氧指数仪的改进方法

　　一、改进型氧指数仪的原理与构造

　　现有氧指数的测试过程中，将一定尺寸的试样用试样夹夹持于透明燃烧筒内，筒中通入一定比例的氧 气与氮气混合气流，点着试样的上端，观察随后的燃烧现象，记录持续燃烧的时间或燃烧过的长度。试样 的燃烧时间超过3 min或火焰前沿超过50 mm标线时，就降低氧气浓度;试样的燃烧时间不足3 min或火焰 前沿不到标线时，就増加氧浓度。如此反复操作，从上下两侧逐渐接近规定值，至两者的浓度差小于〇. 5, 此时得出的氧气含量就是试样的氧指数。

　　改进型氧指数仪所测阻燃性能参数包括粉体氧指数(P0I)和样品温度(Tr)一时间曲线。粉体氧指数测定 方法类似于上述氧指数测定方法，采用氧气占氧一氮气混合体积比。当燃烧时间达到3 min时，样品背面 温度达到大时所对应氧气含量，称为粉体氧指数。样品温度测定时，将温度传感器(热电偶)固定在样品 池的底部，当样品点燃时间结束后开始计时，并同时记录样品燃烧温度，实验结果为燃烧时间一样品温度 曲线。

　　改进型氧指数测定装置由氮气测量与控制装置、氧气测量与控制装置、氮气与氧气混合装置、丙烷点 火器、燃烧系统、样品温度与时间测量装置所构成(见图1)。其中，燃烧测量系统采用类似于氧指数仪的玻 璃烟囱，燃烧器的耐热玻璃烟囱为筒状组合结构，分为上、下两部分，上端的直径较小、下端直径较大， 中间为渐变区域。筒体的尺寸基于筒中气体处于层流状态，避免筒体直径变化时流动状态的变化。样品池 则采用具有壁面绝热保温圆柱形容器，材质主体可为不锈钢、陶瓷、玻璃容器等。壁面热绝缘层可保证样 品池底部所测温度是由于样品层的热传导作用(膨胀后可能包含对流作用)而造成的温度升高，避免由样品 池壁面直接热传递而引起的温度升高。

　　二、改进型氧指数仪的实验方法

　　样品点火方式(气源、火焰高度)与常规氧指数的测定方法基本相同。混合气体的总流量10 L/min，氧 气、氮气以及混合气体的表前压力均为0. 15 MPa左右，但点燃时间可以为30 s, 60 s和90 s。对某些极 其难燃的样品，氧指数值可以设定在约80,点燃时间为180 s,同时测定样品燃烧温度，比较燃烧温度的 高低，判断阻燃性能的相对优劣。

　　测试时，打开氧气瓶和氮气瓶，将样品放入样品池，通气一段时间后，点燃点火器，对样品进行加热， 点火器火焰长度为20} 40 mm;打开温度记录仪与计时器，达到规定时间后停止点火，并同时开始记录燃烧 温度。实验结束时，观察温度时间曲线在“点燃时间+燃烧时间180 s”处的斜率，根据斜率适当地调整氧 气比例，使斜率基本为0,此直线所对应的氧气所占比例即为氧指数;若不能使恰好在该点处斜率为0,可 取斜率接近的上下两条线氧指数的平均值，即斜率稍大于0和稍小于0的两条曲线。这是由于样品持续 燃烧时，会不断地产生热量，从而引起温度持续上升，则温度时间曲线斜率会大于0;而燃烧停止时，不再 产生热量，温度通常会下降，温度曲线斜率会小于0,所以可以通过曲线的斜率来判断燃烧是否己停止。

2016-04-29 15:27