象。由于是人工手持本生灯操作很容易造成火焰抖动，也很难保证内火焰尖与头盔外壳外沿之间的距离准确，由于外焰和内焰部分都不如内焰尖的温度稳定和温度高，同时在数秒内观察判断头盔正前方、正后方及两侧的燃烧变化情况并计时等，十分紧张忙碌，会造成试验操作和判定差错，试验检测质量和效率不高，检验人员所处环境也恶劣。
发明内容
为消除如上所述缺陷，提供一种消防防护头盔阻燃性能自动试验装置及使用方法，来防止火焰抖动、确保火焰的内焰尖接触试样并保持距离稳定，实现计时、观察、判定自动化，改善检测人员所处环境、消除人为干扰因素、提高试验检测质量和效率。
为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
一种消防防护头盔阻燃性能自动试验装置，包括第一旋转电机，所述第一旋转电机连接有角度传感器，所述角度传感器连接有竖直支撑杆，所述竖直支撑杆顶端连接有用于支撑消防防护头盔的头模，在头模的其中一侧设置有燃烧器喷口，所述燃烧器喷口连接有空间移动装置，所述燃烧器喷口还连接有可旋转监控摄像头，所述第一旋转电机、角度传感器、空间移动装置和可旋转监控摄像头均通过电信号与PLC显示控制器通讯连接。
优选的，所述空间移动装置包括第二旋转电机，所述第二旋转电机上方连接有水平移动电动缸，所述水平移动电动缸连接有竖直移动电动缸，所述竖直移动电动缸连接有燃气输送管，所述燃气输送管的末端连接燃烧器喷口。
优选的，所述燃烧器喷口设有电控打火针。
优选的，所述燃气输送管连接有直角架，所述直角架与可旋转监控摄像头连接，在可旋转监控摄像头的顶端装有瞬时动态3D测量仪，可旋转监控摄像头和瞬时动态3D测量仪用于监控和测量燃烧器的火焰和被燃烧点位的变化情况及损毁长度。
优选的，所述燃烧器喷口下方在燃气输送管外部套装有托盘。
优选的，所述燃气输送管远离燃烧喷口的一端连接有调节阀组。
优选的，所述调节阀组包括相互串联的电控压力调节阀和电控开关阀，电控开关阀输入端通过燃气软管与甲烷储存罐连接。
优选的，所述瞬时动态3D测量仪和调节阀组均与PLC显示控制器通讯连接，对PLC控制显示器输入试验控制程序和图像分析软件。
空间移动装置中的第二旋转电机工作可使燃烧器转动、水平移动电动缸工作可使燃烧器水平移动、竖直移动电动缸可使燃烧器竖直移动，当燃烧器的火焰点燃后，空间移动装置可将燃烧器准确移至所燃烧点位并使燃烧火焰的内火焰尖接触燃烧点位，15s后燃烧器迅速离开，而可旋转监控摄像头和微型瞬时动态3D测量仪却跟踪着被燃烧的点位变化情况，第一旋转电机转动设定角度后空间移动装置再次移至新的燃烧监测点。
本发明还公开一种上述实验装置的使用方法，步骤如下：
1)将头盔试样佩戴在标准头模上并系好下颚带反光标准带，打开甲烷储存罐的开关阀，按动PLC显示控制器的试验启动按钮，各电控部件进入工作状态；
2)可旋转监控摄像头将头盔试样外壳外沿的影像数据实时传送至PLC显示控制器，PLC显示控制器依据编程经图像分析确定试样外壳外沿的燃烧位置；
3)PLC显示控制器控制电控打火针打火工作、控制电控压力调节阀组导通，燃烧器喷口点燃火焰；
4)当PLC显示控制器发现可旋转监控摄像头监控的燃烧器喷口火焰高度影像达到编程规定范围并稳定，则PLC显示控制器控制空间移动装置工作，使该燃烧器喷口火焰的内焰尖移至对应的试样欲燃烧的部位；
5)PLC显示控制器对该部位的燃烧计时15s后控制空间移动装置反向工作，同时控制电控压力调节阀组关闭；
6)在当该燃烧器喷口火焰的内焰尖移到试样待燃烧的部位时，可旋转监控摄像头依据编程将由跟踪监控该燃烧器喷口火焰情况转为跟踪监控试样该燃烧部位情况，该部位燃烧15s和该燃烧器喷口离开该部位过程中可旋转监控摄像头始终跟踪监控该燃烧部位变化情况，并将实时影像传送至PLC显示控制器，PLC显示控制器根据该监控摄像头传送的影像和瞬时动态3D测量仪的测量结果、依据编程进行分析判定并作出该部位阻燃试验结论；
7)PLC 显示控制器控制第一电机旋转设定角度，并根据角度传感器判断旋转是否到位；
8)重复步骤2至步骤6，对头盔试样其余部位进行燃烧测试；
9)试验完毕PLC显示控制器关闭相关电控部件并发出影音提示。
PLC显示控制器根据试样外壳外沿的阻燃试验情况作出如下判定结论：
1）火源离开后，帽壳火焰5s内是否自熄、是否有熔融和滴落现象；
2）反光标志带或下颚带的损毁是否超过100mm，其续燃时间是否超过2s。
本发明的有益效果
该装置及使用方法最大限度减少了人为干扰因素，改善了检测环境、解决了内火焰尖与燃烧部位距离不稳定，实现计时、观察、判定自动化，提高了检测质量和效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明电路结构原理图；
图中，1、第一旋转电机，2、角度传感器，3、工作台，4、竖直支撑杆，5、头模，6、头盔试样，7、内火焰尖，8、燃烧器喷口，9、可旋转监控摄像头，10、直角架，11、托盘，12、固定卡，13、燃气输送管，14、PLC显示控制器，15、管托，16、垂直法兰盘，17、垂直移动电动缸，18、水平法兰盘，19、水平移动电动缸，20、第二旋转电机，21、电控压力调节阀，22、甲烷储存罐，23、下颚带反光标准带。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“左”、“右”指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明公开一种如图1所示的消防防护头盔阻燃性能自动试验装置，支撑杆4的顶端固定有标准头模5，在标准头模5上佩戴消防员用阻燃性能头盔试样6。支撑杆4下端连接角度传感器2，角度传感器下方与第一旋转电机1连接。支撑杆通过轴承与支架转动连接，在第一旋转电机的带动下支撑杆可带动头模试样沿支撑杆轴线在支架内平稳转动，并通过角度传感器的配合实现任意设定角度的转动。
在第一旋转电机侧面安装第二旋转电机20，第二旋转电机的顶部固定法兰盘，在法兰盘上装固定卡，在固定卡内装水平移动电动缸19，水平移动电动缸伸缩端的端部固定有水平法兰盘18，水平法兰盘上装有固定卡，固定卡内装有竖直移动电动缸17，水平移动电动缸和竖直移动电动缸均各自连接有伺服电机，伺服电机向电动缸提供动力源。在竖直移动电动缸伸缩端的顶端固定有垂直法兰盘16，在垂直法兰盘16上装有管托15，管托15上焊有水平金属短管，水平金属短管内通过螺栓固定装有燃气输送直角铜管13的水平直角边，燃气输送直角铜管13的垂直直角边穿过工作台台面靠近消防员用头盔阻燃性能试样。燃气输送直角铜管的垂直直角边穿过工作台台面以上的部分固定有固定卡，在固定卡的径向即远离试样27的一边焊有直角架10，在直角架10的上直角边顶端装有可旋转监控摄像头9，可旋转摄像头顶部设有瞬时动态3D测量仪，该瞬时动态3D测量仪用于测量下颚带反光标志带燃烧后的尺寸。燃气输送直角铜管外部套装有托盘11，托盘可接试样燃烧时掉落的熔滴物。托盘上方为燃烧器喷口8，燃烧器喷口的燃气通径为13mm，在燃烧器喷口上装有电打火针。
当第二旋转电机20轻微转动一定角度则使燃气输送直角铜管13的垂直直角边以第二旋转电机20为圆心转动一定弧长燃烧器喷口8转动的目的是确定消防员用头盔阻燃性能试样27外壳外沿的最边缘位置、水平移动电动缸工作伸缩端伸长或缩短使燃气输送直角铜管的垂直直角边水平移动使燃烧器喷口8接近或远离消防员用头盔阻燃性能试样、当竖直移动电动缸上下移动使燃气输送直角铜管13的垂直直角边带动烧器喷口8距消防员用头盔阻燃性能试样外壳外沿上下移动，由此可使某燃烧器喷口的燃烧火焰的内火焰尖7移至消防员用头盔阻燃性能试样外壳外沿的准确位置并静止停留15s后燃烧器喷口8迅速离开所燃烧的位置，而各燃烧器喷口24上连接的可旋转监控摄像头始终跟踪监视着该连接的燃烧器喷口和被燃烧的试样相应部位的变化情况。
燃气输送直角铜管的燃气入口接专用燃气软管，专用燃气软管的另一端接电控压力调节阀组，电控压力调节阀组包括一个电控压力调节阀和一个电控开关阀串联连接，电控压力调节阀和个电控开关阀的输入端通过燃气软管接甲烷储存罐22。旋转监控摄像头、瞬时动态3D测量仪、电打火针、旋转电机、电动缸、电控压力调节阀组的电控导线均与显示PLC显示控制器连接，对PLC控制器30输入试验控制程序和图像分析软件。
使用方法：将消防员用头盔阻燃性能试样佩戴在标准头模上并系好下颚带反光标准带，打开甲烷储存罐上自带的开关阀，按动PLC显示控制器中的试验启动按钮，各电控部件进入工作状态。可旋转监控摄像头将消防员用头盔阻燃性能试样外壳外沿的影像数据实时传送至PLC显示控制器，PLC控制器依据编程经图像分析确定试样外壳外沿的燃烧位置，PLC显示控制器控制电打火针打火工作、控制电控压力调节阀组中的电控开关阀导通、电控压力调节阀工作电控压力调节阀处于编程设定值，燃烧器喷口点燃火焰，PLC显示控制器发现可旋转监控摄像头所对应监控的燃烧器喷口火焰高度影像达到编程规定范围并稳定，则控制第二旋转电机、水平移动电动缸、竖直移动电动缸工作，使该燃烧器喷口火焰的内焰尖移至对应的试样欲燃烧的部位、PLC显示控制器对该部位的燃烧计时15s后PLC显示控制器控制第二旋转电机、水平移动电动缸、竖直移动电动缸反向工作，同时PLC显示控制器控制电控压力调节阀组中连接该路燃烧器喷口的电控开关阀关闭，该燃烧器喷口所对应的可旋转监控摄像头，在当该燃烧器喷口火焰的内焰尖移到试样待燃烧的部位时，该可旋转监控摄像头依据编程将由跟踪监控该燃烧器喷口火焰情况转为跟踪监控试样该燃烧部位情况，该部位燃烧15s和该燃烧器喷口离开该部位过程中可旋转监控摄像头始终跟踪监控该燃烧部位变化情况，并将实时影像传送至PLC控制器30，PLC控制器30根据该监控摄像头21传送的影像和瞬时动态3D测量仪37测量结果、依据编程进行分析判定并作出该部位阻燃试验结论。
PLC 显示控制器控制第一电机旋转设定角度，并根据角度传感器判断旋转是否到位；PLC 显示控制器控制燃烧器喷口24火焰的内火焰尖移至试样所对应燃烧部位到停留15s后离开，PLC控制器根据试样外壳外沿的阻燃试验情况作出：
1）火源离开后，帽壳火焰5s内是否自熄、是否有熔融和滴落现象，
2）反光标志带或下颚带的损毁是否超过100mm其续燃时间是否超过2s的判定结论。试验完毕PLC控制器30关闭相关电控部件并发出影音提示。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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