性能參數(shù)：
一、概述:
1.1 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最重要的參數(shù)，該設(shè)備能比較準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，對于預(yù)測火災(zāi)危害及其阻燃防治處理極為重要。
1.2 可用于所有防火、阻燃材料進行產(chǎn)煙量，質(zhì)量損失速率，耗O2、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；
1.3 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。
二、符合標準:
2.1 符合GB/T16172-2007《建筑材料熱釋放速率試驗方法》。
2.2 符合ISO 5660-1:2002、ASTM E1354等現(xiàn)行國內(nèi)外試驗標準。
三、主要技術(shù)參數(shù)：
3.1 箱體結(jié)構(gòu)：測試與控制箱體由標準網(wǎng)絡(luò)分析機柜組合而成，分析機柜與實驗操作機柜采用可分體式設(shè)計，避免風(fēng)機振動對測試平臺的影響。測試平臺上半部分安裝鋼化玻璃觀察窗作為防護屏，觀察窗底部縷空作為泄壓口防止氣爆。
3.2 輻射錐：見圖2
圖2 輻射錐
3.2.1 輻射錐裝置及其控制系統(tǒng)：由耐高溫不銹鋼錐殼體、耐高溫錐形加熱管盤、精準測溫?zé)犭娕?、采用連桿式傳動與定位機構(gòu)的無反射屏蔽層，帶有安全切斷裝置的點火裝置等部件組成。
3.2.2 輻射錐功率：額定功率5000W，熱輻射溫量輸出為0-100KW/m2,能在試樣表面提供達100KW/m2的輻射強度，配有三個熱電偶測量溫度。
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%。
3.2.3 輻射照度的測量：
3.2.3.1 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；
3.2.3.2 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℃。
3.2.3.3 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；
3.2.3.4 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。
3.3 輻射屏蔽層：見3
圖3 輻射屏蔽層
3.3.1 結(jié)構(gòu)：采用非水冷6mm不銹鋼材質(zhì)制成；
3.3.2 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；
3.4 試樣安裝裝置：由不銹鋼試樣安裝架、定位架、調(diào)節(jié)支桿、稱重裝置（樣品稱量范圍 0～6200g；精度：0.01g），隔熱材料及保護盒等部件組成，見圖4。
3.4.1 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。
3.4.2 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。
圖4 試樣安裝裝置
3.4.3 稱重設(shè)備：為G&G稱重傳感器，通過高精度承重傳感器對試品材料的試驗過程重量變化時進行測量，分辨率0.01g，見圖5。
3.4.3.1 量程：0~6200g
3.4.3.2 精度：0.01g
3.4.3.3 響應(yīng)時間：<4S
3.4.3.4 穩(wěn)定性：進行標定時，輸出漂移在30min內(nèi)不超過1g。
圖5 稱重設(shè)備
3.5 排煙裝置及其控制系統(tǒng)：見圖6
3.5.1 組成：由集氣罩、煙管、排煙風(fēng)機、節(jié)流孔板及差壓式風(fēng)速測定裝置、熱電偶煙氣測溫裝置組成，煙溫信號給主控程序參于實驗結(jié)果數(shù)據(jù)計算，排煙裝置位于機柜頂端。
3.5.2 軸流風(fēng)機：風(fēng)速可調(diào)，在標準溫度和壓力條件下，能使排氣系統(tǒng)的排風(fēng)量（g/s）：0～50，精度（g/s）：小于0.1。
3.5.3 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的距離為（210±50）mm
3.5.4 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。
3.5.5 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
3.5.6 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。
3.5.7 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。
3.5.8 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)果的準確性。
圖6 排煙系統(tǒng)
3.6 樣氣采集與預(yù)處理裝置：
3.6.1 樣氣采集與預(yù)處理裝置由環(huán)形取樣器、過濾系統(tǒng)、吸氣泵、冷凝器等部件組成；
3.6.2 環(huán)形取樣器環(huán)形取樣器安裝在排煙管道中并與管道同心，設(shè)有均化氣流裝置；
3.6.3 三級過濾，具有耐高溫耐酸堿腐蝕及抗氧化功能，一級過濾精度不低于0.45~50um；
3.6.4 濾芯安裝采用易裝拆結(jié)構(gòu)；二級過濾裝置為帶排水功能的空氣保護過濾器，可靠分離氣體中所含固體，過濾精度不低于0.2um-20um；三級過濾裝置用于過濾冷卻后樣氣中的水份。過濾筒易于拆裝，便于更換過濾介質(zhì)；
3.6.5 采用真空泵抽取樣氣，真空泵噪音低，振動小，抽氣流量36L/min,出口壓力7KG；
3.6.6 配備壓縮制冷式冷凝器：露點溫度為0~5℃；
3.6.7 配備進口德國KNF隔膜泵，流量33 L/min,真空度：700 mmHg，壓力:2.5 bar；
3.6.8 樣氣管道配備自清潔系統(tǒng)，實驗完成后可設(shè)定逆向吹氣清潔樣氣管道。
3.7 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，見圖7。
圖7 火花塞
3.8 點火計時器：視值分辨率：0.1s, 計時誤差：1s/1h
3.9 熱流計系統(tǒng)：見圖8
3.9.1 采用進口荷蘭hukseflux級熱電堆式式熱流計，輻射接收靶為水冷式，直徑為12.5mm，表面覆有耐久的無光澤黑色涂層；熱流計：量程為(0~100)KW/ m2，精度為±3%，重復(fù)性為±0.5%。
3.9.2 熱流計配備便攜式水冷卻系統(tǒng)，自帶循環(huán)水及水冷卻裝置，無須外接冷卻水源，于面板可顯示水溫及水流裝況，即時監(jiān)控冷卻狀態(tài)。
圖8 熱流計
3.10 標定燃燒器及其供氣系統(tǒng)：見圖9
3.10.1 配備黃銅管等作為標定燃燒器，燃燒器采用纖維填充及濾網(wǎng)裝置來擴展可燃氣體，燃燒均勻。
3.10.2 標定燃燒器供氣系統(tǒng)為調(diào)壓閥、壓力表、MFC等構(gòu)成，確定能提供穩(wěn)定氣源供燃燒。MFC量程為10L/min,準確度為±1%F.S.,線性±0.5%F.S.,響應(yīng)時間≤2sec。
3.10.3 標定燃燒器通過彈夾式夾具可懸掛安裝在輻射錐下方，要求操作便捷，定位精準。
3.10.4 為了標定整個測試系統(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。
圖9 標定燃燒器
3.11 流量計：采用日本SMC質(zhì)量流量計,量程：0~20L/min,精度：1%。
3.12 取樣泵：12L/min
3.13 熱電偶：直徑1.5MM非暴露熱節(jié)點熱電偶，美國OMEGA品牌。
3.14 氣體分析系統(tǒng)：
① 氧氣(O2)分析儀：采用德國（西門子）SIEMENS，順磁式。
1）測量范圍：（0-25）%
2）信號輸出：4-20mA；
3）分辨率100×10-6
4）相對濕度：<90%（無凝結(jié)）；
5）線性度偏差：<±0.1% O2；
6）零點漂移：≤0.5%/月；
7) 量程漂移: ≤0.5%/月
8) 內(nèi)部信號處理時間小于1S；
9) 響應(yīng)時間：T90<5秒
10) 重復(fù)性：<±0.02% O2；
11) 本機顯示:LCD液晶顯示屏(帶背光)
12) 模擬輸出:4～20mA 750Ω
13) 環(huán)境溫度:5℃～＋45℃；供電:220VAC±10%,50～60Hz。
14) 30min內(nèi)分析儀的噪聲漂移均不超過0.01%；數(shù)據(jù)采集輸出的分辨率優(yōu)于 0.01%6；
② 二氧化碳（CO2）分析儀：原產(chǎn)地為德國AGM Sensors非分光紅外(NDIR)傳感器模塊：
1)測量原理:非分光紅外NDIR,雙波長,單束;
2）測量范圍：0-10%；
3)反應(yīng)時間: ≤6s;
4)精度：滿量程±2% FS
5）穩(wěn)定性：滿量程±2% FS ( 12 個月以上)
6）重復(fù)精度：±0.2%（零點時）, 1%（樣氣時）
7)檢測值: <滿量程1%FS
8)線形誤差: <滿量程2%FS
9)狀態(tài)/故障控制:雙色 LED 顯示
10)狀態(tài)/故障輸出: +5V HCMOS on 34-Pin 連接器
11）模擬輸出:4～20mA 750Ω
12）環(huán)境溫度:5℃～＋45℃
13）供電:220VAC±10%,50～60Hz 5000W
14）30min內(nèi)分析儀的噪聲漂移均不超過100 ×10-6
3.15.3 一氧化碳CO分析儀：原產(chǎn)地為德國AGM Sensors非分光紅外(NDIR)傳感器模塊：
3.15.3.1 測量范圍：0～1%；
3.15.3.2 測量精度：0.1 ppm；
3.15.3.3 響應(yīng)時間：﹤8s
3.15.3.4 重復(fù)性：0.1 ppm
3.15.3.5 零點漂移：≤2%/周
3.15.3.6 量程漂移: ≤2%/周
3.15.3.7 線性偏差: ＜±1%
3.15.4 分析儀進氣流量為3.5L/min,氣路配備流量計，防止過載對分析儀進行損傷；流量計量程為0.5~5L/min；配備分流裝置分散排空多余氣體。
3.15.5 預(yù)留標定接口，可對氣分析儀各氣體傳感器進行標定。
3.15.6 煙密度測量系統(tǒng):煙密度測量系統(tǒng)位于排燃管上靠近排風(fēng)負機端，由光源發(fā)射裝置、校正機構(gòu)、測溫裝置等組成，測量過程中由于煙的積塵，光透過率的減小不應(yīng)超過5%。
3.15.6.1光源: 光源發(fā)射裝置為氦氖激光器，能產(chǎn)生光譜波長632.8納米，隨機偏振的紅色光源，用于煙霧濃度測試；光源接收端控測器線性度≥99.8%，不穩(wěn)定度<0.1%；
3.15.6.2 光源通道上設(shè)計校正機構(gòu)，可對光源接收99%及0%進行校正；光元件一側(cè)安裝有熱電偶測量煙氣溫度，提供信號給主控程序參于實驗結(jié)果數(shù)據(jù)計算。
3.15.6.3 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。
3.15.6.4 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%。
3.15.6.5 光系統(tǒng)探測器色度標準函數(shù)精度不低于±5%，輸出線性度在5%以內(nèi)；
3.15.6.6 光學(xué)煙密度計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)煙密度計的安裝不影響測速及取樣，光學(xué)煙密度計的玻璃窗選用石英玻璃。
六、控制系統(tǒng)：
6.1 計算機控制界面方式：采用電腦+專業(yè)軟件控制，引導(dǎo)式操作，操作方便安全可靠，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。
6.2 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)計算、采集和處理、數(shù)據(jù)保存和輸出實驗報告和測定結(jié)果；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)果更加準確。
6.3 內(nèi)置設(shè)備的預(yù)標定及工作標定程序，可方便進行稱重設(shè)備準確性，輻射錐不同輻射照度下的錐體溫度，光路的零點校正，分析儀各傳感器精度進行標定；
6.4 可設(shè)置各個傳感器校準模式，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，以獲得線性；
6.5 C參數(shù)標定：兩次校準的C系數(shù)偏差不超過5%，且校準之后設(shè)備運行穩(wěn)定，保證了測量結(jié)果的真實可靠。
6.6 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。
6.7 錐形量熱儀能夠直接測量材料屬性包括熱釋放速率、著火時間、燃點熱量、質(zhì)量損失速率、煙氣釋放速率、燃燒的有效熱量、毒性氣體釋放速率、CO2、CO生成量等；試驗數(shù)據(jù)的輸出，可保存打??；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。
6.8 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)?？杀４娲蛴?。
6.9 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)果的準確性。
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