技術分享之：錐形量熱儀的工作原理

鑫盛機床

錐形量熱儀（Cone Calorimeter）是一種用于評估材料燃燒特性的儀器，廣泛應用于材料科學、消防工程和安全研究領域。它能夠提供關于材料在受控條件下燃燒時的熱釋放速率、煙霧生成量、質量損失率等多種關鍵參數的信息。以下是錐形量熱儀的工作原理及其主要組成部分：
工作原理
樣品準備：
將待測試的材料樣品裁剪成規定的尺寸（通常為100 mm × 100 mm），并固定在一個金屬框架上。
樣品放置在一個加熱板上，該加熱板可以精確控制樣品的位置和暴露面積。
輻射加熱：
錐形量熱儀的核心部件是一個錐形加熱器，能夠產生特定的輻射熱通量（通常范圍為0 W/m2 至 100 kW/m2）。
加熱器發出的輻射熱模擬實際火災中的熱輻射條件，使樣品達到著火點并開始燃燒。
數據采集：
儀器配備了多種傳感器和測量裝置，用于實時監測和記錄樣品燃燒過程中的各種參數。
熱釋放速率（HRR）：通過測量樣品燃燒過程中產生的熱量，計算出熱釋放速率。這通常是通過氧氣消耗法實現的，即測量樣品燃燒過程中消耗的氧氣量，根據消耗的氧氣量推算出釋放的熱量。
煙霧生成量：通過測量燃燒過程中產生的煙霧濃度，評估材料的煙霧生成特性。
質量損失率：通過稱重系統監測樣品在燃燒過程中的質量變化，計算出質量損失率。
點燃時間：記錄樣品從開始受到輻射熱到著火的時間。
火焰傳播速度：通過攝像頭或其他視覺系統觀察火焰的傳播情況，評估材料的火焰傳播速度。
數據分析：
收集到的數據通過計算機軟件進行處理和分析，生成詳細的報告，包括熱釋放速率曲線、煙霧生成量曲線、質量損失率曲線等。
這些數據可以幫助研究人員評估材料的燃燒性能，優化材料配方，提高產品的消防安全性能。
主要組成部分
錐形加熱器：
產生可控的輻射熱通量，模擬實際火災中的熱輻射條件。
樣品架：
固定和支撐樣品，確保樣品在測試過程中保持穩定。
氧氣消耗測量系統：
測量樣品燃燒過程中消耗的氧氣量，用于計算熱釋放速率。
煙霧濃度測量系統：
通過光散射或光吸收技術測量煙霧濃度。
質量測量系統：
實時監測樣品的質量變化，計算質量損失率。
數據采集和控制系統：
包括計算機、數據采集卡和專用軟件，用于記錄和分析測試數據。
排氣系統：
用于排除燃燒過程中產生的煙霧和有害氣體，確保實驗室的安全。

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ABC999

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