[發(fā)明專利]基于耗氧原理的卷煙引燃傾向測(cè)試裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310475518.6
• 申請(qǐng)日: 2013-10-13
• 公開（公告）號(hào): CN103487462A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙繼俊;胡源;高震宇;向蘭康;張龍;程占剛;肖紅;熊宏春;黃溢清;黃福;劉海寧;何瑾;梁薇;蔣錦鋒;周春平;黃曉鋼;余苓;胡啟秀;劉勇;馮茜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)煙草總公司鄭州煙草研究院
• 主分類號(hào): G01N25/22
• 分類號(hào): G01N25/22
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司 41110
• 代理人: 姜振東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及卷煙測(cè)試，具體是一種基于耗氧原理的卷煙引燃傾向測(cè)試裝置。

背景技術(shù)

重大火災(zāi)的發(fā)生常常是由于點(diǎn)燃的卷煙掉在床上或者軟墊家具上引起的。點(diǎn)燃的卷煙加熱家具材料，并開始悶燒，隨后就會(huì)轉(zhuǎn)化為明火燃燒，從而發(fā)生火災(zāi)。為了減少火災(zāi)，美國(guó)最先開始了卷煙阻燃性的研究。進(jìn)入21世紀(jì)，國(guó)際社會(huì)對(duì)低引燃傾向（LIP）卷煙的研究日益深入。2002年，美國(guó)材料與測(cè)試協(xié)會(huì)ASTM發(fā)布了用于測(cè)定卷煙引燃傾向的方法標(biāo)準(zhǔn)ASTM?E2187。2010年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織頒布了基于ASTM?E2187方法的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO?12863。

根據(jù)ISO?12863“卷煙引燃傾向評(píng)價(jià)方法標(biāo)準(zhǔn)”，現(xiàn)有卷煙引燃傾向測(cè)試方法的原理是，將點(diǎn)燃的卷煙放置在由特定層數(shù)濾紙組成的基質(zhì)表面，觀察卷煙能否全長(zhǎng)燃燒，重復(fù)40次構(gòu)成一組數(shù)據(jù)，計(jì)算全長(zhǎng)燃燒的卷煙支數(shù)占測(cè)試卷煙總數(shù)的百分比，稱之為“全長(zhǎng)燃燒百分比”，以此來評(píng)價(jià)卷煙的引燃傾向。

ISO?12863中的方法實(shí)際上是對(duì)卷煙掉落至軟墊家具上進(jìn)行陰燃甚至引燃軟墊家具狀態(tài)的模擬。研究表明，該方法在實(shí)際測(cè)試中，操作步驟較為繁瑣，容易受到人為因素的影響；每測(cè)試40支卷煙才能構(gòu)成一項(xiàng)數(shù)據(jù)，測(cè)試效率很低；必須使用Whatman?2號(hào)濾紙，不僅造成了技術(shù)壟斷，大大增加了測(cè)試費(fèi)用，而且不同批次的濾紙存在一定的差異，對(duì)測(cè)試結(jié)果也會(huì)產(chǎn)生影響。

燃燒學(xué)中，材料的熱釋放量指它燃燒時(shí)放出的總熱量，是材料火災(zāi)危險(xiǎn)性的重要特征之一。熱釋放量越大的材料，越易引發(fā)材料閃燃，造成火災(zāi)的可能性也越高。耗氧燃燒熱是指物質(zhì)與氧氣完全燃燒時(shí)消耗單位質(zhì)量氧所產(chǎn)生的熱量。大量有機(jī)物及聚合物的耗氧燃燒熱均接近13.1KJ/g這一平均值，偏差大約5%。在實(shí)際火災(zāi)中，往往是多種材料同時(shí)燃燒，難于精確知道每種材料的組成及化學(xué)反應(yīng)，而且存在不完全燃燒的影響。因此，利用耗氧燃燒熱估算火災(zāi)中材料燃燒所釋放的熱能是比較方便的。按照此原理，只需要知道燃燒體系在燃燒前后含氧量的差值就可以由耗氧燃燒熱計(jì)算材料燃燒釋放的熱能，且較容易用于開放體系中材料燃燒熱的測(cè)量。

綜上，卷煙的熱釋放量越大，則其引發(fā)火災(zāi)的可能性也越大。根據(jù)上述原理可以有效的估算卷煙燃燒過程中熱釋放量，考慮到卷煙的個(gè)體差異性，可以計(jì)算10支卷煙的熱釋放量平均值，并據(jù)此來評(píng)價(jià)卷煙的引燃傾向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的正是基于上述現(xiàn)有技術(shù)狀況而提供一種基于耗氧原理的卷煙引燃傾向測(cè)試裝置，該裝置具有較高的理論支撐，結(jié)構(gòu)合理，操作簡(jiǎn)便，測(cè)試效率高。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種基于耗氧原理的卷煙引燃傾向測(cè)試裝置，包括依次連接的燃燒測(cè)試單元、煙氣過濾單元、三通閥、與三通閥相連的呈并聯(lián)設(shè)置的采樣管路和排氣管路，在采樣管路上連接有氧分析儀，氧分析儀輸出端連接有計(jì)算機(jī)，通過計(jì)算卷煙點(diǎn)燃后耗氧量得出卷煙的熱釋放量，從而表征卷煙的引燃傾向；

所述燃燒測(cè)試單元包括錐形結(jié)構(gòu)的玻璃瓶，玻璃瓶上端設(shè)一玻璃管作為出氣口，玻璃瓶底部邊緣設(shè)有進(jìn)氣管和一個(gè)內(nèi)徑40mm、長(zhǎng)40mm的用于放置卷煙夾持器的圓柱形玻璃管，進(jìn)氣管可為三個(gè)也可為一個(gè)，若進(jìn)氣管為三個(gè)，均勻布置在玻璃瓶底部邊緣處，即三個(gè)進(jìn)氣管的中心點(diǎn)線相交呈等邊三角形，圓柱形玻璃管的位置與其中一個(gè)進(jìn)氣管正對(duì)。若進(jìn)氣管為一個(gè)，則該進(jìn)氣管與圓柱形玻璃管的位置正對(duì)。

所述煙氣過濾單元采用兩級(jí)過濾，由一個(gè)裝有干燥劑的水分過濾瓶和裝有過濾片的粒相過濾器串接，防止水分和雜質(zhì)對(duì)氧分析儀產(chǎn)生影響。；

所述采樣管路和排氣管路均由流量計(jì)和真空泵組成。

采樣管路中的真空泵最大流量大于0.5L/min，用于對(duì)過濾后的煙氣進(jìn)行采樣，將煙氣抽入氧分析儀進(jìn)行測(cè)量。流量控制器用于控制采樣真空隔膜泵的抽吸流量，測(cè)試過程中流量控制器應(yīng)將氣體的抽吸流量控制在0.5?l/min。順磁氧分析儀用于測(cè)試煙氣中的氧氣濃度，其量程應(yīng)至少在0~25%氧氣濃度范圍內(nèi)。

排氣管路中的真空泵最大流量大于2L/min，用于將多余的煙氣排出。流量控制器用于控制排氣真空隔膜泵的抽吸流量，測(cè)試過程中流量控制器應(yīng)將氣體的抽吸流量控制在2?l/min。

計(jì)算機(jī)與順磁氧分析儀通過串口連接進(jìn)行通信，計(jì)算機(jī)上運(yùn)行有實(shí)時(shí)采集分析軟件，分析軟件使用Microsoft?Visual?C++編寫，具有實(shí)時(shí)采集氧分析儀數(shù)據(jù)、計(jì)算卷煙熱釋放量、顯示及保存數(shù)據(jù)等功能。

具體測(cè)試數(shù)據(jù)以燃燒學(xué)公式為依據(jù)，計(jì)算機(jī)軟件通過以下公式計(jì)算出耗氧量和熱釋放量：