錐量儀（燃燒測試儀）

一、概述:

此設(shè)備以通過燃燒產(chǎn)物氣流中氧氣濃度計算出的氧氣消耗量以及燃燒產(chǎn)物時熱釋放速率為設(shè)計原理。材料的熱釋放速率也是材料燃燒性能中重要的參數(shù)。該設(shè)備能比較準(zhǔn)確地測量材料燃燒過程中的熱釋放速率，外形美觀大方、測試便捷精準(zhǔn)，對于預(yù)測火災(zāi)危害及其阻燃防治處理極為重要。

二，符合標(biāo)準(zhǔn):

符合GB/T16172-2007、ISO 5660-1:2002、ASTM E1354等現(xiàn)行國內(nèi)外試驗標(biāo)準(zhǔn)。

三、適用范圍：

可用于適用電器、家具制品用泡沫塑料制品進行產(chǎn)煙量，質(zhì)量損失速率，耗氧分析，CO、CO2以及熱釋放速率等，在各種預(yù)設(shè)條件下對材料進行阻燃和燃燒性能測試; 也可作為相關(guān)性分析的數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)學(xué)模型預(yù)測燃燒行為。廣泛用于質(zhì)檢單位、科研院校分析材料和檢測材料熱釋放性能（CO選配）。

四、主要特點：

4.1采用分柜式設(shè)計方式，分析柜可移動，既可應(yīng)用于錐形量熱儀測試使用，也可連接大型熱釋放速率測試系統(tǒng)。

4.2集成測試機配筆記本電腦。用于整個控制和測試過程。

4.3計算機控制界面：采用高檔設(shè)備和儀器專業(yè)開發(fā)軟件，界面嚴謹，自動化程度高，所有的繁瑣程序和運算都已集成計算機里，反應(yīng)速度非常快，操作方便，人性化界面，傻瓜式操作。

4.4操作軟件：Windows 操作界面，完善的安全機制，軟件可根據(jù)需方要求制作。

4.5可設(shè)置各個傳感器校準(zhǔn)模式，包括氧氣分析儀、二氧化碳分析儀、一氧化碳分析儀、微壓差傳感器、煙密度測量系統(tǒng)、稱重裝置、質(zhì)量流量控制的單點或雙點校準(zhǔn)，以獲得佳線性；

4.6 C參數(shù)標(biāo)定：兩次校準(zhǔn)的C系數(shù)偏差不超過5%，且校準(zhǔn)之后設(shè)備運行穩(wěn)定，保證了測量結(jié)果的真實可靠。

4.7狀態(tài)檢查界面，可一目了然的獲取儀器的各個傳感器部件的工作狀態(tài)；可記錄各個傳感器的工作數(shù)值，包括微壓差傳感器、煙囪溫度、氧氣分析儀、二氧化碳分析儀、一氧化碳分析儀；報告模板為EXCELL格式，可顯示圖形及數(shù)值模式。

4.8軟件操作系統(tǒng)：可收集記錄總耗氧量、氧氣濃度、二氧化碳濃度、溫度、熱釋放速率（HRR）、熱釋放總量(THR)、有效燃燒熱(EHC)、孔板流量計、熱電偶、C系數(shù)、煙道氣體流速、試樣點燃時間（TTI）、著火時間（溫度）、熄滅時間、臨界點燃熱量、熱失重速率、厭惡釋放速率、有毒氣體生成速率、質(zhì)量損失率（MLR）等試驗數(shù)據(jù)的輸出，可保存打印; 具有強大的功能，尤其是可以多曲線對比，可以直觀比較材料的燃燒特性的差別。

4.9氣體分析儀：采用德國西門子整機進口。氧氣（O2）; T90響應(yīng)時間≤3.5S；二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）: T90響應(yīng)時間≤3.5S；優(yōu)于標(biāo)書中響應(yīng)時間：T90≤20S非常多。T90響應(yīng)時間非常重要，直接決定了采集數(shù)據(jù)的真實性；

4.10設(shè)備主要由輻射錐、輻射控制系統(tǒng)、試樣架、稱重裝置、定位架、排氣系統(tǒng)、氣體取樣裝置、氧分析儀、電腦組成。

五、主要技術(shù)參數(shù)

5.1采用進口電熱管加熱；

5.2輻射錐功率：額定功率5000W，能在試樣表面提供高達100KW/m2,的輻射強度，可精確控制到30KW/m2，配有三個熱電偶測量溫度

5.3輻射錐結(jié)構(gòu)：電加熱管緊緊纏繞成圓錐臺形狀裝配在雙層耐熱錐合錐套中，內(nèi)外錐殼內(nèi)填以公稱厚度為13mm，公稱密度為100Kg/m3的耐熱纖維。輻射強度均勻與中心處的輻射照應(yīng)，偏差不超過±2%；錐形加熱器的入射熱流強度可根據(jù)不同的試驗要求進行選擇。

5.4輻射照度的測量：

A輻射照度的測量：采用K型進口不銹鋼鎧裝熱電偶測量其溫度而設(shè)定為對應(yīng)的輻射度，外徑3.0mm的暴露熱節(jié)點的鎧裝熱電偶；

B控制方式：采用PID+SSR控制方式，有效地控制了強度的均勻度，保證輻射錐能在預(yù)設(shè)值內(nèi)自動調(diào)節(jié)，設(shè)定分辨力及控溫精度均為±10℃。

C熱電偶安裝位置：3支熱電偶對稱放置，以非焊接方式與電熱管接觸；

D錐形加熱器的入射熱流強度可根據(jù)不同的試驗要求進行選擇。

1結(jié)構(gòu)：采用非水冷6mm不銹鋼材質(zhì)制成；

2控制方式：采用全自動控制，由電腦程序輸出信號，快速插入和移出的方式；

3稱重設(shè)備：

A稱重裝置:為精度電子天平，稱重設(shè)備安裝在裝置上。

B量程：0~500g

C精度：0.01g

D響應(yīng)時間：<4S

E穩(wěn)定性：進行標(biāo)定時，輸出漂移在30min內(nèi)不超過1g。

F試樣安裝架：為一個方形敞開盤，上端開口為：(106±1）mm×(106±1)mm,深度為（25±1）mm,安裝架采用厚度為50（2.4±0.15)mm的不銹鋼板。包括一個便于插入和移出的把手，和一個保證試樣的中心位置在加熱器下方并能與稱重設(shè)備準(zhǔn)確對中的機械裝置。安裝架的底部放置一層厚度為13mm的低密度（公稱厚度65kg/m3）的耐熱纖維墊;輻射錐下表面與試樣頂部的距離調(diào)節(jié)為(25±1）mm，對于尺寸不穩(wěn)定的材料，其與輻射錐下表面的距離為(60±1）mm

5.5定位架：采用厚度為（1.9±0.1）mm的不銹鋼制成的方盒，方盒內(nèi)邊尺寸為（111±1）mm，高度為（54±1）mm；用于試樣面的開口為（94.0±0.5）mm×（94.0±0.5）mm

4,排煙系統(tǒng):

A組成：由離心式風(fēng)機、集煙罩、風(fēng)機的進氣和排煙管道以及孔板流量計組成。

B離心風(fēng)機：風(fēng)速可調(diào)，在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力條件下，能使排氣系統(tǒng)的排風(fēng)量（g/s）：0～50，精度（g）：小于0.1。

C集煙罩：為一錐形體，集煙口為450mm×450mm,上為一個150mm×150mm的正方體，總高度350mm，集煙罩底部與試樣表面餓距離為（210±50）mm

D孔板流量計：采用高精度數(shù)字輸出，輸出為0-10v電壓信號通過I/0板速模塊轉(zhuǎn)變，直接由計算機控制其流量。

E節(jié)流孔板;在集煙罩與進氣管之內(nèi)裝有一內(nèi)徑為（57±3）mm的節(jié)流孔板，更好地提高了氣體的混合度

F氣體的采集采用環(huán)形取樣器，裝在集煙罩（685±15）mm的風(fēng)機進氣管道內(nèi)。環(huán)形取樣器上有12個直徑為（2.2±0.1）mm的小孔；以均化氣流組分，小孔與氣流方向相反，以避免煙塵沉積。

G氣流溫度的測量；由外徑為1.5mm的鎧裝熱電漏測量。安裝在孔板流量計的上游（100±5）mm處，排氣管軸線位置上。

H排煙管道：由不銹鋼制作，管道直徑為114mm，長度約：1500mm，上面裝有風(fēng)機、流量計、傳感器等等。確保了設(shè)備有良好的通風(fēng)系統(tǒng)，試驗完成后，可將燃燒產(chǎn)物由燃燒室排出到大氣中。通風(fēng)性能根據(jù)試驗要求進行調(diào)節(jié)，氣流速度應(yīng)限制在一定的范圍內(nèi)，保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

I 氣體取樣裝置：包括環(huán)形取樣器、取樣汞，煙塵過濾器，除濕冷阱 、廢氣排泄、排空的旁路系統(tǒng)，水分過濾器和 CO2過濾器。

5.8點火電路采用一個10KV互感器提供能量的火花塞進行外部點火。位于試樣表面中心上方（13±2）mm處，對于尺寸不溫度的材料其距離為（48±2）mm

5.9點火計時器：視值分辨率：0.1s, 計時誤差：1s/1h

5.標(biāo)定燃燒器:

5.1為了標(biāo)定整個測試系統(tǒng)的響應(yīng)，采用一個有方形開孔并且斷面也為方形的黃銅管作為標(biāo)定燃燒器，燃燒器：在園形金屬上開有面積為（500±100）mm2的孔，開孔上覆有金屬絲網(wǎng)以使燃氣擴散，管內(nèi)充填陶瓷纖維以提高氣流的均勻度。

5.2流量計：采用美國OMEGA質(zhì)量流量計,量程：0~20L/min,精度：1%。

5.3取樣泵：12L/min

5.4熱電偶：直徑1.5MM非暴露熱節(jié)點熱電偶，美國OMEGA品牌。

5.5 進口分析儀器：

5.5.1氧氣測量：采用順磁式測量。德國SIEMENS整機進口的分析儀器，可精確檢驗燃燒時通氣管道中氧的百分含量隨時間的變化，進而由即時氧濃度和氧耗量測定出材料的燃燒放熱情況

 濃度范圍：0～25%；

測量精度：±0.01%

響應(yīng)時間：T90:≤3.5S。

信號輸出：4-20mA；

分辨率100×10-6

線性度：<±0.1% O2；呈線性響應(yīng)；

零點漂移：0.05% O2（一周）；

內(nèi)部信號處理時間小于1S；

重復(fù)性：<±0.02% ；

分辨率100×10-6

環(huán)境溫度：0-45℃

相對濕度：<90%（無凝結(jié)）

二氧化碳CO2分析儀：采用NDIR無彌散紅外線分析儀進行連續(xù)測量。

測量范圍：0～10%；

 測量精度：±0.1%;

響應(yīng)時間：＜3.5S;

重復(fù)性：＜±1%                                            

零點漂移：≤2%/周

量程漂移: ≤2%/周

線性偏差: ＜±1%

一氧化碳CO分析儀：采用無彌散紅外分析儀進行連續(xù)測量(選配件）。

測量范圍：0～1%；

 測量精度：±0.1%；

響應(yīng)時間：＜3.5S

重復(fù)性：＜±1%                                            

零點漂移：≤2%/周

量程漂移: ≤2%/周

線性偏差: ＜±1%

煙密度分析：安裝在燃燒室的管道中，用于測量燃燒過程中的煙密度。

光學(xué)煙密度計:由光源、透鏡、光電元件等組成，測量過程中由于煙的積塵，光透過率的減小不應(yīng)超過5%。

光源: 為鹵素?zé)簦珳貫?span style="font-family: "Times New Roman";">2900±100K，直流穩(wěn)壓電源，光源的供電電源精度±0.2%。鹵素?zé)綦妷?span style="font-family: "Times New Roman";">6V,功率10w.

透鏡: 直徑50mm和焦距60mm的凸透鏡，使得通過排煙管道的平行光束直徑為30MM。

光電接收元件：采用日本濱松單晶硅光元件，通過接收的光束強度變化來確定煙密度，光強度的測量精度不應(yīng)低于±5%。

光系統(tǒng)探測器色度標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)精度不低于±5%，輸出線性度在5%以內(nèi)；

光學(xué)煙密度計應(yīng)安裝在排煙管道煙氣分布均勻的位置，光束能垂直穿過排煙管道，光學(xué)煙密度計的安裝不應(yīng)影響測速及取樣，光學(xué)煙密度計的玻璃窗選用石英玻璃。

6控制系統(tǒng)：

6.1采用PLC編程、人機界面、計算機控制，帶64為高精度板卡、電腦和8.4寸液晶顯示，帶RS-232通訊接口選擇。軟件采用儀器設(shè)備專用開發(fā)軟件LabeView及數(shù)據(jù)采集控制卡；控制試驗過程中可以實時查看試驗數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)自動數(shù)據(jù)采集和處理、數(shù)據(jù)保存和輸出測定結(jié)果;電腦控制系統(tǒng)，（測試時間、試驗次數(shù)、延燃時間等均可在電腦中設(shè)定和記錄。具有高智能、引導(dǎo)式菜單操作，簡便直觀的特點，使試驗結(jié)果更加準(zhǔn)確。

6.2采集系統(tǒng)可收集記錄氧氣濃度、溫度、熱釋放速率、孔板流量計、熱電偶、熱煙道氣體流速、試樣點燃時間和熄滅時間、總耗氧量、質(zhì)量損失速率、熱釋放總量、二氧化碳生成量及一氧化碳生成量曲線，所有過程量的曲線和實時數(shù)據(jù)。可保存打印。

6.3點火系統(tǒng)：帶有安全切斷裝置的高壓火花發(fā)生器，高壓自動點火、自動定位。樣品在燃燒平臺上由點火器點燃，點燃速度迅速，能保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。