液體持續(xù)燃燒試驗注意事項及試驗儀的研制

于 亮，鐘煥榮，李樹娟，趙 軍，范偉檢

( 廣州合成材料研究院有限公司，廣東廣州510665)

隨著國家安全管理部門加強對鐵路、空運、海運等運輸?shù)谋O(jiān)管，危險貨物運輸鑒定的意義不言而喻，作為液體危險性鑒定分類的項目之一，持續(xù)燃燒試驗作為危險性鑒定和貨物運輸鑒定中最為重要的試驗之一，準(zhǔn)確的持續(xù)燃燒試驗結(jié)果是檢測實驗室必須重點關(guān)注的事情。

1 持續(xù)燃燒試驗注意事項

在進行持續(xù)燃燒試驗時，筆者根據(jù)十余年的操作經(jīng)驗，提供以下參考：

（1）選用合格的丁烷氣體，調(diào)節(jié)符合標(biāo)準(zhǔn)要求火焰長度和寬度是保證點火能符合要求，液體在特定溫度下能否點火的關(guān)鍵。

（2）燃氣噴嘴的燃氣金屬管的粗細對于火焰寬度有一定的影響，燃氣氣流的速度對火焰的長度有影響，因此選用合適粗細的燃氣金屬導(dǎo)管和微調(diào)式減壓閥對于火焰大小的調(diào)節(jié)有重要意義。

（3）試驗溫度60.5℃/75.0℃［1］的準(zhǔn)確也會對試驗結(jié)果是否準(zhǔn)確產(chǎn)生影響。

（4）對于有些液體持續(xù)燃燒的火焰是無色的，此類液體應(yīng)該配備濾鏡進行目測或者在試樣槽上方安裝溫度傳感器進行數(shù)顯，如此才能正確地識別是否持續(xù)燃燒。

（5）點火位置處要安裝限位裝置，才能保證每次點火位置的準(zhǔn)確，以此保證不因每次點火位置的不同造成結(jié)果的誤差或者錯誤。

（6）火焰保持時間及加熱時間應(yīng)該配備準(zhǔn)確的計時設(shè)備或者配備準(zhǔn)確的秒表，時間精確度應(yīng)該達到0.5s［1］及以上才行。

（7）重復(fù)試驗應(yīng)該重新加注新的樣品，應(yīng)保證樣品的加注在試驗溫度恒定后再添加。加注樣品的量也應(yīng)該符合標(biāo)準(zhǔn)要求的2mL［1］。

（8）試驗槽的尺寸及深度等應(yīng)完全符合標(biāo)準(zhǔn)要求，如圖1 所示。

圖1 金屬試驗樣槽平面圖[2]Fig. 1 Plan view of metal test sample tank

2 試驗儀的研制心得

針對持續(xù)燃燒試驗應(yīng)該注意的事項和筆者在研制持續(xù)燃燒試驗系統(tǒng)的過程中的心得，筆者認為一套合格的持續(xù)燃燒試驗系統(tǒng)應(yīng)該具備以下功能和設(shè)備，才能完全保障試驗結(jié)果的準(zhǔn)確、試驗的智能化以及試驗操作的高效率。

（1）采用雙試驗樣槽，提高了不管是多個樣品還是單個樣品的試驗效率，節(jié)省了試驗時間。（單個樣品操作時可分別設(shè)置兩個試驗槽溫度分別為60.5℃和75.0℃，然后兩個試樣槽都設(shè)置為先前在較低能持續(xù)燃燒的溫度同時進行試驗，減少了單試驗樣槽進行三次試驗［1］的時間；對于多樣品，兩個試驗樣槽可同時進行兩個樣品的試驗，也節(jié)省了試驗時間）。

（2）火焰長度、寬度可控可調(diào)

燃氣噴嘴經(jīng)過試驗論證選用內(nèi)徑3.5mm 的金屬不銹鋼管，燃氣采用小型氣瓶加裝旋轉(zhuǎn)微調(diào)式減壓閥，本設(shè)計在燃氣噴嘴前設(shè)置火焰探針，探針長度可調(diào)。當(dāng)火焰長度覆蓋探針時，控制系統(tǒng)檢測到探針反饋信號，確認火焰長度、寬度達到設(shè)定的長度。控制系統(tǒng)發(fā)出火焰長度、寬度要求準(zhǔn)備就緒信號，待進一步處理。

（3）采用PLC 自動控制

市面上的持續(xù)燃燒試驗裝置，多數(shù)采用相互獨立的控制模塊進行整合，本試驗裝置采用PLC 觸摸屏一體化設(shè)計，將人工交互與設(shè)備控制有機結(jié)合。這樣設(shè)計，能更有效地對裝置各種參數(shù)進行統(tǒng)一采集，統(tǒng)一控制，大大減少人工干預(yù)，使試驗結(jié)果重現(xiàn)更好更準(zhǔn)確。

（4）采用限位裝置可以使燃氣噴嘴火焰轉(zhuǎn)動到精準(zhǔn)位置，發(fā)生故障未達到要求也可容易目測到。系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)顯屏幕可以顯示儀器工作的狀態(tài)和所處的試驗步驟，達到設(shè)定溫度恒定后設(shè)定了即將點火的倒計時以及點火狀態(tài)的時間。系統(tǒng)中配置電子控時模塊可以做到如果計量時間不準(zhǔn)，可以進行修定。

如此的試驗儀可以保障持續(xù)燃燒試驗設(shè)備比一般得儀器具備以下優(yōu)點：①采用雙試驗樣槽，提高了試驗效率；②采用PLC 自動控制，將人工交互與設(shè)備控制有機結(jié)合。③燃氣噴嘴經(jīng)過試驗論證選用內(nèi)徑3.5mm 的金屬不銹鋼管，燃氣采用小型氣瓶加裝旋轉(zhuǎn)微調(diào)式減壓閥，本設(shè)計在燃氣噴嘴前設(shè)置火焰探針，探針長度可調(diào)。當(dāng)火焰長度覆蓋探針時，控制系統(tǒng)檢測到探針反饋信號，確認火焰長度達到設(shè)定的長度。④從升溫到溫度的恒定，恒溫倒計時到燃氣噴嘴轉(zhuǎn)動到點火位置，再到點火時間結(jié)束后復(fù)位到非點火狀態(tài)這些操作都達到了智能化。

3 結(jié)語

只有通過日常的操作積累，明確操作中可能遇到的不當(dāng)操作和設(shè)備的缺陷，才能將試驗中的所思所感付諸實踐，研制出真正適合試驗的儀器。這也是所有實驗室人員的感悟和對儀器開發(fā)研制者的期待。