光辐射设备和传输系统的防爆安全研究

论文摘要

本文介绍了光辐射设备和传输系统的概念及其应用现状和应用场合,通过简要论述防爆技术的方法、种类以及防爆技术的重要性,引出了光辐射设备和传输系统进行防爆安全研究及防爆安全认证工作的重要性。由于中国目前尚无针对光辐射设备和传输系统的防爆安全评价的相应标准,故此文以IEC60079-28标准为基础,介绍了标准中对于光辐射设备和传输系统的具体防爆安全要求。综合借鉴各国对于光辐射设备和传输系统防爆安全认证工作的优点,提出了符合中国国情的具体评价方法和实验验证平台的设计建造方案,填补国内对于光辐射设备和传输系统在防爆安全评价手段和测试设备上的空白。本文介绍了四种光点燃机理:a)光辐射被表面或颗粒吸收后,使它们的温度升高,在某些条件下,会使它们达到点燃周围爆炸性环境的温度。b)当光波长度与气体的吸收波段匹配时,一定体积的可燃性气体发生热点燃。c)由于紫外波长范围内的辐射使氧分子光解,形成光化学点燃。d)在强光束聚焦处激光直接导致气体分解,产生等离子和冲击波,二者最终成为点燃源。接近分解点的固体材料能够对这些过程起到支持作用。从光辐射设备和传输系统的非电气工作原理入手,结合光点燃机理,阐述了其在防爆领域内应用的优势,并提出了三种防爆安全评价方法,设计并搭建了三种试验平台,从光功率、光辐照度和光脉冲能量三个方面入手,全面覆盖所有光辐射型式的防爆安全评价。经过实践验证,三种评价方法和三种试验平台均能有效地对光辐射设备和传输系统的防爆安全进行评价,为相应中国国家标准制定和认证事务的开展提供了理论依据和设备支持。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 防爆技术简介
• 1.3 光引燃机理简介
• 1.4 本课题研究内容
• 1.5 本章小结
• 第二章 光辐射设备和传输系统
• 2.1 术语
• 2.2 光辐射设备分类
• 2.2.1 通用照明设备
• 2.2.2 发光二极管
• 2.2.3 激光
• 2.3 光传输系统分类
• 2.3.1 自由空间传输
• 2.3.2 光纤
• 2.4 本章小结
• 第三章 防爆技术原理及分类
• 3.1 防爆技术术语
• 3.2 防爆技术概述
• 3.3 防爆技术原理和分类
• 3.3.1 消除点燃源
• 3.3.3 保护点燃源
• 3.3.3 隔离点燃源
• 3.4 本章小结
• 第四章 光辐射设备安全评定方法
• 4.1 光辐射设备安全评定方法及本课题创新点介绍
• 4.2 固有安全型光辐射
• 4.2.1 连续波辐射
• 4.2.2 脉冲辐射
• 4.2.3 固有安全元件判定准则
• 4.3 保护型光辐射
• 4.4 连锁装置
• 4.5 本章小结
• 第五章 光功率光辐照度测量及引燃试验装置搭建
• 5.1 概述
• 5.2 光功率测量试验装置
• 5.3 光辐照度测量试验装置
• 5.3.1 光辐照度测量原理及工具介绍
• 5.3.2 光辐照度测量举例
• 5.4 光脉冲能量测量方法
• 5.4.1 光脉冲能量测量方法一
• 5.4.2 光脉冲能量测量方法二
• 5.5 光引燃试验装置
• 5.5.1 光引燃试验装置适用条件
• 5.5.2 设备配置确定
• 5.6 本章小结
• 第六章 全文总结
• 6.1 主要结论
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 附录1 最小点燃曲线
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文