CN206627430U - 塑料烟密度测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种塑料烟密度测试仪，包括燃烧测试箱体，燃烧测试箱体与电气控制箱体为一体式结构；燃烧测试箱体内设置有辐射锥加热系统、测试箱压力控制系统、光学测量系统、抽排烟系统、安全爆破片装置；辐射锥加热系统、安全爆破片装置设置在测试箱体内的底部，安全爆破片装置设置在辐射锥加热系统下方；在测试箱体的顶部与底部分别放置有光学测量系统的顶部信号接收端与底部光源发射端；测试箱压力控制系统设置在测试箱体的顶部；抽排烟系统的进气口设置在测试箱体的顶部，排气口设置在测试箱体内的底部。本实用新型可被塑料行业、固体材料行业之生产工厂以及科研试验单位广泛使用。

Description

塑料烟密度测试仪

技术领域

本实用新型涉及一种塑料烟密度测试仪，具体是指一种适用于片状材料、复合材料、或组合件的试样，垂直放置于配有规定等级热辐射源的密闭橱柜中，在不同的辐射照度等级和燃烧模式下，测量从试样暴露面燃烧时所产生的烟雾光密度的试验设备。

背景技术

通过对塑料或其它如橡胶、木材、纺织品覆盖物、涂漆面等材料燃烧时所产生的烟密度数据，并根据发烟量高低或光密度值，可以在评价材料燃烧性能及其分级、指导防火安全设计、实施消防监督、执行建筑设计防火规范，以及关系到发生火灾时人员的疏散和能否靠近灭火等方面发挥重要作用。

随着社会的不断发展火灾发生的频率增大其引起的危害性也越来越大，采用阻燃材料是减少和防止火灾发生的重要举措之一；近年来，各国对阻燃材料的研究越来越深入，其应用也越来越广泛；由于阻燃材料在火灾中的燃烧行为非常复杂，单一的现有的测试装置在燃烧测试方法不能完全描述其燃烧性能，因此人们试图通过对阻燃材料测试与表征方法的研究，从多方面更完备的评价阻燃材料的阻燃性能。

发明内容

发明目的：

为了解决上述技术的不足，本实用新型提供了一种检测精度高、使用方便、高效的塑料烟密度测试仪。

技术方案：

塑料烟密度测试仪，包括燃烧测试箱体，燃烧测试箱体与电气控制箱体为采用内部隐式螺钉连接成一体式结构；燃烧测试箱体内设置有辐射锥加热系统、测试箱压力控制系统、光学测量系统、抽排烟系统、安全爆破片装置；辐射锥加热系统、安全爆破片装置设置在测试箱体内的底部，安全爆破片装置设置在辐射锥加热系统下方，且两者均由测试箱体内的栽钉连接和固定；在测试箱体的顶部与底部分别放置有光学测量系统的顶部信号接收端与底部光源发射端；测试箱压力控制系统设置在测试箱体的顶部；抽排烟系统的进气口设置在测试箱体的顶部，排气口设置在测试箱体内的底部；电气控制箱体电气连接辐射锥加热系统、测试箱压力控制系统、光学测量系统、抽排烟系统。

燃烧测试箱体与电气控制箱体为左右一体式配置，两者之间采用内部隐式螺钉连接成一体式结构，测试箱体的正下方装有冷却水循环泵、冷却水箱及冷却水循环管路，冷却水循环泵和冷却水箱两者均由螺钉固定在测试箱体底部角钢体上，冷却水箱连接冷却水循环管路，冷却水循环泵设置在冷却水循环管路上，冷却水循环管路的另一端连接辐射热流计装置的热流计，构成循环冷却系统。

所述辐射锥加热系统包括点火燃烧器、屏蔽罩、电机、辐射锥组合件、试样盒、辐射热流计装置和称重测量系统；点火燃烧器位于辐射锥组合件下方，其底端固定在支撑盘支架上；电机通过直杆与屏蔽罩连接，电机固定在支撑盘支架的下方，屏蔽罩由电机旋转带动实现启闭；辐射锥组合件由三根立柱支撑并固定在支撑盘支架上；试样盒位于辐射锥组合件下方，并定位在称重测量系统的可调节高度的支撑托架上；辐射热流计装置位于辐射锥组合件下方，并能够在固定于辐射锥组合件上的不锈钢滑槽内滑进滑出和定位；称重测量系统通过螺钉定位并固定在支撑盘支架上；辐射锥组合件内设有电加热管和温度传感器，辐射热流计装置内设有热流计、称重测量系统内设有电子秤。

所述测试箱压力控制系统内设有压力传感器，通过三通接头一端与盛水的广口瓶连接，一端与测试箱体内的密闭空间连通，剩下的一端与压力传感器连接。

所述光学测量系统包括白炽灯、光学系统底部暗箱、光发射器、光调焦器、光学系统顶部暗箱、光接收器、光电倍增管暗箱、侧窗型光电倍增管和光电倍增管管座；白炽灯安装在光学系统底部暗箱的底面几何中心位置上；光学系统底部暗箱、光发射器均由螺钉安装在测试箱体底部的固定板上；光调焦器、光学系统顶部暗箱均由螺钉安装在测试箱体顶部的固定板上；光接收器安装在光学系统顶部暗箱的顶面几何中心位置上；光电倍增管暗箱位于光学系统顶部暗箱的顶面并由螺钉连接；光电倍增管管座位于光电倍增管暗箱的侧面并由螺钉固定；侧窗型光电倍增管通过其公插口直接插入光电倍增管管座的母插口内。

所述的抽排烟系统包括引风机和电动球阀；引风机固定在测试箱体底部角钢体上，抽排烟系统的进气口设置在测试箱体的顶部，排气口设置在测试箱体内的底部；在测试箱体的顶部和底部均安装有电动球阀。

安全爆破片装置包括铝箔片和安全防护罩；铝箔片用顶面带有冲孔的安全防护罩扣住。

所述的固定板为铝板。

所述电气控制箱体采用计算机、板卡、PLC集成控制。

优点及效果：

本实用新型所述的塑料烟密度测试仪，具有以下优点和有益效果：

本实用新型提出了一种基于通过光学系统测定烟雾透光率来表示出烟密度的原理来测定材料产烟量的烟密度的测试装置。这种对材料燃烧的产烟率方面的实验，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，适用于各种材料阻燃性能的量化测试。

附图说明

图1是本实用新型立体结构示意图。

图2是本实用新型主视图。

图3是本实用新型主视图。

图4是辐射锥加热系统立体结构示意图。

图5是光学测量系统主视图。

图6是冷却水循环系统立体结构示意图。

图7是控制系统电气原理图。

附图标记说明：

1、测试箱体，2、辐射锥加热系统，3、测试箱压力控制系统，4、光学测量系统，5、抽排烟系统，6、安全爆破片装置，7、点火燃烧器，8、屏蔽罩，9、辐射锥组合件，10、试样盒，11、辐射热流计装置，12、称重测量系统，13、白炽灯，14、光学系统底部暗箱，15、光发射器，16、光调焦器，17、光学系统顶部暗箱，18、光接收器19、光电倍增管暗箱，20、侧窗型光电倍增管，21、光电倍增管管座，22、冷却水循环泵，23、冷却水箱，24、冷却水循环管路，25、电机，26、支撑盘支架，27、立柱，28、直杆。

具体实施方式

本实用新型用于依据国家标准GB/T 8323.1-2008《塑料 烟生成 第1部分：烟密度试验方法导则》，GB/T 8323.2-2003《塑料 烟生成 第2部分：单室法测定烟密度试验方法》对塑料制品进行烟密度测定的测试仪。

本实用新型通过基于光吸收原理，并利用光电倍增管检测光通过塑料燃烧时产生的烟雾前后的强度或透光率，即可得到烟雾的光吸收程度，从而测定塑料燃烧时所产生的烟雾光密度，并以最大光密度为试验结果。可被塑料行业、固体材料行业之生产工厂以及科研试验单位广泛使用。

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

本实用新型是一种塑料烟密度测试仪，如图1、图2和图3所示，包括燃烧测试箱体1，其特征在于：燃烧测试箱体1与电气控制箱体为采用内部隐式螺钉连接成一体式结构；燃烧测试箱体1内设置有辐射锥加热系统2、测试箱压力控制系统3、光学测量系统4、抽排烟系统5、安全爆破片装置6；辐射锥加热系统2、安全爆破片装置6设置在测试箱体内的底部，安全爆破片装置6设置在辐射锥加热系统2下方，且两者均由测试箱体内的栽钉连接和固定；在测试箱体的顶部与底部分别放置有光学测量系统4的顶部信号接收端与底部光源发射端；测试箱压力控制系统3设置在测试箱体的顶部；抽排烟系统5的进气口设置在测试箱体的顶部，排气口设置在测试箱体内的底部，能够将测试箱体内的气体达到完全充分换气的效果。

如图6所示，燃烧测试箱体1与电气控制箱体为左右一体式配置，两者之间采用内部隐式螺钉连接成一体式结构，测试箱体的正下方装有冷却水循环泵22、冷却水箱23及冷却水循环管路24，以保证辐射热流计得到冷却，达到试验要求的目的；冷却水循环泵22和冷却水箱23两者均由螺钉固定在测试箱体底部角钢体上，冷却水箱23连接冷却水循环管路24，冷却水循环泵22设置在冷却水循环管路24上，冷却水循环管路24的另一端连接辐射热流计装置11的热流计，与冷却水循环泵22、冷却水箱23及冷却水循环管路24一起构成循环冷却系统。将辐射热流计连接入冷却水循环系统是因为可以使得辐射热流计的测量准确度提高，同时在高辐射照度下延长热流计的使用寿命。

如图4所示，所述辐射锥加热系统2包括点火燃烧器7、屏蔽罩8、电机25、辐射锥组合件9、试样盒10、辐射热流计装置11和称重测量系统12；点火燃烧器7位于辐射锥组合件9下方，其底端固定在支撑盘支架26上，点火燃烧器7可以适应燃烧模式的要求；电机25通过直杆28与屏蔽罩8连接，电机25固定在支撑盘支架26的下方，屏蔽罩8由电机25旋转带动实现启闭；电机25与屏蔽罩8在试验暂停时保护试样不受辐射热照射，以使辐射锥组合件达到辐射照度等级的要求；辐射锥组合件9由三根立柱27支撑并固定在支撑盘支架26上；试样盒10位于辐射锥组合件9下方，并定位在称重测量系统12的可调节高度的支撑托架上；辐射热流计装置11位于辐射锥组合件9下方，并能够在固定于辐射锥组合件9上的不锈钢滑槽内滑进滑出和定位，其在校准设备时使用，其和试样盒10是错开使用的；辐射热流计装置11可以准确测量辐射照度值；称重测量系统12通过螺钉定位并固定在支撑盘支架26上，称重测量系统12可计算质量光密度。辐射锥组合件9内设有电加热管和温度传感器，辐射热流计装置11内设有热流计、称重测量系统12内设有电子秤。

所述测试箱压力控制系统3内设有压力传感器，通过三通接头一端与盛水的广口瓶连接，一端与测试箱体内的密闭空间连通，剩下的一端与压力传感器连接，从而使得测试箱体内压力控制达到要求。

如图5所示，所述光学测量系统4包括白炽灯13、光学系统底部暗箱14、光发射器15、光调焦器16、光学系统顶部暗箱17、光接收器18、光电倍增管暗箱19、侧窗型光电倍增管20和光电倍增管管座21，用于检测烟雾对光的吸收率或光密度；白炽灯13安装在光学系统底部暗箱14的底面几何中心位置上；光学系统底部暗箱14、光发射器15均由螺钉安装在测试箱体底部的固定板上；光调焦器16、光学系统顶部暗箱17均由螺钉安装在测试箱体顶部的固定板上；光接收器18安装在光学系统顶部暗箱17的顶面几何中心位置上；光电倍增管暗箱19位于光学系统顶部暗箱17的顶面并由螺钉连接；光电倍增管管座21位于光电倍增管暗箱19的侧面并由螺钉固定；侧窗型光电倍增管20通过其公插口直接插入光电倍增管管座21的母插口内。采用侧窗型光电倍增管检测烟雾对光的吸收率或光密度比一般采用光电池检测烟密度更先进，侧窗型光电倍增管能检测到极微弱的光信号，而光电池则没有这个能力。

所述的固定板可以采用铝板。

所述的抽排烟系统5包括引风机和电动球阀；引风机固定在测试箱体底部角钢体上，抽排烟系统5的进气口设置在测试箱体的顶部，排气口设置在测试箱体内的底部；在测试箱体的顶部和底部均安装有电动球阀，通过引风机工作抽风气流经测试箱顶部的电动球阀门，进入测试箱密闭空间，再经测试箱底部的电动球阀门，最后从引风机的排气口排出，从而使得测试箱体能够快速排烟换气。

安全爆破片装置6包括铝箔片和安全防护罩；铝箔片用顶面带有冲孔的安全防护罩扣住可以防止操作时有尖锐物体等弄破或划伤铝箔片，铝箔片用于测试箱体内过压或欠压保护。

如图7所示，所述电气控制箱体采用计算机、板卡、PLC集成控制，实现数据采集、通讯及控制。计算机通过数据线连接称重测量系统12的电子秤，通过板卡输入输出端口电气连接辐射锥加热系统2的电机25控制电机启停、连接抽排烟系统5的引风机及电动球阀控制风机和球阀的开启关闭、连接冷却水循环泵22控制泵的启停。PLC通过电气接线连接辐射锥组合件9的电加热管和温度传感器采集温度数据、连接辐射热流计装置11的热流计采集辐射热通量、连接测试箱压力控制系统3的压力传感器采集压力数据、连接光学测量系统4的侧窗型光电倍增管20采集光的透射率。

本实用新型的工作原理如下：

实施例：

上述燃烧测试箱体正面采用一扇含硅胶密封条的密封门在测试过程中起到密封作用，在该密封门上开有一扇中空玻璃观察窗方便测试过程中观察箱体内试验过程和现象，测试箱体左侧是与测试箱体集成在一起的电气控制箱体，在其面板上可配置有燃烧气路的玻璃转子流量计，电子称显示和操作屏，光源和光窗加热调节旋钮等。

本实用新型工作时：

在试验时，设定好4种试验或燃烧模式之一，如在“有焰”和“无焰”燃烧模式二选一，在“25KW”和“50KW”辐射照度等级二选一，选择好之后安装试样并关闭密封门，由电机驱动辐射锥屏蔽罩完全覆盖辐射锥的辐射热，加热辐射锥，待箱体温度达到稳定要求后，进行光学系统校准，校准完成后依旧由电机反向驱动辐射锥屏蔽罩完全暴露辐射锥的辐射热，此后由电脑控制系统自动采集记录试验过程和结果并自动生成试验报告。

试验时，假定测试条件为试样有引燃火焰并曝露于25kW/m2 的辐射照度（其他三种测试条件可按类似操作），辐射锥组合件9通过电加热管被加热，使得在其下方的辐射热流计装置11检测到的热流值为25kW/m2并稳定，由电机25带动屏蔽罩8逆时针旋转到辐射锥组合件9下方，待温度稳定后，进行光路的校准，待光路校准完后，此时打开测试箱体密封门移走辐射热流计装置11，然后装载试样至试样盒10，关闭测试箱体密封门，再由电机带动屏蔽罩8顺时针旋转到完全脱离开辐射锥组合件9；从点火燃烧器7喷出的压缩空气与丙烷混合可燃气体被点燃并形成一定长度的蓝色火苗；试验自动进行，通过电脑自动记录相关数据，待数据稳定后，试验结束，通过电脑计算出相应的结果并生成报告。

本实用新型所述的塑料烟密度测试仪，为确定样品物质的量，可采用连续光谱对物质进行扫描，（这里的所谓样品物质是由于塑料燃烧产生的烟雾粒子），并利用光电倍增管检测光通过被测物前后的强度，即可得到被测物质的光吸收程度，从而计算出物质的量，依据此种光吸收原理，本实用新型的塑料烟密度测试仪适用于片状材料、复合材料、或厚度不超过25mm组合件的试样，垂直放置于配有规定等级热辐射源的密闭橱柜中（辐射照度分别在25KW/m2或50 KW/m2），在不同的燃烧模式下（无焰模式和有焰模式），测量从试样暴露面燃烧时所产生的烟雾光密度。本实用新型的塑料烟密度测试仪被塑料行业、固体材料行业之生产工厂以及科研试验单位广泛使用。

Claims (9)

1.塑料烟密度测试仪，包括燃烧测试箱体（1），其特征在于：燃烧测试箱体（1）与电气控制箱体为采用内部隐式螺钉连接成一体式结构；燃烧测试箱体（1）内设置有辐射锥加热系统（2）、测试箱压力控制系统（3）、光学测量系统（4）、抽排烟系统（5）、安全爆破片装置（6）；辐射锥加热系统（2）、安全爆破片装置（6）设置在测试箱体内的底部，安全爆破片装置（6）设置在辐射锥加热系统（2）下方，且两者均由测试箱体内的栽钉连接和固定；在测试箱体的顶部与底部分别放置有光学测量系统（4）的顶部信号接收端与底部光源发射端；测试箱压力控制系统（3）设置在测试箱体的顶部；抽排烟系统（5）的进气口设置在测试箱体的顶部，排气口设置在测试箱体内的底部；电气控制箱体电气连接辐射锥加热系统（2）、测试箱压力控制系统（3）、光学测量系统（4）、抽排烟系统（5）。

2.根据权利要求1所述的塑料烟密度测试仪，其特征在于：燃烧测试箱体（1）与电气控制箱体为左右一体式配置，两者之间采用内部隐式螺钉连接成一体式结构，测试箱体的正下方装有冷却水循环泵（22）、冷却水箱（23）及冷却水循环管路（24），冷却水循环泵（22）和冷却水箱（23）两者均由螺钉固定在测试箱体底部角钢体上，冷却水箱（23）连接冷却水循环管路（24），冷却水循环泵（22）设置在冷却水循环管路（24）上，冷却水循环管路（24）的另一端连接辐射热流计装置（11）的热流计，构成循环冷却系统。

3.根据权利要求1所述的塑料烟密度测试仪，其特征在于：所述辐射锥加热系统（2）包括点火燃烧器（7）、屏蔽罩（8）、电机（25）、辐射锥组合件（9）、试样盒（10）、辐射热流计装置（11）和称重测量系统（12）；点火燃烧器（7）位于辐射锥组合件（9）下方，其底端固定在支撑盘支架（26）上；电机（25）通过直杆（28）与屏蔽罩（8）连接，电机（25）固定在支撑盘支架（26）的下方，屏蔽罩（8）由电机（25）旋转带动实现启闭；辐射锥组合件（9）由三根立柱（27）支撑并固定在支撑盘支架（26）上；试样盒（10）位于辐射锥组合件（9）下方，并定位在称重测量系统（12）的可调节高度的支撑托架上；辐射热流计装置（11）位于辐射锥组合件（9）下方，并能够在固定于辐射锥组合件（9）上的不锈钢滑槽内滑进滑出和定位；称重测量系统（12）通过螺钉定位并固定在支撑盘支架（26）上；辐射锥组合件（9）内设有电加热管和温度传感器，辐射热流计装置（11）内设有热流计、称重测量系统（12）内设有电子秤。

4.根据权利要求1所述的塑料烟密度测试仪，其特征在于：所述测试箱压力控制系统（3）内设有压力传感器，通过三通接头一端与盛水的广口瓶连接，一端与测试箱体内的密闭空间连通，剩下的一端与压力传感器连接。

5.根据权利要求1所述的塑料烟密度测试仪，其特征在于：所述光学测量系统（4）包括白炽灯（13）、光学系统底部暗箱（14）、光发射器（15）、光调焦器（16）、光学系统顶部暗箱（17）、光接收器（18）、光电倍增管暗箱（19）、侧窗型光电倍增管（20）和光电倍增管管座（21）；白炽灯（13）安装在光学系统底部暗箱（14）的底面几何中心位置上；光学系统底部暗箱（14）、光发射器（15）均由螺钉安装在测试箱体底部的固定板上；光调焦器（16）、光学系统顶部暗箱（17）均由螺钉安装在测试箱体顶部的固定板上；光接收器（18）安装在光学系统顶部暗箱（17）的顶面几何中心位置上；光电倍增管暗箱（19）位于光学系统顶部暗箱（17）的顶面并由螺钉连接；光电倍增管管座（21）位于光电倍增管暗箱（19）的侧面并由螺钉固定；侧窗型光电倍增管（20）通过其公插口直接插入光电倍增管管座（21）的母插口内。

6.根据权利要求1所述的塑料烟密度测试仪，其特征在于：所述的抽排烟系统（5）包括引风机和电动球阀；引风机固定在测试箱体底部角钢体上，抽排烟系统（5）的进气口设置在测试箱体的顶部，排气口设置在测试箱体内的底部；在测试箱体的顶部和底部均安装有电动球阀。

7.根据权利要求1所述的塑料烟密度测试仪，其特征在于：安全爆破片装置（6）包括铝箔片和安全防护罩；铝箔片用顶面带有冲孔的安全防护罩扣住。

8.根据权利要求5所述的塑料烟密度测试仪，其特征在于：所述的固定板为铝板。

9. 根据权利要求1 所述的塑料烟密度测试仪，其特征在于：所述电气控制箱体采用计算机、板卡、PLC集成控制。