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。
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。
以下是其工作原理的详细说明:
1.氧消耗原理
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。
2.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。
3.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。
4.技术优势
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。
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:
1.高度精确的热释放测量: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。
2.灵活配置: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。
3.适应多种样品:支持不同尺寸和类型的样品测试,包括纺织品、木材、塑料等。
4.自动化测试过程: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。
5.高精度数据采集: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。
6.多种气体分析选项: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。