錐形量熱儀性能及參數解讀

錐形量熱儀是最重要的測試儀器在火災檢測領域因為它措施被各種預先設定的條件下測試材料的重要實火性能。這些測量可以直接使用學生/學者，或用作數據輸入到相關或數學模型，用于預測火災的發展。

錐形量熱儀不僅可測量煙及煙灰產率，也可研究阻燃聚合物煙與毒氣的產生，測定阻燃劑的加入對阻燃聚合物成煙的影響，從煙釋放角度對材料的阻燃性能進行評估，錐形量熱儀是用氦一氖激光束測定煙釋放動態過程中的消光系數，測得的主要參數比消光面積（SEA）是表征燃燒過程中，每時每刻發煙量的動態參數，能體現單位質量揮發物轉換成煙的比率，錐形量熱儀獲得的眾多火情參數中，RHR、PkRHR（峰值）和TTI是衡量聚合物材料在火災中危險性的重要參數及指標。研究者首先將TTI和PkRHR結合起來，用TTI/PkRHR來評價聚合物材料潛在的危險性。

錐型量熱儀是一種基于燃燒過程中釋放的熱量與燃燒過程中耗氧量直接相關的火災測試工具。所產生的熱量的量直接與火災的嚴重程度，如火災增長率。為了獲取材料的可燃性是暴露于外部輻射熱源。因此，由于這是一個強制燃燒試驗，錐值通常認為反映第二項點燃可燃性。

下面介紹常見的幾個關于錐形量熱儀參數：

一、質量損失速率(Mass Loss Rate，簡稱MLR)

MLR是指燃燒樣品在燃燒過程中質量隨時間的變化率,它反應了材料在一定火強度下的熱裂解、揮發及燃燒程度。

MLR值由5 點數值微分方程算出，MLR 的單位為g/s。

除質量損失速率外，由CONE還可得到質量損失曲線，從而獲取不同時刻下的殘余物質量，便于直觀分析燃燒樣品的裂解行為。

二、煙生成速率(Smoke Produce Rate，簡稱SPR)

SPR 被定義為比消光面積與質量損失速率之比，單位為m2/ S ，式中SEA為比消光面積(Specific Extinction Area)，SEA表示揮發單位質量的材料所產生的煙，它不直接表示生煙量的大小，只是計算生煙量的一個轉換因子，單位為m?/kg。

同樣，總生煙量(Total Smoke Rate)可由積分得到，TSR=∫SPR，TSR 表示單位樣品面積燃燒時的累積生煙總量，單位為m?/m?。

三、有效燃燒熱(Effective Heat Combustion，簡稱EHC)

EHC 表示在某時刻t時，所測得熱釋放速率與質量損失速率之比,它反應了揮發性氣體在氣相火焰中的燃燒程度，對分析阻燃機理很有幫助。

EHC 的單位為MJkg-1。

四、點燃時間(Time to Ignition，簡稱TTI)

TTI是評價材料耐火性能的一個重要參數(單位：s)，它是指在預置的入射熱流強度下，從材料表面受熱到表面持續出現燃燒時所用的時間。TTI 可用來評估和比較材料的耐火性能。

五、毒性測定

材料燃燒時放出多種氣體，其中含有CO，HCN，SO2，HCl，H2S等毒性氣體，毒性氣體對人體具有極大的危害作用，其成分及百分含量可通過錐形量熱儀中的附加設備收集分析。

六、熱釋放速率(Heat Relea se Rate，簡稱HRR)

HRR 是指在預置的入射熱流強度下，材料被點燃后，單位面積的熱量釋放速率。

HRR是表征火災強度的最重要性能參數，單位為kW/m2;HRR的最大值為熱釋放速率峰值(Peak of HHR，簡稱pkHRR)，pkHRR 的大小表征了材料燃燒時的最大熱釋放程度。HRR 和pkHHR 越大，材料的燒燒放熱量越大,形成的火災危害性就越大。

七、總釋放熱(Total Heat Release ，簡稱THR)

THR 是指在預置的入射熱流強度下，材料從點燃到火焰熄滅為止所釋放熱量的總和，單位為MJ/m?。

將HRR與THR結合起來，可以更好地評價材料的燃燒性和阻燃性，對火災研究具有更為客觀、全面的指導作用。

錐形量熱儀的前景

錐形量熱儀在材料的燃燒性能研究、阻燃材料性能的研究和火災模型化的研究三個領域中的都有重大作用，表明錐形量熱儀在室內裝修材料、礦評價.煙和毒氣釋放、井火災、塑料、木材等領域具有廣闊的應用前景,且其對材料的阻燃機理、材料燃燒危險等級劃分、評價材料的燃燒型和阻燃性等的研究有很大幫助。