一種微型量熱儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種材料阻燃性能的檢測(cè)儀器，具體的說是一種成本低、精度高、操作方便、適用范圍廣的微型量熱儀。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的發(fā)展、物質(zhì)財(cái)富和人口密度的增加，火災(zāi)的頻率和造成的危害也越來越大，而采用阻燃材料是減少和防止火災(zāi)的戰(zhàn)略性措施之一，近30年來，各國(guó)對(duì)材料的阻燃化給予了越來越密切的關(guān)注；由于阻燃材料在火災(zāi)中的燃燒行為非常復(fù)雜，單一的燃燒測(cè)試方法不能完全描述其燃燒性能，因此人們?cè)噲D通過對(duì)阻燃材料測(cè)試與表征方法的研宄，從多方面更完備地評(píng)價(jià)阻燃材料的阻燃性能；而目前用來測(cè)量和表征材料阻燃性能的儀器如:氧指數(shù)儀、水平/垂直燃燒儀、氧彈量熱儀均不能模擬真實(shí)火災(zāi)的燃燒行為，而且很多對(duì)材料阻燃燒性能測(cè)試的儀器僅能作可燃或難燃或不燃的定性測(cè)試，難以對(duì)材料進(jìn)行定量分析。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對(duì)上述存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的是:提出了一種成本低、精度高、操作方便、適用范圍廣的微型量熱儀。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種微型量熱儀，包含機(jī)架，機(jī)架上設(shè)置有試樣組件、進(jìn)氣回路、排氣回路和控制系統(tǒng)；所述試樣組件包含送樣電缸、支撐桿、分解室和燃燒室；所述進(jìn)氣回路包含氧氣路、氮?dú)饴?、空氣路、調(diào)壓閥、電磁閥和質(zhì)量流量控制器；所述氧氣路經(jīng)過調(diào)壓閥、電磁閥和質(zhì)量流量控制器通向燃燒室，氮?dú)饴泛涂諝饴方?jīng)過調(diào)壓閥、電磁閥和質(zhì)量流量控制器通向分解室；所述燃燒室上設(shè)置有排氣口，排氣口排出的氣體經(jīng)過質(zhì)量流量控制器到達(dá)順磁型氧氣濃度傳感器形成排氣回路；所述控制系統(tǒng)控制進(jìn)氣、排氣、送樣以及反饋檢測(cè)數(shù)據(jù)。
[0005]優(yōu)選的，所述分解室和燃燒室上設(shè)置有加熱爐；加熱爐分為兩段，一段與分解室對(duì)應(yīng)，一段與燃燒室對(duì)應(yīng)；所述支撐桿、分解室、燃燒室和兩段加熱爐上均設(shè)置有溫度傳感器，支撐桿上的溫度傳感器位于樣品杯的下側(cè)；所述支撐桿通過軟接觸密封模組設(shè)置在送樣電缸上。
[0006]優(yōu)選的，所述氧氣路、氮?dú)饴泛涂諝饴贩謩e在機(jī)架上對(duì)應(yīng)設(shè)置有氧氣入口、氮?dú)馊肟诤涂諝馊肟?；所述氧氣路通過燃燒室上的第二氧氣入口進(jìn)入燃燒室。
[0007]優(yōu)選的，所述機(jī)架的頂部設(shè)置有多組散熱孔。
[0008]優(yōu)選的，所述機(jī)架上還設(shè)置有干燥器、冷凝器和散熱風(fēng)扇，其中散熱風(fēng)扇設(shè)置在與分解室和燃燒室相對(duì)應(yīng)的位置上。
[0009]由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):
[0010]本實(shí)用新型的微型量熱儀，基于耗氧量原理:每燃燒IKG氧氣將會(huì)產(chǎn)生13.1MJ的熱量這一原理，對(duì)材料燃燒的熱釋放速率方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，更好地模擬材料在真實(shí)火災(zāi)環(huán)境下的燃燒行為，對(duì)研宄材料的阻燃機(jī)理有很大的幫助；微形量熱儀成本低、精度高、操作相對(duì)容易、對(duì)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的要求較低、實(shí)驗(yàn)過程更安全及易受控制；工作時(shí)，儀器可在幾秒內(nèi)就可確定基本化學(xué)熱數(shù)值，預(yù)測(cè)材料防火性能，可以使用很小的樣品，如l_50mg，就可以迅速確定參數(shù)，如特定熱釋放率、有效燃燒熱和點(diǎn)燃溫度，適用各種材料的阻燃性能的量化測(cè)試。
【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步說明:
[0012]附圖1為本實(shí)用新型的一種微型量熱儀的示意圖；
[0013]附圖2為本實(shí)用新型的一種微型量熱儀的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖來說明本實(shí)用新型。
[0015]如附圖1-2所示，本實(shí)用新型所述的一種微型量熱儀，包含機(jī)架1，機(jī)架I上設(shè)置有試樣組件、進(jìn)氣回路、排氣回路和控制系統(tǒng)，機(jī)架I的頂部設(shè)置有多組散熱孔2 ;所述試樣組件包含送樣電缸11、支撐桿12、分解室13和燃燒室14 ;所述分解室13和燃燒室14上設(shè)置有加熱爐15 ;加熱爐15分為兩段，一段與分解室13對(duì)應(yīng)，一段與燃燒室14對(duì)應(yīng)；所述支撐桿12、分解室13、燃燒室14和兩段加熱爐15上均設(shè)置有溫度傳感器，本儀器的溫度傳感器主要使用熱電偶；所述支撐桿12上的溫度傳感器位于樣品杯的下側(cè)，支撐桿12通過軟接觸密封模組16設(shè)置在送樣電缸11上；所述進(jìn)氣回路包含氧氣路、氮?dú)饴贰⒖諝饴?、調(diào)壓閥21、電磁閥22和質(zhì)量流量控制器23，其中調(diào)壓閥21以空氣三聯(lián)件的形式設(shè)置；所述氧氣路、氮?dú)饴泛涂諝饴贩謩e在機(jī)架I上對(duì)應(yīng)設(shè)置有氧氣入口 24、氮?dú)馊肟?25和空氣入口 26 ;其中氧氣路經(jīng)過調(diào)壓閥21、電磁閥22和質(zhì)量流量控制器23通向燃燒室14，氧氣路的氧氣通過燃燒室14上的第二氧氣入口 27進(jìn)入燃燒室14 ;氮?dú)饴泛涂諝饴方?jīng)過調(diào)壓閥21、電磁閥22和質(zhì)量流量控制器23通向分解室13 ;所述氧氣路的氧氣在進(jìn)入氧氣入口 24之前需預(yù)先配置好濃度，而氮?dú)夂涂諝夥謩e根據(jù)需要進(jìn)行無氧分解和有氧分解，氧氣路、氮?dú)饴贰⒖諝饴飞暇杉友b單向閥，以避免氣體回流；所述燃燒室14上設(shè)置有排氣口 31，排氣口 31排出的氣體經(jīng)過質(zhì)量流量控制器23到達(dá)順磁型氧氣濃度傳感器32形成排氣回路；順磁型氧氣濃度傳感器32用來分析氣體的氧濃度；所述機(jī)架I上還設(shè)置有干燥器41、冷凝器42和散熱風(fēng)扇43，以保持儀器的干燥和冷卻，其中散熱風(fēng)扇43設(shè)置在與分解室13和燃燒室14相對(duì)應(yīng)的位置上。
[0016]所述控制系統(tǒng)的電氣元件3設(shè)置在機(jī)架I上，控制系統(tǒng)包含PLC控制系統(tǒng)、溫控模塊、數(shù)據(jù)采集、分析模塊、上位機(jī)控制軟件以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器和信號(hào)變送放大器；所述PLC控制系統(tǒng)控制電氣元件的相應(yīng)動(dòng)作；溫控模塊控制加熱爐的溫度，并進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)采集溫度傳感器的檢測(cè)值，并將檢測(cè)值輸出至上位機(jī)控制軟件中；數(shù)據(jù)采集和分析模塊主要負(fù)責(zé)采集和分析傳感器檢測(cè)的數(shù)據(jù)，如氧濃度，溫度等；上位機(jī)控制軟件包括顯示部分、控制部分、輸入部分及計(jì)算部分:顯示部分主要顯示采集到的數(shù)據(jù)，如溫度和氧濃度，以及電氣元件的相應(yīng)動(dòng)作，如開關(guān)的通與斷；控制部分通過串口通訊協(xié)議由PC機(jī)向PLC控制系統(tǒng)輸入相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行控制；輸入部分是由PLC控制系統(tǒng)向PC機(jī)傳輸相應(yīng)的參數(shù)；計(jì)算部分則是依據(jù)相關(guān)輸入的參數(shù)值來計(jì)算熱釋放率、有效燃燒熱和點(diǎn)燃溫度等；模數(shù)轉(zhuǎn)換器將輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量輸出至質(zhì)量流量控制器23中；模數(shù)轉(zhuǎn)換器和信號(hào)變送放大器將順磁型氧氣濃度傳感器32中接收到的檢測(cè)值轉(zhuǎn)化成數(shù)字量輸出至數(shù)據(jù)采集和分析模塊中。
[0017]工作時(shí)，將樣品放置在支撐桿12上的樣品杯中，并通過送樣電缸11將其移動(dòng)到分解室13中，選擇相應(yīng)的升溫模式及有氧分解或無氧分解，將樣品不斷的進(jìn)行分解，并將分解后產(chǎn)生的氣體在燃燒室14中不斷的與預(yù)先配置好濃度的氧氣混合進(jìn)行燃燒，通過順磁型氧氣濃度傳感器32檢測(cè)氧濃度的變化，最終得到樣品的耗氧量，并由此計(jì)算出樣品的熱釋放率、有效燃燒熱和點(diǎn)燃溫度等參數(shù)。
[0018]以上僅是本實(shí)用新型的具體應(yīng)用范例，對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限制。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微型量熱儀，其特征在于:包含機(jī)架(I)，機(jī)架(I)上設(shè)置有試樣組件、進(jìn)氣回路、排氣回路和控制系統(tǒng)；所述試樣組件包含送樣電缸(11)、支撐桿(12)、分解室(13)和燃燒室(14);所述進(jìn)氣回路包含氧氣路、氮?dú)饴贰⒖諝饴?、調(diào)壓閥(21)、電磁閥(22)和質(zhì)量流量控制器(23);所述氧氣路經(jīng)過調(diào)壓閥(21)、電磁閥(22)和質(zhì)量流量控制器(23)通向燃燒室(14)，氮?dú)饴泛涂諝饴方?jīng)過調(diào)壓閥(21)、電磁閥(22)和質(zhì)量流量控制器(23)通向分解室(13);所述燃燒室(14)上設(shè)置有排氣口(31)，排氣口(31)排出的氣體經(jīng)過質(zhì)量流量控制器(23)到達(dá)順磁型氧氣濃度傳感器(32)形成排氣回路；所述控制系統(tǒng)控制進(jìn)氣、送樣、排氣以及反饋檢測(cè)數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型量熱儀，其特征在于:所述分解室(13)和燃燒室(14)上設(shè)置有加熱爐(15);加熱爐(15)分為兩段，一段與分解室(13)對(duì)應(yīng)，一段與燃燒室(14)對(duì)應(yīng)；所述支撐桿(12)、分解室(13)、燃燒室(14)和兩段加熱爐(15)上均設(shè)置有溫度傳感器，支撐桿(12)上的溫度傳感器位于樣品杯的下側(cè)；所述支撐桿(12)通過軟接觸密封模組(16)設(shè)置在送樣電缸(11)上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型量熱儀，其特征在于:所述氧氣路、氮?dú)饴泛涂諝饴贩謩e在機(jī)架(I)上對(duì)應(yīng)設(shè)置有氧氣入口(24)、氮?dú)馊肟?25)和空氣入口(26);所述氧氣路通過燃燒室(14)上的第二氧氣入口(27)進(jìn)入燃燒室(14)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型量熱儀，其特征在于:所述機(jī)架(I)的頂部設(shè)置有多組散熱孔(2)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型量熱儀，其特征在于:所述機(jī)架(I)上還設(shè)置有干燥器(41)、冷凝器(42)和散熱風(fēng)扇(43)，其中散熱風(fēng)扇(43)設(shè)置在與分解室(13)和燃燒室(14)相對(duì)應(yīng)的位置上。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種微型量熱儀，包含機(jī)架，機(jī)架上設(shè)置有試樣組件、進(jìn)氣回路、排氣回路和控制系統(tǒng)；試樣組件包含送樣電缸、支撐桿、分解室和燃燒室；進(jìn)氣回路包含氧氣路、氮?dú)饴?、空氣路、調(diào)壓閥、電磁閥和質(zhì)量流量控制器；燃燒室上設(shè)置有排氣口，排氣口排出的氣體經(jīng)過質(zhì)量流量控制器到達(dá)順磁型氧氣濃度傳感器形成排氣回路；控制系統(tǒng)控制進(jìn)氣、排氣、送樣以及反饋檢測(cè)數(shù)據(jù)；本實(shí)用新型的微型量熱儀，基于耗氧量原理對(duì)材料的熱釋放率、有效燃燒熱和點(diǎn)燃溫度等特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，更好地模擬材料在真實(shí)火災(zāi)環(huán)境下的燃燒行為，其成本低、精度高、操作相對(duì)容易、對(duì)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的要求較低、實(shí)驗(yàn)過程更安全及易受控制,適用各種材料的阻燃性能的量化測(cè)試。
【IPC分類】G01N25/22
【公開號(hào)】CN204694663
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520276526
【發(fā)明人】賀名歡
【申請(qǐng)人】蘇州菲尼克斯質(zhì)檢儀器有限公司
【公開日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年4月30日