锥形量热仪 GB/T 16172-2007

锥形量热仪 建筑材料热释放速率试验方法

产品介绍

热释放是评定材料和产品火灾特性时的核心测量参数。锥形量热仪可满足所有现存标准（包括ISO 5660, ASTM E 1354, ASTM E 1474, ASTM E 1740, ASTM F 1550, ASTM D 6113, NFPA 264,CAN ULC 135 和 BS 476 第15部分），也可以部件形式购买，这样实验室如果需要特定测试，如热释放、质量损失、烟雾生成等，可以先买所需部件，之后再逐渐补充其它仪器到同一试验箱，成为完整规格仪器。这个灵活特性是该锥形量热仪诸多优点中的一个。

锥形量热仪的测试理论是基于纯燃烧卡路里与燃烧的氧气量成正比，每燃烧1KG氧气将会产生13.1 MJ/kg的燃气， 测试气体的热排放，点火时间，氧气消耗率，CO, CO₂生成率，燃气的气流都将会被测量。锥形量热仪的DAQ系统可帮助用户简单控制整个测试。 19”触摸屏可帮助实现测试自动化并减少安装空间。此外，用户在设定好真实火灾条件的虚温后，可通过改变试样温度，温度上升时间来测试。此方法可获得与真实火灾环境相似的测试结果。

产品型号：GBT16172

符合标准

? ISO 5660: 对火反应的测试-热释放率，烟产生率和质量损失率

? ASTM E 1354: 材料的热和可视烟释放率的标准试验法

? BS 476 Pt.15：建筑材料和建筑结构测试：–测试产品热释放率的方法

? GB/T 16172-2007：建筑材料热释放速率试验方法

? NFPA 264：用耗氧式量热计测量材料和产品的放热率

一、结构特点

1.1 、标准控制机柜，计算机 +Labview 智能控制系统，美观大方，易于操作；

1.2 、锥形加热器-在截短的圆锥内，230V，5000W，热量输出为 0~120 kW/m²；

3 、 自动点火系统，自动测量燃烧时间；

1.4 、3个K类热电偶和3期PID温度控制器对温度进行调控；

1.5 、 自动移动辐射遮挡板 - - 在测试前保护样品区域，保证初期质量测量稳定，操作员可以有额外时间在测试开始前进行系统检测。对于易燃的样品，如果没有开合关闭机制，很容易燃烧过早。所以这个额外时间对操作员非常重要；

1.6 、样品支架-样品大小100mm x 100mm，厚度不超过 50mm；暴露试样中心部位 50mm x50m m与加热锥中心偏差 ± 1% ；

1.7 、称重系统-采用西门子进口称重传感器；质量测量通过应变仪测压元件测试，精度可达 0.1g。装有迅捷电子称重部件，机械停止装置可避免移动造成损害，给出稳定结果，保证仪器长寿；称量范围 0~ 3 kg ；

1.8 、 辐射锥及称重系统放置于独立工作台，与测试主机不连接，防止因为风机管路震动对称重系统造成误差影响。

1.8 、独立数据分析柜，可移动用于其他热释放实验的测试。

1.9 、加热锥称重系统柔性连接，可避免设备风机、水泵等震动引起的称重系统测量误差。

二、点火系统

2.1 、 >10KV的火花发生器，带有安全切断装置；点火计时器能分段计时，示值分辨力 1s ，计时误差小于 1s/h ；标定燃烧器流量计的精度应为读数的 ± 2% 。

2.2 、系统自动点火；自动计时；自动断气熄火；

2.3 、进口透镜及滤光片。激光与光电接收器与烟气隔离；

2.4 、激光与激光器与烟管分离设计，避免烟管震动对光系统造成误差。

三、排气系统

3.1 、由轴流风机、不锈钢排烟管、扩散板、集烟罩、排气管、孔板流量计及温度计组成；

3.2 、不锈钢制作，延长寿命。包括罩子，气体样品取样针，排风扇

3.3 、排烟风速控制：（风速：24 l/s；流量可调，0g/s至50g/s，精度至少为0.1g/s，误差 1% ），

3.4 、配备孔板流量及进口微压差传感器 量程： 0~500pa ，精度：± 1.0%FS ；迟滞：± 0.1%FS ；非重复性± 0.05%FS ；

四、气体取样系统

4.1 、包括环形取样器、吸气泵，微粒过滤器、冷阱、排气阀、水分过滤器及 CO ₂ 过滤器；

4.2 、三级过滤器；过滤精度0.3um；

4.3 、冷冻冷阱：压缩机空调制冷系统；控制温度 0~5 ℃；

4.4 、进口吸气泵，流量： 33L/min ，真空度： 700 ㎜ Hg ，压力： 2.5 bar ；

4.5 、干燥筒；过滤水分及杂质；

4.6 、流量控制器； 控制吸气流量；

4.7 、取样器有 12 个小孔与气流方向相反；内装烟尘过滤器；距集烟罩 685mm 处；

五、测量系统

5.1 、进口顺磁氧分析仪，量程0-25%之间；氧气量程0-100%之间，误差 <0.01% ，重复性 <0.01% ；（国产分析仪为选配）；

CO ₂ 量程： 0~10% ，误差： 1%FS ，重复性 <2% ； CO 量程 0~1% ，误差： 1%FS ，重复性 <2% （选配）；

5.2 、 用进口激光系统测量烟密度精度误差： 2% ； 使用光电二极管，0.5mW 氦氖激光，主要及备用光电探测器。

5.3 、美国进口光电接收器：波长范围 350-1100nm ，峰值相应： 0.65A/W ，增益调节 70dB ；

5.3 、 采用进口称重传感器， 通过高精度承重传感器对试品材料的试验过程重量变化时进行测量。测试范围 0- 3 000g ，分辨率 0.01g 。实际要求试品重量 <500g ；

5.4 、控温系统： 进口欧姆龙 PID 控温系统 ，测量辐射锥温度的热电偶 3 支，直径 1mm ； 两配一只 1mm 铠装热电偶测量孔板上方 100mm 处温度；

5.5 、美国进口 Omega 热电偶，精度 0.1 摄氏度。温度采集速度快，寿命耐久。

5.6 、排气流量： 通过排烟管道上内径为 57mm ± 1mm 的锐缘板孔两侧压差配合微压差变送器计算得出；并与控制系统相连，实现风速自动控制；位于风机上方 350mm 处；

5.7 、美国进口微压差传感器，精度：± 1%FS, 迟滞 ± 0.1%FS; 线性压力 69Kpa ；

六、校准系统

6.1 、美国进口 Metherm 热电堆式热流计 - 用于设定对样品表面的辐射水平；并配有水冷却系统，安全保护热流计。设计量程 0 ~ 1 2 0k W/m 2，热流计的准确度为士 3% ，重复性为士 0.5% ；

6.2 、燃烧器校正系统-校准仪器测试出的热释放率，使用 99.5%纯度的甲烷；甲烷质量流量计精确控制甲烷流量；

6.3 、配备水冷系统；用于对进口热流计工作时冷却；配备自循环水箱及自来水接口两种方式；客户可选；

6.4 、配备方形标定燃烧器；

6.5 、日本进口质量流量控制器：流量精度 2% ；

七、用户操作系统

7.1 、实验仪器专用 Labwiew 控制系统，界面友好，易于操作，控制精准；

能够：显示仪器状态；校准仪器和储存校准结果；收集测试数据；计算所需参数；按标准要求方式显示结果；多个测试取平均数值；

7.2 、上位机通过 RS485 接口通讯模块与可编程控制器通讯链接，进行数据传送和动作控制；

7.3 、 PID 温度控制模块与功率调整模块进行链接，通过可编程控制器控制进行恒温调节；

7.4 、信号采集处理模块与风量电路控制模块进行链接，通过可编程控制器逻辑计算输出，智能调节预置的风速；机械转动模块与可编程控制器的 I/O 口进行链接，控制转动机构的关闭状态；

7.5 、 Labview 操作软件，界面友好，数据交互性功能强大，更适用于进行科学研究分析；

7.6 、软件功能模块化设计，可独立分析各个试验数据的过程曲线。

7.7 、可通过参数设置，对试验中的原始数据进行修订后，对同一个试样的测试结果的差异性进行对比。可帮助客户进行试验影响因素的分析。

7.8 、试验报告可实现完整图和缩略图的切换分析。

7.9 、可对 O ₂ ， CO,CO ₂ 的延时进行独立修订，进而对比测试结果，对实验结果进行深层次分析。

7.10 、可自由选择数据输出曲线： O ₂ ， CO ₂ ， CO ， MASS, Heatflux, MFM, DPT ,PD.

7.11 、系统操作自动化集成度高， c-factor ，试验功能一键式操作；

7.12 、测试报告模块功能强大，可预览，编辑和生成报告；

7.13 、 C-factor log ，记录系统 c-factor 校准数据，监控系统变化；

7.14 、 Heatflux log ，记录辐射热流功率设定数据，方便查阅，提供参考。

7.15 、测试结果准确可靠，重复性好，误差不超过 ± 2% 。

7.16 、时滞对测试结果影响分析。

八、技术参数

8.1 、锥形加热器额定功率 5000W ，热输出量 0 ～ 1 2 0 kW/m2 ；辐射照度均匀，与中心处的辐射照度偏差不超过 ± 2% ；辐射热流计精度为 ± 3% ，重复性 ± 0.5% 以内；

8.2 、样品称量范围  0 ～ 3 000g ； 独立的称重装置，灵敏度0.1g，称重设备的输出漂移在 30 分钟内不超过 0.8g 。加热锥测试架台与测试主机框架分离，避免震动对称重系统的影响。加热锥称重系统柔性连接，避免设备风机、水泵等震动引起的称重系统测量误差。

8.3 、样品支架-样品大小100mm x 100mm，厚度不超过 50mm；暴露试样中心部位 50mm x50m 与加热锥中心偏差± 1% ；

8. 4、进口顺磁性氧气分析器，氧气量程0-100%之间，误差 <0.01%, 重复性 <0.01% ；响应时间 <7S ；

8. 5 、红外线 CO, CO₂ 分析器： CO2 量程 0~10% ，误差： 1%FS, 重复性 <2% ；响应时间 <7S ； CO: 0~1% ，误差： 1%FS ，重复性 <2% ； (CO 可选配 )

8. 6、排风扇 流量0～50g/s可调，精度0.1g/s；

8. 7、压缩机原理：冷阱: 0~5度；

8. 8 、进口隔膜泵，流量率 :33 l/min ；

8.9 、 微压差传感器 量程： 0~500pa ，精度：± 1.0%FS ；迟滞：± 0.1%FS ；非重复性± 0.05%FS ；

8. 10 、进口热电堆式热流计，设计量程 0 ~ 1 2 0k W/m 2 , 热流计的准确度为士 3% ，重复性为士 0.5% ；

8. 11 、探测器色度标准精确度 ± 5% ，输出线性度（透过率） <1% ，透过率 <1% ；

8.1 2、 美国进口微压差传感器。精度： ± 1%FS, 迟滞 ± 0.1%FS; 线性压力 69Kpa ；

8.1 3、 美国进口光电接收器 : 波长范围 350-1100nm ；峰值相应： 0.65A/W; 增益调节 70dB ；

8.1 4 、 标定期间，辐射锥热电偶平均温度应保持在预设值的± 5 ℃ 以内 ；

九、测试数据

9.1 、热量释放率，总耗氧量； CO ₂ 生成量；

9.2 、点燃时间，烟道气体流速， C 系数，熄灭时间；

9.3 、临界点燃热量

9.4 、质量损失速率

9.5 、烟雾释放速率

9.6 、总热释放量；

9.7 、时滞对测试结果影响分析。

十、关键零件配置表：

	名称(Name)	产地/ 型号 / 品牌 Model	数量（PCS ）	备注(Remark)
1	热电偶	美国 进口 Omega	2
2	热流计	美国 进口 Medthem	1
3	质量流量计	日本 进口 Kofloc	1
4	压力表	中国台湾 Airtec	3
5	压力调节阀	中国台湾 Airtec	3
6	电磁阀	上海巨良	2
7	PLC 称重系统	西门子	1
8	控制软件	Labview	1
9	加热器	镍鉻合金加热管 5000W	1
1 0	离心风机	中国台湾	1
	变频器	中国台湾台达	1
1 1	微压差变送器	进口  美国 setra	1
1 2	过滤器	2um	3
1 3	泠凝器	压缩机工作系统	1
14	氧分析仪	德国 ABB 或中国舒茨	1	进口分析仪为选配
1 5	CO 2 分析仪	德国 ABB 或中国舒茨	1	（CO 分析仪为选配）
17	烟密度光源	进口氦氖激光发生器	1
18	光电接收器模组	进口 美国	1
19	交换接触器	进口品牌 施耐德	1
20	过载保护器	进口品牌 施耐德	1
21	断路器	进口品牌 施耐德	1
22	箱体	标准机柜喷漆
23	内部工装	SUS304 不锈钢

十一、客户配备装置说明：

锥形量热仪安装条件
场地要求	规格要求	备注
1	设备尺寸：外形尺寸长1800mm ，宽 7 00mm ， 主体高度2 27 0mm ， 向上烟道 61 0mm ， 总高 288 0mm 。	不包括室外排烟管所占空间。
2	设备周围空间：设备四周至少留出1~1.5 米的空间。
3	地面平坦
4	试验时，房间内不允许有外界气流干扰量热仪的工作环境。
5	配备排烟管道，设备出烟口直径110mm
电气要求	22 0V， 7000W ， 电流35A 。电源线进线 ≥ 10 mm2
供水	自来水，水压至少：流量6 mL/s~12 mL/s ，无冷凝或沸腾。 压力275 kPa~620kPa （ 40 psi~90 psi ）。温度 16℃~54℃ 。
辅助气体配备	纯氮气，纯度至少99.5% ；接口压力 1MP 以内，干燥空气
	甲烷99.5% ；接口压力 1MP 以内
	8.5%二氧化碳，接口压力 1MP 以内
	0.85%一氧化碳，接口压力 1MP 以内
消耗品	干燥剂：烧碱石棉，硫酸钙，硅胶；各备：500~1000g
参考（非设备要求）	恒温恒湿房间，由于制备样品用。
	实验室配备灭火器