锥形量热仪(CONE) 的构造

锥形量热仪操作步骤-图文仪器各部件及其对应的功能：锥形加热炉－－－－加热并使样品燃烧，其上有3个温度传感器，精确测量温度激光测量系统－－－－－分析烟道气密度（浓度）CO、CO2、O2气体分析仪－－－－用于测量烟气中3种气体的浓度LOADCELL－－－－－测量样品燃烧失重FLU某METER量热计－－－－用于校验和设定锥形炉产生的热辐射热量甲烷气－－－－－用来燃烧产生仪器常数标准气体CO、CO2混合气－－－－用于校正CO、CO2分析仪一、系统开机1.激光（Smoke）、气体分析器（Analyer）打开，试验前预热2小时以上，等待显示屏上预热标记消失，预热完毕。

气体分析器（Analyer）开关激光（Smoke）开关Smoke、Analyer预热标记2.每次开机前打开排水龙头（位于数据采集器里面，需打开左后门，水平为关，垂直为开）排水，排水后即关闭。

通常只有几滴。

排水龙头开关3.依次打开抽风机开关，从右到左打开Power、Cone（确认温度设置为0）、Ignition、Loadcell。

抽风机开关Power开关Cone开关Ignition 开关LoadCell开关调节温度：点击“▼”进入预定温度设置；通过“▲”、“▼”调节温度大小；最后按“P”键确定所需温度。

4.打开数据采集器电源，然后打开电脑中的ConeCalor5软件。

（显示器显示CONECALC为数据采集器已连接上PC）显示CONECALC二、检查干燥器状态（蓝色部分要在三分之一以上），及时更换干燥装置（左边为备用干燥装置）三、设置管道中的排风流量查看Statu，验证是否连通。

点击进入Calibration---DPT&Flow：1.ZERODPT：确认管道抽风机、取样泵（Pump）、排风机（开关位于墙上）处于关闭状态，在软件窗口中点击ZeroDPT按钮，压力显示为0Pa。

2.设置管道排风量为24L/：根据提示打开排风机和抽风机，调节抽风机速率以达到要求的排风量。

锥形量热仪实验指导一、结构锥形量热仪的结构及外形如图1所示，其结构框图如图2。

图1 锥形量热仪的结构及外形图图2 锥形量热仪结构框图二、原理锥形量热仪采用氧消耗原理测量材料的热释放速率，所谓氧消耗原理就是：材料燃烧时消耗每一单位质量的氧气所释放的热量基本上是相同的。

建筑业和商业中普遍使用的大多数塑料和其他固体材料都遵循这个规律，并测出这个值为13.1 MJ·kg–1O2±5％。

如果将实验中所有的燃烧产物都收集起来，并精确的测出气体的流速和氧气的浓度，那么热释放速率就可以很容易地得到。

如图3所示，利用锥形量热仪将木材燃烧或分解释放的所有产物收集起来并经过排气管道排出，气体经过充分混合后，测出其质量流量和组分。

测量时，先测出O2、CO、CO2的浓度，这样通过计算可得到燃烧过程中消耗的氧气的质量，运用氧消耗原理，即可得出材料燃烧过程中的热释放速率。

图3 锥形量热仪气体取样流程图三、操作首先关闭冷凝器出水阀门，然后打开电源开关，通冷却水。

依次按照下列步骤进行操作：1．检查冷阱温度< 0 ºC；2．检查干燥管及过滤器，必须在检测前检查其颜色，保证有足够的新鲜的干燥剂完成检测；3．DPT调零；4．校准气体分析仪的零点和量程；5．打开风机保持流速24 m/s；6．用甲烷气5 kW校准C系数（0.036-0.044）（开泵通大气）；7．准备样品（称重及量取高度），在承重构件上设置合适的量程；8．实验前在计算机上记录相关的数据；9．保证热流计的位置合适（25 mm-50 kW）；10．装置样品（23 mm），开始实验（样品要求制成100 mm × 100mm × 10 mm）。

点火及观察实验，操作员应该看一下指示表上的读数，确信其值和实验样品值一样，如果看到一难以置信的读数，实验应该停止进行或者重新调节承重构件，整个实验过程都需要观察样品，操作员应该注意观察：（1）分片下落；（2）滴水；（3）过度的膨胀（样品不应过分的膨胀以致污损仪器的金属部件）；（4）碎片爆炸；（5）其他反常的行为。

尼龙-6、尼龙-66阻燃性能的锥形量热仪的研究[摘要]：本文的主要内容利用锥形量热仪对分别添加了聚磷酸三聚氰胺阻燃剂的尼龙6尼龙66、玻纤增强尼龙6和玻纤增强尼龙66燃烧性能的测定,通过分析实验所测得的数据,来比较,分析说明产生阻燃的内在原因和阻燃机理,对阻燃剂的阻燃性能进行相关评价,并在此基础上进一步探讨阻燃剂的发展方向。

[关键词]：阻燃阻燃剂聚磷酸三聚氰胺尼龙玻纤增强尼龙热释放速率比消光面积1、前言聚酰胺（PA）俗称尼龙，是主链上含有酰胺基团（－NHCO －）的高分子化合物，是重要的工程树脂。

随着经济的不断发展，尼龙广泛应用于电子、电气、交通、机械、仪表、航空、航天等诸多领域，聚酰胺（PA）作为工程塑料最重要的品种，其技术水平、发展规模、产品质量、应用领域都有了新的突破，在整个工程塑料乃至化工结构性材料中显示了不可代替的分量，其中PA6、PA66的应用最为广泛，产量最大。

近些年，我国的汽车工业不断发展，已成为尼龙应用重要推动力。

尼龙作为一种广泛应用的材料，大多都会面临高温，高电压的环境，因此尼龙的阻燃性能在许多场合成为一个至关重要的因素。

对尼龙阻燃性能的分析有很多方法，但传统方法（氧指数法、垂直燃烧法、水平燃烧法）普遍存在测试参数单一，测试结果不能定量化等缺点，难以与材料在真实火情中的燃烧行为关联。

近些年测试手段不断发展，出现了许多新的测试手段，其中最具代表性的就是锥形量热仪（CONE）法，由锥形量热仪获得的包括热释放速率（HRR）、总释放热（THR）、有效燃烧热（EHC）、点燃时间（TTI）、烟及毒性参数和质量变化（MLR）等参数，其能与大型实验结果相关性好，能与真实火灾相关联，笔者就其在尼龙6、尼龙66阻燃研究中的应用进行分析讨论。

2、阻燃剂及阻燃机理2.1 阻燃剂阻燃剂是阻止材料被引燃及抑制火焰传播的助剂,主要用于阻燃合成和高分子材料。

按阻燃剂与被阻燃基材的关系，阻燃剂可以分为添加型和反应型两大类。

锥形流量计的工作原理锥形流量计是一种常见的工业流量测量仪表，广泛应用于石油、化工、冶金、能源、水利等领域。

其工作原理是利用锥形装置在液体流动中产生压差，从而测量液体流速。

在本文中，我们将详细介绍锥形流量计的工作原理和应用。

工作原理锥形流量计由上下两个筒形构件组成，上筒形构件中央挖出一个圆锥形孔，下筒形构件底部有一个与圆锥形孔相配合的圆锥形锥体，形成锥形装置。

液体从上筒形构件流入锥形装置后，经过锥面的收缩段导致液体流速加快、压力下降，然后又进入扩张段导致液体流速减慢、压力升高，最终流出锥形装置进入下筒形构件中。

当液体通过锥形装置时，由于流体运动的惯性作用，流体在收缩段加速，造成静压力下降；在扩张段减速，造成静压力升高。

这样就形成了锥形流量计的测量原理：当液体流速增大或者粘度减小时，收敛段中的静压下降增大，扩散段中的静压上升增大，压差增大；反之，压差减小。

在实际使用中，我们通常会将锥形流量计安装在管道中，液体从管道中进入锥形装置，形成压差。

衡量压差的方法是利用锥形流量计的不同部位间的压差来测量液体流速，从而可以得到液体的流量。

应用和优势锥形流量计的优势在于其在测量中不会对液体造成阻力，且可以适用于各种流体，如气体、液体和蒸汽等。

它有着精准、可靠的测量结果，并且操作简单。

在测量粘液流体时，锥形流量计比其他流量计更加适用，可确保精度和准确性。

锥形流量计广泛应用于石油、化工、能源、冶金、水利等领域，例如，石油行业中的原油测量和储油罐液位测量等。

同时，在实际使用中，可以根据需要选择流量计的材料、安装方式和输出信号等参数。

结语总的来说，锥形流量计的工作原理相对简单，但它却是一种非常实用和可靠的流量测量仪表。

它在工业领域中的应用非常广泛，对于生产过程中的液体流量测量有着必不可少的作用。

锥形热量仪的原理及应用1. 引言锥形热量仪（Cone Calorimeter）是一种广泛应用于材料燃烧性能测试的实验设备。

本文将介绍锥形热量仪的原理及其在材料燃烧性能测试中的应用。

2. 原理锥形热量仪是一种利用辐射热传导原理测量材料燃烧性能的设备。

其工作原理如下：•在实验中将待测材料置于锥形加热源上方，在一定的热辐射条件下进行加热。

•待测材料受热后开始燃烧，产生烟气和火焰。

•烟气和火焰中的能量通过辐射、对流和导热等方式传递给锥形加热源。

•锥形加热源通过测量传递到其上的能量来计算材料的燃烧特性和热释放率。

3. 应用锥形热量仪在材料燃烧性能测试中具有广泛的应用，主要包括以下几个方面：3.1 材料燃烧特性评估锥形热量仪可以用于评估材料的燃烧特性，包括：•燃烧时间：锥形热量仪可以测量材料的燃烧时间，即材料从开始燃烧到完全燃尽所需的时间。

•热释放率：通过测量锥形加热源上的能量，锥形热量仪可以计算出材料的热释放率，用于评估材料的火灾危险性。

•烟气产生速率：锥形热量仪还可以测量材料燃烧过程中产生的烟气的产生速率，用于评估材料的烟雾毒性。

3.2 材料燃烧性能改进锥形热量仪可以用于评估不同材料的燃烧性能，从而指导材料的设计和改进。

通过对比不同材料燃烧过程中的热释放率、烟气产生速率等参数，可以选择具有较低火灾危险性和烟雾毒性的材料进行应用。

3.3 材料阻燃剂评估锥形热量仪可以用于评估材料阻燃剂的效果。

通过在待测材料中添加不同类型和含量的阻燃剂，可以比较其对燃烧特性的影响，从而选择最佳的阻燃剂组合。

3.4 构建火灾模型锥形热量仪产生的数据可以用于构建火灾模型，模拟材料在火灾中的燃烧过程。

通过模型的建立，可以预测火灾发展过程、烟气扩散路径等，为火灾防控提供科学依据。

4. 结论锥形热量仪是一种用于评估材料燃烧性能的重要实验设备。

通过测量材料燃烧过程中的热释放率、烟气产生速率等参数，可以评估材料的燃烧特性和火灾危险性，指导材料的设计和改进。

锥形量热仪FTT和CONE型号对比分析一、CONE锥形量热议锥形量热仪符合的标准:ASTM E 1354 、ASTM E 1740 、ASTM E 1550、ASTM D 5485 、ASTM D 6113、ISO 5660 Parts 1 and 2 、NFPA 271、NFPA 264 、CAN ULC 135 、BS 476 Part 15锥形量热仪技术参数：1、锥形量热仪采用分柜式设计方式，分析柜可移动，既可应用于锥形量热仪测试使用，也可连接大型热释放速率测试系统，符合ISO 5660、ASTM E1354、GB/T 16172 等现行国内外测试标准。

2、集成测试机体和19英寸分析柜，内嵌PC型17英寸触摸屏面板，用于整个控制和测试过程。

3、锥形加热器额定功率5000W，热输出量0～100 kW/m2，可水平或垂直放置4、暴露试样表面的中心部位50X50mm的范围内，于中心处辐照偏差不超过±2%5、样品盒可放置***大100mm x 100mm x 50mm的样品6、样品称量范围 0～2000g；精度：0.1g7、点火系统带有安全切断装置的高压火花发生器，自动定位8、氧气分析顺磁性氧气分析器，浓度范围0～25％，氧分析仪应呈线性响应，在30m in内漂移不得大于士50x10-6OO2，T90时间小于12秒9、无弥散红外线CO和CO2分析器 CO：0～1％；CO2：0～10％10、烟密度分析使用激光系统测量烟雾密度，系统由光电二极管、0.5mW氦氖激光器、主图形检波器和辅助图形检波器组成11、排气系统由风机、集烟罩、风机的进气与排气管道及孔板流量计等所组成。

排风扇流量0～50g/s可调，精度0.1g/s12、环形取样器应装在距集烟罩685 mm处的进气管道内,取样器上应有12个小孔以均化气流组份，小孔与气流方向相反以避免烟灰沉积。

13、排气流量应通过测量风机上方350 mm处的锐缘孔板两侧的压差来确定，锐缘孔板的内径为57mm±1mm。

锥形量热法研究低水合硼酸锌对木材的阻燃作用一、实验目的1.了解锥形量热仪的工作原理及其使用；2.学会分析锥形量热实验数据和图谱。

二、实验原理锥形量热仪(CONE)是以氧消耗原理为基础的材料燃烧性能测定仪，可获得可燃材料在火灾中的燃烧参数有热释放速率(HRR)、总释放热(THR)、有效燃烧热(EHC)、烟及毒性参数和质量变化参数(MLR)等，与CONE测试相关的工业标准有ISO 5660，ATSM E 1354等。

CONE是火灾科学研究的重要手段，具有其他小型燃烧试验和实体实验不能比拟的优点, 它可为阻燃材料进行等级划分，预测材料着火危险性，评价材料的烟释放能力，研究阻燃材料的阻燃特性及阻燃机理等。

锥形量热仪（CONE）是根据氧消耗原理来测定材料燃烧热的仪器。

耗氧燃烧热是指燃料与氧完全反应时消耗单位质量氧所产生的热量，用E来表示。

1917年，Thorntond对大量有机物的燃烧热进行了研究发现，各种化合物的燃烧热各不相同，但是，它们的耗氧燃烧热却十分接近。

1980年，Huggett进一步对有机高分子及天然有机材料进行了系统的研究，试验表明典型有机化合物耗氧燃烧热值都接近于12.72MJ/Kg，典型有机高分子材料耗氧燃烧热值接近13.02MJ/Kg，天然有机高分子材料耗氧燃烧热值接近13.21MJ/Kg。

大量的试验结果表明，绝大多数的材料耗氧燃烧热值接近13.1MJ/Kg这一平均值，偏差在5%左右。

这个平均值通常被用作火灾中有机材料耗氧燃烧热值，那么根据耗氧原理，实际测量时只需测定材料燃烧前后气体中氧含量的变化，就可以根据公式算出材料燃烧所产生的热量。

Q=E(m O2σ- m O2) (1)还可以进一步给出试样在单位时间内、单位面积上释放出的热量。

配备上天平、光度测定仪和气体分析仪等辅助装置还有计算机系统，锥形量热仪就能同时给出试样的质量、烟和尾气等成分随时间变化的动态情况。

通过辐射锥，锥形量热仪能够模拟多种火灾强度，能够同时提供几十组相关参数或曲线。

图书分类号：密级：毕业设计(论文)题目：新一代评估方法——锥形量热仪 (CONE)法在材料阻燃研究中的应用学生姓名班级学院名称专业名称指导教师学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

论文作者签名：日期：年月日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。

有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。

可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日新一代评估方法——锥形量热仪(CONE)法在材料阻燃研究中的应用【摘要】利用新一代评估方法----锥形量热仪法对材料阻燃机理、材料危险性等级划分、烟毒释放的评价、材料燃烧性及阻燃性评价等方面的应用进行了分析讨论，结果表明锥形量热仪法对阻燃剂、阻燃制品的研究开发及阻燃剂在火灾中的行为研究有重要意义。

【关键词】锥形量热仪评估机理阻燃燃烧The New Evaluating Methods—CONE on the Application of MaterialFire Retarded ResearchNew evaluating methods―CONE is used on the application of material fire retarded research. The analysis results, including researching fire retarded mechanism, carving up material hazard grade, evaluating the release of smoke and poison, evaluating the properties of combustion and fire retardation, etc., are discussed. The results demonstrate that CONE method is of signification on the development and research of fire retardants and fire retarded products, and on the behavior research of fire retardants in fire disaster.Key words：CONE evaluating methods mechanism fire1 引言阻燃科学与技术的发展对阻燃材料燃烧行为的评估、测试手段提出了越来越高的要求。

锥形量热仪的构造解析1.锥形加热器（Cone Heater）：锥形加热器是锥形量热仪的核心部件，由一个金属锥形体和一个电加热元件组成。

电加热元件通常采用细丝或片状形式，可通过电流加热达到所需温度。

锥形加热器的目的是在实验过程中提供热源，使样品快速加热到燃烧温度。

2.样品架（Sample Holder）：样品架用于支撑和固定待测试的材料样品，通常由金属材料（如不锈钢）制成。

样品架的设计可以根据需要进行适当的调整，以确保样品在实验过程中保持稳定且可靠的位置。

3.观察窗（Observation Window）：观察窗位于样品架和锥形加热器之间，通常由透明耐高温的材料（如石英）制成。

观察窗的作用是使实验人员能够观察到样品的燃烧过程和火焰发展情况，从而收集相关数据和信息。

4.氧气控制系统（Oxygen Control System）：氧气控制系统用于控制实验室环境中的氧气浓度。

通过调整氧气的供应量，可以模拟不同的氧气浓度条件，以研究材料在不同氧气环境下的燃烧特性。

5.温度测量系统（Temperature Measurement System）：温度测量系统用于测量样品和实验室环境中的温度。

通常采用热电偶或红外线热像仪等设备进行温度测量。

温度测量数据对于了解材料的燃烧过程以及火焰的发展状态具有重要意义。

6.烟气分析系统（Smoke Analysis System）：烟气分析系统用于测量和分析燃烧过程中产生的烟气和烟雾产物。

通常使用光学传感器、质谱仪或气体色谱仪等仪器设备，来测量不同组分的烟气含量以及烟气中的微粒浓度等参数。

除了上述主要部件外，锥形量热仪还可能配备其他附件和辅助设备，如气密性控制系统、排烟系统、样品测量和取样系统等，以满足特定实验要求和研究目的。

总之，锥形量热仪是一种用于研究材料燃烧性能和火灾危险性的实验设备，通过加热样品并对其燃烧过程进行监测和分析，可以获得一系列与火灾相关的物理和化学参数。