本实用新型涉及一种用于防护技术领域的过滤件防护能力与床层温度关系试验装置及试验方法，该种试验装置可广泛应用防护领域过滤件失效预警，属于防护件性能检测技术领域。
背景技术：
目前，防护领域过滤件防护失效预警技术为一未解决的技术难题。过滤件在使用过程中，无法判断其何时失效，通常是过滤件使用一次之后防护能力仍然足够却不敢继续使用，或者是过滤件防护能力已经丧失却仍在继续使用，给使用人员生命带来了安全隐患。
技术实现要素：
本实用新型的目的是针对上述缺陷提供一种过滤件防护能力与床层温度关系试验装置，该试验装置的用途是通过测定过滤件防护能力与床层温度关系，可以在不检测过滤件出风口试验气体浓度的情况下，判断过滤件的防护能力是否有效以及防护是否失效。
为了实现上述的技术特征，本实用新型的目的是这样实现的：一种过滤件防护能力与床层温度关系试验装置，它包括保温箱，所述保温箱的内部设置有仿真过滤件，所述仿真过滤件内部安装有多个温度传感器，所述温度传感器与多通道温度记录仪相连。
所述仿真过滤件包括仿真过滤件壳体，所述仿真过滤件壳体的两端分别安装有进风口盖板和出风口盖板，所述仿真过滤件壳体的内部上、下两端分被通过支撑台阶支撑安装有多孔板，所述多孔板与仿真过滤件壳体所围成的圆柱空腔内填装有浸渍炭床层，所述浸渍炭床层内部设置温度传感器。
所述进风口盖板的中心部位设置有进风口，所述进风口采用空心外螺纹柱结构；所述进风口盖板通过多个均布的连接螺栓与仿真过滤件壳体顶部端面固定相连，所述进风口盖板和仿真过滤件壳体之间设置有进风口密封垫。
所述出风口盖板的中心部位设置有出风口，所述出风口采用空心外螺纹柱结构；所述出风口盖板通过多个均布的连接螺栓与仿真过滤件壳体底端端面固定相连，所述出风口盖板和仿真过滤件壳体之间设置有出风口密封垫。
位于仿真过滤件壳体内部顶层的多孔板通过进风口压紧圈压装固定，位于仿真过滤件壳体内部底层的多孔板通过出风口压紧圈压装固定；所述进风口压紧圈的顶部端面与进风口密封垫的底部端面相密封；所述出风口压紧圈的底部端面与出风口密封垫的端部端面相密封配合。
所述仿真过滤件壳体整体支撑在底座上，在底座上可调节的安装有传感器支撑，所述传感器支撑上加工用于固定温度传感器的安装孔。
所述温度传感器共有多个，且取温点均设在仿真过滤件壳体内部，其中一支温度传感器安装在进风端靠近上层带金属丝网的多孔板上表面处，另一支温度传感器安装在出风端靠近下层带金属丝网的多孔板下表面处，剩余的温度传感器采用等间距和等层高的布置方式设置在浸渍炭床层的内部；位于同一层的多个温度传感器与仿真过滤件壳体截面圆的竖向中心线呈对称数量布置，位于竖向中心线其中一侧的温度传感器的取温点位于竖向中心线上，位于竖向中心线另一侧及竖向中心线本体上的取温点位于同心圆弧上。
所述温度传感器共有38支，所述温度传感器的取温点均设在仿真过滤件壳体内部，所述温度传感器中的一支安装在进风端靠近上层带金属丝网的多孔板上表面处，所述温度传感器中的一支安装在出风端靠近下层带金属丝网的多孔板下表面处，所述温度传感器中的36支按等间距4层、每层9支安装在浸渍炭床层的内部，所述每层9支温度传感器的取温点均在同一个平面内，每层9支温度传感器的第1～4个取温点在仿真过滤件壳体截面圆的竖向中心线上，每层9支温度传感器的第5个取温点在仿真过滤件壳体截面圆的横向中心线上，每层9支温度传感器的第6～7个取温点与第5个取温点在同心圆弧上。
本实用新型有如下有益效果：
1、在过滤件浸渍炭床层中应用多通道温度在线检测技术，可以全面实时反映浸渍炭床层进行有害气体吸附过程中各点位温度变化信息。
2、采用过滤件出气口浓度检测与温度曲线比对的方式，可以获得过滤件防护失效时对应的浸渍炭床层温度变化的规律，进而可以通过过滤件浸渍炭床层进行气体吸附时床层温度变化的规律来确定过滤件防护能力有效与否。
3、过滤件防护失效预警一直为防护领域亟待解决的难题，本实用新型所述试验方法为该问题的解决提供了一种思路；同时，本实用新型所述试验装置为该种思路的实现提供了一种手段。
4、本实用新型所述试验装置及试验方法可广泛应用于防护领域过滤件失效预警。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型的总图。
图2为本实用新型仿真过滤件剖视图。
图3为本实用新型温度传感器取温点其中一个分层排布图。
图4为本实用新型温度传感器取温点另一个分层排布图。
图中：多通道温度记录仪1、仿真过滤件2、温度传感器3、保温箱4；
进风口2-1、进风口盖板2-2、带金属丝网的多孔板2-3、进风口密封垫2-4、进风口压紧圈2-5、仿真过滤件壳体2-6、出风口压紧圈2-7、底座2-8、出风口密封垫2-9、出风口盖板2-10、出风口2-11、传感器支撑2-12、浸渍炭床层2-13、连接螺栓2-14。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。
实施例1：
如图1-4所示，一种过滤件防护能力与床层温度关系试验装置，它包括保温箱4，所述保温箱4的内部设置有仿真过滤件2，所述仿真过滤件2内部安装有多个温度传感器3，所述温度传感器3与多通道温度记录仪1相连。通过采用上述的试验装置，能够用于过滤件防护失效预警，测定过滤件防护能力与床层温度关系，通过过滤件床层温度变化来判定过滤件防护能力有效与否，为过滤件安全使用提供依据。
进一步的，所述仿真过滤件2包括仿真过滤件壳体2-6，所述仿真过滤件壳体2-6的两端分别安装有进风口盖板2-2和出风口盖板2-10，所述仿真过滤件壳体2-6的内部上、下两端分被通过支撑台阶支撑安装有多孔板2-3，所述多孔板2-3与仿真过滤件壳体2-6所围成的圆柱空腔内填装有浸渍炭床层2-13，所述浸渍炭床层2-13内部设置温度传感器3。通过上述的仿真过滤件2用于模拟过滤防护件，通过在其内部设置多孔板2-3用于对浸渍炭床层2-13进行固定和支撑，通过进风口盖板2-2和出风口盖板2-10使其内部形成密闭的空间，同时保证待过滤气体的通过。
进一步的，所述进风口盖板2-2的中心部位设置有进风口2-1，所述进风口2-1采用空心外螺纹柱结构；所述进风口盖板2-2通过多个均布的连接螺栓2-14与仿真过滤件壳体2-6顶部端面固定相连，所述进风口盖板2-2和仿真过滤件壳体2-6之间设置有进风口密封垫2-4。通过上述的进风口2-1用于连接待测试的气源。
进一步的，所述出风口盖板2-10的中心部位设置有出风口2-11，所述出风口2-11采用空心外螺纹柱结构；所述出风口盖板2-10通过多个均布的连接螺栓2-14与仿真过滤件壳体2-6底端端面固定相连，所述出风口盖板2-10和仿真过滤件壳体2-6之间设置有出风口密封垫2-9。通过出风口2-11用于与气体浓度测试仪相连。
进一步的，位于仿真过滤件壳体2-6内部顶层的多孔板2-3通过进风口压紧圈2-5压装固定，位于仿真过滤件壳体2-6内部底层的多孔板2-3通过出风口压紧圈2-7压装固定；所述进风口压紧圈2-5的顶部端面与进风口密封垫2-4的底部端面相密封；所述出风口压紧圈2-7的底部端面与出风口密封垫2-9的端部端面相密封配合。通过上述的密封结构，保证了仿真过滤件壳体2-6的气密封，进而保证了检测数据的准确性和可靠性。
进一步的，所述仿真过滤件壳体2-6整体支撑在底座2-8上，在底座2-8上可调节的安装有传感器支撑2-12，所述传感器支撑2-12上加工用于固定温度传感器3的安装孔。通过上述的传感器支撑2-12能够对温度传感器3进行有效的支撑。
进一步的，所述温度传感器3共有多个，且取温点均设在仿真过滤件壳体2-6内部，其中一支温度传感器3安装在进风端靠近上层带金属丝网的多孔板2-3上表面处，另一支温度传感器3安装在出风端靠近下层带金属丝网的多孔板2-3下表面处，剩余的温度传感器3采用等间距和等层高的布置方式设置在浸渍炭床层2-13的内部；位于同一层的多个温度传感器3与仿真过滤件壳体2-6截面圆的竖向中心线呈对称数量布置，位于竖向中心线其中一侧的温度传感器3的取温点位于竖向中心线上，位于竖向中心线另一侧及竖向中心线本体上的取温点位于同心圆弧上。通过采用上述的分层布置，而且设置不同的测温点，能够采集和监测不同测温点位置的温度，进而便于形成测温曲线，为后续的防护能力判断提供数据基础。
进一步的，所述温度传感器3共有38支，所述温度传感器3的取温点均设在仿真过滤件壳体2-6内部，所述温度传感器3中的一支安装在进风端靠近上层带金属丝网的多孔板2-3上表面处，所述温度传感器3中的一支安装在出风端靠近下层带金属丝网的多孔板2-3下表面处，所述温度传感器3中的36支按等间距4层、每层9支安装在浸渍炭床层2-13的内部，所述每层9支温度传感器3的取温点均在同一个平面内，每层9支温度传感器3的第1～4个取温点在仿真过滤件壳体2-6截面圆的竖向中心线上，每层9支温度传感器3的第5个取温点在仿真过滤件壳体2-6截面圆的横向中心线上，每层9支温度传感器3的第6～7个取温点与第5个取温点在同心圆弧上。
实施例2：
所述一种过滤件防护能力与床层温度关系试验装置的操作方法它包括以下步骤：
第一步：将中间多层多支温度传感器3分别插入仿真过滤件壳体2-6内，每支温度传感器3与仿真过滤件壳体2-6之间塞好密封垫，并将温度传感器3按照取温点布置要求安装到位；
第二步：将下层带金属丝网的多孔板2-3放入仿真过滤件壳体2-6内，将出风口压紧圈2-7压在带金属丝网的多孔板2-3上，将所述温度传感器3中的一支安装在出风端带金属丝网的多孔板2-3靠近下表面处，用密封垫密封好；
第三步：使用连接螺栓2-14将出风口密封垫2-9、出风口盖板2-10安装固定到仿真过滤件壳体2-6上；
第四步：用量筒量取适量浸渍炭装入仿真过滤件壳体2-6内，摊平，加上压锤在振动台上振动一定时间t，使仿真过滤件2内浸渍炭床层2-13振实后的高度保持在高度a；
第五步：取出压锤，盖上带金属丝网的多孔板2-3，将进风口压紧圈2-5压在带金属丝网的多孔板2-3上，将所述温度传感器3中的一支安装在进风端带金属丝网的多孔板2-3靠近上表面处，用密封垫密封好；
第六步：使用连接螺栓2-14将进风口密封垫2-4、进风口盖板2-2安装固定到仿真过滤件壳体2-6上；
第七步：对装填好浸渍炭床层2-13的仿真过滤件2进行气密性检验，气密性应保证仿真过滤件2内部压力为5kpa时，1min内压力不下降；
第八步：将仿真过滤件2放置到保温箱4内；
第九步：将所有温度传感器3另一端穿过保温箱线孔，并连接到多通道温度记录仪1上；
第十步：将仿真过滤件2的进风口2-1通过管道连接到蒸汽发生器的出气口上，出风口2-11连接到气体浓度测试仪上；
第十一步：开启各仪器设备进行试验。
进一步的，所述t的取值为2min，所述a的取值为3.0cm。
实施例3：
所述过滤件防护能力与床层温度关系试验装置进行防护能力试验的方法，它包括以下步骤：
第一步：试验在一定温度和湿度条件下，将一定浓度的试验气体蒸汽以一定流量通过仿真过滤件2；
第二步：试验过程中全程在线检测从仿真过滤件2的出风口2-11流出的空气中是否含有被试气体以及被试气体的浓度，以此判定仿真过滤件2是否还有防护能力或者防护能力是否已经失效；
第三步：试验过程中，38支温度传感器3全程在线检测仿真过滤件2进风口2-1气流温度、浸渍炭床层2-13各个点位温度以及出风口2-11气流温度，并生成各取温点处的温度曲线；
第四步：根据实时温度曲线获得4个浸渍炭床层2-13各自典型温度曲线；
第五步：通过观察分析各温度曲线，并结合气体浓度测试仪检测到的仿真过滤件2防护终点信息，找到仿真过滤件2防护能力和浸渍炭床层2-13温度之间的对应规律及关系，通过应用这种规律及关系，即可通过浸渍炭床层2-13温度变化来判断仿真过滤件2的防护能力。
本实用新型的工作原理：
所述仿真过滤件2防护能力和浸渍炭床层2-13温度之间存在对应规律及关系的科学依据在于：浸渍炭吸附气体时，会产生热效应，这种热效应通过使浸渍炭床层2-13温度发生变化来表现；随着吸附的进行，浸渍炭将达到吸附饱和不再吸附气体，此时，这种热效应不再产生，浸渍炭床层2-13温度将逐渐恢复到起始温度；浸渍炭床层2-13有一定厚度，靠近进风口2-1的浸渍炭床层2-13最先发生吸附，最先产生热效应，靠近出风口2-11的浸渍炭床层2-13最后发生吸附，最后产生热效应；由于存在前述这种先后顺序，所述4个浸渍炭床层2-13处温度变化将依次出现，通过捕捉这种变化，并以气体浓度测试仪检测到的仿真过滤件2防护终点信息为依据，可以确定仿真过滤件2防护终点时4个浸渍炭床层2-13处对应的温度曲线；
根据仿真过滤件2防护终点4个浸渍炭床层2-13的温度曲线，可以找到过滤件防护能力和浸渍炭床层2-13的温度规律和关系，进而在不监测出风口2-11试验气体浓度的情况下，可以判断仿真过滤件2的防护能力以及防护是否失效。
1.一种过滤件防护能力与床层温度关系试验装置，其特征在于：它包括保温箱（4），所述保温箱（4）的内部设置有仿真过滤件（2），所述仿真过滤件（2）内部安装有多个温度传感器（3），所述温度传感器（3）与多通道温度记录仪（1）相连。
2.根据权利要求1所述的一种过滤件防护能力与床层温度关系试验装置，其特征在于：所述仿真过滤件（2）包括仿真过滤件壳体（2-6），所述仿真过滤件壳体（2-6）的两端分别安装有进风口盖板（2-2）和出风口盖板（2-10），所述仿真过滤件壳体（2-6）的内部上、下两端分被通过支撑台阶支撑安装有多孔板（2-3），所述多孔板（2-3）与仿真过滤件壳体（2-6）所围成的圆柱空腔内填装有浸渍炭床层（2-13），所述浸渍炭床层（2-13）内部设置温度传感器（3）。
3.根据权利要求2所述的一种过滤件防护能力与床层温度关系试验装置，其特征在于：所述进风口盖板（2-2）的中心部位设置有进风口（2-1），所述进风口（2-1）采用空心外螺纹柱结构；所述进风口盖板（2-2）通过多个均布的连接螺栓（2-14）与仿真过滤件壳体（2-6）顶部端面固定相连，所述进风口盖板（2-2）和仿真过滤件壳体（2-6）之间设置有进风口密封垫（2-4）。
4.根据权利要求2所述的一种过滤件防护能力与床层温度关系试验装置，其特征在于：所述出风口盖板（2-10）的中心部位设置有出风口（2-11），所述出风口（2-11）采用空心外螺纹柱结构；所述出风口盖板（2-10）通过多个均布的连接螺栓（2-14）与仿真过滤件壳体（2-6）底端端面固定相连，所述出风口盖板（2-10）和仿真过滤件壳体（2-6）之间设置有出风口密封垫（2-9）。
5.根据权利要求2所述的一种过滤件防护能力与床层温度关系试验装置，其特征在于：位于仿真过滤件壳体（2-6）内部顶层的多孔板（2-3）通过进风口压紧圈（2-5）压装固定，位于仿真过滤件壳体（2-6）内部底层的多孔板（2-3）通过出风口压紧圈（2-7）压装固定；所述进风口压紧圈（2-5）的顶部端面与进风口密封垫（2-4）的底部端面相密封；所述出风口压紧圈（2-7）的底部端面与出风口密封垫（2-9）的端部端面相密封配合。
6.根据权利要求5所述的一种过滤件防护能力与床层温度关系试验装置，其特征在于：所述仿真过滤件壳体（2-6）整体支撑在底座（2-8）上，在底座（2-8）上可调节的安装有传感器支撑（2-12），所述传感器支撑（2-12）上加工用于固定温度传感器（3）的安装孔。
7.根据权利要求1、2或6所述的一种过滤件防护能力与床层温度关系试验装置，其特征在于：所述温度传感器（3）共有多个，且取温点均设在仿真过滤件壳体（2-6）内部，其中一支温度传感器（3）安装在进风端靠近上层带金属丝网的多孔板（2-3）上表面处，另一支温度传感器（3）安装在出风端靠近下层带金属丝网的多孔板（2-3）下表面处，剩余的温度传感器（3）采用等间距和等层高的布置方式设置在浸渍炭床层（2-13）的内部；位于同一层的多个温度传感器（3）与仿真过滤件壳体（2-6）截面圆的竖向中心线呈对称数量布置，位于竖向中心线其中一侧的温度传感器（3）的取温点位于竖向中心线上，位于竖向中心线另一侧及竖向中心线本体上的取温点位于同心圆弧上。
8.根据权利要求1、2或6所述的一种过滤件防护能力与床层温度关系试验装置，其特征在于：所述温度传感器（3）共有38支，所述温度传感器（3）的取温点均设在仿真过滤件壳体（2-6）内部，所述温度传感器（3）中的一支安装在进风端靠近上层带金属丝网的多孔板（2-3）上表面处，所述温度传感器（3）中的一支安装在出风端靠近下层带金属丝网的多孔板（2-3）下表面处，所述温度传感器（3）中的36支按等间距4层、每层9支安装在浸渍炭床层（2-13）的内部，所述每层9支温度传感器（3）的取温点均在同一个平面内，每层9支温度传感器（3）的第1～4个取温点在仿真过滤件壳体（2-6）截面圆的竖向中心线上，每层9支温度传感器（3）的第5个取温点在仿真过滤件壳体（2-6）截面圆的横向中心线上，每层9支温度传感器（3）的第6～7个取温点与第5个取温点在同心圆弧上。
技术总结