本實用新型涉及一種塑料煙密度測試儀，具體是指一種適用于片狀材料、復合材料、或組合件的試樣，垂直放置于配有規(guī)定等級熱輻射源的密閉櫥柜中，在不同的輻射照度等級和燃燒模式下，測量從試樣暴露面燃燒時所產(chǎn)生的煙霧光密度的試驗設備。

背景技術：

通過對塑料或其它如橡膠、木材、紡織品覆蓋物、涂漆面等材料燃燒時所產(chǎn)生的煙密度數(shù)據(jù)，并根據(jù)發(fā)煙量高低或光密度值，可以在評價材料燃燒性能及其分級、指導防火安全設計、實施消防監(jiān)督、執(zhí)行建筑設計防火規(guī)范，以及關系到發(fā)生火災時人員的疏散和能否靠近滅火等方面發(fā)揮重要作用。

隨著社會的不斷發(fā)展火災發(fā)生的頻率增大其引起的危害性也越來越大，采用阻燃材料是減少和防止火災發(fā)生的重要舉措之一；近年來，各國對阻燃材料的研究越來越深入，其應用也越來越廣泛；由于阻燃材料在火災中的燃燒行為非常復雜，單一的現(xiàn)有的測試裝置在燃燒測試方法不能完全描述其燃燒性能，因此人們試圖通過對阻燃材料測試與表征方法的研究，從多方面更完備的評價阻燃材料的阻燃性能。

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：

為了解決上述技術的不足，本實用新型提供了一種檢測精度高、使用方便、高效的塑料煙密度測試儀。

技術方案：

塑料煙密度測試儀，包括燃燒測試箱體，燃燒測試箱體與電氣控制箱體為采用內(nèi)部隱式螺釘連接成一體式結(jié)構；燃燒測試箱體內(nèi)設置有輻射錐加熱系統(tǒng)、測試箱壓力控制系統(tǒng)、光學測量系統(tǒng)、抽排煙系統(tǒng)、安全爆破片裝置；輻射錐加熱系統(tǒng)、安全爆破片裝置設置在測試箱體內(nèi)的底部，安全爆破片裝置設置在輻射錐加熱系統(tǒng)下方，且兩者均由測試箱體內(nèi)的栽釘連接和固定；在測試箱體的頂部與底部分別放置有光學測量系統(tǒng)的頂部信號接收端與底部光源發(fā)射端；測試箱壓力控制系統(tǒng)設置在測試箱體的頂部；抽排煙系統(tǒng)的進氣口設置在測試箱體的頂部，排氣口設置在測試箱體內(nèi)的底部；電氣控制箱體電氣連接輻射錐加熱系統(tǒng)、測試箱壓力控制系統(tǒng)、光學測量系統(tǒng)、抽排煙系統(tǒng)。

燃燒測試箱體與電氣控制箱體為左右一體式配置，兩者之間采用內(nèi)部隱式螺釘連接成一體式結(jié)構，測試箱體的正下方裝有冷卻水循環(huán)泵、冷卻水箱及冷卻水循環(huán)管路，冷卻水循環(huán)泵和冷卻水箱兩者均由螺釘固定在測試箱體底部角鋼體上，冷卻水箱連接冷卻水循環(huán)管路，冷卻水循環(huán)泵設置在冷卻水循環(huán)管路上，冷卻水循環(huán)管路的另一端連接輻射熱流計裝置的熱流計，構成循環(huán)冷卻系統(tǒng)。

所述輻射錐加熱系統(tǒng)包括點火燃燒器、屏蔽罩、電機、輻射錐組合件、試樣盒、輻射熱流計裝置和稱重測量系統(tǒng)；點火燃燒器位于輻射錐組合件下方，其底端固定在支撐盤支架上；電機通過直桿與屏蔽罩連接，電機固定在支撐盤支架的下方，屏蔽罩由電機旋轉(zhuǎn)帶動實現(xiàn)啟閉；輻射錐組合件由三根立柱支撐并固定在支撐盤支架上；試樣盒位于輻射錐組合件下方，并定位在稱重測量系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)高度的支撐托架上；輻射熱流計裝置位于輻射錐組合件下方，并能夠在固定于輻射錐組合件上的不銹鋼滑槽內(nèi)滑進滑出和定位；稱重測量系統(tǒng)通過螺釘定位并固定在支撐盤支架上；輻射錐組合件內(nèi)設有電加熱管和溫度傳感器，輻射熱流計裝置內(nèi)設有熱流計、稱重測量系統(tǒng)內(nèi)設有電子秤。

所述測試箱壓力控制系統(tǒng)內(nèi)設有壓力傳感器，通過三通接頭一端與盛水的廣口瓶連接，一端與測試箱體內(nèi)的密閉空間連通，剩下的一端與壓力傳感器連接。

所述光學測量系統(tǒng)包括白熾燈、光學系統(tǒng)底部暗箱、光發(fā)射器、光調(diào)焦器、光學系統(tǒng)頂部暗箱、光接收器、光電倍增管暗箱、側(cè)窗型光電倍增管和光電倍增管管座；白熾燈安裝在光學系統(tǒng)底部暗箱的底面幾何中心位置上；光學系統(tǒng)底部暗箱、光發(fā)射器均由螺釘安裝在測試箱體底部的固定板上；光調(diào)焦器、光學系統(tǒng)頂部暗箱均由螺釘安裝在測試箱體頂部的固定板上；光接收器安裝在光學系統(tǒng)頂部暗箱的頂面幾何中心位置上；光電倍增管暗箱位于光學系統(tǒng)頂部暗箱的頂面并由螺釘連接；光電倍增管管座位于光電倍增管暗箱的側(cè)面并由螺釘固定；側(cè)窗型光電倍增管通過其公插口直接插入光電倍增管管座的母插口內(nèi)。

所述的抽排煙系統(tǒng)包括引風機和電動球閥；引風機固定在測試箱體底部角鋼體上，抽排煙系統(tǒng)的進氣口設置在測試箱體的頂部，排氣口設置在測試箱體內(nèi)的底部；在測試箱體的頂部和底部均安裝有電動球閥。

安全爆破片裝置包括鋁箔片和安全防護罩；鋁箔片用頂面帶有沖孔的安全防護罩扣住。

所述的固定板為鋁板。

所述電氣控制箱體采用計算機、板卡、PLC集成控制。

優(yōu)點及效果：

本實用新型所述的塑料煙密度測試儀，具有以下優(yōu)點和有益效果：

本實用新型提出了一種基于通過光學系統(tǒng)測定煙霧透光率來表示出煙密度的原理來測定材料產(chǎn)煙量的煙密度的測試裝置。這種對材料燃燒的產(chǎn)煙率方面的實驗，能更好的模擬材料在真實火災環(huán)境下的燃燒行為，對研究材料的阻燃機理有很大的幫助，適用于各種材料阻燃性能的量化測試。

附圖說明

圖1是本實用新型立體結(jié)構示意圖。

圖2是本實用新型主視圖。

圖3是本實用新型主視圖。

圖4是輻射錐加熱系統(tǒng)立體結(jié)構示意圖。

圖5是光學測量系統(tǒng)主視圖。

圖6是冷卻水循環(huán)系統(tǒng)立體結(jié)構示意圖。

圖7是控制系統(tǒng)電氣原理圖。

附圖標記說明：

1、測試箱體，2、輻射錐加熱系統(tǒng)，3、測試箱壓力控制系統(tǒng)，4、光學測量系統(tǒng)，5、抽排煙系統(tǒng)，6、安全爆破片裝置，7、點火燃燒器，8、屏蔽罩，9、輻射錐組合件，10、試樣盒，11、輻射熱流計裝置，12、稱重測量系統(tǒng)，13、白熾燈，14、光學系統(tǒng)底部暗箱，15、光發(fā)射器，16、光調(diào)焦器，17、光學系統(tǒng)頂部暗箱，18、光接收器19、光電倍增管暗箱，20、側(cè)窗型光電倍增管，21、光電倍增管管座，22、冷卻水循環(huán)泵，23、冷卻水箱，24、冷卻水循環(huán)管路，25、電機，26、支撐盤支架，27、立柱，28、直桿。

具體實施方式

本實用新型用于依據(jù)國家標準GB/T 8323.1-2008《塑料 煙生成 第1部分：煙密度試驗方法導則》，GB/T 8323.2-2003《塑料 煙生成 第2部分：單室法測定煙密度試驗方法》對塑料制品進行煙密度測定的測試儀。

本實用新型通過基于光吸收原理，并利用光電倍增管檢測光通過塑料燃燒時產(chǎn)生的煙霧前后的強度或透光率，即可得到煙霧的光吸收程度，從而測定塑料燃燒時所產(chǎn)生的煙霧光密度，并以最大光密度為試驗結(jié)果?？杀凰芰闲袠I(yè)、固體材料行業(yè)之生產(chǎn)工廠以及科研試驗單位廣泛使用。

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的說明：

本實用新型是一種塑料煙密度測試儀，如圖1、圖2和圖3所示，包括燃燒測試箱體1，其特征在于：燃燒測試箱體1與電氣控制箱體為采用內(nèi)部隱式螺釘連接成一體式結(jié)構；燃燒測試箱體1內(nèi)設置有輻射錐加熱系統(tǒng)2、測試箱壓力控制系統(tǒng)3、光學測量系統(tǒng)4、抽排煙系統(tǒng)5、安全爆破片裝置6；輻射錐加熱系統(tǒng)2、安全爆破片裝置6設置在測試箱體內(nèi)的底部，安全爆破片裝置6設置在輻射錐加熱系統(tǒng)2下方，且兩者均由測試箱體內(nèi)的栽釘連接和固定；在測試箱體的頂部與底部分別放置有光學測量系統(tǒng)4的頂部信號接收端與底部光源發(fā)射端；測試箱壓力控制系統(tǒng)3設置在測試箱體的頂部；抽排煙系統(tǒng)5的進氣口設置在測試箱體的頂部，排氣口設置在測試箱體內(nèi)的底部，能夠?qū)y試箱體內(nèi)的氣體達到完全充分換氣的效果。

如圖6所示，燃燒測試箱體1與電氣控制箱體為左右一體式配置，兩者之間采用內(nèi)部隱式螺釘連接成一體式結(jié)構，測試箱體的正下方裝有冷卻水循環(huán)泵22、冷卻水箱23及冷卻水循環(huán)管路24，以保證輻射熱流計得到冷卻，達到試驗要求的目的；冷卻水循環(huán)泵22和冷卻水箱23兩者均由螺釘固定在測試箱體底部角鋼體上，冷卻水箱23連接冷卻水循環(huán)管路24，冷卻水循環(huán)泵22設置在冷卻水循環(huán)管路24上，冷卻水循環(huán)管路24的另一端連接輻射熱流計裝置11的熱流計，與冷卻水循環(huán)泵22、冷卻水箱23及冷卻水循環(huán)管路24一起構成循環(huán)冷卻系統(tǒng)。將輻射熱流計連接入冷卻水循環(huán)系統(tǒng)是因為可以使得輻射熱流計的測量準確度提高，同時在高輻射照度下延長熱流計的使用壽命。

如圖4所示，所述輻射錐加熱系統(tǒng)2包括點火燃燒器7、屏蔽罩8、電機25、輻射錐組合件9、試樣盒10、輻射熱流計裝置11和稱重測量系統(tǒng)12；點火燃燒器7位于輻射錐組合件9下方，其底端固定在支撐盤支架26上，點火燃燒器7可以適應燃燒模式的要求；電機25通過直桿28與屏蔽罩8連接，電機25固定在支撐盤支架26的下方，屏蔽罩8由電機25旋轉(zhuǎn)帶動實現(xiàn)啟閉；電機25與屏蔽罩8在試驗暫停時保護試樣不受輻射熱照射，以使輻射錐組合件達到輻射照度等級的要求；輻射錐組合件9由三根立柱27支撐并固定在支撐盤支架26上；試樣盒10位于輻射錐組合件9下方，并定位在稱重測量系統(tǒng)12的可調(diào)節(jié)高度的支撐托架上；輻射熱流計裝置11位于輻射錐組合件9下方，并能夠在固定于輻射錐組合件9上的不銹鋼滑槽內(nèi)滑進滑出和定位，其在校準設備時使用，其和試樣盒10是錯開使用的；輻射熱流計裝置11可以準確測量輻射照度值；稱重測量系統(tǒng)12通過螺釘定位并固定在支撐盤支架26上，稱重測量系統(tǒng)12可計算質(zhì)量光密度。輻射錐組合件9內(nèi)設有電加熱管和溫度傳感器，輻射熱流計裝置11內(nèi)設有熱流計、稱重測量系統(tǒng)12內(nèi)設有電子秤。

所述測試箱壓力控制系統(tǒng)3內(nèi)設有壓力傳感器，通過三通接頭一端與盛水的廣口瓶連接，一端與測試箱體內(nèi)的密閉空間連通，剩下的一端與壓力傳感器連接，從而使得測試箱體內(nèi)壓力控制達到要求。

如圖5所示，所述光學測量系統(tǒng)4包括白熾燈13、光學系統(tǒng)底部暗箱14、光發(fā)射器15、光調(diào)焦器16、光學系統(tǒng)頂部暗箱17、光接收器18、光電倍增管暗箱19、側(cè)窗型光電倍增管20和光電倍增管管座21，用于檢測煙霧對光的吸收率或光密度；白熾燈13安裝在光學系統(tǒng)底部暗箱14的底面幾何中心位置上；光學系統(tǒng)底部暗箱14、光發(fā)射器15均由螺釘安裝在測試箱體底部的固定板上；光調(diào)焦器16、光學系統(tǒng)頂部暗箱17均由螺釘安裝在測試箱體頂部的固定板上；光接收器18安裝在光學系統(tǒng)頂部暗箱17的頂面幾何中心位置上；光電倍增管暗箱19位于光學系統(tǒng)頂部暗箱17的頂面并由螺釘連接；光電倍增管管座21位于光電倍增管暗箱19的側(cè)面并由螺釘固定；側(cè)窗型光電倍增管20通過其公插口直接插入光電倍增管管座21的母插口內(nèi)。采用側(cè)窗型光電倍增管檢測煙霧對光的吸收率或光密度比一般采用光電池檢測煙密度更先進，側(cè)窗型光電倍增管能檢測到極微弱的光信號，而光電池則沒有這個能力。

所述的固定板可以采用鋁板。

所述的抽排煙系統(tǒng)5包括引風機和電動球閥；引風機固定在測試箱體底部角鋼體上，抽排煙系統(tǒng)5的進氣口設置在測試箱體的頂部，排氣口設置在測試箱體內(nèi)的底部；在測試箱體的頂部和底部均安裝有電動球閥，通過引風機工作抽風氣流經(jīng)測試箱頂部的電動球閥門，進入測試箱密閉空間，再經(jīng)測試箱底部的電動球閥門，最后從引風機的排氣口排出，從而使得測試箱體能夠快速排煙換氣。

安全爆破片裝置6包括鋁箔片和安全防護罩；鋁箔片用頂面帶有沖孔的安全防護罩扣住可以防止操作時有尖銳物體等弄破或劃傷鋁箔片，鋁箔片用于測試箱體內(nèi)過壓或欠壓保護。

如圖7所示，所述電氣控制箱體采用計算機、板卡、PLC集成控制，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、通訊及控制。計算機通過數(shù)據(jù)線連接稱重測量系統(tǒng)12的電子秤，通過板卡輸入輸出端口電氣連接輻射錐加熱系統(tǒng)2的電機25控制電機啟停、連接抽排煙系統(tǒng)5的引風機及電動球閥控制風機和球閥的開啟關閉、連接冷卻水循環(huán)泵22控制泵的啟停。PLC通過電氣接線連接輻射錐組合件9的電加熱管和溫度傳感器采集溫度數(shù)據(jù)、連接輻射熱流計裝置11的熱流計采集輻射熱通量、連接測試箱壓力控制系統(tǒng)3的壓力傳感器采集壓力數(shù)據(jù)、連接光學測量系統(tǒng)4的側(cè)窗型光電倍增管20采集光的透射率。

本實用新型的工作原理如下：

實施例：

上述燃燒測試箱體正面采用一扇含硅膠密封條的密封門在測試過程中起到密封作用，在該密封門上開有一扇中空玻璃觀察窗方便測試過程中觀察箱體內(nèi)試驗過程和現(xiàn)象，測試箱體左側(cè)是與測試箱體集成在一起的電氣控制箱體，在其面板上可配置有燃燒氣路的玻璃轉(zhuǎn)子流量計，電子稱顯示和操作屏，光源和光窗加熱調(diào)節(jié)旋鈕等。

本實用新型工作時：

在試驗時，設定好4種試驗或燃燒模式之一，如在“有焰”和“無焰”燃燒模式二選一，在“25KW”和“50KW”輻射照度等級二選一，選擇好之后安裝試樣并關閉密封門，由電機驅(qū)動輻射錐屏蔽罩完全覆蓋輻射錐的輻射熱，加熱輻射錐，待箱體溫度達到穩(wěn)定要求后，進行光學系統(tǒng)校準，校準完成后依舊由電機反向驅(qū)動輻射錐屏蔽罩完全暴露輻射錐的輻射熱，此后由電腦控制系統(tǒng)自動采集記錄試驗過程和結(jié)果并自動生成試驗報告。

試驗時，假定測試條件為試樣有引燃火焰并曝露于25kW/m2 的輻射照度（其他三種測試條件可按類似操作），輻射錐組合件9通過電加熱管被加熱，使得在其下方的輻射熱流計裝置11檢測到的熱流值為25kW/m2并穩(wěn)定，由電機25帶動屏蔽罩8逆時針旋轉(zhuǎn)到輻射錐組合件9下方，待溫度穩(wěn)定后，進行光路的校準，待光路校準完后，此時打開測試箱體密封門移走輻射熱流計裝置11，然后裝載試樣至試樣盒10，關閉測試箱體密封門，再由電機帶動屏蔽罩8順時針旋轉(zhuǎn)到完全脫離開輻射錐組合件9；從點火燃燒器7噴出的壓縮空氣與丙烷混合可燃氣體被點燃并形成一定長度的藍色火苗；試驗自動進行，通過電腦自動記錄相關數(shù)據(jù)，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后，試驗結(jié)束，通過電腦計算出相應的結(jié)果并生成報告。

本實用新型所述的塑料煙密度測試儀，為確定樣品物質(zhì)的量，可采用連續(xù)光譜對物質(zhì)進行掃描，（這里的所謂樣品物質(zhì)是由于塑料燃燒產(chǎn)生的煙霧粒子），并利用光電倍增管檢測光通過被測物前后的強度，即可得到被測物質(zhì)的光吸收程度，從而計算出物質(zhì)的量，依據(jù)此種光吸收原理，本實用新型的塑料煙密度測試儀適用于片狀材料、復合材料、或厚度不超過25mm組合件的試樣，垂直放置于配有規(guī)定等級熱輻射源的密閉櫥柜中（輻射照度分別在25KW/m2或50 KW/m2），在不同的燃燒模式下（無焰模式和有焰模式），測量從試樣暴露面燃燒時所產(chǎn)生的煙霧光密度。本實用新型的塑料煙密度測試儀被塑料行業(yè)、固體材料行業(yè)之生產(chǎn)工廠以及科研試驗單位廣泛使用。