1.本实用新型属于燃烧测试装置技术领域，具体涉及一种倾角可调的熔融材料燃烧与火蔓延特性测试装置。
背景技术：2.随着经济的快速发展和社会的进步，越来越多的人选择乘坐飞机出行，而随着世界各国节能和环境保护意识的逐渐增强，航空领域对节能的需求也急剧增加，如何实现飞机的减重节能成为了很多学者关注的话题。目前，镁合金材料以其优秀的力学性能、较低的密度和相对低廉的成本在各行各业（尤其是汽车工业和电子产品领域）得到了广泛应用，这也为航空领域研究镁合金取代铝合金从而实现减重提供了基础支持。
3.镁合金材料因火灾危险性较大，被限制了其进一步发展。在镁合金得到广泛应用的同时，研究镁合金的燃烧性能，寻找提高镁合金热安全性的方法，对于减少火灾的发生具有重要意义，也利于今后镁合金全面应用到飞机客舱等人员聚集的地方。飞机客舱材料在装配前需要进行标准的火蔓延测试，传统有机聚合物和复合材料的火蔓延测试流程并不适用于镁合金，而且镁合金一旦融化后流动性极强，因此需要设计专门的测试装置。
技术实现要素：4.本实用新型克服了现有技术存在的不足，提供了一种提供了一种倾角可调的熔融材料燃烧与火蔓延特性测试装置。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
6.一种倾角可调的熔融材料燃烧与火蔓延特性测试装置，包括：燃烧系统和测试系统，所述燃烧系统用于燃烧待测试样品，所述测试系统用于火蔓延特性测试；
7.所述燃烧系统包括：管式电阻炉、升降台、坩埚、热电偶和热电偶支架，所述管式电阻炉的加热管道沿竖直方向设置，且加热管道的上下端开口，所述升降台位于所述管式电阻炉的下方，所述升降台上放置有所述坩埚，所述坩埚与所述加热管道的下方开口对齐，所述升降台带动所述坩埚上下运行，升降台为成熟的现有技术，故在此不对其结构进行详述，所述热电偶竖直设置于加热管道中，所述热电偶与加热管道共轴线，所述热电偶的上端伸出管式电阻炉且连接有热电偶支架，所述热电偶支架用于固定所述热电偶，升降台带动坩埚向上运动，坩埚进入加热管道中，同时热电偶的下端与坩埚中的待测试样品接触，使样品燃烧；
8.所述测试系统包括：水平台、支撑板、火蔓延槽和角度调节架，所述水平台的上端设置有支撑板，所述支撑板的上端设置有火蔓延槽，所述火蔓延槽为长方形槽状结构，火蔓延槽的底部的一端通过铰接装置连接于支撑板的上端，火蔓延槽的底部的另一端搭设于角度调节架上，所述角度调节架用于调整火蔓延槽的倾角。
9.进一步的，所述测试系统还包括：温度传感器、电子天平、无线接收器和计算机，多个所述温度传感器沿直线间隔设置于所述火蔓延槽的底部，所述温度传感器通过无线信号
与所述无线接收器相连接，所述无线接收器与计算机相连接，所述电子天平设置于所述水平台的下方，所述电子天平与计算机相连接。
10.进一步的，所述火蔓延槽的上方和侧方各设置有一台摄像机，位于侧方的摄像机的高度略高于火蔓延槽的高度，该摄像机可拍摄燃烧样品的火焰高度，位于上方的摄像机朝向火蔓延槽，该摄像机可直接拍摄燃烧样品在火蔓延槽中的流动情况，所述摄像机均安装与摄像机支架上，且可对摄像机的拍摄角度进行调节，以适应不同倾角的火蔓延槽，通过摄像机拍摄的试验影像，工作人员可对影像进行数字分析。
11.进一步的，水平的所述支撑板通过四个不锈钢支杆固定于所述水平台的上端，所述支撑板的材质为陶瓷纤维。
12.进一步的，所述角度调节架包括：两个相互平行的架板和支撑杆，所述架板均垂直设置于所述支撑板的上端，所述架板上设置有多个不同高度的通孔，所述架板可为长条板状结构，也可为弧形板状结构，所述支撑杆贯穿架设于两个架板的相对应的通孔中，所述火蔓延槽搭设于所述支撑杆上，通过将支撑杆架设于不同高度的通孔中，可以调节火蔓延槽一端的位置，由于火蔓延槽的另一端与支撑板铰接，即可完成对火蔓延槽的倾角的调节。
13.进一步的，所述铰接装置包括转轴和两个铰接座，所述转轴固定于所述火蔓延槽的底部的一端，转轴的两端均伸出所述火蔓延槽且分别连接于铰接座中，所述铰接座均设置于所述支撑板的上端。
14.进一步的，所述坩埚为刚玉坩埚，且所述坩埚的外径小于加热管道的内径。
15.所述管式电阻炉膛即加热管道的材质为莫来石，管式电阻炉高130mm，加热管道的顶部开口直径为40mm，加热管道的底部开口直径为90mm；管式电阻炉由温控器控制工作，温控器为pid温控器，管式电阻炉的温度控制精度为
±
5℃，升温范围为室温至800℃，功率为1kw。
16.所述坩埚的高为17mm，外径为28mm。
17.本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。
18.一、本实用新型采用了管式电阻炉，从加热管道的上端开口可观察内部的坩埚中样品的燃烧情况，当样品燃烧后，升降台带动坩埚下降，工作人员及时将坩埚中的材料样品倾倒在火蔓延槽中。
19.二、由于镁合金燃烧后形成液体具有流动性，本实用新型设置有倾角可调节的火蔓延槽，可以测试在不同倾角下的样品燃烧流淌情况，同时在火蔓延槽的底部设置有多个温度传感器，可同时对多个点进行实时温度监测，提高测量精度。
20.三、本实用新型可实现火蔓延测试实验中，质量变化监测和温度监测的同时进行，同时将数据传输至一台计算机上，便于对参数进行分析。
附图说明
21.下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。
22.图1为本实用新型测试系统的结构示意图。
23.图2为本实用新型燃烧系统的结构示意图。
24.图3为本实用新型水平台、支撑板的正视图。
25.图4为本实用新型角度调节架和铰接装置的结构示意图。
26.图5为本实用新型火蔓延槽的底部的示意图。
27.图中：1为管式电阻炉，11为加热管道，2为升降台，3为坩埚，4为热电偶，41为热电偶支架，5为水平台，6为支撑板，61为不锈钢支杆，7为火蔓延槽，8为角度调节架，81为架板，82为支撑杆，83为通孔，9为铰接装置，91为转轴，92为铰接座，101为温度传感器，102为电子天平，103为无线接收器，104为计算机。
具体实施方式
28.以下结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
29.一种倾角可调的熔融材料燃烧与火蔓延特性测试装置，包括：燃烧系统和测试系统，所述燃烧系统用于燃烧待测试样品，所述测试系统用于火蔓延特性测试；
30.如图2，所述燃烧系统包括：管式电阻炉1、升降台2、坩埚3、热电偶4和热电偶支架41，所述管式电阻炉1的加热管道11沿竖直方向设置，且加热管道11的上下端开口，所述升降台2位于所述管式电阻炉1的下方，所述升降台2上放置有所述坩埚3，所述坩埚3与所述加热管道11的下方开口对齐，所述升降台2带动所述坩埚3上下运行，所述热电偶4竖直设置于加热管道11中，所述热电偶4与加热管道11共轴线，所述热电偶4的上端伸出管式电阻炉1且连接有热电偶支架41，所述热电偶支架41用于固定所述热电偶4；
31.如图1、图3，所述测试系统包括：水平台5、支撑板6、火蔓延槽7、角度调节架8、温度传感器101、电子天平102、无线接收器103和计算机104，所述水平台5的上端设置有支撑板6，所述支撑板6的上端设置有火蔓延槽7，所述火蔓延槽7为长方形槽状结构，火蔓延槽7的底部的一端通过铰接装置9连接于支撑板6的上端，火蔓延槽7的底部的另一端搭设于角度调节架8上，所述角度调节架8用于调整火蔓延槽7的倾角。
32.如图3、图5，三个所述温度传感器101沿直线间隔设置于所述火蔓延槽7的底部，所述温度传感器101与所述无线接收器103相连接，所述无线接收器103与计算机104相连接，所述电子天平102设置于所述水平台5的下方，所述电子天平102与计算机104相连接。
33.所述火蔓延槽7的上方和侧方各设置有一台摄像机，位于侧方的摄像机的高度略高于火蔓延槽7的高度。
34.水平的所述支撑板6通过四个不锈钢支杆61固定于所述水平台5的上端，所述支撑板6的材质为陶瓷纤维。
35.如图4，所述角度调节架8包括：两个相互平行的架板81和支撑杆82，所述架板81均垂直设置于所述支撑板6的上端，所述架板81上设置有多个不同高度的通孔83，所述支撑杆82贯穿架设于两个架板81的相对应的通孔83中，所述火蔓延槽7搭设于所述支撑杆82上。
36.所述铰接装置9包括转轴91和两个铰接座92，所述转轴91固定于所述火蔓延槽7的底部的一端，转轴91的两端均伸出所述火蔓延槽7且分别连接于铰接座92中，所述铰接座92均设置于所述支撑板6的上端。
37.所述坩埚3为刚玉坩埚，所述坩埚的高为17mm，外径为28mm。
38.所述管式电阻炉膛即加热管道的材质为莫来石，管式电阻炉高130mm，加热管道的顶部开口直径为40mm，加热管道的底部开口直径为90mm；管式电阻炉由温控器控制工作，温控器为pid温控器，管式电阻炉的温度控制精度为
±
5℃，升温范围为室温至800℃，功率为1kw。
39.本实用新型的使用方法如下：
40.一、燃烧样品，将样品装入坩埚中，将坩埚放置在升降台的上端，控制升降台上升，使得坩埚位于加热管道中，同时坩埚中的样品与热电偶的下端接触，开启管式电阻炉和热电偶，使得样品燃烧，当样品燃烧后，控制升降台下降，工作人员使用坩埚钳将坩埚中燃烧的样品倾倒在火蔓延槽中，进行特性测试；
41.二、火蔓延特性测试，首先测试系统准备，将支撑杆插入预先规划好的通孔中，放置火蔓延槽，确定并记录火蔓延槽的倾角，开启电子天平、温度传感器、摄像机、无线接收器和计算机，完成测试系统准备；之后，将坩埚中的燃烧样品倾倒入火蔓延槽中，通过电子天平记录测试过程中的质量变化情况，通过温度传感器记录温度变化情况，通过摄像机记录样品流淌情况和燃烧情况；最后对测试的数据进行分析。
42.上述实施方式仅示例性说明本实用新型的原理及其效果，而非用于限制本实用新型。对于熟悉此技术的人皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改进。因此，凡举所述技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
技术特征：1.一种倾角可调的熔融材料燃烧与火蔓延特性测试装置，其特征在于，包括：燃烧系统和测试系统，所述燃烧系统用于燃烧待测试样品，所述测试系统用于火蔓延特性测试；所述燃烧系统包括：管式电阻炉（1）、升降台（2）、坩埚（3）、热电偶（4）和热电偶支架（41），所述管式电阻炉（1）的加热管道（11）沿竖直方向设置，且加热管道（11）的上下端开口，所述升降台（2）位于所述管式电阻炉（1）的下方，所述升降台（2）上放置有所述坩埚（3），所述坩埚（3）与所述加热管道（11）的下方开口对齐，所述升降台（2）带动所述坩埚（3）上下运行，所述热电偶（4）竖直设置于加热管道（11）中，所述热电偶（4）与加热管道（11）共轴线，所述热电偶（4）的上端伸出管式电阻炉（1）且连接有热电偶支架（41），所述热电偶支架（41）用于固定所述热电偶（4）；所述测试系统包括：水平台（5）、支撑板（6）、火蔓延槽（7）和角度调节架（8），所述水平台（5）的上端设置有支撑板（6），所述支撑板（6）的上端设置有火蔓延槽（7），所述火蔓延槽（7）为长方形槽状结构，火蔓延槽（7）的底部的一端通过铰接装置（9）连接于支撑板（6）的上端，火蔓延槽（7）的底部的另一端搭设于角度调节架（8）上，所述角度调节架（8）用于调整火蔓延槽（7）的倾角。2.根据权利要求1所述的一种倾角可调的熔融材料燃烧与火蔓延特性测试装置，其特征在于，所述测试系统还包括：温度传感器（101）、电子天平（102）、无线接收器（103）和计算机（104），多个所述温度传感器（101）沿直线间隔设置于所述火蔓延槽（7）的底部，所述温度传感器（101）与所述无线接收器（103）相连接，所述无线接收器（103）与计算机（104）相连接，所述电子天平（102）设置于所述水平台（5）的下方，所述电子天平（102）与计算机（104）相连接。3.根据权利要求2所述的一种倾角可调的熔融材料燃烧与火蔓延特性测试装置，其特征在于，所述火蔓延槽（7）的上方和侧方各设置有一台摄像机，位于侧方的摄像机的高度略高于火蔓延槽（7）的高度。4.根据权利要求3所述的一种倾角可调的熔融材料燃烧与火蔓延特性测试装置，其特征在于，水平的所述支撑板（6）通过四个不锈钢支杆（61）固定于所述水平台（5）的上端，所述支撑板（6）的材质为陶瓷纤维。5.根据权利要求3所述的一种倾角可调的熔融材料燃烧与火蔓延特性测试装置，其特征在于，所述角度调节架（8）包括：两个相互平行的架板（81）和支撑杆（82），所述架板（81）均垂直设置于所述支撑板（6）的上端，所述架板（81）上设置有多个不同高度的通孔（83），所述支撑杆（82）贯穿架设于两个架板（81）的相对应的通孔（83）中，所述火蔓延槽（7）搭设于所述支撑杆（82）上。6.根据权利要求5所述的一种倾角可调的熔融材料燃烧与火蔓延特性测试装置，其特征在于，所述铰接装置（9）包括转轴（91）和两个铰接座（92），所述转轴（91）固定于所述火蔓延槽（7）的底部的一端，转轴（91）的两端均伸出所述火蔓延槽（7）且分别连接于铰接座（92）中，所述铰接座（92）均设置于所述支撑板（6）的上端。7.根据权利要求1所述的一种倾角可调的熔融材料燃烧与火蔓延特性测试装置，其特征在于，所述坩埚（3）为刚玉坩埚，且所述坩埚（3）的外径小于加热管道的内径。
技术总结本实用新型属于燃烧测试装置技术领域，具体涉及一种倾角可调的熔融材料燃烧与火蔓延特性测试装置，包括：燃烧系统和测试系统，所述燃烧系统用于燃烧待测试样品，所述测试系统用于火蔓延特性测试，所述燃烧系统包括：管式电阻炉、升降台、坩埚、热电偶和热电偶支架，所述测试系统包括：水平台、支撑板、火蔓延槽和角度调节架，所述水平台的上端设置有支撑板，所述支撑板的上端设置有火蔓延槽，所述火蔓延槽为长方形槽状结构，火蔓延槽的底部的一端通过铰接装置连接于支撑板的上端，火蔓延槽的底部的另一端搭设于角度调节架上，本实用新型设置有倾角可调节的火蔓延槽，可以测试在不同倾角下的样品燃烧流淌情况。的样品燃烧流淌情况。的样品燃烧流淌情况。
技术研发人员：孟晓凯 芦竹茂 刘长城 黄鹊 陈慧敏 晋涛 王超 白洋 俞华 关少平 米康民
受保护的技术使用者：国网山西省电力公司电力科学研究院
技术研发日：2021.12.14
技术公布日：2022/7/5
