[发明专利]一种氧指数测定仪

说明书

技术领域

本发明涉及对材料燃烧所需氧指数进行测定的技术领域，特别是一种氧指数测定仪。

背景技术

氧指数测定仪可以测定多种材料如塑料、橡胶、纺织织物、木材、泡沫材料和其它聚合物材料的氧指数。氧指数(LOI)是指在规定的条件下，材料在氧氮混合气流中进行有焰燃烧所需的最低氧浓度。以氧所占的体积百分数的数值来表示。根据国家标准Gβ/T2406.2-2009《塑料用氧指数法测定燃烧行为》其测试原理是：指定尺寸的试样垂直支撑在一个规定尺寸的透明燃烧筒内，其内有一定浓度自下向上按规定流速流动的氧和氮的混合气体，用点火器点燃试样上端，试样燃烧时开始计时，并观察试样燃烧情况，火焰熄灭时记录燃烧时间和燃烧长度，通过和国家标准中规定的数值相比较确定实验结果。实际测试中，首先根据试样在空气中燃烧情况估计一个初始氧浓度，然后根据实验结果通过“升-降法”原理，逐步找到试样燃烧所需最低氧浓度。

目前，氧指数测定是主要是采用以下两种方法进行的

方法一：通过反馈控制氧气和氮气的流量来改变氧浓度。

公式中LOI为氧指数，O₂示氧气流量L/min，N₂表示氮气流量L/min。

测定原理参见说明书附图4.1，氧气和氮气分别经过开关阀、减压阀、手动调节阀或带流量反馈的自动调节阀、玻璃转子气体流量计，进入气体混合装置，经混合后导入燃烧筒，测试时操作人员根据试样估计一个氧浓度，然后通过双手同时不断调节两个手动调节阀，或者通过计算机自动控制控制两个自动调节阀，并观察转子流量计上的刻度，直到达到设定的氧浓度值所需氧氮气的流量，然后再点燃燃烧筒内的试样，试样燃烧时同时按下计时器，记录燃烧时间，或者熄灭后记录燃烧长度。然后和国家标准中的规定数值相比较，然后根据实验结果通过“升-降法”原理，逐步找到试样燃烧所需最低氧浓度。最后根据国家标准中规定的计算方法，人工通过查表、校验、数学统计等步骤得到最后的氧指数。

方法二：通过最终混合氧气浓度的反馈手动调节氧氮气流量改变氧浓度。

测定原理参见说明书附图4.2，氧气和氮气分别经过开关阀、减压阀、手动调节阀、玻璃转子气体流量计，进入气体混合装置，经混合后导入燃烧筒，在混合装置里安装氧浓度传感器，实时监测混合筒内的氧浓度，测试时操作人员根据试样估计一个氧浓度，然后通过双手同时不断调节两个手动调节阀，并观察氧传感器的显示值和转子流量计上的刻度，直到达到设定的氧浓度值，并切保证氧氮气的总流量在国家规定范围内，然后再点燃燃烧筒内的试样，试样燃烧时同时按下计时器，记录燃烧时间，或者熄灭后记录燃烧长度。然后和国家标准中的规定数值相比较，然后根据实验结果通过“升-降法”原理，逐步找到试样燃烧所需最低氧浓度。最后根据国家标准中规定的计算方法，人工通过查表、校验、数学统计等步骤得到最后的氧指数。

这两种测试方法存在的不足是：方法一中通过调节氧氮气流量的方法来确定混合气体氧浓度，忽略了氧氮气的纯度，这种计算方法假定的是初始氧氮气是纯氧和纯氮。当实验人员使用的不是纯氧和纯氮时，按此方法得到的混合气体的氧浓度和期望值差距较大。方法二中通过手动调节氧氮流量，控制精度低，需要双手同时操作，同时人眼还要观察氧浓度值和流量值，难度大，整个过程操作复杂，劳动强度大，气体和试样浪费严重。同时，这两种方法还存在着共同缺点：忽略了混合气体温度对测试结果的影响，混合气体的温度不能稳定在国家标准规定的范围内。而且实验过程需要经验丰富的操作人员才可以操作，设备不能引导用户自动进行实验，而且对于后期数值计算复杂，需要人工进行计算，对操作人员要求较高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种能够根据最终氧浓度对氧氮气流量进行反馈调节的氧指数测定仪，其调节过程中混合气体的温度相对恒定，且能够自动引导用户进行相应测试步骤，并可对测试数据进行相关处理的氧指数测定仪。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种氧指数测定仪，包括氧气通道、氮气通道，氧气通道以及氮气通道的出口皆连接气体混合筒的入口，气体混合筒的出口连接燃烧筒；其中，氧气通道的入口与出口之间依次设有氧气流通开关阀和氧气质量流量控制器；氮气通道的入口与出口之间依次设有氮气流通开关阀和氮气质量流量控制器；

气体混合筒的出口与燃烧筒之间还设有温控仪和氧传感器，温控仪中设有温度传感器；

还包括控制器模块和人机接口模块；