本發(fā)明屬于煤自燃實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤自燃發(fā)火過(guò)程中高溫階段光譜測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

煤自然發(fā)火特性的最基本的影響因素是煤體分子結(jié)構(gòu)，因此研究煤分子結(jié)構(gòu)對(duì)最終解釋煤自然發(fā)火特性具有重要意義。對(duì)于煤自然發(fā)火過(guò)程中煤體中分子結(jié)構(gòu)的變化，多數(shù)研究者使用傅立葉變換紅外光譜分析(FTIR)方法對(duì)影響煤反應(yīng)性的官能團(tuán)進(jìn)行了定量分析。這種方法雖能定性定量揭示出煤分子結(jié)構(gòu)中存在的官能團(tuán)，然而該方法一般選用實(shí)驗(yàn)過(guò)程中一定溫度階段的煤樣制成壓片樣品，進(jìn)而應(yīng)用傅里葉變換紅外光譜分析儀進(jìn)行分析實(shí)驗(yàn)，且該方法僅能分析出試驗(yàn)樣品的官能團(tuán)而不能分析出其整體分子結(jié)構(gòu)。因此有必要使用其他試驗(yàn)方法作為補(bǔ)充，進(jìn)一步分析試驗(yàn)煤樣的分子結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種、設(shè)計(jì)新穎合理、實(shí)現(xiàn)方便且成本低、使用操作方便、溫度控制精確、能夠真實(shí)地反映煤自燃高溫條件下的煤樣分子結(jié)構(gòu)變化情況、實(shí)用性強(qiáng)、使用效果好、便于推廣使用的煤自燃發(fā)火過(guò)程中高溫階段光譜測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種煤自燃發(fā)火過(guò)程中高溫階段光譜測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：包括恒溫爐和設(shè)置在恒溫爐內(nèi)且用于放置煤樣的煤樣罐，以及恒溫爐升降機(jī)構(gòu)、供氣系統(tǒng)和溫度控制柜；

所述恒溫爐包括立方體形狀的恒溫爐爐體和設(shè)置在所述恒溫爐爐體上方的恒溫爐爐蓋，所述恒溫爐爐蓋上設(shè)置有第一通孔，所述第一通孔上設(shè)置有用于密封第一通孔的堵頭，所述恒溫爐爐蓋與所述恒溫爐爐體閉合后的所述恒溫爐爐體內(nèi)部空間為爐膛，所述爐膛內(nèi)四個(gè)側(cè)面上和爐膛內(nèi)底部均設(shè)置有加熱單元，所述恒溫爐爐體上設(shè)置有恒溫爐石英玻璃觀測(cè)孔，所述恒溫爐爐體包括位于所述爐膛外側(cè)的陶瓷纖維層、位于陶瓷纖維層外側(cè)的碳鋼層和位于碳鋼層外側(cè)的不銹鋼層，所述陶瓷纖維層與碳鋼層之間設(shè)置有第一間隙，所述碳鋼層與不銹鋼層之間設(shè)置有第二間隙，所述第一間隙為真空間隙；

所述煤樣罐由通過(guò)螺栓密閉連接的罐體和罐蓋組成，所述罐體的中部設(shè)置有煤樣罐石英玻璃觀測(cè)孔，所述罐體由內(nèi)層罐體和外層罐體構(gòu)成，所述內(nèi)層罐體和外層罐體之間的間隙內(nèi)設(shè)置有進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管的下端穿入內(nèi)層罐體內(nèi)部，所述進(jìn)氣管的上端伸出到內(nèi)層罐體和外層罐體之間的間隙外部，所述罐蓋上設(shè)置有下端伸入內(nèi)層罐體內(nèi)部的出氣管，所述進(jìn)氣管的上端和出氣管的上端均從第一通孔穿出到所述恒溫爐爐體外部；

所述恒溫爐升降機(jī)構(gòu)包括支撐框架和分別安裝在支撐框架下部左右兩側(cè)中間位置處的兩個(gè)升降機(jī)，所述支撐框架的下部后側(cè)安裝有用于帶動(dòng)兩個(gè)升降機(jī)同步運(yùn)動(dòng)的電機(jī)，所述支撐框架的下部后側(cè)左拐角處和右拐角處均安裝有軸轉(zhuǎn)向器，兩個(gè)所述升降機(jī)分別通過(guò)兩根第一傳動(dòng)軸與兩個(gè)軸轉(zhuǎn)向器連接，兩個(gè)所述軸轉(zhuǎn)向器分別通過(guò)兩根第二傳動(dòng)軸與電機(jī)的輸出軸連接，兩個(gè)所述升降機(jī)上固定連接有升降座，所述溫度控制柜和所述恒溫爐爐體均安裝在升降座頂部，所述恒溫爐爐蓋懸掛設(shè)置在支撐框架的頂部且位于所述恒溫爐爐體的正上方，所述支撐框架上安裝有分別位于升降座的四個(gè)角位置處且用于對(duì)升降座的升降進(jìn)行導(dǎo)向的四根導(dǎo)向柱，所述支撐框架上安裝有用于對(duì)升降座上升到極限位置進(jìn)行限位的上限位開關(guān)和用于對(duì)升降座下降到極限位置進(jìn)行限位的下限位開關(guān)；所述恒溫爐升降機(jī)構(gòu)上安裝有觀測(cè)頭正對(duì)恒溫爐石英玻璃觀測(cè)孔設(shè)置的紫外分析儀；

所述供氣系統(tǒng)包括依次連接的空氣氣源、干燥管、穩(wěn)壓閥、氣體質(zhì)量流量計(jì)和預(yù)熱管，所述進(jìn)氣管的上端與預(yù)熱管連接；

所述溫度控制柜內(nèi)設(shè)置有控制器、煤樣罐內(nèi)溫度溫控表和煤樣罐外溫度溫控表，所述控制器、煤樣罐內(nèi)溫度溫控表和煤樣罐外溫度溫控表均通過(guò)電源開關(guān)與電源連接，所述煤樣罐內(nèi)溫度溫控表的輸入端接有用于對(duì)所述煤樣罐內(nèi)部溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的第一測(cè)溫探頭，所述煤樣罐外溫度溫控表的輸入端接有用于對(duì)所述煤樣罐外部溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的第二測(cè)溫探頭，所述第一測(cè)溫探頭和第二測(cè)溫探頭均設(shè)置在所述恒溫爐爐體的側(cè)壁上，所述第一測(cè)溫探頭伸入煤樣罐內(nèi)部，所述煤樣罐內(nèi)溫度溫控表的輸出端接有可控硅，所述加熱單元與可控硅的輸出端連接，所述煤樣罐外溫度溫控表的輸出端接有超溫指示燈；所述上限位開關(guān)和下限位開關(guān)均與控制器的輸入端連接，所述控制器的輸入端還接有上升控制按鈕和下降控制按鈕，所述控制器的輸出端接有電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，所述電機(jī)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接。

上述的煤自燃發(fā)火過(guò)程中高溫階段光譜測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述第一通孔的形狀為管狀，所述第一通孔的上端面高于恒溫爐爐蓋的上表面。

上述的煤自燃發(fā)火過(guò)程中高溫階段光譜測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述罐體的形狀為圓柱形，所述內(nèi)層罐體和外層罐體均由碳硅材料制成，所述進(jìn)氣管和出氣管均由紫銅材料制成。

上述的煤自燃發(fā)火過(guò)程中高溫階段光譜測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述空氣氣源為壓縮空氣瓶或無(wú)油空氣泵。

上述的煤自燃發(fā)火過(guò)程中高溫階段光譜測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述恒溫爐爐體的形狀為長(zhǎng)方體形，所述第一測(cè)溫探頭設(shè)置在所述恒溫爐爐體的長(zhǎng)度方向的側(cè)壁上，所述第二測(cè)溫探頭的數(shù)量為兩個(gè)且分別設(shè)置在所述恒溫爐爐體的寬度方向的兩個(gè)側(cè)壁上，相應(yīng)所述煤樣罐外溫度溫控表的數(shù)量和超溫指示燈的數(shù)量均為兩個(gè)；所述第一測(cè)溫探頭和第二測(cè)溫探頭均為鉑銠熱電偶。

上述的煤自燃發(fā)火過(guò)程中高溫階段光譜測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：位于所述爐膛底部的陶瓷纖維層上設(shè)置有耐火磚，所述加熱單元為加熱電阻絲，所述爐膛內(nèi)四個(gè)側(cè)面上的所述加熱電阻絲鑲嵌在陶瓷纖維層上，所述爐膛內(nèi)底部的加熱電阻絲鑲嵌在耐火磚上。

上述的煤自燃發(fā)火過(guò)程中高溫階段光譜測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于：所述罐體的中部設(shè)置有與煤樣罐石英玻璃觀測(cè)孔相對(duì)設(shè)置的第二通孔，所述第一測(cè)溫探頭通過(guò)穿入所述第二通孔中的方式伸入煤樣罐內(nèi)部。

本發(fā)明還公開了一種方法步驟簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)方便、能夠真實(shí)地反映煤自燃高溫條件下的煤樣分子結(jié)構(gòu)變化情況、實(shí)用性強(qiáng)、使用效果好的煤自燃發(fā)火過(guò)程中高溫階段光譜測(cè)試試驗(yàn)方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、將破碎、篩分好的煤樣裝入內(nèi)層罐體內(nèi)部，然后將所述罐體和罐蓋密閉；

步驟二、按下電源開關(guān)，并按下下降控制按鈕，所述控制器通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)升降機(jī)下降，兩個(gè)升降機(jī)帶動(dòng)升降座下降，所述恒溫爐爐體隨升降座下降，當(dāng)下限位開關(guān)檢測(cè)到升降座下降到極限位置時(shí)，輸出信號(hào)給控制器，控制器停止通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述恒溫爐爐體下降到了最低，與恒溫爐爐蓋分離，將所述煤樣罐放置到所述恒溫爐爐體內(nèi)，并調(diào)整煤樣罐的位置，使煤樣罐石英玻璃觀測(cè)孔對(duì)準(zhǔn)恒溫爐石英玻璃觀測(cè)孔，去掉用于密封第一通孔的堵頭，將進(jìn)氣管的上端和出氣管的上端均從第一通孔穿出到所述恒溫爐爐體外部，將進(jìn)氣管的上端與預(yù)熱管連接，并將第一測(cè)溫探頭穿過(guò)所述第二通孔伸入內(nèi)層罐體內(nèi)部，然后對(duì)第一通孔進(jìn)行密閉處理；

步驟三、按下上升控制按鈕，所述控制器通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)升降機(jī)上升，兩個(gè)升降機(jī)帶動(dòng)升降座上升，所述恒溫爐爐體隨升降座上升，當(dāng)上限位開關(guān)檢測(cè)到升降座上升到極限位置時(shí)，輸出信號(hào)給控制器，控制器停止通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述恒溫爐爐體上升到了最高，與恒溫爐爐蓋閉合；

步驟四、將紫外分析儀安裝到升降座上，使紫外分析儀的觀測(cè)頭正對(duì)恒溫爐石英玻璃觀測(cè)孔；

步驟五、操作煤樣罐內(nèi)溫度溫控表，設(shè)定所述煤樣罐內(nèi)的溫度上限值，操作煤樣罐外溫度溫控表，設(shè)定所述煤樣罐外的溫度上限值；所述煤樣罐內(nèi)溫度溫控表通過(guò)可控硅控制加熱單元開始加熱；

步驟六、加熱單元加熱過(guò)程中，第一測(cè)溫探頭對(duì)所述煤樣罐內(nèi)部溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，第二測(cè)溫探頭對(duì)所述煤樣罐外部溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，煤樣罐內(nèi)溫度溫控表對(duì)第一測(cè)溫探頭檢測(cè)到的煤樣罐內(nèi)部溫度信號(hào)進(jìn)行周期性采樣并顯示，并將所述煤樣罐內(nèi)部溫度信號(hào)的采樣值與設(shè)定的溫度上限值相比對(duì)，當(dāng)采樣值未達(dá)到設(shè)定的溫度上限值時(shí)，煤樣罐內(nèi)溫度溫控表通過(guò)可控硅控制加熱單元停止加熱；同時(shí)，煤樣罐內(nèi)溫度溫控表記錄所述煤樣罐內(nèi)的溫度達(dá)到對(duì)煤樣進(jìn)行自燃發(fā)火實(shí)驗(yàn)所需要測(cè)試的溫度點(diǎn)，在所述煤樣罐內(nèi)的溫度達(dá)到對(duì)煤樣進(jìn)行自燃發(fā)火實(shí)驗(yàn)所需要測(cè)試的溫度點(diǎn)時(shí)，紫外分析儀對(duì)煤樣的紫外光譜進(jìn)行檢測(cè)并輸出光譜圖；同時(shí)，煤樣罐外溫度溫控表對(duì)第二測(cè)溫探頭檢測(cè)到的煤樣罐外部溫度信號(hào)進(jìn)行周期性采樣并顯示，并將所述煤樣罐外部溫度信號(hào)的采樣值與設(shè)定的溫度上限值相比對(duì)，當(dāng)采樣值達(dá)到設(shè)定的溫度上限值時(shí)，煤樣罐外溫度溫控表控制超溫指示燈點(diǎn)亮，提醒實(shí)驗(yàn)人員注意。

上述的方法，其特征在于：步驟五中設(shè)定的所述煤樣罐內(nèi)的溫度上限值為200℃～1000℃，步驟六中對(duì)煤樣進(jìn)行自燃發(fā)火實(shí)驗(yàn)所需要測(cè)試的溫度點(diǎn)為十的倍數(shù)的溫度點(diǎn)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明煤自燃發(fā)火過(guò)程中高溫階段光譜測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)新穎合理，實(shí)現(xiàn)方便且成本低。

2、本發(fā)明煤自燃發(fā)火過(guò)程中高溫階段光譜測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)的使用操作方便，能夠?qū)⒚鹤匀及l(fā)火實(shí)驗(yàn)的溫度提高到200℃～1000℃，能夠真實(shí)地反映煤自燃高溫條件下的煤樣分子結(jié)構(gòu)變化情況。

3、本發(fā)明的煤自燃發(fā)火過(guò)程中高溫階段光譜測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)置煤樣罐內(nèi)溫度溫控表、煤樣罐外溫度溫控表、第一測(cè)溫探頭、第二測(cè)溫探頭和加熱單元，溫度控制精確，能夠真實(shí)地反映煤自燃高溫條件下的煤樣分子結(jié)構(gòu)變化情況。

4、本發(fā)明的煤自燃發(fā)火過(guò)程中高溫階段光譜測(cè)試試驗(yàn)方法的方法步驟簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便，記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能夠用于建立相關(guān)煤自燃模型，指導(dǎo)煤自燃發(fā)火的防治工程。

5、本發(fā)明的實(shí)用性強(qiáng)，使用效果好，便于推廣使用。

綜上所述，本發(fā)明的設(shè)計(jì)新穎合理，實(shí)現(xiàn)方便且成本低，使用操作方便，溫度控制精確，能夠真實(shí)地反映煤自燃高溫條件下的煤樣分子結(jié)構(gòu)變化情況，實(shí)用性強(qiáng)，使用效果好，便于推廣使用。

下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明煤自燃發(fā)火過(guò)程中高溫階段光譜測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)的俯視圖。

圖2為本發(fā)明煤自燃發(fā)火過(guò)程中高溫階段光譜測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)的主視圖。

圖3為本發(fā)明恒溫爐、煤樣罐和供氣系統(tǒng)的連接關(guān)系示意圖。

圖4為本發(fā)明煤自燃發(fā)火過(guò)程中高溫階段光譜測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)的電控原理框圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明:

1—恒溫爐； 2—碳鋼層； 3—不銹鋼層；

4—爐膛； 5—第一通孔； 6—第一間隙；

7—外層罐體； 8—內(nèi)層罐體； 9—進(jìn)氣管；

10—出氣管； 11—煤樣罐石英玻璃觀測(cè)孔； 12—加熱單元；

13—煤樣； 14—煤樣罐； 15—罐蓋；

16—空氣氣源； 17—干燥管； 18—穩(wěn)壓閥；

19—?dú)怏w質(zhì)量流量計(jì)； 20—預(yù)熱管； 21—溫度控制柜；

22—恒溫爐爐蓋； 23—恒溫爐爐體； 24—第一測(cè)溫探頭；

25—第二測(cè)溫探頭； 26—恒溫爐石英玻璃觀測(cè)孔； 27—陶瓷纖維層；

28—支撐框架； 29—升降機(jī)； 30—電機(jī)；

31—軸轉(zhuǎn)向器； 32—第一傳動(dòng)軸； 33—第二傳動(dòng)軸；

34—升降座； 35—導(dǎo)向柱； 36—上限位開關(guān)；

37—下限位開關(guān)； 38—紫外分析儀； 39—控制器；

40—煤樣罐內(nèi)溫度溫控表； 41—煤樣罐外溫度溫控表；

42—電源開關(guān)； 43—電源； 44—可控硅；

45—超溫指示燈； 46—上升控制按鈕； 47—下降控制按鈕；

48—電機(jī)驅(qū)動(dòng)器； 49—耐火磚； 50—第二間隙。

具體實(shí)施方式

如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明的煤自燃發(fā)火過(guò)程中高溫階段光譜測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng)，包括恒溫爐1和設(shè)置在恒溫爐1內(nèi)且用于放置煤樣13的煤樣罐14，以及恒溫爐升降機(jī)構(gòu)、供氣系統(tǒng)和溫度控制柜21；

所述恒溫爐1包括立方體形狀的恒溫爐爐體23和設(shè)置在所述恒溫爐爐體23上方的恒溫爐爐蓋22，所述恒溫爐爐蓋22上設(shè)置有第一通孔5，所述第一通孔5上設(shè)置有用于密封第一通孔5的堵頭，所述恒溫爐爐蓋22與所述恒溫爐爐體23閉合后的所述恒溫爐爐體23內(nèi)部空間為爐膛4，所述爐膛4內(nèi)四個(gè)側(cè)面上和爐膛4內(nèi)底部均設(shè)置有加熱單元12，所述恒溫爐爐體23上設(shè)置有恒溫爐石英玻璃觀測(cè)孔26，所述恒溫爐爐體23包括位于所述爐膛4外側(cè)的陶瓷纖維層27、位于陶瓷纖維層27外側(cè)的碳鋼層2和位于碳鋼層2外側(cè)的不銹鋼層3，所述陶瓷纖維層27與碳鋼層2之間設(shè)置有第一間隙6，所述碳鋼層2與不銹鋼層3之間設(shè)置有第二間隙50，所述第一間隙6為真空間隙；具體實(shí)施時(shí)，所述恒溫爐爐體23通過(guò)焊接的方式制成。所述第一通孔5的孔徑為30mm，所述爐膛4的長(zhǎng)度為650mm，所述爐膛4的寬度為450mm，所述爐膛4的高度為400mm；所述恒溫爐爐體23的長(zhǎng)度為950mm，所述恒溫爐爐體23的寬度為750mm，所述恒溫爐爐體23的高度為800mm；

所述煤樣罐14由通過(guò)螺栓密閉連接的罐體和罐蓋15組成，所述罐體的中部設(shè)置有煤樣罐石英玻璃觀測(cè)孔11，所述罐體由內(nèi)層罐體8和外層罐體7構(gòu)成，所述內(nèi)層罐體8和外層罐體7之間的間隙內(nèi)設(shè)置有進(jìn)氣管9，所述進(jìn)氣管9的下端穿入內(nèi)層罐體8內(nèi)部，所述進(jìn)氣管9的上端伸出到內(nèi)層罐體8和外層罐體7之間的間隙外部，所述罐蓋15上設(shè)置有下端伸入內(nèi)層罐體8內(nèi)部的出氣管10，所述進(jìn)氣管9的上端和出氣管10的上端均從第一通孔5穿出到所述恒溫爐爐體23外部；

所述恒溫爐升降機(jī)構(gòu)包括支撐框架28和分別安裝在支撐框架28下部左右兩側(cè)中間位置處的兩個(gè)升降機(jī)29，所述支撐框架28的下部后側(cè)安裝有用于帶動(dòng)兩個(gè)升降機(jī)29同步運(yùn)動(dòng)的電機(jī)30，所述支撐框架28的下部后側(cè)左拐角處和右拐角處均安裝有軸轉(zhuǎn)向器31，兩個(gè)所述升降機(jī)29分別通過(guò)兩根第一傳動(dòng)軸32與兩個(gè)軸轉(zhuǎn)向器31連接，兩個(gè)所述軸轉(zhuǎn)向器31分別通過(guò)兩根第二傳動(dòng)軸33與電機(jī)30的輸出軸連接，兩個(gè)所述升降機(jī)29上固定連接有升降座34，所述溫度控制柜21和所述恒溫爐爐體23均安裝在升降座34頂部，所述恒溫爐爐蓋22懸掛設(shè)置在支撐框架28的頂部且位于所述恒溫爐爐體23的正上方，所述支撐框架28上安裝有分別位于升降座34的四個(gè)角位置處且用于對(duì)升降座34的升降進(jìn)行導(dǎo)向的四根導(dǎo)向柱35，所述支撐框架28上安裝有用于對(duì)升降座34上升到極限位置進(jìn)行限位的上限位開關(guān)36和用于對(duì)升降座34下降到極限位置進(jìn)行限位的下限位開關(guān)37；所述恒溫爐升降機(jī)構(gòu)上安裝有觀測(cè)頭正對(duì)恒溫爐石英玻璃觀測(cè)孔26設(shè)置的紫外分析儀38；所述恒溫爐爐體23和恒溫爐爐蓋22能夠通過(guò)兩個(gè)升降機(jī)29的升降實(shí)現(xiàn)開啟和關(guān)閉功能，在升降過(guò)程中，通過(guò)設(shè)置上限位開關(guān)36和下限位開關(guān)37，能夠控制所述恒溫爐爐體23升降的極限位置，防止了所述恒溫爐1由于升降超過(guò)極限位置被損壞；

所述供氣系統(tǒng)包括依次連接的空氣氣源16、干燥管17、穩(wěn)壓閥18、氣體質(zhì)量流量計(jì)19和預(yù)熱管20，所述進(jìn)氣管9的上端與預(yù)熱管20連接；通過(guò)設(shè)置預(yù)熱管20，能夠?qū)崿F(xiàn)空氣進(jìn)入煤樣罐14時(shí)的充分預(yù)熱并與環(huán)境溫度達(dá)到平衡；具體實(shí)施時(shí)，所述預(yù)熱管20由銅管制成。

結(jié)合圖4，所述溫度控制柜21內(nèi)設(shè)置有控制器39、煤樣罐內(nèi)溫度溫控表40和煤樣罐外溫度溫控表41，所述控制器39、煤樣罐內(nèi)溫度溫控表40和煤樣罐外溫度溫控表41均通過(guò)電源開關(guān)42與電源43連接，所述煤樣罐內(nèi)溫度溫控表40的輸入端接有用于對(duì)所述煤樣罐14內(nèi)部溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的第一測(cè)溫探頭24，所述煤樣罐外溫度溫控表41的輸入端接有用于對(duì)所述煤樣罐14外部溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的第二測(cè)溫探頭25，所述第一測(cè)溫探頭24和第二測(cè)溫探頭25均設(shè)置在所述恒溫爐爐體23的側(cè)壁上，所述第一測(cè)溫探頭24伸入煤樣罐14內(nèi)部，所述煤樣罐內(nèi)溫度溫控表40的輸出端接有可控硅44，所述加熱單元12與可控硅44的輸出端連接，所述煤樣罐外溫度溫控表41的輸出端接有超溫指示燈45；所述上限位開關(guān)36和下限位開關(guān)37均與控制器39的輸入端連接，所述控制器39的輸入端還接有上升控制按鈕46和下降控制按鈕47，所述控制器39的輸出端接有電機(jī)驅(qū)動(dòng)器48，所述電機(jī)30與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器48的輸出端連接。具體實(shí)施時(shí)，連接第一測(cè)溫探頭24與煤樣罐內(nèi)溫度溫控表40的導(dǎo)線、連接第二測(cè)溫探頭25與煤樣罐外溫度溫控表41的導(dǎo)線和連接加熱單元12與煤樣罐內(nèi)溫度溫控表40的導(dǎo)線均設(shè)置在第二間隙50內(nèi)。

本實(shí)施例中，所述第一通孔5的形狀為管狀，所述第一通孔5的上端面高于恒溫爐爐蓋22的上表面。

本實(shí)施例中，所述罐體的形狀為圓柱形，所述內(nèi)層罐體8和外層罐體7均由碳硅材料制成，所述進(jìn)氣管9和出氣管10均由紫銅材料制成。

本實(shí)施例中，所述空氣氣源16為壓縮空氣瓶或無(wú)油空氣泵。

本實(shí)施例中，如圖1所示，所述恒溫爐爐體23的形狀為長(zhǎng)方體形，所述第一測(cè)溫探頭24設(shè)置在所述恒溫爐爐體23的長(zhǎng)度方向的側(cè)壁上，所述第二測(cè)溫探頭25的數(shù)量為兩個(gè)且分別設(shè)置在所述恒溫爐爐體23的寬度方向的兩個(gè)側(cè)壁上，相應(yīng)所述煤樣罐外溫度溫控表41的數(shù)量和超溫指示燈45的數(shù)量均為兩個(gè)；所述第一測(cè)溫探頭24和第二測(cè)溫探頭25均為鉑銠熱電偶。

本實(shí)施例中，如圖3所示，位于所述爐膛4底部的陶瓷纖維層27上設(shè)置有耐火磚49，所述加熱單元12為加熱電阻絲，所述爐膛4內(nèi)四個(gè)側(cè)面上的所述加熱電阻絲鑲嵌在陶瓷纖維層27上，所述爐膛4內(nèi)底部的加熱電阻絲鑲嵌在耐火磚49上。具體實(shí)施時(shí)，所述加熱電阻絲的升溫速度為1℃/min～20℃/min，所述加熱電阻絲的溫度穩(wěn)定性為±1℃。通過(guò)設(shè)置耐火磚49，提高了所述恒溫爐爐體23的抗壓性能。

本實(shí)施例中，所述罐體的中部設(shè)置有與煤樣罐石英玻璃觀測(cè)孔11相對(duì)設(shè)置的第二通孔，所述第一測(cè)溫探頭24通過(guò)穿入所述第二通孔中的方式伸入煤樣罐14內(nèi)部。這樣設(shè)置第一測(cè)溫探頭24，能夠測(cè)得較為精確的煤樣罐14內(nèi)部溫度。

本發(fā)明的煤自燃發(fā)火過(guò)程中高溫階段光譜測(cè)試試驗(yàn)方法，包括以下步驟：

步驟一、將破碎、篩分好的煤樣13裝入內(nèi)層罐體8內(nèi)部，然后將所述罐體和罐蓋15密閉；

步驟二、按下電源開關(guān)42，并按下下降控制按鈕47，所述控制器39通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器48驅(qū)動(dòng)電機(jī)30轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)30帶動(dòng)兩個(gè)升降機(jī)29下降，兩個(gè)升降機(jī)29帶動(dòng)升降座34下降，所述恒溫爐爐體23隨升降座34下降，當(dāng)下限位開關(guān)37檢測(cè)到升降座34下降到極限位置時(shí)，輸出信號(hào)給控制器39，控制器39停止通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器48驅(qū)動(dòng)電機(jī)30轉(zhuǎn)動(dòng)，所述恒溫爐爐體23下降到了最低，與恒溫爐爐蓋22分離，將所述煤樣罐14放置到所述恒溫爐爐體23內(nèi)，并調(diào)整煤樣罐14的位置，使煤樣罐石英玻璃觀測(cè)孔11對(duì)準(zhǔn)恒溫爐石英玻璃觀測(cè)孔26，去掉用于密封第一通孔5的堵頭，將進(jìn)氣管9的上端和出氣管10的上端均從第一通孔5穿出到所述恒溫爐爐體23外部，將進(jìn)氣管9的上端與預(yù)熱管20連接，并將第一測(cè)溫探頭24穿過(guò)所述第二通孔伸入內(nèi)層罐體8內(nèi)部，然后對(duì)第一通孔5進(jìn)行密閉處理；

步驟三、按下上升控制按鈕46，所述控制器39通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器48驅(qū)動(dòng)電機(jī)30轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)30帶動(dòng)兩個(gè)升降機(jī)29上升，兩個(gè)升降機(jī)29帶動(dòng)升降座34上升，所述恒溫爐爐體23隨升降座34上升，當(dāng)上限位開關(guān)36檢測(cè)到升降座34上升到極限位置時(shí)，輸出信號(hào)給控制器39，控制器39停止通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器48驅(qū)動(dòng)電機(jī)30轉(zhuǎn)動(dòng)，所述恒溫爐爐體23上升到了最高，與恒溫爐爐蓋22閉合；

步驟四、將紫外分析儀38安裝到升降座34上，使紫外分析儀38的觀測(cè)頭正對(duì)恒溫爐石英玻璃觀測(cè)孔26；

步驟五、操作煤樣罐內(nèi)溫度溫控表40，設(shè)定所述煤樣罐14內(nèi)的溫度上限值，操作煤樣罐外溫度溫控表41，設(shè)定所述煤樣罐14外的溫度上限值；所述煤樣罐內(nèi)溫度溫控表40通過(guò)可控硅44控制加熱單元12開始加熱；

步驟六、加熱單元12加熱過(guò)程中，第一測(cè)溫探頭24對(duì)所述煤樣罐14內(nèi)部溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，第二測(cè)溫探頭25對(duì)所述煤樣罐14外部溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，煤樣罐內(nèi)溫度溫控表40對(duì)第一測(cè)溫探頭24檢測(cè)到的煤樣罐14內(nèi)部溫度信號(hào)進(jìn)行周期性采樣并顯示，并將所述煤樣罐14內(nèi)部溫度信號(hào)的采樣值與設(shè)定的溫度上限值相比對(duì)，當(dāng)采樣值未達(dá)到設(shè)定的溫度上限值時(shí)，煤樣罐內(nèi)溫度溫控表40通過(guò)可控硅44控制加熱單元12停止加熱；同時(shí)，煤樣罐內(nèi)溫度溫控表40記錄所述煤樣罐14內(nèi)的溫度達(dá)到對(duì)煤樣13進(jìn)行自燃發(fā)火實(shí)驗(yàn)所需要測(cè)試的溫度點(diǎn)，在所述煤樣罐14內(nèi)的溫度達(dá)到對(duì)煤樣13進(jìn)行自燃發(fā)火實(shí)驗(yàn)所需要測(cè)試的溫度點(diǎn)時(shí)，紫外分析儀38對(duì)煤樣13的紫外光譜進(jìn)行檢測(cè)并輸出光譜圖；同時(shí)，煤樣罐外溫度溫控表41對(duì)第二測(cè)溫探頭25檢測(cè)到的煤樣罐14外部溫度信號(hào)進(jìn)行周期性采樣并顯示，并將所述煤樣罐14外部溫度信號(hào)的采樣值與設(shè)定的溫度上限值相比對(duì)，當(dāng)采樣值達(dá)到設(shè)定的溫度上限值時(shí)，煤樣罐外溫度溫控表41控制超溫指示燈45點(diǎn)亮，提醒實(shí)驗(yàn)人員注意。所述紫外分析儀38記錄的光譜圖能夠用于判斷煤樣的分子結(jié)構(gòu)變化情況，判斷煤樣13的燃燒情況，并建立相關(guān)煤自燃模型，指導(dǎo)煤自燃發(fā)火的防治工程。

本實(shí)施例中，步驟五中設(shè)定的所述煤樣罐14內(nèi)的溫度上限值為200℃～1000℃，步驟六中對(duì)煤樣13進(jìn)行自燃發(fā)火實(shí)驗(yàn)所需要測(cè)試的溫度點(diǎn)為十的倍數(shù)的溫度點(diǎn)。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。