一種高分子材料燃燒產生有害氣體的測試裝置法及試驗方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及高分子材料測試【技術領域】，具體的說是一種高分子材料燃燒產生有害氣體的測試裝置由錐形加熱器、集風罩、風機、流量計、冷卻管、過濾器、測氧儀、氯化氫分析裝置、氰化氫分析裝置、一氧化碳分析裝置以及二氧化碳分析裝置構成，利用錐形加熱器調整不同功率對高分子材料進行加熱，對燃燒過程中煙霧濃度進行分析，本發(fā)明實現(xiàn)了對高分子材料燃燒過程中有害氣體的定量檢測，同時也實現(xiàn)了燃燒產生的一氧化碳、二氧化碳、氯化氫和氰化氫測試分析技術，結構簡單、新穎，制造成本低，使用方便、安全、可靠。
【專利說明】一種高分子材料燃燒產生有害氣體的測試裝置法及試驗方法
[【技術領域】][0001]本發(fā)明涉及高分子材料測試【技術領域】，具體地說是一種高分子材料燃燒產生有害氣體的測試裝置及試驗方法。
[【背景技術】][0002]目前高分子材料在家用電器、建筑、汽車、航空以及其它眾多領域的應用日益廣泛，使得高分子材料在防止火災的問題上面臨著巨大的壓力。高分子材料屬于可燃性材料，由于材料本身含有氮、硫、氯等元素，所以在加熱分解、燃燒的過程中，會釋放大量得一氧化碳、氯化氫及氰化氫等有害氣體，而這些有害氣體才是火災過程中致命的關鍵性因素。
[0003]高分子材料燃燒過程產生的煙氣比較復雜，不容易定量檢測分析，目前針對高分子材料燃燒過程中產生的有害氣體的分析方法中，多數(shù)采用小白鼠進行毒理實驗，判斷高分子材料燃燒產生的毒性，無法對煙氣的成分定性定量的分析，因此很難針對性的改進高分子材料的燃燒性能，降低燃燒過程中毒氣的危害。
[
【發(fā)明內容】
][0004]本發(fā)明的目的在于根據(jù)化學分析原理，提供一種結構簡單、使用方便的定量分析高分子材料燃燒產生有害氣體的測試裝置及試驗方法，實現(xiàn)對燃燒過程中產生的一氧化碳、二氧化碳、氯化氫和氰化氫有害氣體的定量檢測。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，設計一種高分子材料燃燒產生有害氣體的測試裝置，包括錐形加熱器、集風罩、風機、流量計、冷卻管、過濾器、測氧儀、氯化氫分析裝置、氰化氫分析裝置、一氧化碳分析裝置以及二氧化碳分析裝置，其特征在于該裝置由第一管道和第二管道連接成倒L形，連接處內腔置有風機，第一管道上第一接口和第二接口內腔加有干燥劑，第二接口和第三接口間段的上方從左到右依次設有氯化氫、氰化氫分析裝置，下方設有溫度、濕度計，第三接口和第四接口內腔設有過濾器，第四接口和第五接口之間的管道下方設有煙塵濃度測試裝置；煙塵濃度測試裝置右側連接集風罩，集風罩內部設有錐形加熱器，第六接口與第七接口間段設有冷卻管，第七接口和第八接口間段設有流量計，第八接口下方左側從上到下依次設有二氧化碳、一氧化碳分析裝置，右側設有測氧儀。
[0006]所述的錐形加熱器由若干個電熱絲構成，呈錐形輻射加熱，加熱功率達到(T50kW/m2 ;所述的一氧化碳分析裝置定量檢測的有害氣體為一氧化碳，測試范圍為0-lOOOppm;所述的二氧化碳分析裝置定量檢測的有害氣體為二氧化碳，測試范圍為(0-10% ;所述的氯化氫分析裝置定量檢測的有害氣體為氯化氫，測試范圍為0-3000ppm ;所述的氰化氫分析裝置，定量檢測的有害氣體為氰化氫，測試范圍為0-lOOppm ;所述的測氧儀分析燃燒過程中釋放的熱量，氧氣濃度的測試范圍為0-30%;所述的煙塵濃度測試裝置的測試范圍為:0?1000mg/m3。
[0007]上述的一種高分子材料燃燒產生有害氣體的測試裝置的試驗方法為利用錐形加熱器調整不同功率對高分子材料進行加熱，高分子材料受熱后會熔融、解聚、分解、燃燒，通過集風罩將從加熱到燃燒的過程中產生的氣體收集進入管道；有害氣體的測試裝置利用電位差傳感探頭，對全過程產生的一氧化碳、二氧化碳、氯化氫和氰化氫有害氣體定量進行檢測；通過測氧儀對燃燒過程中氧氣濃度的變化進行監(jiān)控，計算出燃燒釋放的熱量；通過煙塵濃度測試裝置，對燃燒過程中煙霧濃度進行分析。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，實現(xiàn)了對高分子材料燃燒過程中有害氣體的定量檢測，同時也實現(xiàn)了燃燒產生的一氧化碳、二氧化碳、氯化氫和氰化氫測試分析技術。結構簡單、新穎，制造成本低，使用方便、安全、可靠。
[【專利附圖】

【附圖說明】]
[0009]圖1是本發(fā)明的高分子材料燃燒產生有害氣體的測試裝置的結構示意圖；
[0010]圖2是本發(fā)明實施例聚甲基丙烯酸甲酯試樣燃燒過程中，一氧化碳含量隨時間的變化曲線圖；
[0011]圖3是本發(fā)明另一實施例聚氯乙烯試樣燃燒過程中，氯化氫含量隨時間的變化曲線圖；
[0012]如圖所示，圖 中:I為集風罩，2為錐形加熱器，3為第一管道，4為第五接口，5為煙塵濃度測試裝置，6為第四接口，7為過濾器,8為第三接口，9為氯化氫分析裝置，10為溫度、濕度計，11為氰化氫分析裝置，12為第二接口，13為第一接口，14為風機,15為第六接口，16為冷卻管，17為第七接口，18為流量計，19為第八接口，20為二氧化碳分析裝置,21為測氧儀,22為一氧化碳分析裝置,23為第二管道；
[0013]指定圖1為本發(fā)明的摘要附圖。
[【具體實施方式】]
[0014]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明，這種裝置的結構和原理對本專業(yè)的人來說是非常清楚的。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0015]如圖1所示，一種高分子材料燃燒產生有害氣體的測試裝置，包括錐形加熱器、集風罩、風機、流量計、冷卻管、過濾器、測氧儀、氯化氫分析裝置、氰化氫分析裝置、一氧化碳分析裝置以及二氧化碳分析裝置，其特征在于該裝置由第一管道和第二管道連接成倒L形，連接處內腔置有風機，第一管道上第一接口和第二接口內腔加有干燥劑，第二接口和第三接口間段的上方從左到右依次設有氯化氫、氰化氫分析裝置，下方設有溫度、濕度計，第三接口和第四接口內腔設有過濾器，第四接口和第五接口之間的下方設有煙塵濃度測試裝置；煙塵濃度測試裝置右側連接集風罩，集風罩內部設有錐形加熱器，第六接口與第七接口間段設有冷卻管，第七接口和第八接口間段設有流量計，第八接口下方左側從上到下依次設有二氧化碳、一氧化碳分析裝置，右側設有測氧儀。
[0016]錐形加熱器由若干個電熱絲構成，呈錐形福射加熱，加熱功率達到(0-50kW/m2 ；一氧化碳分析裝置定量檢測的有害氣體為一氧化碳，測試范圍為(0-lOOOppm ;二氧化碳分析裝置定量檢測的有害氣體為二氧化碳，測試范圍為0-10% ;氯化氫分析裝置定量檢測的有害氣體為氯化氫，測試范圍為0-3000ppm;氰化氫分析裝置，定量檢測的有害氣體為氰化氫，測試范圍為(TlOOppm ;測氧儀分析燃燒過程中釋放的熱量，氧氣濃度的測試范圍為0?30% ;煙塵濃度測試裝置的測試范圍為(TlOOOmg/m3。
[0017]該裝置的試驗方法為利用錐形加熱器調整不同功率對高分子材料進行加熱，高分子材料受熱后會熔融、解聚、分解、燃燒，通過集風罩將從加熱到燃燒的過程中產生的氣體收集進入管道；通過煙塵濃度測試裝置，對燃燒過程中煙霧濃度進行分析；有害氣體的測試裝置利用電位差傳感探頭，對全過程產生的一氧化碳、二氧化碳、氯化氫和氰化氫有害氣體定量進行檢測；通過測氧儀對燃燒過程中氧氣濃度的變化進行監(jiān)控，計算出燃燒釋放的熱量。
[0018]實施例1:
[0019]聚甲基丙烯酸甲酯試樣燃燒試驗
[0020]具體的試驗步驟如下:
[0021]a.啟動程序，錐形加熱器內的電熱絲產生熱量，使其加熱輻射功率為50kW/m2，滿足權利要求2的規(guī)定；
[0022]b.測量聚甲基丙烯酸甲酯試樣的面積，并將試樣放在樣品臺上，通過升降裝置調整樣品臺與高壓點火器之間的距離，操作控制箱進行電子高壓點火操作；
[0023]c.聚甲基丙烯酸甲酯受熱后，逐漸熔融并解聚，產生小分子可燃性氣體，并隨著輻射熱量的增加，最終燃燒起來；
[0024]d.記錄加熱到燃燒過程中，一氧化碳、二氧化碳、氯化氫以及氰化氫四種氣體濃度的變化；
[0025]e.記錄加熱到燃燒過程中，氧氣濃度的變化，并計算燃燒過程中熱釋放速率以及總燃燒熱；
[0026]f.記錄加熱到燃燒過程中，煙霧濃度的變化，并計算煙塵產率。
[0027]本例聚甲基丙烯酸甲酯試樣燃燒過程中，一氧化碳含量隨時間的變化曲線圖，如圖2所示。
[0028]實施例2:
[0029]聚氯乙烯試樣燃燒試驗
[0030]具體的試驗步驟如下:
[0031]a.啟動程序，錐形加熱器內的電熱絲產生熱量，使其加熱輻射功率為50kW/m2，滿足權利要求2的規(guī)定；
[0032]b.測量聚氯乙烯試樣的面積，并將試樣放在樣品臺上，通過升降裝置調整樣品臺與高壓點火器之間的距離，操作控制箱進行電子高壓點火操作；
[0033]c.聚氯乙烯受熱后，逐漸熔融并解聚，產生小分子可燃性氣體，并隨著輻射熱量的增加，最終燃燒起來；
[0034]d.記錄加熱到燃燒過程中，一氧化碳、二氧化碳、氯化氫以及氰化氫四種氣體濃度的變化；
[0035]e.記錄加熱到燃燒過程中，氧氣濃度的變化，并計算燃燒過程中熱釋放速率以及總燃燒熱；
[0036]f.記錄加熱到燃燒過程中，煙霧濃度的變化，并計算煙塵產率。
[0037]本例的聚氯乙烯試樣燃燒過程中，氯化氫含量隨時間的變化曲線圖，如圖3所示。
【權利要求】
1.一種高分子材料燃燒產生有害氣體的測試裝置，包括錐形加熱器、集風罩、風機、流量計、冷卻管、過濾器、測氧儀、氯化氫分析裝置、氰化氫分析裝置、一氧化碳分析裝置以及二氧化碳分析裝置，其特征在于該裝置由第一管道和第二管道連接成倒L形，連接處內腔置有風機，第一管道上第一接口和第二接口內腔加有干燥劑，第二接口和第三接口間段的上方從左到右依次設有氯化氫、氰化氫分析裝置，下方設有溫度、濕度計，第三接口和第四接口內腔設有過濾器，第四接口和第五接口之間的管道下方設有煙塵濃度測試裝置；煙塵濃度測試裝置右側連接集風罩，集風罩內部設有錐形加熱器，第六接口與第七接口間段設有冷卻管，第七接口和第八接口間段設有流量計，第八接口下方左側從上到下依次設有二氧化碳、一氧化碳分析裝置，右側設有測氧儀。
2.如權利要求1所述的一種高分子材料燃燒產生有害氣體的測試裝置，其特征在于所述的錐形加熱器由若干個電熱絲構成，呈錐形輻射加熱，加熱功率達到(T50kW/m2。
3.如權利要求1所述的一種高分子材料燃燒產生有害氣體的測試裝置，其特征在于所述的一氧化碳分析裝置定量檢測的有害氣體為一氧化碳，測試范圍為(TlOOOppm。
4.如權利要求1所述的一種高分子材料燃燒產生有害氣體的測試裝置，其特征在于所述的二氧化碳分析裝置定量檢測的有害氣體為二氧化碳，測試范圍為(10%。
5.如權利要求1所述的一種高分子材料燃燒產生有害氣體的測試裝置，其特征在于所述的氯化氫分析裝置定量檢測的有害氣體為氯化氫，測試范圍為(T3000ppm。
6.如權利要求1所述的一種高分子材料燃燒產生有害氣體的測試裝置，其特征在于所述的氰化氫分析裝置，定量檢測的有害氣體為氰化氫，測試范圍為0?100ppm。
7.如權利要求1所述的一種高分子材料燃燒產生有害氣體的測試裝置，其特征在所述的測氧儀分析燃燒過程中釋放的熱量，氧氣濃度的測試范圍為( 30%。
8.如權利要求1所述的一種高分子材料燃燒產生有害氣體的測試裝置，其特征在于所述的煙塵濃度測試裝置的測試范圍為(TlOOOmg/m3。
9.如權利要求1所述的一種高分子材料燃燒產生有害氣體的測試裝置的試驗方法，其特征在于利用錐形加熱器調整不同功率對高分子材料進行加熱，高分子材料受熱后會熔融、解聚、分解、燃燒，通過集風罩將從加熱到燃燒的過程中產生的氣體收集進入管道；有害氣體的測試裝置利用電位差傳感探頭，對全過程產生的一氧化碳、二氧化碳、氯化氫和氰化氫有害氣體定量進行檢測；通過測氧儀對燃燒過程中氧氣濃度的變化進行監(jiān)控，計算出燃燒釋放的熱量；通過煙塵濃度測試裝置，對燃燒過程中煙霧濃度進行分析。
【文檔編號】G01N15/06GK103439364SQ201310339433
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月6日 優(yōu)先權日:2013年8月6日
【發(fā)明者】劉佩華 申請人:上海高分子材料研究開發(fā)中心