一、氧指数测定仪的作用
在材料的阻燃性能研究和测试领域,氧指数测定仪可是一位 “大明星”。它主要用于测定材料在燃烧过程中所需氧气的浓度(体积百分比) ,通过这个数据来评估材料的燃烧性能。简单来说,就是看看材料在不同氧气含量的环境里,燃烧情况是怎样的。那什么是氧指数呢?氧指数(OI)是指在规定的条件下,材料在氧氮混合气流中进行有焰燃烧所需的zui低氧浓度,以氧所占的体积百分数的数值来表示。比如,某材料的氧指数是 28%,就意味着在氧氮混合气体中,氧气含量达到 28% 时,该材料才能维持有焰燃烧。这个数值越高,表明材料越不易燃烧,阻燃性能越好;反之,氧指数越低,材料就越容易燃烧。一般认为氧指数<22 属于易燃材料,氧指数在 22 ~27 之间属可燃材料,氧指数>27 属难燃材料 。像我们日常接触的聚丙烯(PP),氧指数大概在 21%,属于可燃材料;而聚氯乙烯(PVC)的氧指数能达到 30%,就相对难燃一些 。
二、氧指数测定仪的工作原理
氧指数测定仪的工作原理基于材料在不同氧气含量下燃烧的特性。仪器主要由燃烧室、燃烧气体流量计、带有曝气孔的试样架和氧含量检测仪器等部分组成。在测试时,先将试样固定在试样架上,调节曝气孔来调整氧气浓度。接着,打开氧气流量计和点火装置,点燃试样的一端。燃烧室中,通过高温加热和高纯度氧气的输入,排除空气中的杂质,保证测试精度。燃烧气体流量计测量燃烧室的氧气流量,以便计算氧含量。氧含量检测仪器实时测量氧气浓度。通过观察试样的着火时间和燃烧时间等数据,计算出氧指数值。
三、氧指数测定仪的技术指标
型号:KS-653B、KS-653DH、KS-653D
执行标准:GB2406、GB2918、GB3863、GB3864、GB5454、GB6379、GB9352、GB11997、ISO4589-3:2017
控制方式:机电仪表控制、PLC编程+真彩液晶显示屏控制
计时器: 999.00s±0.01s
点火装置 :直流电机传动,操作方便,且能自动控制。
点火器 点燃管径:Φ2±1mm,火焰长度:16±1mm
环境温度 :室温~45℃
试验空间 :≥ 0.5m³,背景黑色
相对湿度: ≤90%
气源 :工业用氮气、氧气,纯度>99%
流量调节范围 :1-10 L/min(手动调节或自动调节可选)
输入压力: 0.25~0.5 Mpa
工作压力: 0.1~0.2 Mpa(手动调节)
稳压精度: ≤0.001 Mpa/min
响应时间 :<5s
数字分辨率 :±0.1%
温度传感器: K 型Φ 0.5mm 绝缘式铠装电偶,铠装套耐热 1100℃
外形尺寸 宽 :1120mm × 深 520mm × 高 1250mm ,排气孔Φ 100mm ;
试验电源: 220V±10, 0.5kVA
四、氧指数测定仪的操作方法
1、准备工作
A、 仪器安装
将仪器放置在通风橱或稳定工作平台上,确保无振动源干扰。
连接气路:氧气/氮气钢瓶通过减压阀和橡胶管分别接入仪器背面对应接口,白色尼龙管连接燃烧筒底座与仪器。
燃烧筒内填充玻璃珠并放置金属网,确保气体分布均匀。
B、试样准备
取样至少15根标准试样,在距一端50mm处划线标记。
薄膜类试样需缠绕在特制工具上制成卷筒状,并剪去顶端20mm部分。
确保试样表面无毛刺或污染,垂直夹持于燃烧筒内的试样夹中。
C、仪器校准
满量程校准
打开氧气钢瓶总阀,调节减压阀至0.2~0.25MPa,通过仪器“稳压阀”使压力稳定在0.1~0.15MPa。
调节氧气流量至10L/min±0.5L,对比数显值与钢瓶标定氧浓度,通过“满度”旋钮校准至一致。
零点校准
关闭氧气,通入氮气至10L/min流量,数显值应低于1.0%,否则需更换氧传感器。
五、测试流程
1、初始氧浓度设定
根据经验选择初始浓度:若试样在空气中迅速燃烧,初始浓度设为18%;若难以点燃则设为25%或更高。
2、点火与观察
调节混合气体流量至4±1cm/s流速(通常对应1.13~1.18m³/h)。
用点火器点燃试样顶端,移去火源后观察燃烧行为:
持续燃烧判断:火焰超过50mm标线或燃烧时间≥3分钟则降低氧浓度;
熄灭判断:未达上述标准则提高氧浓度。
3、 动态调整浓度
通过氧气/氮气流量调节阀逐步调整混合比例,直至达到燃烧临界状态(相邻浓度差≤0.5%)。
六、数据记录与结束操作
1、 结果记录
记录最终氧浓度值、燃烧时间及试样燃烧长度,计算氧指数值(OI)。
2、结束步骤
依次关闭氧气/氮气钢瓶总阀,排空管路残余气体。
清理燃烧筒残留物,复位仪器各部件。
3、注意事项
校准周期需符合标准规定(如每3个月校准一次)。
测试过程中保持燃烧筒内气体流速稳定,避免气流波动影响结果。
薄膜试样需确保卷筒紧密无松散,防止燃烧过程中脱落。
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