Пути повышения оперативности контроля пожарной опасности объектов Текст научной статьи по специальности «Физика»

граммного обеспечения. Измерительная система измеряет и регистрирует температуру и скорость изменения температуры воздуха. Измерительная информация передается в ПК с последующей обработкой и записью в базу данных.

Рис. 1. Схема лабораторного помещения с размещенными в нем датчиками: 1 - модельный очаг возгорания; 2 - температурные датчики

Рис. 2. Модельный очаг возгорания

Таблица 1

Координаты расположения температурных датчиков

Номер датчика Х, м ^ м

1 1 0,5

2 1 1,5

3 1 2,5

4 2 0,5

5 2 1,5

6 2 2,5

7 4 0,5

8 4 1,5

9 4 2,5

Предложенный вариант измерительной системы обеспечивает высокую точность измерения температуры и может применяться для исследования быс-тропротекающих процессов.

Для измерения температуры использовались малоинерциальные термопары К-типа хромель (Сг-№)- алюмель (№- А1). Максимальная погрешность измерений в диапазоне 1>100°С составляет 10С или 0,75 %.

Алгоритм измерения температуры состоит из следующих шагов:

— измерение температуры холодного спая;

— преобразование этой температуры в эквивалентное напряжение на выводах холодного спая термопары;

— суммирование этого напряжения с измеренным напряжением на выводах термопары;

— преобразование полученного напряжения в температуру, используя гра-дуировочную таблицу термопары или линеаризующее уравнение.

Зависимость напряжения на выходе термопары от температуры является нелинейной. Поэтому для нахождения температуры по измеренному значению напряжения необходимо использовалась аналитическая аппроксимация в виде полинома.

Основная проблема построения измерительной схемы на базе термопары связана с ее низким выходным напряжением, так как помехи промышленной частоты и радиопомехи, наведенные на элементах измерительной цепи, намного превышают это значение. Поэтому очень важно хорошо экранировать провода, идущие от термопары к системе сбора данных. Термопара должна быть подключена витой парой проводов, помещенных в общий экран.

Для подтверждения разработанной математической модели процессов распространения дымовых газов в помещении была проведена серия экспериментов. Исследовалась динамика температур в сечении помещения с устройством, моделирующим распространение теплых дымовых газов от очага возгорания. Результаты экспериментов приведены на рис. 3 - 6.

и 30

18 -I-—-I-1-1-

0 30 60 90 120

время, с

Рис. 3. Сравнение результатов температур в первой точке помещения и экспериментальных данных:_- расчет;.....— эксперимент

В выполненной работе представлены результаты сравнения расчетного и экспериментального распределения температур в помещении в различные мо-

менты времени. Сравнение расчетных и экспериментальных результатов позволяет сделать вывод о том, что, несмотря на некоторое расхождение формы изолиний концентраций, вызванное ограниченным количеством датчиков в зонах высоких градиентов температур, экспериментальные результаты с хорошей точностью согласуются с расчетными.

« 30

о.

и_ 28

18--г--

О 30 60 90 120

время, с

Рис. 4. Сравнение результатов расчетов температур во второй точке помещения и экспериментальных данных:_- расчет;.....— эксперимент

и 30

9

3.

. 28

18 -I-1-{-—4-—-1

О 30 60 90 120

время, с

Рис. 5. Сравнение результатов расчетов температур в третьей точке помещения и экспериментальных данных:_- расчет;.....— эксперимент

и 30

ч

ге О.

18 - ----

0 30 60 90 120

время, с

Рис. 6. Сравнение результатов расчетов температур в четвертой точке помещения и экспериментальных данных:_- расчет;.....— эксперимент