锥形量热仪的操作原理及特点

发布时间：2026-01-22

　　锥形量热仪是防火测试领域中关键的测试仪器，用于评定材料和产品的火灾特性，尤其是在热释放测量方面发挥重要作用。该设备基于缺氧量热计技术，通过燃烧样品并测试产生的热量，实现对材料火灾性能的精准评估。锥形量热仪符合多个国际标准，如ISO 5660、ASTM E 1354等，并具有灵活的配置选项，用户可以根据需求逐步扩展测试功能，从而满足多种防火测试需求。

　　一、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。

　　二、氧消耗原理

　　1、锥形量热仪(Cone Calorimeter)是一种基于氧消耗原理测量材料燃烧性能的科学仪器，其核心原理是通过测量材料燃烧时消耗的氧气量来计算热释放速率(HRR)等关键参数。

　　2、锥形量热仪的工作原理基于样品在缺氧环境中的燃烧过程。通过精确测量样品燃烧时释放的热量、烟雾生成和质量损失等参数，锥形量热仪提供了一个全面的火灾性能评估平台。使用火花点火系统点燃样品，并通过热电偶和压力传感器监控样品的燃烧过程。通过数据采集系统，将测试数据传输到计算机，进行分析并输出符合标准的报告。

　　3、材料燃烧时，每消耗单位质量的氧气所释放的热量基本恒定(通常取13.1×10³kJ/kg)。通过高灵敏度氧分析仪实时监测燃烧产物中的氧浓度变化，结合孔板流量计测量的气体质量流速，可精确计算耗氧量，进而推导出热释放速率。

　　三、关键参数测量

　　1、锥形加热器：230V,5000W，热量输出为100kW/m2

　　2、测试装置：水平或垂直样品摆放装置，适用于100mmx100mm样品，厚度不超过50mm

　　3、温度控制系统：3个K型热电偶，3期PID温度控制器

　　4、开合关闭机制：用于保护样品区域，确保初期质量测量稳定，防止过早燃烧

　　5、质量测量系统：通过应变仪测压元件，精度达到0.01g

　　6、火花点火：10kV火花点火器，配备安全停火

　　7、排气系统：装置不锈钢制作，包括气体样品取样针、可调流量排风扇、孔板流量测试器等

　　8、氧气分析系统：顺磁氧分析器，0-25%氧气浓度测量

　　9、烟气灰暗度测量：激光系统测量，光电二极管

　　10、热流计：用于设定对样品表面的辐射水平

　　11、数据采集系统：安捷轮数据采集器，支持250频道/秒的扫描率

　　12、锥形量热仪软件：提供多种语言支持，支持标准Windows操作系统

　　13、总释放热(THR)：燃烧过程中释放的总热量。

　　14、有效燃烧热(EHC)：单位质量材料燃烧释放的热量。

　　15、点燃时间(TTI)：材料被点燃所需时间。

　　16、质量变化率(MLR)：材料燃烧时的质量损失速度。

　　四、优势特点

　　1、相较于传统测试方法(如氧指数测定)，锥形量热仪能更真实地模拟实际火灾场景，测得的数据与大型实验结果相关性好，是研究材料火灾危险性的重要工具。

　　2、锥形量热仪是防火测试领域中关键的测试仪器，用于评定材料和产品的火灾特性，尤其是在热释放测量方面发挥重要作用。该设备基于缺氧量热计技术，通过燃烧样品并测试产生的热量，实现对材料火灾性能的精准评估。其特点如下：

　　3、能够精确测量材料的热释放速率、质量损失和烟雾生成等关键火灾特性。

　　4、提供模块化组件，用户可以根据需求逐步扩展测试功能，包括质量损失量热仪、毒性测试仪等。

　　5、支持不同尺寸和类型的样品测试，包括纺织品、木材、塑料等。

　　6、配备开合关闭机制和自动点火装置，测试过程自动化，减少人为干预，确保测试的准确性和安全性。

　　7、使用安捷轮数据采集器，支持高精度数据记录与分析，满足国际标准的要求。

　　8、支持二氧化碳、一氧化碳、氯化氢等多种气体分析，适应不同的测试需求。