[發(fā)明專利]一種氧指數(shù)測(cè)定儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110283153.8
• 申請(qǐng)日: 2011-09-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102353748A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李琦;張赤斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N31/12
• 分類號(hào): G01N31/12
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司 32112
• 代理人: 王玉梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及對(duì)材料燃燒所需氧指數(shù)進(jìn)行測(cè)定的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種氧指數(shù)測(cè)定儀。

背景技術(shù)

氧指數(shù)測(cè)定儀可以測(cè)定多種材料如塑料、橡膠、紡織織物、木材、泡沫材料和其它聚合物材料的氧指數(shù)。氧指數(shù)(LOI)是指在規(guī)定的條件下，材料在氧氮混合氣流中進(jìn)行有焰燃燒所需的最低氧濃度。以氧所占的體積百分?jǐn)?shù)的數(shù)值來(lái)表示。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)Gβ/T2406.2-2009《塑料用氧指數(shù)法測(cè)定燃燒行為》其測(cè)試原理是：指定尺寸的試樣垂直支撐在一個(gè)規(guī)定尺寸的透明燃燒筒內(nèi)，其內(nèi)有一定濃度自下向上按規(guī)定流速流動(dòng)的氧和氮的混合氣體，用點(diǎn)火器點(diǎn)燃試樣上端，試樣燃燒時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，并觀察試樣燃燒情況，火焰熄滅時(shí)記錄燃燒時(shí)間和燃燒長(zhǎng)度，通過(guò)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的數(shù)值相比較確定實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)際測(cè)試中，首先根據(jù)試樣在空氣中燃燒情況估計(jì)一個(gè)初始氧濃度，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果通過(guò)“升-降法”原理，逐步找到試樣燃燒所需最低氧濃度。

目前，氧指數(shù)測(cè)定是主要是采用以下兩種方法進(jìn)行的

方法一：通過(guò)反饋控制氧氣和氮?dú)獾牧髁縼?lái)改變氧濃度。

公式中LOI為氧指數(shù)，O₂示氧氣流量L/min，N₂表示氮?dú)饬髁縇/min。

測(cè)定原理參見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖4.1，氧氣和氮?dú)夥謩e經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)閥、減壓閥、手動(dòng)調(diào)節(jié)閥或帶流量反饋的自動(dòng)調(diào)節(jié)閥、玻璃轉(zhuǎn)子氣體流量計(jì)，進(jìn)入氣體混合裝置，經(jīng)混合后導(dǎo)入燃燒筒，測(cè)試時(shí)操作人員根據(jù)試樣估計(jì)一個(gè)氧濃度，然后通過(guò)雙手同時(shí)不斷調(diào)節(jié)兩個(gè)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，或者通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制控制兩個(gè)自動(dòng)調(diào)節(jié)閥，并觀察轉(zhuǎn)子流量計(jì)上的刻度，直到達(dá)到設(shè)定的氧濃度值所需氧氮?dú)獾牧髁浚缓笤冱c(diǎn)燃燃燒筒內(nèi)的試樣，試樣燃燒時(shí)同時(shí)按下計(jì)時(shí)器，記錄燃燒時(shí)間，或者熄滅后記錄燃燒長(zhǎng)度。然后和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定數(shù)值相比較，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果通過(guò)“升-降法”原理，逐步找到試樣燃燒所需最低氧濃度。最后根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的計(jì)算方法，人工通過(guò)查表、校驗(yàn)、數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)等步驟得到最后的氧指數(shù)。

方法二：通過(guò)最終混合氧氣濃度的反饋手動(dòng)調(diào)節(jié)氧氮?dú)饬髁扛淖冄鯘舛取?!-- SIPO -->

測(cè)定原理參見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖4.2，氧氣和氮?dú)夥謩e經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)閥、減壓閥、手動(dòng)調(diào)節(jié)閥、玻璃轉(zhuǎn)子氣體流量計(jì)，進(jìn)入氣體混合裝置，經(jīng)混合后導(dǎo)入燃燒筒，在混合裝置里安裝氧濃度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)混合筒內(nèi)的氧濃度，測(cè)試時(shí)操作人員根據(jù)試樣估計(jì)一個(gè)氧濃度，然后通過(guò)雙手同時(shí)不斷調(diào)節(jié)兩個(gè)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，并觀察氧傳感器的顯示值和轉(zhuǎn)子流量計(jì)上的刻度，直到達(dá)到設(shè)定的氧濃度值，并切保證氧氮?dú)獾目偭髁吭趪?guó)家規(guī)定范圍內(nèi)，然后再點(diǎn)燃燃燒筒內(nèi)的試樣，試樣燃燒時(shí)同時(shí)按下計(jì)時(shí)器，記錄燃燒時(shí)間，或者熄滅后記錄燃燒長(zhǎng)度。然后和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定數(shù)值相比較，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果通過(guò)“升-降法”原理，逐步找到試樣燃燒所需最低氧濃度。最后根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的計(jì)算方法，人工通過(guò)查表、校驗(yàn)、數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)等步驟得到最后的氧指數(shù)。

這兩種測(cè)試方法存在的不足是：方法一中通過(guò)調(diào)節(jié)氧氮?dú)饬髁康姆椒▉?lái)確定混合氣體氧濃度，忽略了氧氮?dú)獾募兌龋@種計(jì)算方法假定的是初始氧氮?dú)馐羌冄鹾图兊．?dāng)實(shí)驗(yàn)人員使用的不是純氧和純氮時(shí)，按此方法得到的混合氣體的氧濃度和期望值差距較大。方法二中通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)氧氮流量，控制精度低，需要雙手同時(shí)操作，同時(shí)人眼還要觀察氧濃度值和流量值，難度大，整個(gè)過(guò)程操作復(fù)雜，勞動(dòng)強(qiáng)度大，氣體和試樣浪費(fèi)嚴(yán)重。同時(shí)，這兩種方法還存在著共同缺點(diǎn)：忽略了混合氣體溫度對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，混合氣體的溫度不能穩(wěn)定在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)。而且實(shí)驗(yàn)過(guò)程需要經(jīng)驗(yàn)豐富的操作人員才可以操作，設(shè)備不能引導(dǎo)用戶自動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而且對(duì)于后期數(shù)值計(jì)算復(fù)雜，需要人工進(jìn)行計(jì)算，對(duì)操作人員要求較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種能夠根據(jù)最終氧濃度對(duì)氧氮?dú)饬髁窟M(jìn)行反饋調(diào)節(jié)的氧指數(shù)測(cè)定儀，其調(diào)節(jié)過(guò)程中混合氣體的溫度相對(duì)恒定，且能夠自動(dòng)引導(dǎo)用戶進(jìn)行相應(yīng)測(cè)試步驟，并可對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)處理的氧指數(shù)測(cè)定儀。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種氧指數(shù)測(cè)定儀，包括氧氣通道、氮?dú)馔ǖ溃鯕馔ǖ酪约暗獨(dú)馔ǖ赖某隹诮赃B接氣體混合筒的入口，氣體混合筒的出口連接燃燒筒；其中，氧氣通道的入口與出口之間依次設(shè)有氧氣流通開(kāi)關(guān)閥和氧氣質(zhì)量流量控制器；氮?dú)馔ǖ赖娜肟谂c出口之間依次設(shè)有氮?dú)饬魍ㄩ_(kāi)關(guān)閥和氮?dú)赓|(zhì)量流量控制器；

氣體混合筒的出口與燃燒筒之間還設(shè)有溫控儀和氧傳感器，溫控儀中設(shè)有溫度傳感器；

還包括控制器模塊和人機(jī)接口模塊；