CN205317710U

CN205317710U - 一种锥形量热仪

Info

Publication number: CN205317710U
Application number: CN201521065199.2U
Authority: CN
Inventors: 贺名欢
Original assignee: Suzhou Phoenix Quality Inspection Instrument Ltd
Current assignee: Jiangsu Fellman Security Technology Co.
Priority date: 2015-12-18
Filing date: 2015-12-18
Publication date: 2016-06-15
Anticipated expiration: 2025-12-18

Abstract

本实用新型涉及一种锥形量热仪，包含主控机、副控制机、燃烧辐射装置、排烟组件和气体分析装置；副控制机上设置有热通量计组件及其水冷循环系统；燃烧辐射装置包含点火组件、热辐射组件和试样组件；排烟组件上设置有测量组件，排烟组件将燃烧辐射装置与外部废气处理装置连接，并且排烟组件与气体分析装置通过收集装置连接；在实验过程中，通过主控机对各部分进行控制并接收反馈信号，通过副控制机控制燃烧辐射装置对阻燃材料性能进行测试，产生的气体由排烟组件送至气体分析装置中进行分析处理，由排烟组件上的测量组件以及气体分析装置得出测试结果，满足了实验室规模使用的测试一体机的需要，可以广泛应用于各领域。

Description

一种锥形量热仪

技术领域

本实用新型涉及一种材料的阻燃性能的测量仪器，具体地说是一种基于耗氧量原理测定材料热释放率、有效燃烧热和烟密度等参数的锥形量热仪。

背景技术

阻燃科学与技术的发展，对阻燃材料燃烧行为的评估、测试手段提出了越来越高的要求；传统的测试方法如：氧指数法、垂直燃烧法、水平燃烧法，其虽然具有操作简单、快速、重复性好等特点，仍在许多燃烧测试实验室中广泛使用，但这些方法普遍存在测试参数单一，测试结果不能定量化等缺点，难以与材料在真实火情中的燃烧行为相关联，有时对同一种材料的评估，采用不同的实验方法会得到相互矛盾的结果；因此，随着阻燃科学与技术的迅速发展，出现了各种新的测试手段，其中最具有代表性的是锥形量热仪。

锥形量热仪基于耗氧量原理：每燃烧1KG氧气将会产生13.1MJ的热量，依据这一原理，对材料燃烧的热释放速率方面的实验能更好的模拟材料在真实火灾环境下的燃烧行为，对研究材料的阻燃机理有很大的帮助；与其他类型的热释放速率测试仪器，如全尺寸热释放速率测试装置或微型量热仪相比：锥形量热仪属于实验室规模的热释放测定仪，参数测定值受外界因素影响小，与大型实验结果相关性好等优点；锥形量热仪可以在特定的热辐射下，测定材料的防火性能；这一技术能够获得多种可燃材料在火灾中的燃烧参数，包括热释放速率（HRR）、总热释放热（THR）、有效燃烧热（EHC）、点燃时间（TTI）、烟密度和质量损失等数据；低成本，高精度，典型可重复性为±5%；适用各种材料的阻燃性能的量化测试；可供各种材料或制品制造、研发单位、检验部门和科研单位使用；很多对材料阻燃燃烧性能测试的仪器仅能作定性测试：可燃或难燃或不燃，锥型量热仪可作定量分析，所能测试的指标包括热释放率（W/g），有效燃烧热（J/g）等。

因此，基于锥形量热仪，现设计一款集控制、试验、检测等多种功能的实验室用一体机。

实用新型内容

针对上述存在的技术问题，本实用新型的目的是：提出了一种锥形量热仪。

本实用新型的技术解决方案是这样实现的：一种锥形量热仪，包含主控机、副控制机、燃烧辐射装置、排烟组件和气体分析装置；所述主控机控制各个部分工作运行，并接收反馈信号；所述副控制机对燃烧辐射装置进行控制，副控制机上还设置有热通量计组件及其水冷循环系统，燃烧辐射装置上设置有热通量计检测部；所述燃烧辐射装置上设置有玻璃罩，燃烧辐射装置包含点火组件、热辐射组件和试样组件；所述排烟组件上设置有测量组件，排烟组件将燃烧辐射装置与外部废气处理装置连接，并且排烟组件与气体分析装置通过收集装置连接。

优选的，所述点火组件包含点火针、燃烧器和与点火针联动的点火针推杆。

优选的，所述热辐射组件包含辐射锥、辐射屏蔽层以及与辐射屏蔽层联动的辐射屏蔽层推杆。

优选的，所述试样组件包含试样盒和试样盒支架，试样盒设置在试样盒支架上，并与称重传感器配合。

优选的，所述热通量计组件包含热通量计和热通量计放置盒；所述水冷循环系统与热通量计连接，水冷循环系统包含进水口、出水口、温度指示表和水流示意表。

优选的，所述排烟组件包含集烟罩、排烟管道、风机和排废管道；所述集烟罩呈锥形设置在燃烧辐射装置的上侧，排烟管道连接在集烟罩上，风机和排废管道连接在排烟管道上；所述排烟管道上还设置有取样口，收集装置与取样口连接。

优选的，所述测量组件包含光路系统、热电偶和双向探头；所述光路系统设置在排烟管道上，热电偶和双向探头设置在排废管道上。

优选的，所述气体分析装置上设置有主过滤器、除湿过滤器和转子流量计；所述主过滤器与气体分析装置的气体入口配合，除湿过滤器与气体分析装置的气体出口配合。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

本实用新型的锥形量热仪，在实验过程中，通过主控机对各部分进行控制并接收反馈信号，通过副控制机控制燃烧辐射装置对阻燃材料性能进行测试，产生的气体由排烟组件送至气体分析装置中进行分析处理，由排烟组件上的测量组件以及气体分析装置得出测试结果，满足了实验室规模使用的测试一体机的需要，可以广泛应用于各领域。

附图说明

下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：

附图1为本实用新型的一种锥形量热仪的立体图；

附图2为本实用新型的一种锥形量热仪的燃烧辐射装置部分的放大图；

附图3为本实用新型的一种锥形量热仪的副控制机部分的放大图。

具体实施方式

下面结合附图来说明本实用新型。

如图1所示，本实用新型所述的一种锥形量热仪，包含主控机1、副控制机2、燃烧辐射装置3、排烟组件和气体分析装置4；所述主控机1控制各个部分工作运行，并接收反馈信号，主控机1上设置有显示屏和主机箱位置以及多个控制按钮，控制按钮包括主控开关、电源开和调速旋钮以及风机开和急停按钮；所述副控制机2对燃烧辐射装置3进行控制，副控制机2上还设置有热通量计组件5及其水冷循环系统，燃烧辐射装置3上设置有热通量计检测部；所述燃烧辐射装置3上设置有玻璃罩，玻璃罩为耐高温玻璃，可以防止热量的损失，燃烧辐射装置3包含点火组件、热辐射组件和试样组件；所述排烟组件上设置有测量组件，排烟组件将燃烧辐射装置3与外部废气处理装置连接，并且排烟组件与气体分析装置4通过收集装置连接。

其中，点火组件包含点火针11、燃烧器12和与点火针11联动的点火针推杆13；试验时，点火针11通过点火针推杆13推送至工作位置，并通过副控制机2上的试样点火按钮控制其进行高压脉冲自动放电打火，引燃燃烧器12。

热辐射组件包含辐射锥14、辐射屏蔽层15以及与辐射屏蔽层15联动的辐射屏蔽层推杆16；通过副控制机2面板上的加热按钮可以控制辐射锥14的加热；辐射锥14的额定功率为5kW，由电加热管构成，可以提供高达100kW/m2的辐射照度；辐射屏蔽层15可以通过辐射屏蔽层推杆16来控制，在试验开始之前保护试样不受辐射，辐射屏蔽层15由不可燃材料制成。

试样组件包含试样盒17和试样盒支架，试样盒17设置在试样盒支架上，并与称重传感器配合；试样盒17用于放置试样，试样盒支架放在称重传感器上，方便测量试样的质量。

热通量计组件5包含热通量计51和热通量计放置盒52，热通量计51用于测量辐射锥14产生的试样表面的辐射照度；所述水冷循环系统与热通量计51连接，水冷循环系统包含进水口53、出水口54、温度指示表55和水流示意表56，水冷循环系统给热通量计51提供冷却效果，防止热通量计51损坏。

排烟组件包含集烟罩21、排烟管道22、风机23和排废管道24；所述集烟罩21呈锥形设置在燃烧辐射装置3的上侧，便于收集燃烧产生的所有废气，排烟管道22连接在集烟罩21上，风机23和排废管道24连接在排烟管道22上；所述排烟管道22上还设置有取样口25，收集装置与取样口25连接；在试验开始之前，按下主控机1面板上“风机开”按钮开启风机23，并通过调速旋钮将风速调节到所需要的数值。

测量组件包含光路系统26、热电偶27和双向探头28；所述光路系统26设置在排烟管道22上，热电偶27和双向探头28设置在排废管道24上；热电偶27用于测量温度，双向探头28用于测量经过的气体的压力差，光路系统26用于测量燃烧产生的烟气浓度。

气体分析装置4上设置有主过滤器41、除湿过滤器42和转子流量计；所述主过滤器41用于过滤进入气体分析装置4的气体，除湿过滤器42用于过滤从气体分析装置4排出的气体；所述气体分析装置4上还设置有“抽气泵开”按钮，收集装置包含抽气泵。

主控机1的控制系统由温控模块、数据采集和控制模块、上位机控制软件组成；其中温控模块对辐射锥14的温度进行调节；同时采集温度传感器的检测值，并将检测值输出至上位机控制软件中。

上位机控制软件包括显示部分、输入部分、计算部分及控制部分：显示部分的输入端连接控制部分的输出端；输入部分向控制部分输入控制量相关参数值，计算部分根据相关输入参数值计算热释放率、有效燃烧热、烟气浓度及质量损失。

所述的控制模块还包括模数转换器及信号变送放大器；通过模数转换器将控制软件输出的输出数字控制量转换成模拟量输出至质量流量控制器中；通过模数转换器及信号变送放大器将气体分析装置4中接收到的检测值转化成数字量输出至信号采集模块中。

试验过程：①打开“主控开关”旋钮，开启电脑；打开“电源开”旋钮，按下“风机开”按钮、“抽气泵开”按钮，通过“调速”旋钮将风机23调节到排气流量为0.024（±0.002）m³/s。

②打开程序软件，开始采集数据，采集1min的基线数据；推动辐射屏蔽层推杆16，使辐射屏蔽层15位于辐射锥14的下方，将试样和试样盒17放到试样安装架上；通过称重传感器采集质量数据；并设定辐射锥辐射等级（0-50kW/m²），然后按下副控制机2上的“加热开”按钮。

③当辐射锥14的辐射等级达到后，移开辐射屏蔽层15，插入燃烧器12并按下副控制机2上的“试样点火”按钮，开始试验。

④当出现闪燃、短暂火焰或持续火焰时，按下副控制机2上的“火焰计时”按钮，记录时间。

⑤各测量分析仪器采集燃烧产生的样气的数据，并由上位机软件显示出来，最后通过上位机软件对这些数据的分析处理计算，得出试验的结果，包括热释放速率、有效燃烧热、质量损失率等参数。

以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims

1.一种锥形量热仪，其特征在于：包含主控机（1）、副控制机（2）、燃烧辐射装置（3）、排烟组件和气体分析装置（4）；所述主控机（1）控制各个部分工作运行，并接收反馈信号；所述副控制机（2）对燃烧辐射装置（3）进行控制，副控制机（2）上还设置有热通量计组件（5）及其水冷循环系统，燃烧辐射装置（3）上设置有热通量计检测部；所述燃烧辐射装置（3）上设置有玻璃罩，燃烧辐射装置（3）包含点火组件、热辐射组件和试样组件；所述排烟组件上设置有测量组件，排烟组件将燃烧辐射装置（3）与外部废气处理装置连接，并且排烟组件与气体分析装置（4）通过收集装置连接。

2.根据权利要求1所述的锥形量热仪，其特征在于：所述点火组件包含点火针（11）、燃烧器（12）和与点火针（11）联动的点火针推杆（13）。

3.根据权利要求1所述的锥形量热仪，其特征在于：所述热辐射组件包含辐射锥（14）、辐射屏蔽层（15）以及与辐射屏蔽层（15）联动的辐射屏蔽层推杆（16）。

4.根据权利要求1所述的锥形量热仪，其特征在于：所述试样组件包含试样盒（17）和试样盒支架，试样盒（17）设置在试样盒支架上，并与称重传感器配合。

5.根据权利要求1所述的锥形量热仪，其特征在于：所述热通量计组件（5）包含热通量计（51）和热通量计放置盒（52）；所述水冷循环系统与热通量计（51）连接，水冷循环系统包含进水口（53）、出水口（54）、温度指示表（55）和水流示意表（56）。

6.根据权利要求1所述的锥形量热仪，其特征在于：所述排烟组件包含集烟罩（21）、排烟管道（22）、风机（23）和排废管道（24）；所述集烟罩（21）呈锥形设置在燃烧辐射装置（3）的上侧，排烟管道（22）连接在集烟罩（21）上，风机（23）和排废管道（24）连接在排烟管道（22）上；所述排烟管道（22）上还设置有取样口（25），收集装置与取样口（25）连接。

7.根据权利要求6所述的锥形量热仪，其特征在于：所述测量组件包含光路系统（26）、热电偶（27）和双向探头（28）；所述光路系统（26）设置在排烟管道（22）上，热电偶（27）和双向探头（28）设置在排废管道（24）上。

8.根据权利要求1所述的锥形量热仪，其特征在于：所述气体分析装置（4）上设置有主过滤器（41）、除湿过滤器（42）和转子流量计；所述主过滤器（41）与气体分析装置（4）的气体入口配合，除湿过滤器（42）与气体分析装置（4）的气体出口配合。