锥形量热仪的工作原理

发布时间：2026-01-09

　锥形量热仪是以氧消耗原理为基础的新一代聚合物材料燃烧性能测定仪，其主要用于测试各种可燃材料在火灾中的燃烧参数，包括点燃时间（TTI）、热释放速率（HRR）、总热释放量（THR）、有效燃烧热（EHC）、烟气及毒性参数和质量变化参数（MLR）等，是目前表征材料燃烧性能的最为理想的试验仪器，所得实验结果用于评价材料在火灾中的燃烧行为，基于火灾过程中材料的热行为和火灾反应特性；在火灾条件下，材料会受到热辐射、对流和热传导的作用，从而产生热释放、烟生成、质量和能量损失等现象；锥形量热仪通过模拟这些现象，对材料在火灾条件下的性能进行评估。

　一、工作原理

　1.热释放速率（HRR）：热释放速率是指单位时间内材料释放的热量；锥形量热仪通过测量材料在火灾条件下的热释放速率，评估其火灾危险性。

　2.烟生成速率（SPR）：烟生成速率是指单位时间内材料产生的烟雾量；锥形量热仪通过测量材料在火灾条件下的烟生成速率，评估其火灾危害性。

　3.质量损失速率（MLR）：质量损失速率是指单位时间内材料质量的减少量；锥形量热仪通过测量材料在火灾条件下的质量损失速率，评估其火灾危害性。

　4.能量损失速率（ELR）：能量损失速率是指单位时间内材料能量的减少量；锥形量热仪通过测量材料在火灾条件下的能量损失速率，评估其火灾危害性。

　二、应用

　1.建筑材料防火性能评估：锥形量热仪可用于评估建筑材料在火灾条件下的热释放、烟生成、质量和能量损失等特性，为建筑材料的防火性能提供科学依据。

　2.家具和装饰材料防火性能评估：锥形量热仪可用于评估家具和装饰材料在火灾条件下的热释放、烟生成、质量和能量损失等特性，为家具和装饰材料的防火性能提供科学依据。

　3.电子产品防火性能评估：锥形量热仪可用于评估电子产品在火灾条件下的热释放、烟生成、质量和能量损失等特性，为电子产品的防火性能提供科学依据。

　4.交通运输工具防火性能评估：锥形量热仪可用于评估交通运输工具（如汽车、火车等）在火灾条件下的热释放、烟生成、质量和能量损失等特性，为交通运输工具的防火性能提供科学依据。

　三、创新

　1.传感器技术：发展高灵敏度的热流、热释放、烟生成等传感器，提高锥形量热仪的测量精度；开发新型传感器，实现对材料在火灾条件下性能的实时监测和分析。

　2.数据处理与分析：开发智能算法，自动识别和分析材料在火灾条件下的性能数据；实现与计算机系统的集成，提高数据处理和分析的效率。

　3.自动化与集成：发展自动化样品制备和分析系统，提高实验的重复性和可靠性；与其他分析仪器（如光谱仪、色谱仪等）的集成，实现多参数分析。

　四.关键参数测量

　锥形量热仪不仅能测量热释放速率，还可获取以下参数：

　总释放热（THR）：燃烧过程中释放的总热量。

　有效燃烧热（EHC）：单位质量材料燃烧释放的热量。

　点燃时间（TTI）：材料被点燃所需时间。

　质量变化率（MLR）：材料燃烧时的质量损失速度。

　五.仪器设计与标准

　现代锥形量热仪采用模块化设计，包含锥形加热器（额定功率可达5000W）、气体分析系统和自动化数据采集软件。其符合ISO 5660、ASTM E1354等国际标准，广泛应用于建筑材料、聚合物等领域的阻燃性能测试。