(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210728876.2 (22)申请日 2022.06.24 (71)申请人 中国科学技术大学 地址 230022 安徽省合肥市包河区金寨路 96号 (72)发明人 张和平　袁昌宇　陆松　马伟通　 刘邵南　 (74)专利代理 机构 合肥市泽信专利代理事务所 (普通合伙) 3414 4 专利代理师 方荣肖 (51)Int.Cl. G01M 99/00(2011.01) G01G 19/52(2006.01) G01D 21/02(2006.01) G06V 10/14(2022.01) (54)发明名称 一种气体灭火剂喷射流动特性的分析系统 及其方法 (57)摘要 本发明涉及一种气体灭火剂喷射流动特性 的分析系统及其方法， 该分析系统包括： 灭火瓶、 输送管路、 观察室、 图像获取模块以及数据处理 器。 灭火瓶用于装填两相流体系。 输送管路用于 模拟设计出的不同类型管道的输送状态。 输送管 路与灭火瓶的出口连通。 观察室安装在输送管路 上的任意节点。 观察室的内部开设有样本腔。 观 察室包括观 察窗。 观测窗用于观测样本腔内部的 流体扩散状态。 数据处理器用于获取采集到的状 态数据， 并根据节点信息和样 本属性对采集到的 所有状态数据进行分类整理。 该分析系统能够对 两相流体系的灭火剂在灭火系统管路中的流动 特性作出分析， 从而为优化灭火系统管路设计提 供数据支撑， 进而提高发动机舱等应用场景的灭 火效率。 权利要求书3页 说明书10页 附图10页 CN 115060520 A 2022.09.16 CN 115060520 A 1.一种气体灭火剂喷射流动特性的分析系统， 其特征在于， 其用于分析在特定管道输 送条件下， 管路上喷射出的两相流体系的温度、 压力或流动状态， 与灭火器内的两相流体系 的样本属性间的关联关系； 所述分析系统包括： 灭火瓶(1)， 其用于装填所述灭火剂及所述惰性气体， 由此构成样本属性可调的所述两 相流体系； 输送管路(2)， 其用于模拟设计出的不同类型管道的输送状态； 输送管路(2)与灭火瓶 (1)的出口连通； 至少一个观察室(3)， 其安装在输送管路(2)上的任意节点； 观察室(3)的内部开设有前 后贯穿的样本腔(31)； 所述样本腔(31)的两端分别与输送管路(2)的上下游连通； 观察室 (3)包括至少两侧相对设置的观察窗(32)； 观测窗用于观测所述样本腔(31)内部的流体扩 散状态； 图像获取模块， 其用于 透过观察室(3)采集输送管路(2)上任意节点处的图像； 温度获取模块， 其用于采集输送管路(2)上任意节点处的所述两相流体系的温度数据； 压力获取模块， 其用于采集输送管路(2)上任意节点处的所述两相流体系的压力数据； 以及 数据处理器， 其用于获取所述图像获取模块、 所述温度获取模块、 所述压力获取模块采 集到的状态数据， 并根据节点信息和样本属性对 采集到的所有状态数据进行分类整理。 2.根据权利要求1所述的气体灭火剂喷射流动特性的分析系统， 其特征在于， 灭火瓶 (1)内的所述两相流体系的样本属性包括 灭火剂及惰性气体的种类、 质量， 以及二者填充到 灭火瓶(1)内部时的压力。 3.根据权利要求1所述的气体灭火剂喷射流动特性的分析系统， 其特征在于， 所述特定 管道的形状采用直线型、 曲线型、 折弯型、 分叉 型、 网格状中的任意 一种。 4.根据权利要求1所述的气体灭火剂喷射流动特性的分析系统， 其特征在于， 所述图像 获取模块包括至少一台 高速摄像机(41)； 高速摄 像机(41)布置 于输送管路(2)的一侧； 其中， 当观测点位于输送管路(2)中段 时， 将高速摄像机(41)布置在观察室(3)的一侧， 高速摄像机(41)通过观 察室(3)的观 察窗(32)拍摄对应样 本腔(31)内的所述两相流体系的 扩散状态图像； 当观测点位于输送管路(2)末端时， 将高速摄像机(41)布置在输送管路(2) 末端的延长线的一侧， 并将高速摄 像机(41)的取 景方向正对所述延长线的起始段。 5.根据权利要求1所述的气体灭火剂喷射流动特性的分析系统， 其特征在于， 所述图像 获取模块还包括至少一台补光激光器(42)； 当高速摄像机(41)安装在观察室(3)的一侧观 察窗(32)处 时， 将补光激光器(42)安装在所述观 察室(3)的另一侧观察窗(32)处， 并使得补 光激光器(42)发射的激光束穿过对应观察室(3)透射样本腔(31)内的所述两相流体系， 最 终到达所述高速摄 像机(41)的感光元件上； 其中， 所述数据处理器还用于调 节所述高速摄像机(41)和对应的补光激光器(42)运行 参数， 以使得 所述补光激光器(42)与高速摄 像机(41)的频率同步。 6.根据权利要求1所述的气体灭火剂喷射流动特性的分析系统， 其特征在于， 所述温度 获取模块包括分别与输送管路(2)上的各个节点相 对应的多组温度传感器一(51)； 所述压 力获取模块包括分别与多组温度传感器一(51)位置对应的多组压力传感器一(61)； 温度传 感器一(51)与压力传感器一(61)沿着输送管路(2)的延伸方向分布， 且二者对称式安装在权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115060520 A 2输送管路(2)同一节点的两侧。 7.根据权利要求1所述的气体灭火剂喷射流动特性的分析系统， 其特征在于， 所述分析 系统还包括： 填充组件， 其设置在灭火瓶(1)的入口处； 所述填充组件包括： 输入段、 四通接头一 (71)、 三通接头一(731)、 三通接头二(732)以及泄压阀(74)； 所述输入 段用于分别输送所述 气体灭火剂和所述惰性气体进入灭火瓶(1)内； 所述输入段上设置有手动球阀一(721)； 四 通接头一(71)的其中一个接口与 灭火瓶(1)的入口相连通， 另外两个接口分别与三通接头 一(731)以及三通接头二(732)连通； 三通接头一(731)的另外一个接口与所述输入 段连接； 三通接头二(732)的另外一个接口与泄压阀(74)连通； 泄压阀(74)用于泄放灭火瓶(1)内的 多余压力； 以及 样本状态检测组件， 其包括温度传感器二(812)、 压力传感器二(822)以及压力示表 (83)； 温度传感器二(812)用于实时采集灭火瓶(1)的内部温度数据， 且温度传感器二(812) 安装在四通接头一(71)的最后一个接口上； 压力传感器二(822)用于实时采集灭火瓶(1)的 内部压力数据， 且压力传感器二(822)安装在三通接头一(731)的最后一个接口上； 压力示 表(83)用于实时显示灭火瓶(1)的内部压力值， 且压力示表(83)安装在三通接头二(732)的 最后一个接口上。 8.根据权利要求1所述的气体灭火剂喷射流动特性的分析系统， 其特征在于， 所述分析 系统还包括： 手动球阀二(92)， 其设置在灭火瓶(1)的出口与输送管路(2)之间； 手动球阀二(92)的 一端通过直通接头与 灭火瓶(1)的出口连接， 另一端通过直角弯头与输送管路(2)连接； 以 及 气动球阀(10)， 其设置在输送管路(2)上， 且位于观察室(3)的下游。 9.根据权利要求1所述的气体灭火剂喷射流动特性的分析系统， 其特征在于， 所述分析 系统还包括： 称量组件， 其用于在对灭火瓶(1)充剂加压阶段称量灭火瓶(1)； 所述称量组件包括电 子吊秤(11)以及吊绳(12)； 电子吊秤(11)的称量端与吊绳(12)的一端固定连接； 吊绳(12) 的另一端通过吊环与灭火瓶(1)固定连接； 以及 固定支架(13)， 其用于在充剂加压完毕后固定灭火瓶(1)； 固定支架(13)的一端与灭火 瓶(1)的顶部固定连接， 另一端与 灭火瓶(1)的底部固定连接； 固定支架(13)的中部与一个 外界支撑 部可拆卸式连接 。 10.一种气体灭火剂喷射流动特性的分析方法， 其特征在于， 其应用于如权利要求1至9 中任意一项所述的气体灭火剂喷射 流动特性的分析系统； 所述分析 方法包括： S1.初始化所述分析系统的各项参数； 其中， 初始化所述分析系统的各项参数包括如下步骤： S11.选取特定管道作为模拟设计对象； S13.在所述特定管道上确定图像采集 点的节点数量及其 位置； S14.在所述特定管道上确定温度采集 点和压力采集 点的节点数量及其 位置； S4.连通灭火瓶(1)与输送管路(2)， 以使所述两相流体系由灭火瓶(1)向输送管路(2) 喷射， 并同时开始实时采集状态数据： 灭火瓶(1)内的压力 及温度数据， 以及输送管路(2)上权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115060520 A 3