ZYB-PCASTME标准火焰传播量热仪（FPA）
图1整机图
一、概述：
1.1火焰传播量热仪（FPA）测量材料的燃烧特性。主要测量参数有着火时间（Tign）、质量损失速率（m）、化学（Qchem）热释放速率、对流（Qc）热释放速率、有效燃烧热（EHC）、烟雾生成速率。测试范围有各种材料、部件和最终产品以及各种聚合物材料，但不适于爆炸性物体。
1.2FPA有4个试验方法：
1）着火试验法（Ignitiontestmethod）：水平放置试样。从外部施加一定辐射热通量，直到该试样着火，确定着火所需的时间；
2）燃烧试验法（Combustiontestmethod）：通过测量化学（Qchem）和对流（Qc）的热释放速率，质量损失率（m）来确定一个横向放置试样的有效燃烧热（EHC）;
3）热解试验法(Pyrolysistestmethod):是在不同外部辐射热通量下，测量材料所产生的质量损失速率（m），并确定一个横向放置试样材料的气化热（ΔHg）。使用外部辐射热通量至少五个值进行测试；
4）火灾传播试验法（Firepropagationtestmethod）：针对垂直放置的试样，来确定火焰向上传播和燃烧过程中所产生的化学（Qchem）热释放速率。
1.3火焰传播量热仪（FPA）的试验结果可以评价材料特有的可燃性，为火焰传播速度和火灾发展模型、危险评估、建筑和产品设计以及材料研发提供必要的依据。
二、符合标准：
2.1符合ISO-《Reactiontofiretests—Measurementofmaterialpropertiesusingafirepropagationapparatus》标准；
2.2符合ASTME-《StandardTestMethodsforMeasurementofMaterialFlammabilityUsingaFirePropagationApparatus(FPA)》标准。
2.3符合FM-《CleanroomMaterialsFlammabilityTestProtocol》标准
三、主要特点：
3.1集成箱体，内嵌计算机和液晶显示器。
3.2计算机控制界面：采用美国NI公司精密仪器专业开发软件（Labview)，界面严谨，自动化程度高，所有的繁琐程序和运算都已集成计算机里，反应速度非常快，操作方便，人性化界面，傻瓜式操作；
3.3可设置各个传感器校准模式，包括氧气分析仪、二氧化碳分析仪、一氧化碳分析仪、微压差传感器、烟密度测量系统、称重装置、质量流量控制的单点或双点校准，以获得最佳线性；
3.4状态检查界面，可一目了然的获取仪器的各个传感器部件的工作状态；可记录各个传感器的工作数值，包括微压差传感器、烟囱温度、氧气分析仪、二氧化碳分析仪、一氧化碳分析仪；报告模板为EXCELL格式，可显示图形及数值模式。
3.5气体分析仪：采用德国西门子整机原装进口。氧气（O2）;T90响应时间≤5S；二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）:T90响应时间≤3.5S；优于标准中响应时间：T90≤12S非常多。T90响应时间非常重要，直接决定了采集数据的真实性。
五、主要技术参数：
5.1设备由以下组成：红外加热系统、质量测量系统、燃烧器、计时器、气体分析仪、燃烧炉膛、水冷却装置、排气系统、测试段、校验系统、数据采集系统
5.2红外加热系统：由mm长，81mm高和81mm宽的红外线加热器和电源控制器组成；
5.2.1红外线加热器：为一个反射箱体，里面装有六支石英灯，每支石英灯管功率为W，石英管长度为mm，管径为9.5mm。在石英灯管的窗口前测量的辐射热通量kw/M2；
5.2.2冷却方式：为了延长使用寿命，反射箱体采用水冷却，在石英玻璃窗和反射镜之间采用空气冷却；
5.2.3电源控制器：保证加热器所需要的电压，不管负载电阻（如钨/石英灯的热/冷电阻）的变化，可以通过调节相位角功率来控制。
5.3称重装置：
5.3.1称重传感器量程0~g，分辨率0.1g；
5.3.2装置结构：在传感器上方固定一个直径为6.35mm，长度为mm的不锈钢管，在不锈钢管上安装一个直径为mm，厚度为1.5mm的铝合金板。
5.3.3响应时间：2S
5.3.4稳定性：进行标定时，输出漂移在30min内不超过1g
5.4乙炔燃烧器：
5.4.1设有调节装置，可调节乙炔和空气的流量使火焰为10mm；
5.4.2燃烧嘴：为长50mm水平不锈钢管，尾端外径6.35mm，内径为4.70mm；
5.4.3在水平段装有四个孔的陶瓷稳流器，可稳定火焰和防止回火；
5.4.4燃烧嘴能够旋转和升高，以便在试样附近的特定位置保持水平火焰；
5.5计时器：误差1s/h；
5.6气体分析系统：由气体取样系统和气体分析仪器组成
5.6.1气体取样装置：
5.6.1.1组成：由取样探头、取样泵、烟尘过滤器、冷凝器、废气排泄、排空的旁路系统，水分过滤器和CO2过滤器；
5.6.1.2取样探头安装在排烟管道的测量段上，气体混合均匀的部位，取样管进气孔应向下，以避免烟垢的阻塞。
5.6.1.3取样泵：德国KNF隔膜泵，流量为12L/min，真空度:㎜Hg，压力:2.5bar。
5.6.1.4烟尘过滤器：采用日本富士品牌。滤头为固体PTFE组成，内部为0.5umPTFE过滤材料。
5.6.1.5CO2过滤器：美国Miller米勒进口二氧化碳过滤器，内附CO2过滤材料，滤头为固体PTFE组成，高防腐。
5.6.1.6水分过滤器：采用日本富士品牌。滤头为固体PTFE组成，底部液体可通过蠕动泵排出。
5.6.1.7冷凝器：为法国泰康压缩机式冷凝器，冷却容量KJ\h，露点稳定度0.1度，露点静态变化0.1K，能将样气冷却-5°C到0°C之间。
5.6.2气体分析仪
5.6.2.1进空气处氧气分析仪：采用顺磁式测量。德国SIEMENS整机原装进口的分析仪器，可精确检验燃烧时通气管道中氧的百分含量随时间的变化，进而由即时氧浓度和氧耗量测定出材料的燃烧放热情况
5.6.2.1.1浓度范围：0～%；
5.6.2.1.2测量精度：±0.01%
5.6.2.1.3响应时间：T90:≤5S。
5.6.2.1.4信号输出：4-20mA；
5.6.2．1.5分辨率×10-6
5.6.2．1.6线性度：±0.1%O2；呈线性响应；
5.6.2.1.7零点漂移：0.05%O2（一周）；
5.6.2.1.8内部信号处理时间小于1S；
5.6.2.1.9重复性：±0.02%；
5.6.2.1.10环境温度：0-45℃
5.6.2.1.11相对湿度：90%（无凝结）
5.6.2.1.12噪声漂移：30min内分析仪的噪声漂移均不超过×10-6
5.6.2.1.13系统延迟时间：＜12S（从取样探头到分析仪的测量）
5.6.2.2二氧化碳CO2分析仪：
5.6.2.2.1采用NDIR无弥散红外线分析仪进行连续测量。为板卡式，德国MBE公司进口；
5.6.2.2.2测量范围：0～10%；
5.6.2.2.3测量精度：±0.1%;
5.6.2.2.4T90响应时间：＜5S;
5.6.2.2.5重复性：＜±1%
5.6.2.2.6零点漂移：≤0.1%/24h
5.6.2.2.7量程漂移:≤0.1%/24h
5.6.2.2.8线性偏差:＜±1%
5.6.2.2.9系统延迟时间：＜12秒从取样探头到分析仪的测量）
5.6.2.3一氧化碳CO分析仪：
5.6.2.3.1采用无弥散红外分析仪进行连续测量。为瑞士红外分析仪模块
5.6.2.3.2测量范围：0～1%；
5.6.2.3.3测量精度：±0.1%；
5.6.2.3.4T90响应时间：＜5S
5.6.2.3.5重复性：＜±1%
5.6.2.3.6零点漂移：≤0.1%/24
5.6.2.3.7量程漂移:≤0.1%/24
5.6.2.3.8线性偏差:＜±1%
5.6.2.3.9系统延迟时间：＜12S（从取样探头到分析仪的测量）
5.6.2.4碳氢分析仪：
5.6.2．4.1测量范围：19%～21%；
5.6.2.4.2测量精度：±0.1%；
5.6.2.4.3T90响应时间：＜1S
5.6.2.4.4系统延迟时间：＜25S（从取样探头到分析仪的测量）
5.7燃烧供气系统：
5.7.1燃烧供气系统:由空气控制室和空气供给管道组成
5.7.2空气分布室：为铝箱，内直径为mm，八个通气管在铝箱一圈，每一个管都为铝材，用不锈钢网将入口气体分为三层（从底部到顶部不锈钢网分别10目、20目、30目），用于产生均匀的气流。入口空气向下流经八个排出管分散在底板上，然后空气往上升，经过筛网朝着铝筒流动。
5.7.3空气供给管：为燃烧器、风冷却以及保证足够辐射能量提供充足的氧。
5.8排气系统：
5.8.1排气系统：由离心式风机、吸气罩、测量段、法兰盘、排烟管道组成。
5.8.2离心风机：风速可调，在标准温度和压力条件下，能使排气系统的排风量以0,1m3/sto0,25m3/s的风速从吸气罩吸入气体；
5.8.3吸气罩：为一锥形体，集烟口为mm×mm,上为一个mm×mm的正方体，总高度mm，集烟罩底部与红外线辐射系统以及试样距离为40mm；
5.8.4混流段;在吸气罩与测量段之间一段管内装有节流孔板，更好地提高了气体的混合度；
5.8.5排气管道：为不锈钢管，内径为mm，厚度1.57mm；
5.8.6在排气管道内内部涂覆氟化乙烯丙烯（FEP）树脂漆，以形成三层涂层，整段管道能耐高温℃以上。
5.9测量仪器：
5.9.1热电偶传感器：由外径为1.5mm，丝径为0.mm的铠装热电偶测量。安装在气体取样的轴向位置上；响应时间≤1S，温度分辨率为1°C；
5.9.2气体流速测量：采用皮托管和压力传感器，采用高精度数字输出，输出为0-10v电压信号通过I/0板速模块转变，直接由计算机控制其流量。
5.9.3热流计：采用进口军工级热电堆式式热流计，配备便携式水冷却系统。量程为(0~)KW/m2，精度为±3%。辐射接收靶的直径为12.5mm，表面覆有耐久的无光泽黑色涂层。辐射接收靶为水冷式。热流计的精度为1%
5.10烟密度测量：安装在排气管道中，距采样口下游mm处，轴中心位置。用于测量燃烧过程中的烟密度。
5.10.1光学烟密度计:由光源、透镜、光电元件等组成，测量过程中由于烟的积尘，光透过率的减小不应超过5%。
5.10.2光源:0.5mW标称功率氦-氖灯，波长为0.μm；
5.10.3透镜:直径50mm和焦距60mm的凸透镜，使得通过排烟管道的平行光束直径为30MM。
5.10.4光电接收元件：采用日本滨松单晶硅光元件，通过接收的光束强度变化来确定烟密度，光强度的测量精度不低于±5%。采用板卡读取0~2v的电压信号，然后经放大板放大，通过计算机分析和计算，得出光密度；
5.10.5光系统探测器色度标准函数精度不低于±5%，输出线性度在5%以内；
5.10.6光学烟密度计安装在排烟管道烟气分布均匀的位置，光束能垂直穿过排烟管道，光学烟密度计的安装不应影响测速及取样，光学烟密度计的玻璃窗选用石英玻璃。
5.10.7光密度的标定：采用25%、50%、75%标准件，做全量程的标定。
5.11数据采集系统：采用计算机控制方式，RS-通讯接口，数据采集可收集记录氧气浓度、二氧化碳浓度、烟道温度、烟密度、质量损失率等试验数据，可保存。
5.12数据采集精度：
5.12.1Ｏ2和ＣＯ2、CO精度为１００×１０-6（0.%），
5.12.2温度测量：精度±0.5℃。
5.12.3时间记录系统精度：1S/h。
5.12.4称重传感器：0.1g
5.12.5其他参数的精度：为满量程输出值的０.１％。采集系统以每1ｓ自动记录储存一次，持续时间为1小时。包含以下参数：①时间、②双向探头的压差、③相对光密度、④Ｏ2浓度、⑤ＣＯ2浓度、⑥烟道温度等等；使用台湾研华数据采集板卡。
5.13控制系统：
5.13.1采用PLC编程、人机界面、计算机控制，带64位高精度板卡、电脑和8液晶显示，带RS-通讯接口选择。软件采用美国NI公司仪器设备专用开发软件LabeView及数据采集控制卡；控制试验过程中可以实时查看试验数据，可实现自动数据采集和处理、数据保存和输出测定结果;电脑控制系统，测试时间、着火时间等均可在电脑中设定和记录。具有高智能、引导式菜单操作，简便直观的特点，使试验结果更加准确。
5.13.2采集系统可收集记录着火时间（Tign）、质量损失速率（m）、化学（Qchem）热释放速率、对流（Qc）热释放速率、有效燃烧热（EHC）、烟雾生成速率所有过程的曲线和实时数据。可保存打印。
5.13.3点火系统：带有安全切断装置的高压火花发生器，高压自动点火、自动定位。样品在燃烧平台上由点火器点燃，点燃速度迅速，能保证试验结果的准确性。
5.14电脑一台
5.15安全防护：
5.15.1为防止导致例如灼伤，外部物体或衣服的点燃和吸入燃烧产物的危险。在设备的操作期间，操作者必须使用防火工作服和护目眼镜。；操作者必须使用防护手套便于插入和取出试样。除了带有保护手套之外，加热器或相关的固定装置在热的时候不能接触。
5.15.3装有燃气泄漏装置一套
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