氧指数测定仪是用于测定阻燃面料的极限氧指数值的阻燃性能测试仪器,在实际火灾事故中服装燃烧给人带来的伤害远大于明火直接给人体造成的伤害,因此在火灾救援、有火危险的作业中穿着阻燃防护服对保护劳动者至关重要。阻燃面料使服装面料的燃烧速度大大减慢,在火源移开后马上自行熄灭,而且燃烧部分迅速碳化而不产生熔融、滴落或穿洞,给人们时间撤离燃烧现场或脱掉燃烧的衣服,减少或避免烧伤、烫伤,达到保护的目的,而极限氧指数是阻燃面料阻燃性能的重要评价依据。目前市场上氧指数测定仪产品主要有手动调节玻璃转子流量计型氧指数测定仪、手动调节数显型氧指数测定仪和自动调节氧指数仪。其中前两种手动调节型氧指数测定仪存在一些共同缺点。由于人工调节都会存在视觉误差,同时由于流量值变化之间的分辨率只有0.02L/min ,更会加大测试中氧浓度的误差,导致测试结果不准确。其次人工调整速度慢必然导致对氧气和氮气的浪费,氧指数测试过程通常需要15块试样,如此整个试验过程会非常漫长,极大地影响试验工作的效率。
KS-653B全自动氧指数测定仪是今森公司结合市场使用反馈,并依据标准: GB/T5454—1997《纺织批品燃烧性能测定 氧指数测定法》、GB/T2406.2—2009《塑料 用氧指数指数法测定燃烧行为 第2部分室温试验》设计生产,由氧气、氮气调节系统、试样上端点火自动控制系统、PC 端操作软件及运算系统和信号处理系统组成。
1. 氧气、氮气调节系统
采用气体质量流量控制器配合PLC编程程序,实现氧气流量、氮气流量的全自动控制,流量调整精度高、速度快、稳定性好。气体质量流量控制器集成了流量控制、执行和反馈单元,真正的模块化结构,组态灵活、功能强大、调节精度高、速度快。PLC 编程程序具有数模转换和模数转换功能,通过对气体质量流量控制器模拟量信号的控制,具有较高的精度,工作稳定性也有很高的提升,同时还具备RS485 通讯端口,可以直接与PC 端操作软件实现通讯。质量流量控制器的调节电压为0V~ +5V ,对应量程0L/min ~ 12 /min ,PLC 控制器的模拟量输出-10 V ~ +10 V ,对应控制值-2000 ~+ 2000。根据GB/T5454-1997 中附录B 氧浓度与氧气、氮气流量的关系,查表可知氧浓度对应的氧气、氮气流量值,通过计算流量对应的电压值,电压值对应的控制值,即可实现对氧浓度的调节。例如:所需氧浓度为30.0% ,经查表对应氧气流量为3.42 L/min ,氮气流量为7.98 L/min ,操作软件利用通讯将氧气控制值285 和氮气控制值665 发送至PLC ,PLC 控制质量流量控制器实现对氧浓度的调节。调节换算机制:所需氧浓度为30.0% ,氧气调节流量3.42L/min,调节电压1.425 V ,控制值285 ;氮气调节流量7.98 L/min ,调节电压3.325 V ,控制值665 。
2、试样上端点火自动控制系统
实现试样上端点火自动控制,针对标准要求的点火时间,做到准确控制,避免人工点火造成的误差,配合上下运动装置和左右运动装置实现试样上边沿均匀点燃。在保证点火时间的同时,点火器部分能够实现旋转,以便测量火焰长度,点火上下运动过程平稳。
3、PC 端操作软件及运算系统
使用WEINVIEW触摸屏PC 端操作软件,软件界面简洁明了,操作功能强大,易上手,以引 导试验过程的思想设计。对氧气氮气流量的计算方法科学合理,保证氧浓度数值的准确性。 通过对采集信号的运算得出实际的氧浓度数值,研究开发一套合理高效的运算规则,直接决定了试验结果的准确性。通过反复试验研究,结气体流量和反馈信号之间的基本规律,有效缩小或规避仪表本身的测量误差,通过合理的算法确定准确的氧浓度数值。根据仪器自动化运行的特点,设计PLC 梯形图程序。
4、信号处理系统
模拟量信号处理的合理与否直接决定了信号采集的准确性。气体质量流量控制器和PLC 之间的通讯模拟量信号为0V~5 VDC ,由于电压信号的抗干扰能力较差,所以采用必要、合理的抗干扰措施必不可少。PLC 控制应用系统中的干扰是一个十分复杂的问题,因此在系统的抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素,根据实际应用中分析出干扰产生的原因,从而合理有效地采取抑制干扰措施,使PLC 应用系统可靠地工作。信号滤波是测量系统不可或缺的环节,从传感器拾取的信号中,不可避免地混杂有噪声和干扰,为了保证测量的正确性,必须采取抗干扰和抑制噪声的措施,信号滤波是抑制噪声的主要方法,在保证有用信号正常传递的情况下,将噪声对测量的影响减小到所允许的范围。本设计采用LC无源滤波器,特点是损耗小、噪声低、灵敏度高。
产品参数:
控制方式 :采用PLC控制,国产浮子流量计控制,进口氧浓度传感器数据配合调节,做到准确化氧浓度控制显示方式 :真彩色液晶显示(标配7寸威纶16:9触摸屏, 显示氧浓度、时间和实验结果等参数),可做到客户的人性化操作界面的升级 ;数据输出 测试结束时,手动输入K值后自动计算输出氧指数
点火装置:步进电机传动,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)
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 1.5mm 绝缘式铠装电偶,测试温度400℃
外形尺寸:宽 1120mm × 深 520mm × 高 1250mm ,排气孔Φ 150mm ;
试验电源:220V±10, 1.2kVA