Понимание стандарта ASTM E662: как дымогенераторная камера NBS измеряет дым от пожара

Резюме
Сниженная видимость, вызванная дымом во время пожаров, является одной из основных причин жертв. Количественное определение характеристик дымообразования горящих материалов служит важнейшей процедурой оценки пожарной безопасности. Камера для измерения плотности дыма NBS, как классический прибор для измерения плотности дыма, широко используется в процедурах испытаний, соответствующих международным стандартам, включая ASTM E662 и ISO 5659-2. Камера для измерения плотности дыма | Камера для измерения плотности дыма NBS — это профессиональное устройство для измерения плотности дыма, соответствующее стандарту ISO 5659-2. Основанная на принципе ослабления света внутри герметичной полости, она имитирует условия термического разложения и горения материалов с помощью конического источника лучистого тепла. В сочетании с высокоточной фотоэлектрооптической системой она точно определяет и преобразует ключевые параметры, такие как коэффициент пропускания дыма, удельная оптическая плотность и скорость потери массы после сгорания материала. LISUN В данной статье описывается принцип работы, состав системы и алгоритм испытаний камеры для определения плотности дыма NBS (LS-ISO5659‑2) в соответствии со стандартом ASTM E662. Сравниваются различия между ISO 5659‑2 и ASTM E662, представлены основные технические характеристики, режимы испытаний и сценарии промышленного применения оборудования, а также даны рекомендации по выбору оборудования и проведению испытаний. Статья содержит справочные материалы для исследований огнестойких материалов и проведения независимых испытаний на соответствие стандартам в железнодорожном транспорте, аэрокосмической отрасли, производстве проводов и кабелей, строительных материалов и других отраслях.

Введение

При различных пожарах дым, образующийся в результате горения, не только содержит токсичные компоненты, но и быстро снижает видимость в пространстве и затрудняет эвакуацию. Оценка способности неметаллических твердых материалов к дымообразованию при термическом разложении или горении стала важным критерием оценки для получения сертификата безопасности материала. ASTM E662 — широко признанный североамериканский стандарт для измерения удельной оптической плотности дыма, образующегося в результате горения твердых материалов, с использованием камеры для измерения плотности дыма Национального бюро стандартов (NBS) в качестве испытательной платформы. Этот метод испытаний, разработанный Национальным бюро стандартов, количественно определяет концентрацию дыма в зависимости от ослабления луча внутри закрытой камеры для объективной оценки эффективности дымообразования.

Камера плотности дыма NBS Камера для измерения плотности дыма NBS позволяет имитировать условия пламенного горения и непламенного пиролиза, воспроизводя различные состояния нагрева материалов в реальных пожарах. Это профессиональное устройство для измерения плотности дыма, соответствующее стандарту ISO 5659-2. Основанная на принципе ослабления света внутри герметичной полости, она имитирует условия термического разложения и горения материалов с помощью конического источника лучистого тепла. В сочетании с высокоточной фотоэлектрооптической системой она точно определяет и преобразует ключевые параметры, такие как коэффициент пропускания дыма, удельная оптическая плотность и скорость потери массы после сгорания материала. LISUN LS-ISO5659 — это базовая версия камеры для измерения плотности дыма NBS, соответствующая стандарту ISO 5659-2. Модернизированная версия LS-ISO5659-E662 поддерживает требования стандарта ASTM E662. Одна установка может удовлетворять двум основным международным стандартам плотности дыма для неметаллических твердых образцов, таких как материалы проводов и кабелей, пластмассы, декоративные строительные материалы, компоненты железнодорожного транспорта, аэрокосмические материалы и изоляционные детали из новых источников энергии. Она поддерживает разработку продукции, заводской контроль качества и проверку соответствия сторонними организациями.

Принцип работы и аппаратная часть камеры измерения плотности дыма NBS

Основной принцип работы камеры для измерения плотности дыма NBS основан на методе ослабления света в герметичной полости. Образцы помещаются внутрь закрытой испытательной камеры. Под воздействием контролируемого лучистого тепла образец подвергается пиролизу или сгоранию, а образующийся дым распространяется по всей герметичной камере. Частицы дыма поглощают и рассеивают параллельный световой луч, проходящий через камеру, что приводит к ослаблению оптического сигнала. Фотоэлектрический приемник улавливает световой сигнал, проходящий через дым. В сочетании с геометрическими параметрами полости рассчитываются коэффициент пропускания и удельная оптическая плотность. Высокоточный весовой модуль регистрирует изменение веса до и после сгорания для определения скорости потери массы. Автоматический сбор и расчет данных уменьшают ошибки ручного считывания и гарантируют точность и воспроизводимость измерений.

LS-ISO5659Камера измерения плотности дыма NBS

Полный комплект дымовой камеры NBS состоит из блока регулирования давления и температуры корпуса, конического лучистого нагревателя, системы зажигания и подачи газа, узла крепления и взвешивания образцов, оптической системы обнаружения, измерителя теплового потока и компьютерной системы управления. Герметичный стальной корпус имеет внутренние размеры 914 мм × 914 мм × 610 мм, а внутренние стенки покрыты ПТФЭ для защиты от коррозии, вызванной дымом. Камера оснащена взрывозащищенным диском из алюминиевой фольги, верхним и нижним оптическими окнами, вентиляционными отверстиями и датчиком перепада давления для поддержания герметичного давления во время испытаний. Конический лучистый нагреватель обеспечивает регулируемый лучистый тепловой поток в диапазоне от 10 кВт/м² до 50 кВт/м², а термопары К-типа контролируют повышение температуры конуса в режиме реального времени. В блоке зажигания и подачи газа используются массовые расходомеры MFC для точного регулирования потока пропана и воздуха и обеспечения стабильного зажигания в условиях пламени. Модуль взвешивания образцов обеспечивает разрешение 0.01 г и имеет теплоизоляционную защиту, что позволяет регистрировать массу образца в реальном времени и рассчитывать скорость потери массы. Оптическая система использует фотоусилитель Hamamatsu с многоступенчатыми фильтрами для обеспечения точности оптических измерений. Управление всем оборудованием осуществляется с помощью программного обеспечения на персональном компьютере. ПЛК контролирует перемещение исполнительных механизмов и сбор сигналов, а также автоматически выполняет расчет данных, построение графиков и создание отчетов. В таблице ниже приведены основные аппаратные параметры. LISUN Камера для измерения плотности дыма серии LS‑ISO5659 NBS.

Схема проведения испытаний камеры для измерения плотности дыма NBS в соответствии со стандартом ASTM E662.

Испытания по стандарту ASTM E662 с использованием дымовой камеры NBS включают пять основных этапов: подготовка образцов, калибровка оборудования, настройка условий, проведение испытаний и обработка данных. Образцы подготавливаются до требуемых размеров и подготавливаются в соответствии со стандартом. Операторы выполняют оптическую калибровку нуля, калибруют поток лучистого тепла с помощью измерителя теплового потока, проверяют герметичность камеры и состояние модулей подачи газа, зажигания и взвешивания. Стандарт ASTM E662 определяет два режима испытаний: пиролиз без пламени и горение с пламенем. В режиме без пламени используется лучистое тепло без запальной горелки для имитации образования дыма при термическом разложении. В режиме с пламенем используется запальная горелка из пропана для имитации выделения дыма после воспламенения открытым огнем.

После начала испытания программное обеспечение камеры для измерения плотности дыма NBS непрерывно регистрирует коэффициент пропускания пучка, вес образца, давление и температуру в камере, генерирует кривые зависимости коэффициента пропускания от времени и автоматически рассчитывает кривые удельной оптической плотности в зависимости от времени. После завершения испытания программное обеспечение экспортирует основные показатели, включая максимальную удельную оптическую плотность, тенденцию образования дыма и скорость потери массы. Следует отметить, что стандарты ASTM E662 и ISO 5659-2 различаются по ориентации образца, продолжительности испытания и настройкам теплового потока. Операторы должны корректировать крепления образца, расстояние между источниками тепла и параметры программы при переключении стандартов, чтобы избежать отклонений, вызванных смешанными условиями испытания. Камера для измерения плотности дыма NBS сохраняет все исходные данные испытаний для обеспечения прослеживаемости отчетов и соответствует требованиям управления качеством для сторонних лабораторий.

Рекомендации по промышленному применению и выбору оборудования для дымогенераторной камеры стандарта NBS.

Камера для измерения плотности дыма NBS широко используется в кабельной промышленности для оценки дымообразования изоляционных и оболочечных материалов при горении. В проектах железнодорожного транспорта она используется для оценки пожарной безопасности внутренних частей вагонов и неметаллических компонентов. В аэрокосмической отрасли она определяет дымообразование неметаллических материалов в салонах вагонов. В строительно-декоративных приложениях она тестирует дымообразование пластиковых панелей, теплоизоляционных материалов и декоративных тканей. В отраслях, связанных с возобновляемой энергетикой, проводятся испытания на плотность дыма изоляционных прокладок и композитных упаковочных материалов. Она также используется научно-исследовательскими институтами и сторонними испытательными организациями для разработки новых материалов и сертификации на соответствие стандартам.

Лаборатории, приобретающие камеру для измерения плотности дыма NBS, должны уточнить целевые стандарты. LS-ISO5659 подходит, если требуется только ISO 5659-2. Модернизированная версия LS-ISO5659-E662 рекомендуется для лабораторий, которым также необходимы отчеты ASTM E662. Покупателям следует обратить внимание на точность оптических измерений, разрешение весового модуля и возможность калибровки лучистого потока. Лаборатории, выдающие официальные отчеты о проверке, должны выбирать метрологически прослеживаемые приборы. Во время ежедневной эксплуатации камеры для измерения плотности дыма NBS требуется регулярная очистка камеры. Остатки дыма загрязняют оптические линзы и внутренние стенки, вызывая дрейф коэффициента пропускания. Операторы должны проверять целостность взрывозащитных дисков и герметичность газового контура перед проведением испытаний. Как прецизионный прибор, измеритель теплового потока должен периодически калиброваться для обеспечения точного измерения лучистого тепла.

Заключение

Камера плотности дыма NBS Это незаменимый прибор для измерения плотности дыма по стандарту ASTM E662, который количественно определяет дымность при пожаре на основе принципа ослабления света в герметичной полости. Камера для измерения плотности дыма | Камера для измерения плотности дыма NBS — это профессиональное устройство для измерения плотности дыма, соответствующее стандарту ISO 5659-2. Основанная на принципе ослабления света внутри герметичной полости, она имитирует условия термического разложения и горения материалов с помощью конического источника лучистого тепла. В сочетании с высокоточной фотоэлектрооптической системой она точно определяет и преобразует ключевые параметры, такие как коэффициент пропускания дыма, удельная оптическая плотность и скорость потери массы после сгорания материала. LISUN Камера для измерения плотности дыма NBS серии LS-ISO5659 оснащена полным комплектом оборудования и поддерживает как пиролиз без открытого пламени, так и горение с открытым пламенем. Модернизированная модель LS-ISO5659-E662 соответствует стандарту ASTM E662. В ходе практических испытаний операторы должны различать условия, установленные в стандартах ASTM E662 и ISO 5659-2, проводить полную калибровку оборудования, техническое обслуживание камеры и настройку параметров. Полное использование измерительных возможностей камеры для измерения плотности дыма NBS помогает получить достоверные данные о дымообразовании и обеспечивает надежную основу для оценки пожарной безопасности различных неметаллических материалов.