一種評(píng)價(jià)卷煙引燃傾向測(cè)試方法
【專利摘要】一種評(píng)價(jià)卷煙引燃傾向測(cè)試方法，其特征在于：是通過(guò)將點(diǎn)燃的卷煙放入玻璃裝置，開(kāi)啟氣泵，將燃燒產(chǎn)生的煙氣從玻璃器皿中抽出，經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾掉煙氣中的水分和粒相物，經(jīng)過(guò)流量計(jì)和氣泵煙氣被抽入氧氣分析儀，分析卷煙燃燒過(guò)程中實(shí)時(shí)的氧氣濃度，氧氣濃度值輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理，通過(guò)計(jì)算卷煙點(diǎn)燃后耗氧量得出卷煙的熱釋放量，從而表征卷煙的引燃傾向。相比現(xiàn)有的ISO12863“卷煙引燃傾向評(píng)價(jià)方法標(biāo)準(zhǔn)”的方法，本發(fā)明具有更好的理論支撐，可以從根本上反映卷煙引燃其他物體的可能性；測(cè)試效率更高，操作更為簡(jiǎn)便；通過(guò)高效的計(jì)算機(jī)軟件可以直接統(tǒng)計(jì)出測(cè)試結(jié)果，便于保存和分析；減少了測(cè)試過(guò)程中濾紙耗材的使用，大大節(jié)省了測(cè)試成本。
【專利說(shuō)明】一種評(píng)價(jià)卷煙弓I燃傾向測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新的評(píng)價(jià)卷煙引燃傾向的測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]重大火災(zāi)的發(fā)生常常是由于點(diǎn)燃的卷煙掉在床上或者軟墊家具上引起的。點(diǎn)燃的卷煙加熱家具材料，并開(kāi)始悶燒，隨后就會(huì)轉(zhuǎn)化為明火燃燒，從而發(fā)生火災(zāi)。為了減少火災(zāi)，美國(guó)最先開(kāi)始了卷煙阻燃性的研究。進(jìn)入21世紀(jì)，國(guó)際社會(huì)對(duì)低引燃傾向(LIP)卷煙的研究日益深入。2002年，美國(guó)材料與測(cè)試協(xié)會(huì)ASTM發(fā)布了用于測(cè)定卷煙引燃傾向的方法標(biāo)準(zhǔn)ASTM E2187。2010年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織頒布了基于ASTM E2187方法的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 12863。
[0003]根據(jù)ISO 12863 “卷煙引燃傾向評(píng)價(jià)方法標(biāo)準(zhǔn)”，現(xiàn)有卷煙引燃傾向測(cè)試方法的原理是，將點(diǎn)燃的卷煙放置在由特定層數(shù)濾紙組成的基質(zhì)表面，觀察卷煙能否全長(zhǎng)燃燒，重復(fù)40次構(gòu)成一組數(shù)據(jù)，計(jì)算全長(zhǎng)燃燒的卷煙支數(shù)占測(cè)試卷煙總數(shù)的百分比，稱之為“全長(zhǎng)燃燒比例”，以此來(lái)評(píng)價(jià)卷煙的引燃傾向。
[0004]ISO 12863中的方法實(shí)際上是對(duì)卷煙掉落至軟墊家具上進(jìn)行陰燃甚至引燃軟墊家具狀態(tài)的模擬。研究表明，該方法在實(shí)際測(cè)試中，操作步驟較為繁瑣，容易受到人為因素的影響；每測(cè)試40支卷煙才能構(gòu)成一項(xiàng)數(shù)據(jù)，測(cè)試效率很低；必須使用Whatman 2號(hào)濾紙，不僅造成了技術(shù)壟斷，大大增加了測(cè)試費(fèi)用，而且不同批次的濾紙存在一定的差異，對(duì)測(cè)試結(jié)果也會(huì)產(chǎn)生影響。
[0005]綜上，ISO 12863卷煙引燃傾向測(cè)試方法采用對(duì)現(xiàn)實(shí)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(fā)明針對(duì)上述標(biāo)準(zhǔn)存在的問(wèn)題，提出了一種新型的卷煙引燃傾向的測(cè)試方法，該方法具有理論依據(jù)，測(cè)試效率較高，操作簡(jiǎn)單。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有測(cè)試方法存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種新的評(píng)價(jià)卷煙引燃傾向測(cè)試方法，該新方法具有理論依據(jù)，能準(zhǔn)確的反映卷煙的引燃傾向。
[0007]本方法的發(fā)明機(jī)理和依據(jù)在于:燃燒學(xué)中，材料的熱釋放量指它燃燒時(shí)放出的總熱量，是材料火災(zāi)危險(xiǎn)性的重要特征之一。熱釋放量越大的材料，越易引發(fā)材料閃燃，造成火災(zāi)的可能性也越高。耗氧燃燒熱是指物質(zhì)與氧氣完全燃燒時(shí)消耗單位質(zhì)量氧所產(chǎn)生的熱量。大量有機(jī)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(shí)際火災(zāi)中，往往是多種材料同時(shí)燃燒，難于精確知道每種材料的組成及化學(xué)反應(yīng)，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(zāi)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后含氧量的差值就可以由耗氧燃燒熱計(jì)算材料燃燒釋放的熱能，且較容易用于開(kāi)放體系中材料燃燒熱的測(cè)量。
[0008]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
一種評(píng)價(jià)卷煙引燃傾向測(cè)試方法，其特征在于:是通過(guò)將點(diǎn)燃的卷煙放入玻璃裝置，開(kāi)啟氣泵，將燃燒產(chǎn)生的煙氣從玻璃裝置中抽出，經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾掉煙氣中的水分和粒相物，經(jīng)過(guò)流量計(jì)和氣泵煙氣被抽入氧氣分析儀，分析卷煙燃燒過(guò)程中實(shí)時(shí)的氧氣濃度，氧氣濃度值輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理，通過(guò)計(jì)算卷煙點(diǎn)燃后耗氧量得出卷煙的熱釋放量，從而表征卷煙的引燃傾向；
根據(jù)燃燒學(xué)原理，卷煙燃燒過(guò)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 -卷煙燃燒過(guò)程中的耗氧量，單位為克(g);
HR——卷煙燃燒過(guò)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(cè)量過(guò)程中，氧分析儀實(shí)時(shí)記錄的氧氣濃度，單位為百分比(％);
tn —卷煙從開(kāi)始測(cè)試到停止測(cè)試的時(shí)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(shè)有進(jìn)氣口和卷煙夾持器放置口，玻璃裝置頂部設(shè)有出氣口，該出氣口通過(guò)管路與過(guò)濾器連 接。
[0010]當(dāng)卷煙熄滅且氣體濃度恢復(fù)為初始氧氣濃度Ctl時(shí)，停止測(cè)試，記錄測(cè)試時(shí)間為tn。
[0011]重復(fù)測(cè)試10支卷煙，取10次測(cè)定的平均值，用以表征卷煙的引燃傾向。
[0012]相比較現(xiàn)有ISO 12863的方法，本發(fā)明具有更好的理論支撐，可以從根本上反映卷煙引燃其他物體的可能性；測(cè)試效率更高，操作更為簡(jiǎn)便；通過(guò)高效的計(jì)算機(jī)軟件可以直接統(tǒng)計(jì)出測(cè)試結(jié)果，便于保存和分析；減少了測(cè)試過(guò)程中濾紙耗材的使用，大大節(jié)省了測(cè)試成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為卷煙引燃傾向測(cè)試方法示意圖；
圖中:1.玻璃裝置，2.進(jìn)氣口，3.出氣口，4.卷煙夾持器，5.過(guò)濾器，6.流量計(jì)，7.氣泵，8.氧氣分析儀，9.計(jì)算機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明以下將結(jié)合實(shí)施例(附圖)作進(jìn)一步描述。在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)和修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0015]本發(fā)明包括玻璃裝置1、過(guò)濾器5、氣體流量計(jì)6、氣泵7、氧氣分析儀8，、計(jì)算機(jī)9，通過(guò)線路依次連接。
[0016]一、測(cè)試步驟 測(cè)試時(shí)，具體操作如下:
1、將裝置的各個(gè)模塊連接起來(lái)，在GB/T 16447規(guī)定的測(cè)試大氣環(huán)境條件下進(jìn)行測(cè)試。
[0017]2、采用精確度不小于0.02mm的測(cè)量工具，測(cè)定被測(cè)卷煙的煙支長(zhǎng)度、濾嘴長(zhǎng)度，測(cè)定結(jié)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、使用卷煙點(diǎn)燃裝置點(diǎn)燃卷煙后，迅速將卷煙移至玻璃裝置I中的卷煙夾持器4上，在轉(zhuǎn)移過(guò)程中卷煙保持水平。
[0020]5、計(jì)算機(jī)9采集氧氣分析儀8的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)記錄卷煙燃燒過(guò)程中的氧氣濃度c (t)(%)。
[0021]6、當(dāng)卷煙熄滅且氣體濃度恢復(fù)為初始氧氣濃度Ctl時(shí)，停止測(cè)試，記錄測(cè)試時(shí)間為
tno
[0022]7、小心取出卷煙夾持器4，清理玻璃裝置I中的煙灰。
[0023]8、根據(jù)前面公式(I)、(2)，計(jì)算機(jī)9分析、計(jì)算、顯示熱釋放量的測(cè)試結(jié)果，測(cè)試結(jié)果精確至0.001 KJ0
[0024]9、重復(fù)測(cè)試10支卷煙，取10次測(cè)定的平均值，用以表征卷煙的引燃傾向。
[0025]二、標(biāo)定
由于卷煙個(gè)體差異較大，制備出標(biāo)準(zhǔn)樣品的難度很大，因此應(yīng)先行使用無(wú)水乙醇燃燒的熱釋放量對(duì)測(cè)試裝置進(jìn)行標(biāo)定。公式(3)和公式(4)分別為乙醇完全燃燒和不完全燃燒時(shí)與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式，根據(jù)公式可以計(jì)算出單位質(zhì)量的乙醇消耗氧的體積。
【權(quán)利要求】
1.一種評(píng)價(jià)卷煙引燃傾向測(cè)試方法，其特征在于:是通過(guò)將點(diǎn)燃的卷煙放入玻璃裝置，開(kāi)啟氣泵，將燃燒產(chǎn)生的煙氣從玻璃裝置中抽出，經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾掉煙氣中的水分和粒相物，經(jīng)過(guò)流量計(jì)和氣泵煙氣被抽入氧氣分析儀，分析卷煙燃燒過(guò)程中實(shí)時(shí)的氧氣濃度，氧氣濃度值輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理，通過(guò)計(jì)算卷煙點(diǎn)燃后耗氧量得出卷煙的熱釋放量，從而表征卷煙的引燃傾向； 根據(jù)燃燒學(xué)原理，卷煙燃燒過(guò)程中的熱釋放量HR由式(I )、式(2 )給出:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評(píng)價(jià)卷煙引燃傾向測(cè)試方法，其特征在于:所述玻璃裝置底部設(shè)有進(jìn)氣口和卷煙夾持器放置口，玻璃裝置頂部設(shè)有出氣口，該出氣口通過(guò)管路與過(guò)濾器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評(píng)價(jià)卷煙引燃傾向測(cè)試方法，其特征在于:當(dāng)卷煙熄滅且氣體濃度恢復(fù)為初始氧氣濃度Ctl時(shí)，停止測(cè)試，記錄測(cè)試時(shí)間為tn。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評(píng)價(jià)卷煙引燃傾向測(cè)試方法，其特征在于:重復(fù)測(cè)試10支卷煙，取10次測(cè)定的平均值，用以表征卷煙的引燃傾向。
【文檔編號(hào)】G01N31/12GK103487549SQ201310475479
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月13日
【發(fā)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, 余苓, 范黎, 胡啟秀, 蔣錦鋒 申請(qǐng)人:中國(guó)煙草總公司鄭州煙草研究院