CN209542442U - 基于傅里叶红外分析仪进行单体燃烧试验的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于傅里叶红外分析仪进行单体燃烧试验的设备，解决现有技术不能同时测量单体燃烧热释放参数及有毒气体组分含量的问题。本实用新型包括单体燃烧试验装置和傅里叶红外分析仪，单体燃烧试验装置包括燃烧试验室和测验室，燃烧试验室包括燃烧试验室主体、燃烧平台、集气罩、U形管、烟气采集管、烟气通孔、三通管、热量释放参数测定烟气输送管和气体组分含量测定烟气输送管，热量释放参数测定烟气输送管和气体组分含量测定烟气输送管分别设第一、二抽气泵。本实用新型能同时测量热释放参数及NO_x、HCl、SO₂、HCN等有毒气体组分含量，既能获取评估建筑材料燃烧性能的原始参数，又能获取评估其燃烧气体烟气毒性的原始参数。

Description

基于傅里叶红外分析仪进行单体燃烧试验的设备

技术领域

本实用新型涉及基于傅里叶红外分析仪进行单体燃烧试验的设备。

背景技术

建筑材料单体燃烧实验设备是用于确定建筑材料或制品(不包括铺地材料以及2000/147/EC号《EC决议》中指出的制品)在单体燃烧试验(SBI)中对火反应性能大小的试验装置，其能且仅能测量出建材在燃烧时的热量释放参数，不能同时测量出建材燃烧时所产生烟气中的NO_x、HCl、SO₂、HCN等有毒气体组分及含量，因此也无法对评估建材燃烧后烟气的毒性大小提供有效的评估原始数据。再者，现有的建筑材料单体燃烧试验设备中的燃烧室太大，导致试验所需建筑材料量大、试验重复性不好，燃烧产生的烟气浓度定量比较难；同时燃烧后的烟气中灰尘等固体颗粒物太多，对气体过滤系统要求高。因此，设计一款基于傅里叶红外分析仪进行单体燃烧试验的设备，以同时测量单体燃烧热释放参数及气体组分含量，成为所属技术领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供基于傅里叶红外分析仪进行单体燃烧试验的设备，解决现有技术不能同时测量单体燃烧热释放参数及有毒气体组分含量的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

基于傅里叶红外分析仪进行单体燃烧试验的设备，包括单体燃烧试验装置和用于测定单体燃烧试验时所产生烟气中毒性气体组分含量的傅里叶红外分析仪，所述单体燃烧试验装置包括用于进行单体燃烧试验时试样进行燃烧的燃烧试验室、以及燃烧热量释放参数测定的测验室，所述燃烧试验室包括燃烧试验室主体、设于所述燃烧试验室主体内用于承载试验单体进行燃烧实验的燃烧平台、以及设于所述燃烧试验室主体的顶部用于收集试验单体燃烧后所产生烟气的集气罩；

所述集气罩的顶部水平连接有一根U形管，所述U形管上连接有烟气采集管，所述烟气采集管的下端穿过所述U形管的管壁竖直插入所述U形管内，所述烟气采集管的下端管壁上均布有若干个烟气通孔，并且所有所述烟气通孔均位于所述U形管内，所述烟气采集管的顶端连接有一个三通管，所述三通管的剩余两个管口分别连接有热量释放参数测定烟气输送管和气体组分含量测定烟气输送管，所述热量释放参数测定烟气输送管与所述测验室连接用于为所述测验室输送热量释放参数测定所需烟气，所述气体组分含量测定烟气输送管与所述傅里叶红外分析仪连接用于为所述傅里叶红外分析仪输送气体组分含量测定所需烟气，所述热量释放参数测定烟气输送管上设有第一抽气泵，所述气体组分含量测定烟气输送管上设有第二抽气泵。

进一步地，所述U形管的弧形段设有用于均衡烟气流速的均流装置，所述烟气采集管位于所述均流装置的后方。

进一步地，所述均流装置为横向设于所述U形管弧形段内的均流板，所述均流板上均布有均流通孔。

进一步地，所述气体组分含量测定烟气输送管为内径5mmPTFE管道，并且所述气体组分含量测定烟气输送管的外壁上包覆使该气体组分含量测定烟气输送管内温度保持180℃恒温的电热套。

进一步地，所述第一抽气泵和所述第二抽气泵的运行功率相同。

进一步地，所述燃烧试验室主体呈长方体形，其长宽高分别为1600mm*1500mm*1300mm。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型结构简单、设计科学合理，使用方便，能同时测量热释放参数及气体组分含量。在国内尚无对应检测方法或标准。其能实现热、烟的耦合检测，既能获取评估建筑材料燃烧性能的原始参数，又能获取评估其燃烧气体烟气毒性的原始参数。

本实用新型主要由单体燃烧试验装置和傅里叶红外分析仪组成，单体燃烧试验装置包括燃烧试验室和测验室，燃烧试验室负责单体燃烧，单体搁置在燃烧平台上燃烧，产生的烟气经过集气罩后由U形管排出，U形管的弧形段内设有均流装置，均流装置将烟气均流后再外排，烟气采集管插接在U形管上，并位于均流装置后方，经过均流的烟气流经烟气采集管时被烟气采集管采集，其顶端的三通管中剩余两个管口分别连接有热量释放参数测定烟气输送管和气体组分含量测定烟气输送管，经过第一抽气泵和第二抽气泵同等功率的作用，烟气采集管内的烟气均匀分流至热量释放参数测定烟气输送管和气体组分含量测定烟气输送管，热量释放参数测定烟气输送管将其内的烟气输送至测验室进行燃烧热量的测验以获取评估燃烧性能的原始参数，而气体组分含量测定烟气输送管则将其内的烟气输送至傅里叶红外分析仪进行烟气气体组分及含量的测验以获取评估燃烧烟气毒性的原始参数，既能获取评估建筑材料燃烧性能的原始参数，又能获取评估其燃烧气体烟气毒性的原始参数。

本实用新型在气体组分含量测定烟气输送管上设电热套，使气体组分含量测定烟气输送管具有保温功能，可有效降低因温度变化引起气体含量的变化，从而可有效提高烟气毒性测量的准确性，U形管上设均流装置，均流装置为均布有均流通孔的均流板，烟气经过均流板，可实现均匀流动，可有效提高本设备的试验效果。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型燃烧试验室结构示意图。

图3为本实用新型U形管示意图。

图4为本实用新型烟气采集管示意图。

图5为本实用新型均流板结构示意图。

图6为本实用新型气体组分含量测定烟气输送管示意图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-傅里叶红外分析仪、2-燃烧试验室、3-测验室、4-烟气采集管、21-燃烧试验室主体、22-燃烧平台、23-集气罩、24-U形管、25-电热套、26-均流板、27-均流通孔、41-烟气通孔、42-三通管、43-热量释放参数测定烟气输送管、44-气体组分含量测定烟气输送管、45-第一抽气泵、46-第二抽气泵。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。

如图1-6所示，本实用新型提供的基于傅里叶红外分析仪进行单体燃烧试验的设备，结构简单、设计科学合理，使用方便，能同时测量热释放参数及气体组分含量。在国内尚无对应检测方法或标准。其能实现热、烟的耦合检测，既能获取评估建筑材料燃烧性能的原始参数，又能获取评估其燃烧气体烟气毒性的原始参数。本实用新型包括单体燃烧试验装置和用于测定单体燃烧试验时所产生烟气中毒性气体组分含量的傅里叶红外分析仪1，所述单体燃烧试验装置包括用于进行单体燃烧试验时试样进行燃烧的燃烧试验室2、以及燃烧热量释放参数测定的测验室3，所述燃烧试验室2包括燃烧试验室主体21、设于所述燃烧试验室主体21内用于承载试验单体进行燃烧实验的燃烧平台22、以及设于所述燃烧试验室主体21的顶部用于收集试验单体燃烧后所产生烟气的集气罩23，所述燃烧试验室主体21呈长方体形，其长宽高分别为1600mm*1500mm*1300mm。燃烧试验室主体21尺寸相比现有技术小了很多，其可以减少单次试验所需建筑材料的量，同时重复性也更好，燃烧产生的烟气浓度定量更加容易，还能有效降低烟气中灰尘等固体颗粒物，降低气体过滤系统要求，本实用新型傅里叶红外分析仪1和测验室3均为现有已知设备。

本实用新型所述集气罩23的顶部水平连接有一根U形管24，所述U形管24上连接有烟气采集管4，所述烟气采集管4的下端穿过所述U形管24的管壁竖直插入所述U形管24内，所述烟气采集管4的下端管壁上均布有若干个烟气通孔41，并且所有所述烟气通孔41均位于所述U形管24内，所述烟气采集管4的顶端连接有一个三通管42，所述三通管42的剩余两个管口分别连接有热量释放参数测定烟气输送管43和气体组分含量测定烟气输送管44，所述热量释放参数测定烟气输送管43与所述测验室3连接用于为所述测验室3输送热量释放参数测定所需烟气，所述气体组分含量测定烟气输送管44与所述傅里叶红外分析仪1连接用于为所述傅里叶红外分析仪1输送气体组分含量测定所需烟气，所述气体组分含量测定烟气输送管44为内径5mmPTFE管道，并且所述气体组分含量测定烟气输送管44的外壁上包覆使该气体组分含量测定烟气输送管44内温度保持180℃恒温的电热套25。所述热量释放参数测定烟气输送管43上设有第一抽气泵45，所述气体组分含量测定烟气输送管44上设有第二抽气泵46，所述第一抽气泵45和所述第二抽气泵46的运行功率相同。从而实现热量释放参数测定烟气输送管43和气体组分含量测定烟气输送管44内的烟气流速相同。

本实用新型所述U形管24的弧形段设有用于均衡烟气流速的均流装置，所述烟气采集管4位于所述均流装置的后方。所述均流装置为横向设于所述U形管24弧形段内的均流板26，所述均流板26上均布有均流通孔27。

本实用新型主要由单体燃烧试验装置和傅里叶红外分析仪组成，单体燃烧试验装置包括燃烧试验室和测验室，燃烧试验室负责单体燃烧，单体搁置在燃烧平台上燃烧，产生的烟气经过集气罩后由U形管排出，U形管的弧形段内设有均流装置，均流装置将烟气均流后再外排(U形管出口与烟气净化设备连接，净化后排入大气中)，烟气采集管插接在U形管上，并位于均流装置后方，经过均流的烟气流经烟气采集管时被烟气采集管采集，其顶端的三通管中剩余两个管口分别连接有热量释放参数测定烟气输送管和气体组分含量测定烟气输送管，经过第一抽气泵和第二抽气泵同等功率的作用，烟气采集管内的烟气均匀分流至热量释放参数测定烟气输送管和气体组分含量测定烟气输送管，热量释放参数测定烟气输送管将其内的烟气输送至测验室进行燃烧热量的测验以获取评估燃烧性能的原始参数，而气体组分含量测定烟气输送管则将其内的烟气输送至傅里叶红外分析仪进行烟气气体组分及含量的测验以获取评估燃烧烟气毒性的原始参数，既能获取评估建筑材料燃烧性能的原始参数，又能获取评估其燃烧气体烟气毒性的原始参数。

本实用新型在气体组分含量测定烟气输送管上设电热套，使气体组分含量测定烟气输送管具有保温功能，可有效降低因温度变化引起气体含量的变化，从而可有效提高烟气毒性测量的准确性，U形管上设均流装置，均流装置为均布有均流通孔的均流板，烟气经过均流板，可实现均匀流动，可有效提高本设备的试验效果。

本实用新型构思奇妙，其能实现热、烟的耦合检测，单体燃烧试验装置的测验室可测量出单体燃烧烟气中CO和CO₂的含量，并根据所测得的数据自行运算出单体燃烧热释放参数(测验室为已知设备，本实用新型并不涉及运算软件方面的改进)，傅里叶红外分析仪能检测ppm级的气体达几十种，本实用新型根据国际上现有燃烧烟气毒性评估标准，仅考虑测量单体燃烧烟气中是否含有CO、HBr、HCl、HCN、HF、SO₂、NO_x等有毒气体，以及上述有毒气体的含量，傅里叶红外分析仪为现有设备，本实用新型并不涉及对傅里叶红外分析仪的内部结构及测量原理的改进，本实用新型根据傅里叶红外分析仪所测量的数据，即可通过国际上现有标准评估出单体燃烧烟气毒性大小。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.基于傅里叶红外分析仪进行单体燃烧试验的设备，其特征在于：包括单体燃烧试验装置和用于测定单体燃烧试验时所产生烟气中毒性气体组分含量的傅里叶红外分析仪(1)，所述单体燃烧试验装置包括用于进行单体燃烧试验时试样进行燃烧的燃烧试验室(2)、以及燃烧热量释放参数测定的测验室(3)，所述燃烧试验室(2)包括燃烧试验室主体(21)、设于所述燃烧试验室主体(21)内用于承载试验单体进行燃烧实验的燃烧平台(22)、以及设于所述燃烧试验室主体(21)的顶部用于收集试验单体燃烧后所产生烟气的集气罩(23)；

所述集气罩(23)的顶部水平连接有一根U形管(24)，所述U形管(24)上连接有烟气采集管(4)，所述烟气采集管(4)的下端穿过所述U形管(24)的管壁竖直插入所述U形管(24)内，所述烟气采集管(4)的下端管壁上均布有若干个烟气通孔(41)，并且所有所述烟气通孔(41)均位于所述U形管(24)内，所述烟气采集管(4)的顶端连接有一个三通管(42)，所述三通管(42)的剩余两个管口分别连接有热量释放参数测定烟气输送管(43)和气体组分含量测定烟气输送管(44)，所述热量释放参数测定烟气输送管(43)与所述测验室(3)连接用于为所述测验室(3)输送热量释放参数测定所需烟气，所述气体组分含量测定烟气输送管(44)与所述傅里叶红外分析仪(1)连接用于为所述傅里叶红外分析仪(1)输送气体组分含量测定所需烟气，所述热量释放参数测定烟气输送管(43)上设有第一抽气泵(45)，所述气体组分含量测定烟气输送管(44)上设有第二抽气泵(46)。

2.根据权利要求1所述的基于傅里叶红外分析仪进行单体燃烧试验的设备，其特征在于：所述U形管(24)的弧形段设有用于均衡烟气流速的均流装置，所述烟气采集管(4)位于所述均流装置的后方。

3.根据权利要求2所述的基于傅里叶红外分析仪进行单体燃烧试验的设备，其特征在于：所述均流装置为横向设于所述U形管(24)弧形段内的均流板(26)，所述均流板(26)上均布有均流通孔(27)。

4.根据权利要求3所述的基于傅里叶红外分析仪进行单体燃烧试验的设备，其特征在于：所述气体组分含量测定烟气输送管(44)为内径5mmPTFE管道，并且所述气体组分含量测定烟气输送管(44)的外壁上包覆使该气体组分含量测定烟气输送管(44)内温度保持180℃恒温的电热套(25)。

5.根据权利要求4所述的基于傅里叶红外分析仪进行单体燃烧试验的设备，其特征在于：所述第一抽气泵(45)和所述第二抽气泵(46)的运行功率相同。

6.根据权利要求5所述的基于傅里叶红外分析仪进行单体燃烧试验的设备，其特征在于：所述燃烧试验室主体(21)呈长方体形，其长宽高分别为1600mm*1500mm*1300mm。