水平和垂直燃烧试验自动测试装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种水平和垂直燃烧试验自动测试装置。包括带有工作台底板的箱体、燃气供应及控制系统，箱体内设有试验支架、与燃气供应及控制系统相连接的燃烧器，试验支架上连接有用于夹持水平试样的水平夹具或通过横支架连接有用于夹持垂直试样的垂直夹具，其特征在于：还包括计算机数据采集处理系统及计算机显示器；温度采集及处理系统；滴落物信息采集及处理系统；可以自动监测水平燃烧试验中火焰达到标线的时间、水平火蔓延情况，并自动计算确定线性燃烧速率；在垂直燃烧测试中，可以自动监测火焰是否达到夹具、是否发生滴落、滴落物是否引燃脱脂棉。与现有技术相比，测试过程和测试结果的判定真正实现自动化，减少人为判断带来的误差。
【专利说明】水平和垂直燃烧试验自动测试装置【技术领域】
[0001]本实用新型涉及燃烧性能检测设备【技术领域】，特别涉及一种水平和垂直燃烧试验装置。
【背景技术】
[0002]水平和垂直燃烧试验是被国内外广泛用于评价塑料、橡胶、泡沫材料、电缆、纺织品等产品的阻燃级别的测试方法。对该试验方法我国制定了相应的国家标准GB/Τ2408-2008《塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法》，该标准等同采用了国际电工委员会IEC60695-11-10:1999标准。在垂直燃烧试验中，根据火焰是否到达夹具、有焰和无焰燃烧时间、滴落物是否引燃脱脂棉等评定阻燃级别；在水平燃烧试验中，根据样条的线性燃烧速率评定阻燃级别。
[0003]为了实现上述试验方法，国内外有多种进行水平和垂直燃烧测试的手动试验装置，并已有一些改进以提高试验便利性。目前的水平垂直燃烧试验仪一般由试验部分和控制部分组成，采用一体化设计，方便现场安装和调试，试验箱外壳及重要部件采用不锈钢制造，耐烟、气腐蚀，控制系统具有自动点火功能。但普遍存在的缺点是，缺乏对试验结果的自动识别和记录，火焰是否达到夹具、是否有滴落物、滴落物何时滴落、滴落物是否引燃脱脂棉、线性燃烧速率等测试结果均需要通过人为判断，这就引入了人工意识的影响因素，影响试验的准确性。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种水平和垂直燃烧试验自动测试装置，可以自动监测水平燃烧试验中火焰达到25mm标线和IOOmm标线的时间，可以自动监测水平火蔓延情况，并确定线性燃烧速率；在垂直燃烧测试中，可以自动监测火焰是否达到夹具，可以自动监测是否发生滴落，可以自动监测滴落物是否引燃脱脂棉。
[0005]本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是:
[0006]一种水平和垂直燃烧试验自动测试装置，包括带有工作台底板的箱体、燃气供应及控制系统，箱体内设有试验支架、与燃气供应及控制系统相连接的燃烧器，试验支架上连接有用于夹持水平试样的水平夹具或通过横支架连接有用于夹持垂直试样的垂直夹具，其特征在于:还包括，
[0007]计算机数据采集处理系统及计算机显示器；
[0008]温度采集及处理系统，包括设置在所述箱体内的温度采集热电偶，所述温度采集热电偶通过热电偶变送单元与所述的计算机数据采集处理系统及计算机显示器相连接；
[0009]滴落物信息采集及处理系统，包括设置在所述箱体内的一对光束发生器和光束接收器，所述的光束发生器和光束接收器与所述的计算机数据采集处理系统及计算机显示器相连接。
[0010]作为本实用新型的进一步的技术方案:[0011]所述的温度采集热电偶包括设置于所述箱体上且位于水平试样上方5?15mm的至少2个第一热电偶、设置于垂直夹具底端的第二热电偶和设置于垂直试样下方的第三热电偶。
[0012]适用于水平燃烧试验的技术方案:
[0013]本实用新型中，所述的第一热电偶为2个，分别设置于水平试样距离点燃端25mm和IOOmm的标记线上方且位于水平试样上方10mm。通过第一热电偶可以监测试样上方的温度，若温度高于计算机数据采集处理系统设定的800°C (根据试验对象不同可以设定600-1200°C内某数值)则表明火焰蔓延到该标线位置，由此可自动监测记录火焰达到各标线的时间，结合数据采集卡和电脑数据记录处理程序，即可计算得到线性燃烧速率。
[0014]进一步的，所述的第一热电偶位于水平试样上方5mm，在水平试样距离点燃端25mm和IOOmm的标记线上方分别设有I个,在25mm与IOOmm标记线之间至少设有I个,各热电偶之间的水平距离相等。
[0015]更进一步的，所述的第一热电偶为6个，位于水平试样上方5mm，分别设置于水平试样距离点燃端25mm和IOOmm的标记线上方以及25mm与IOOmm标记线之间每间隔15mm的位置上方。通过多个第一热电偶可以监测试样上方的温度，确定火焰燃烧达到的位置随时间的变化，若温度高于计算机数据采集处理系统设定的800°C (根据试验对象不同可以设定600-1200°C内某数值)则表明火焰蔓延到该标线位置，由此可自动监测记录火焰达到各标线的时间，结合数据采集卡和电脑数据记录处理程序，即可更精确地计算得到线性燃烧速率。
[0016]适用于垂直燃烧试验的技术方案:
[0017]本实用新型中，为了方便安装、固定热电偶，可以在所述垂直夹具上设有竖向通孔，所述的第二热电偶置于该竖向通孔中，其测量端纵向与垂直夹具的底端平齐。
[0018]为了便于热电偶的固定并提高测温效果，所述垂直夹具上设有竖向通孔，所述的第二热电偶置于该竖向通孔中，其测量端还可以在纵向伸出垂直夹具的底端5_。
[0019]为了方便安装、固定热电偶，还可以将所述的第二热电偶设置于所述箱体上，第二热电偶的测量端纵向与垂直夹具的底端平齐、横向距垂直夹具2?5mm。
[0020]通过第二热电偶可以监测垂直夹具位置的温度，以及数据采集卡和电脑数据记录处理程序，分析垂直夹具位置的温度高于计算机数据采集处理系统设定的800°C (根据试验对象不同可以设定600-1200°C内某数值)从而确定火焰是否达到夹具，自动判定样条的燃烧等级。
[0021]本实用新型中，所述的第三热电偶可以设置于工作台底板上、棉花垫下部；所述的光束发生器和光束接收器为红外光束发生器和红外光束接收器，红外光束发生器和红外光束接收器设置于棉花垫上方50?150mm。当有滴落物出现，会降低红外光束接收器接收到的信号强度，数据采集卡和电脑数据记录处理程序根据设定的光电信号强度减弱5% (根据试验对象不同可以设定3-7%内某数值)来自动分析判断是否发生滴落。并可通过第三热电偶，结合数据采集卡和电脑数据记录处理程序，根据温度高于计算机数据采集处理系统设定的500°C (根据试验对象不同可以设定400-1000°C内某数值)来确定棉花垫是否被滴落物引燃。
[0022]本实用新型中，所述的第三热电偶还可以设置于所述箱体上，其测量端在垂直方向上位于棉花垫上方5_15mm、在水平方向上位于试样正下方中心直径IOmm?50mm的圆环内；所述的光束发生器和光束接收器为红外光束发生器和红外光束接收器，红外光束发生器和红外光束接收器设置于棉花垫上方50?150mm。当有滴落物出现，会降低红外光束接收器接收到的信号强度，数据采集卡和电脑数据记录处理程序根据设定的光电信号强度减弱5% (根据试验对象不同可以设定3-7%内某数值)来自动分析判断是否发生滴落。并可通过第三热电偶，结合数据采集卡和电脑数据记录处理程序，根据温度高于计算机数据采集处理系统设定的800°C (根据试验对象不同可以设定600-1200°C内某数值)来确定棉花垫是否被滴落物引燃。
[0023]本实用新型在使用时，将试样样条夹在水平夹具或垂直夹具上，然后按照公知的试验方法和步骤，例如GB/T2408-2008《塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法》规定的测试方法，可以自动监测水平燃烧试验中火焰达到25mm标线和IOOmm标线的时间，可以自动监测水平火蔓延情况，并确定线性燃烧速率；在垂直燃烧测试中，可以自动监测火焰是否达到夹具，可以自动监测是否发生滴落，可以自动监测滴落物是否引燃脱脂棉。通过以上分析可知，与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于使得测试过程和测试结果的判定真正实现自动化，减少人为判断带来的误差。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明:
[0025]图1是本实用新型实施例一的示意图。
[0026]图2是本实用新型实施例二的示意图。
[0027]图3是本实用新型实施例三的示意图。
[0028]图4是本实用新型实施例四的示意图。
[0029]图5是本实用新型实施例五的示意图。
[0030]图6是本实用新型实施例六的示意图。
[0031]图7是本实用新型实施例七的示意图。
[0032]图中:1_工作台底板，2-箱体，3-试验支架，4-水平夹具，5-第一热电偶，6-水平试样，7-燃烧器，8-火焰，9-横支架，10-垂直夹具，11-第二热电偶，12-垂直试样，13-红外光束发生器，14-红外光束接收器，15-棉花垫，16-第三热电偶，17-计算机数据采集处理系统及计算机显示器。
【具体实施方式】
[0033]为能清楚说明本实用新型的技术特点，下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型做进一步的说明。
[0034]实施例一:
[0035]如图1所示，一种水平和垂直燃烧试验自动测试装置，包括带有工作台底板I的箱体2、燃气供应及控制系统，箱体2内设有试验支架3、与燃气供应及控制系统相连接的燃烧器7，试验支架3上连接有用于夹持水平试样的水平夹具4，还包括计算机数据采集处理系统及计算机显示器17 ;箱体2上位于水平试样6上方IOmm设有2个第一热电偶5，2个第一热电偶5分别设置于水平试样6距离点燃端25mm和IOOmm的标记线上方,2个第一热电偶5分别通过热电偶变送单元与计算机数据采集处理系统及计算机显示器17相连接。
[0036]实施例二:
[0037]如图2所示，一种水平和垂直燃烧试验自动测试装置，包括带有工作台底板I的箱体2、燃气供应及控制系统，箱体2内设有试验支架3、与燃气供应及控制系统相连接的燃烧器7，试验支架3上连接有用于夹持水平试样的水平夹具4，还包括计算机数据采集处理系统及计算机显不器17 ;箱体2上位于水平试样6上方5mm设有6个第一热电偶5,6个第一热电偶5分别设置于水平试样6距离点燃端25mm和IOOmm的标记线上方以及25mm与IOOmm标记线之间每间隔15_的位置上方，6个第一热电偶5分别通过热电偶变送单元与计算机数据采集处理系统及计算机显示器17相连接。
[0038]实施例三:
[0039]如图3所示，一种水平和垂直燃烧试验自动测试装置，包括带有工作台底板I的箱体2、燃气供应及控制系统，箱体2内设有试验支架3、与燃气供应及控制系统相连接的燃烧器7，试验支架3上通过横支架9连接有用于夹持垂直试样的垂直夹具10，还包括计算机数据采集处理系统及计算机显示器17 ;垂直夹具10上设有竖向通孔，第二热电偶11置于该竖向通孔中，其测量端纵向与垂直夹具10的底端平齐，第二热电偶11分别通过热电偶变送单元与计算机数据采集处理系统及计算机显示器17相连接。
[0040]实施例四:
[0041]如图4所示，一种水平和垂直燃烧试验自动测试装置，包括带有工作台底板I的箱体2、燃气供应及控制系统，箱体2内设有试验支架3、与燃气供应及控制系统相连接的燃烧器7，试验支架3上通过横支架9连接有用于夹持垂直试样的垂直夹具10，还包括计算机数据采集处理系统及计算机显示器17 ;垂直夹具10上设有竖向通孔，第二热电偶11置于该竖向通孔中，其测量端纵向伸出垂直夹具的底端5mm，第二热电偶11分别通过热电偶变送单元与计算机数据采集处理系统及计算机显示器17相连接。
[0042]实施例五:
[0043]如图5所示，一种水平和垂直燃烧试验自动测试装置，包括带有工作台底板I的箱体2、燃气供应及控制系统，箱体2内设有试验支架3、与燃气供应及控制系统相连接的燃烧器7，试验支架3上通过横支架9连接有用于夹持垂直试样的垂直夹具10，还包括计算机数据采集处理系统及计算机显示器17 ;第二热电偶11设置于箱体2上，第二热电偶11的测量端纵向与垂直夹具10的底端平齐、横向距垂直夹具2?5mm，第二热电偶11分别通过热电偶变送单元与计算机数据采集处理系统及计算机显示器17相连接。
[0044]实施例六:
[0045]如图6所示，一种水平和垂直燃烧试验自动测试装置，包括带有工作台底板I的箱体2、燃气供应及控制系统，箱体2内设有试验支架3、与燃气供应及控制系统相连接的燃烧器7，试验支架3上通过横支架9连接有用于夹持垂直试样的垂直夹具10，还包括计算机数据采集处理系统及计算机显示器17 ;第二热电偶11设置于箱体2上，第二热电偶11的测量端纵向与垂直夹具10的底端平齐、横向距垂直夹具2?5mm ;工作台底板I上、棉花垫15下部设有第三热电偶16。第二热电偶11、第三热电偶16分别通过热电偶变送单元与计算机数据采集处理系统及计算机显示器17相连接。箱体2内位于棉花垫15上方50?150mm设有一对红外光束发生器13和红外光束接收器14，红外光束发生器13和红外光束接收器14分别与计算机数据采集处理系统及计算机显示器相连接。
[0046]实施例七:
[0047]如图7所示，一种水平和垂直燃烧试验自动测试装置，包括带有工作台底板I的箱体2、燃气供应及控制系统，箱体2内设有试验支架3、与燃气供应及控制系统相连接的燃烧器7，试验支架3上通过横支架9连接有用于夹持垂直试样的垂直夹具10，还包括计算机数据采集处理系统及计算机显示器17 ;第二热电偶11设置于箱体2上，第二热电偶11的测量端纵向与垂直夹具10的底端平齐、横向距垂直夹具2mm ;第三热电偶16设置于箱体2上，其测量端在垂直方向上位于棉花垫上方15mm、在水平方向上距垂直试样正下方中心25mm。第二热电偶11、第三热电偶16分别通过热电偶变送单元与计算机数据采集处理系统及计算机显不器17相连接。箱体2内位于棉花垫15上方150mm设有一对红外光束发生器13和红外光束接收器14，红外光束发生器13和红外光束接收器14分别与计算机数据采集处理系统及计算机显示器相连接。
[0048]以上所列举的实施方式仅供理解本实用新型之用，并非是对本实用新型所描述的技术方案的限制，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变形，所有等同的变化或变形都应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。
【权利要求】
1.一种水平和垂直燃烧试验自动测试装置，包括带有工作台底板的箱体、燃气供应及控制系统，箱体内设有试验支架、与燃气供应及控制系统相连接的燃烧器，试验支架上连接有用于夹持水平试样的水平夹具或通过横支架连接有用于夹持垂直试样的垂直夹具，其特征在于:还包括， 计算机数据采集处理系统及计算机显示器； 温度采集及处理系统，包括设置在所述箱体内的温度采集热电偶，所述温度采集热电偶通过热电偶变送单元与所述的计算机数据采集处理系统及计算机显示器相连接； 滴落物信息采集及处理系统，包括设置在所述箱体内的一对光束发生器和光束接收器，所述的光束发生器和光束接收器与所述的计算机数据采集处理系统及计算机显示器相连接。
2.根据权利要求1所述的水平和垂直燃烧试验自动测试装置，其特征在于:所述的温度采集热电偶包括设置于所述箱体上且位于水平试样上方5~15mm的至少2个第一热电偶、设置于垂直夹具底端的第二热电偶和设置于垂直试样下方的第三热电偶。
3.根据权利要求2所述的水平和垂直燃烧试验自动测试装置，其特征在于:所述的第一热电偶为2个，分别设置于水平试样距离点燃端25mm和IOOmm的标记线上方且位于水平试样上方10mm。
4.根据权利要求2所述的水平和垂直燃烧试验自动测试装置，其特征在于:所述的第一热电偶位于水平 试样上方5mm,在水平试样距离点燃端25mm和IOOmm的标记线上方分别设有I个,在25mm与IOOmm标记线之间至少设有I个，各热电偶之间的水平距离相等。
5.根据权利要求4所述的水平和垂直燃烧试验自动测试装置，其特征在于:所述的第一热电偶为6个，位于水平试样上方5臟，分别设置于水平试样距离点燃端25mm和IOOmm的标记线上方以及25mm与IOOmm标记线之间每间隔15mm的位置上方。
6.根据权利要求2所述的水平和垂直燃烧试验自动测试装置，其特征在于:所述垂直夹具上设有竖向通孔，所述的第二热电偶置于该竖向通孔中，其测量端纵向与垂直夹具的底端平齐。
7.根据权利要求2所述的水平和垂直燃烧试验自动测试装置，其特征在于:所述垂直夹具上设有竖向通孔，所述的第二热电偶置于该竖向通孔中，其测量端纵向伸出垂直夹具的底端5mm。
8.根据权利要求2所述的水平和垂直燃烧试验自动测试装置，其特征在于:所述的第二热电偶设置于所述箱体上，第二热电偶的测量端纵向与垂直夹具的底端平齐、横向距垂直夹具2~5mm。
9.根据权利要求2所述的水平和垂直燃烧试验自动测试装置，其特征在于:所述的第三热电偶设置于工作台底板上、棉花垫下部；所述的光束发生器和光束接收器为红外光束发生器和红外光束接收器，红外光束发生器和红外光束接收器设置于棉花垫上方50~1 SOmnin
10.根据权利要求1所述的水平和垂直燃烧试验自动测试装置，其特征在于:所述的第三热电偶设置于所述箱体上，其测量端在垂直方向上位于棉花垫上方5-15mm、在水平方向上位于试样正下方中心直径IOmm~50mm的圆环内；所述的光束发生器和光束接收器为红外光束发生器和红外光束接收器，红外光束发生器和红外光束接收器设置于棉花垫上方50-150mm
【文档编号】G01N31/12GK203772824SQ201420158209
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】王勇, 李洋, 于健, 李少香, 顾元香 申请人:青岛科技大学