Kegelkalorimeter
Kegelkalorimeter
Das Kegelkalorimeter, das 1982 von V. Babrauskas und Kollegen am National Institute of Standards and Technology (NIST) in den USA entwickelt wurde, ist ein Testgerät zur Bewertung des Verbrennungsverhaltens von Materialien, das auf dem Prinzip des Sauerstoffverbrauchs basiert.
Im Laufe der letzten 30 Jahre wurde das Kegelkalorimeter kontinuierlich verbessert und verfeinert und hat sich zu einem der wichtigsten Testinstrumente zur Untersuchung des Verbrennungsverhaltens von Materialien entwickelt.

Das Kegelkalorimeter basiert auf dem Prinzip des Sauerstoffverbrauchs und misst die Wärmefreisetzungsrate von Materialien. Nach dem Prinzip des Sauerstoffverbrauchs ist die pro Einheit verbrauchten Sauerstoffs während der Materialverbrennung freigesetzte Wärme im Wesentlichen gleich und wird mit 13.1 MJ/kg ± 5 % gemessen.
Im Experiment kann die Probe auf den Probenhalter geladen und die Massenverlustrate der Probe während der Verbrennung gemessen werden. Durch Erhitzen der Probe und Entzünden durch einen elektrischen Funken können die Entflammbarkeit und die Zündzeit getestet werden.
Die Verbrennungsgase werden in den angeschlossenen Kanälen und der Abzugshaube gesammelt und Parameter wie die Wärmefreisetzungsrate werden automatisch gemessen, indem Änderungen der Rauchdruckdifferenz, der Gaskonzentration und der Temperatur überwacht werden.
Optische Geräte können verwendet werden, um Leistungsparameter der Rauchdichte zu messen. Darüber hinaus können durch das Erhalten der oben genannten Daten weitere abgeleitete Daten wie effektive Verbrennungswärme und spezifischer Löschbereich berechnet werden. Der Kegelkalorimetertest ist eine sichere, schnelle und genaue Nachweismethode. Neben der Produktentwicklung kann das Kegelkalorimeter auch als Qualitätskontrollinstrument verwendet werden.
Hauptmerkmale des Kegelkalorimeters
- Innovatives Design: Das Kegelkalorimeter verfügt über ein Schrankdesign mit einem beweglichen Analyseschrank, ideal für die Durchführung von Kegelkalorimetertests und die Integration in groß angelegte Wärmefreisetzungsraten-Testsysteme. Es ist kompatibel mit Tests wie Einzelbrenngeräten, Festraumbrandtests und Kabelverbrennungsklassifizierung und entspricht Standards wie ISO 5660, ASTM E1354 und GB/T16172.
- Integrierte Steuereinheit: Enthält einen 19-Zoll-Analyseschrank, der mit einem 15-Zoll-Industrie-Touchscreen-Computer ausgestattet ist und eine PC-basierte Steuerung und Echtzeitüberwachung während des gesamten Testvorgangs ermöglicht.
- Hochleistungs-Kegelheizer: Der Kegelheizer hat eine Nennleistung von 5000 W und einen Heizleistungsbereich von 0–100 kW/m². Er verfügt über einen PID-Temperaturregler und bietet eine flexible Platzierung des Strahlungskegels, entweder horizontal oder vertikal.
- Vielseitiger Probenhalter: Geeignet für Proben bis zu 100 mm x 100 mm x 50 mm. Das Wägesystem unterstützt einen Bereich von 0–2000 g mit einer Genauigkeit von 0.1 g. Um spezielle Kundenanforderungen zu erfüllen, sind benutzerdefinierte Bereiche und Genauigkeiten verfügbar.
- Fortschrittliches Zündsystem: Ausgestattet mit einem Hochspannungsfunkengenerator (mindestens 10 KV) und einem rotierenden Zylinder für präzise automatische Positionierung.
- Genaue Sauerstoffanalyse: Verwendet einen paramagnetischen Sauerstoffanalysator mit einem Bereich von 0 – 25 %, einer Reaktionszeit von 4 Sekunden und außergewöhnlichen Spezifikationen für Linearität, Wiederholbarkeit und Empfindlichkeit.
- Präzise CO- und CO2-Analyse: Nichtdispersive Infrarotanalysatoren messen CO (0–1 %) und CO2 (0–10 %) und zeichnen sich durch eine schnelle Reaktionszeit von 2.5 Sekunden, hohe Genauigkeit und geringe Drift aus.
- Laserbasierte Rauchdichteanalyse: Die Rauchdichte wird mithilfe eines Helium-Neon-Lasersystems mit einer Photodiode, einem Hauptdetektor und einem Hilfsdetektor analysiert.
- Umfassendes Abgassystem: Besteht aus einem Abluftventilator, einer Rauchhaube, einem Abluftkanal und einem Durchflussmesser. Der Abluftventilator arbeitet in einem Bereich von 0–50 g/s mit einer Genauigkeit von 0.1 g/s. Ein ringförmiger Probenehmer, der 685 mm von der Rauchhaube entfernt angebracht ist, sorgt für einen homogenen Gasstrom zur genauen Messung.
- Integrierte Gasvorbehandlung: Enthält eine Probenahmepumpe, einen Filter, einen Kondensator (Bereich 0–5 °C), eine Schlauchpumpe und einen Feuchtigkeitsfilter, die alle dazu dienen, das Probengas für eine präzise Analyse aufzubereiten.
- Feuchtigkeits- und Durchflussalarme: Das System macht den Bediener darauf aufmerksam, wenn der Feuchtigkeitsgehalt des Probengases zu hoch ist oder wenn der Durchfluss durch Rauchpartikel behindert wird, und signalisiert so, dass der Filter ausgetauscht werden muss.
- Wärmestrommessgerät Typ SB: Misst den Wärmestrom in einem Bereich von 0–100 kW/m², bietet eine Genauigkeit von ±3 % und eine Wiederholbarkeit von ±0.5 %, komplett mit Kalibrierungsbericht.
- Autarkes Wasserkühlsystem: Macht eine externe Wasserquelle überflüssig, da ein tragbares Kühlsystem integriert ist, was besonders bei der Verwendung des Wärmeflussmessers nützlich ist.
- Methan-Kalibrierbrenner: Wird zum Kalibrieren des gesamten Systems verwendet und gewährleistet eine genaue Messung des C-Faktor-Werts.
- Umfassende Datenerfassung: Zeichnet automatisch die Ergebnisse von Gasanalysatoren, Thermoelementen, Blendendurchfluss und anderen Instrumenten auf und zeigt die Ergebnisse über eine benutzerfreundliche Software an. Das System liefert detaillierte Berichte über Wärmefreisetzungsrate, Rauchgasgeschwindigkeit, Probenzündungs- und -löschzeiten, Gesamtsauerstoffverbrauch, Rauchentwicklung, Massenverlustrate, Gesamtwärmefreisetzung, effektive Verbrennungswärme und die Entstehung von Kohlendioxid und Kohlenmonoxid.
Technische Daten des Kegelkalorimeters
| Abmessungen | 2250 x 1000 x 2230 mm3 |
|---|---|
| Gewicht | 538 kg |
| Voraussetzungen für die Installation | |
| Leistungsbedarf | 220 V, 50 Ampere (110 V ist ebenfalls verfügbar) |
| Umgebungstemperatur | 10 ° C ° C bis 35 |
| Arbeitsgas | Druckluft |
| Kalibrierung Gas | Methan, Stickstoff, CO2/CO-Mischgas |