一種評價捲菸引燃傾向測試方法
2024-03-02 01:44:15
一種評價捲菸引燃傾向測試方法
【專利摘要】一種評價捲菸引燃傾向測試方法，其特徵在於：是通過將點燃的捲菸放入玻璃裝置，開啟氣泵，將燃燒產生的煙氣從玻璃器皿中抽出，經過濾器過濾掉煙氣中的水分和粒相物，經過流量計和氣泵煙氣被抽入氧氣分析儀，分析捲菸燃燒過程中實時的氧氣濃度，氧氣濃度值輸入計算機進行分析處理，通過計算捲菸點燃後耗氧量得出捲菸的熱釋放量，從而表徵捲菸的引燃傾向。相比現有的ISO12863「捲菸引燃傾向評價方法標準」的方法，本發明具有更好的理論支撐，可以從根本上反映捲菸引燃其他物體的可能性；測試效率更高，操作更為簡便；通過高效的計算機軟體可以直接統計出測試結果，便於保存和分析；減少了測試過程中濾紙耗材的使用，大大節省了測試成本。
【專利說明】一種評價捲菸弓I燃傾向測試方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種新的評價捲菸引燃傾向的測試方法。
【背景技術】
[0002]重大火災的發生常常是由於點燃的捲菸掉在床上或者軟墊家具上引起的。點燃的捲菸加熱家具材料，並開始悶燒，隨後就會轉化為明火燃燒，從而發生火災。為了減少火災，美國最先開始了捲菸阻燃性的研究。進入21世紀，國際社會對低引燃傾向(LIP)捲菸的研究日益深入。2002年，美國材料與測試協會ASTM發布了用於測定捲菸引燃傾向的方法標準ASTM E2187。2010年，國際標準化組織頒布了基於ASTM E2187方法的國際標準ISO 12863。
[0003]根據ISO 12863 「捲菸引燃傾向評價方法標準」，現有捲菸引燃傾向測試方法的原理是，將點燃的捲菸放置在由特定層數濾紙組成的基質表面，觀察捲菸能否全長燃燒，重複40次構成一組數據，計算全長燃燒的捲菸支數佔測試捲菸總數的百分比，稱之為「全長燃燒比例」，以此來評價捲菸的引燃傾向。
[0004]ISO 12863中的方法實際上是對捲菸掉落至軟墊家具上進行陰燃甚至引燃軟墊家具狀態的模擬。研究表明，該方法在實際測試中，操作步驟較為繁瑣，容易受到人為因素的影響；每測試40支捲菸才能構成一項數據，測試效率很低；必須使用Whatman 2號濾紙，不僅造成了技術壟斷，大大增加了測試費用，而且不同批次的濾紙存在一定的差異，對測試結果也會產生影響。
[0005]綜上，ISO 12863捲菸引燃傾向測試方法採用對現實情況模擬的方法，缺乏理論支撐，且存在一定的缺陷和不足。本發明針對上述標準存在的問題，提出了一種新型的捲菸引燃傾向的測試方法，該方法具有理論依據，測試效率較高，操作簡單。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是針對現有測試方法存在的問題，設計一種新的評價捲菸引燃傾向測試方法，該新方法具有理論依據，能準確的反映捲菸的引燃傾向。
[0007]本方法的發明機理和依據在於:燃燒學中，材料的熱釋放量指它燃燒時放出的總熱量，是材料火災危險性的重要特徵之一。熱釋放量越大的材料，越易引發材料閃燃，造成火災的可能性也越高。耗氧燃燒熱是指物質與氧氣完全燃燒時消耗單位質量氧所產生的熱量。大量有機物及聚合物的耗氧燃燒熱均接近13.lKJ/g這一平均值，偏差大約5%。在實際火災中，往往是多種材料同時燃燒，難於精確知道每種材料的組成及化學反應，而且存在不完全燃燒的影響。因此，利用耗氧燃燒熱估算火災中材料燃燒所釋放的熱能是比較方便的。按照此原理，只需要知道燃燒體系在燃燒前後含氧量的差值就可以由耗氧燃燒熱計算材料燃燒釋放的熱能，且較容易用於開放體系中材料燃燒熱的測量。
[0008]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:
一種評價捲菸引燃傾向測試方法，其特徵在於:是通過將點燃的捲菸放入玻璃裝置，開啟氣泵，將燃燒產生的煙氣從玻璃裝置中抽出，經過濾器過濾掉煙氣中的水分和粒相物，經過流量計和氣泵煙氣被抽入氧氣分析儀，分析捲菸燃燒過程中實時的氧氣濃度，氧氣濃度值輸入計算機進行分析處理，通過計算捲菸點燃後耗氧量得出捲菸的熱釋放量，從而表徵捲菸的引燃傾向；
根據燃燒學原理，捲菸燃燒過程中的熱釋放量HR由式(I )、式(2 )給出:
OC 二 U" (? - c(i"))d￡ xQxp(I)
HR = OCxUAKJfg(2)
式中:
OC -捲菸燃燒過程中的耗氧量，單位為克(g);
HR——捲菸燃燒過程中的熱釋放量，單位為千焦(KJ);
C0 ——氧氣分析儀記錄的初始氧氣濃度，單位為百分比(％);
c(t)——測量過程中，氧分析儀實時記錄的氧氣濃度，單位為百分比(％);
tn —捲菸從開始測試到停止測試的時間間隔，單位為秒(S)；
Q ——氧分析儀的氣體抽吸總流量；
P ——氧氣密度，為1.429 g/1。
[0009]所述玻璃裝置底部設有進氣口和捲菸夾持器放置口，玻璃裝置頂部設有出氣口，該出氣口通過管路與過濾器連 接。
[0010]當捲菸熄滅且氣體濃度恢復為初始氧氣濃度Ctl時，停止測試，記錄測試時間為tn。
[0011]重複測試10支捲菸，取10次測定的平均值，用以表徵捲菸的引燃傾向。
[0012]相比較現有ISO 12863的方法，本發明具有更好的理論支撐，可以從根本上反映捲菸引燃其他物體的可能性；測試效率更高，操作更為簡便；通過高效的計算機軟體可以直接統計出測試結果，便於保存和分析；減少了測試過程中濾紙耗材的使用，大大節省了測試成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為捲菸引燃傾向測試方法示意圖；
圖中:1.玻璃裝置，2.進氣口，3.出氣口，4.捲菸夾持器，5.過濾器，6.流量計，7.氣泵，8.氧氣分析儀，9.計算機。
【具體實施方式】
[0014]本發明以下將結合實施例(附圖)作進一步描述。在閱讀了本發明講授的內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動和修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求所限定的範圍。
[0015]本發明包括玻璃裝置1、過濾器5、氣體流量計6、氣泵7、氧氣分析儀8，、計算機9，通過線路依次連接。
[0016]一、測試步驟 測試時，具體操作如下:
1、將裝置的各個模塊連接起來，在GB/T 16447規定的測試大氣環境條件下進行測試。
[0017]2、採用精確度不小於0.02mm的測量工具，測定被測捲菸的煙支長度、濾嘴長度，測定結果修約至0.1mm。
[0018]3、記錄玻璃裝置I中的初始氧氣濃度為Ctl (%)。
[0019]4、使用捲菸點燃裝置點燃捲菸後，迅速將捲菸移至玻璃裝置I中的捲菸夾持器4上，在轉移過程中捲菸保持水平。
[0020]5、計算機9採集氧氣分析儀8的數據，實時記錄捲菸燃燒過程中的氧氣濃度c (t)(%)。
[0021]6、當捲菸熄滅且氣體濃度恢復為初始氧氣濃度Ctl時，停止測試，記錄測試時間為
tno
[0022]7、小心取出捲菸夾持器4，清理玻璃裝置I中的菸灰。
[0023]8、根據前面公式(I)、(2)，計算機9分析、計算、顯示熱釋放量的測試結果，測試結果精確至0.001 KJ0
[0024]9、重複測試10支捲菸，取10次測定的平均值，用以表徵捲菸的引燃傾向。
[0025]二、標定
由於捲菸個體差異較大，製備出標準樣品的難度很大，因此應先行使用無水乙醇燃燒的熱釋放量對測試裝置進行標定。公式(3)和公式(4)分別為乙醇完全燃燒和不完全燃燒時與氧氣反應的化學方程式，根據公式可以計算出單位質量的乙醇消耗氧的體積。
【權利要求】
1.一種評價捲菸引燃傾向測試方法，其特徵在於:是通過將點燃的捲菸放入玻璃裝置，開啟氣泵，將燃燒產生的煙氣從玻璃裝置中抽出，經過濾器過濾掉煙氣中的水分和粒相物，經過流量計和氣泵煙氣被抽入氧氣分析儀，分析捲菸燃燒過程中實時的氧氣濃度，氧氣濃度值輸入計算機進行分析處理，通過計算捲菸點燃後耗氧量得出捲菸的熱釋放量，從而表徵捲菸的引燃傾向； 根據燃燒學原理，捲菸燃燒過程中的熱釋放量HR由式(I )、式(2 )給出:
2.根據權利要求1所述的評價捲菸引燃傾向測試方法，其特徵在於:所述玻璃裝置底部設有進氣口和捲菸夾持器放置口，玻璃裝置頂部設有出氣口，該出氣口通過管路與過濾器連接。
3.根據權利要求1所述的評價捲菸引燃傾向測試方法，其特徵在於:當捲菸熄滅且氣體濃度恢復為初始氧氣濃度Ctl時，停止測試，記錄測試時間為tn。
4.根據權利要求1所述的評價捲菸引燃傾向測試方法，其特徵在於:重複測試10支捲菸，取10次測定的平均值，用以表徵捲菸的引燃傾向。
【文檔編號】G01N31/12GK103487549SQ201310475479
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年10月13日 優先權日:2013年10月13日
【發明者】馮茜, 劉勇, 胡清, 劉軍軍, 楊建東, 向蘭康, 高震宇, 張龍, 趙繼俊, 劉軍, 劉華, 李丹, 陳超英, 熊宏春, 黃溢清, 黃曉鋼, 劉海寧, 肖紅, 周春平, 餘苓, 範黎, 胡啟秀, 蔣錦鋒 申請人:中國菸草總公司鄭州菸草研究院