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锥形量热仪被公认为是测量材料对火反应特性或燃烧特性的Z好技术手段，可测量多种火灾相关参数。它的燃烧环境极相似于真实的燃烧环境，其试验结果与大型燃烧测试结果之间存在很好的相关性，能够表征出材料的燃烧性能，是新一代的聚合物材料燃烧性能测定仪。

本文为分析锥形量热仪在火灾研究中的应用情况，主要介绍了其结构和原理，并分析了锥形量热仪在材料的燃烧性能研究、阻燃材料性能的研究领域中的应用现状，表明锥形量热仪在室内装修材料、矿井火灾、塑料、木材等领域具有广阔的应用前景，Z后探讨了锥形量热仪未来发展方向。

锥形量热仪是美国国家标准与技术研究院于1982年研制的，经过20多年的不断改进和完善，锥形量热仪已经成为研究材料燃烧性能Z重要的实验仪器之一。

锥形量热仪是采用氧消耗原理设计的测定材料燃烧放热的仪器，可以完成材料的热释放速率、质量损失速率、样品点燃时闻、CO和CO2生成率、比消光面积、烟灰质量取样、有效燃烧热等参数的测量。锥形量热仪的燃烧环境极相似于真实的燃烧环境，其试验结果与大型燃烧试验结果之间存在很好的相关性，能够表征出材料的燃烧性能。在评价材料、材料设计和火灾预防等方面具有重要的参考价值。

锥形量热仪燃烧分析系统结构由以下部分组成：燃烧室、排气及流量测试系统、气体取样及分析系统、烟气测试系统、烟灰质量取样系统、数据采集及控制系统、氧气浓度控制系统。锥形量热仪主要遵循IS05660和ASTME1354标准，可以完成各种氧气摩尔分数条件下的下列参数的测试工作：①材料的热释放速率，kw，m2；②质量损失速率，kg/sm2；③样品点燃时间，s；④CO、C02生成率，kg/kg；⑤比消光面积，m2/kg；⑥烟灰质量取样，kg/kg；⑦有效燃烧热，mJ/kg。

与其它的一些燃烧测试方式相比，上述参数可在一个试样上同时连续地测出来，而且这些性能参数的测定是在稳定、真实、易于

锥形量热仪(简称CONE)，是基于耗氧原理的材料燃烧性能测试仪器。经过20多年的不断改进和完善，锥形量热仪已经成为研究材料燃烧性能Z重要的试验仪器之一。锥形量热仪在阻燃材料研究中可以研究阻燃机理、阻燃剂在材料中的阻燃效果，评价阻燃材料的燃烧性和阻燃性以及烟和毒气的释放。

传统表征材料燃烧性能的小型实验方法，例如极限氧指数(LOI)法、UL标准中水平燃烧法、垂直燃烧法与NBS烟箱法等，虽然成本低，实验比较容易，但是实验条件与实际火情相差比较大，实验结果只能应用于一定实验条件下材料之间燃烧性能的对比研究，不能作为评价材料在真实火灾环境中燃烧行为的依据。虽然大型实物燃烧试验能够客观反映材料的火灾危险性，试验结果真实，但是成本高，试验比较复杂。因此，不可能对所有材料进行大型实物燃烧试验。

锥形量热仪试验容易进行，试验环境与实际火情极为相似，试验结果与大型实物燃烧试验结果之间存在非常好的相关性，因此，锥形量热仪广泛应用于材料燃烧性能评价。目前，已经有国际标准组织ISO5660标准、美国材料与试验协会ASTME1354标准以及英国、加拿大等国家相关标准将锥形量热仪法确定为进行材料燃烧性能测试的标准试验方法。非等效采用ISO5660标准，我国也制定了以锥形量热仪为试验仪器测试建筑材料燃烧性能的标准。

应用锥形量热仪可以得到点燃时间、燃烧时间、总热释放量、总耗氧量、总烟释放量、质量损失、平均比质量损失速率、热释放速率、有效燃烧热、质量损失速率、比消光面积、一氧化碳产量以及二氧化碳产量等材料燃烧性能参数。

阻燃科学与技术的发展，对阻燃材料燃烧行为的评估、测试手段提出了越来越高的要求。由于阻燃材料在火灾中的燃烧行为非常复杂，传统的测试方法(氧指数法、垂直燃烧法、水平燃烧法)虽然具有操作简单、快速、重复性好等特点，但普遍存在测试参数单一，测试结果不能定量化等缺点，

利用锥形量热仪在50kW/m2热辐照条件下，研究了工业酥油、食用酥油和石椅的燃烧性，获得了点燃时间、比消光面积、Zda热释放速率、总释放热、有效燃烧热、Zda烟产生这率、总烟释放量及质量损失速度等参数。实验结采表明，工业酥油、食用酥油比石蜡容易点燃；工业酥油和石蜡燃烧性能接近，可燃性和火灾指数均高于食用酥油；石蜡和食用酥油燃烧过程的碳烟量比工业酥油低，石蜡和食用酥油比工业酥油燃烧完全。三种材料燃烧过程中热量的释放滞后于烟气的择放，其质量的损失主妥由烟气的释放造成。稳定燃烧时烟气释放这率降低，热释放速率达到Zda。

锥形量热仪由美国国家标准技术研究所(NIST)与20世纪80年代推出，测试参数包括热释放速率、质量损失速率、一氧化碳释放速率、比消光面积等30多种，数据采集和处理完全由计算机控制。采用锥形量热仪是近年来在材料燃烧性能领域应用研究的一种先进方法，在获得材料燃烧重要信息的同时还与大型实验结果之间存在良好的相关性。

目前锥形量热仪法己成为国际上公认的研究材料真实燃烧过程的权威方法，被许多国家、地区级国际标准组织广泛用于建筑材料、高分子材料、木材制造、材料阻燃和火灾预防等领域。酥油是一种乳制品，类似黄油，是从牛奶、羊奶中提取的脂肪。在西藏、青海随处都能见到酥油。酥油除食用和制作酥油花外，还用来制作蜡烛即酥油灯，在西藏、青海所有寺庙里，可以看到千盏酥油灯闪闪烁烁的壮观场面，在藏族人家中，也能看到长明不灭的酥油灯。这给寺庙建筑和家庭居室埋下了火灾隐患。

由于酥油燃烧时火光持久稳定、燃烧完全并且时刻散发着清淡的天然奶香味，部分物理性质和燃烧现象与石蜡非常相似，考虑到酥油特殊的燃烧性能和预防火灾的必要性，通过对比石蜡与酥油的燃烧性对于研究酥油的燃烧性具有重要意义。

工业酥油购自西宁塔尔寺：食用酥油购自西宁共和路酥油批发市场：石蜡购自兰州石化公司：分别将工业酥

汽车油品是一类热值高，危险性强的材料，是车辆火灾主要危险源之一。汽车在运行过程中发动机舱积聚着大量热量，各类油品暴露于热辐射下，且行车过程中由于颠簸、碰撞导致的燃油泄漏、滴落而引发的火灾举不胜数。因此，研究汽车油品在外部辐射条件下的燃烧特性和火灾危险性对汽车油池火蔓延的预防和控制，降低火灾危害程度具有重要意义。

汽车作为代步工具慢慢进入我们的平日出行，提供便捷的同时也带来一系列安全问题。根据消防部门公布的数据，每年全国发生的各类火灾中，汽车火灾的发生数量、造成的财产损失和人员伤亡均呈现逐年递增的趋势。汽车油品是一类热值高，危险性强的材料，是车辆火灾主要危险源之一。

汽车在运行过程中发动机舱内气温可达到300～500℃，而当燃油进到气缸的那一刹那，环境气温可以达到1500～1800℃，产生的热量一部分从排气管排出去，此时排气管温度约为800℃，如果油品滴落在这些高温物体表面，也可以被引燃。常见的汽车火灾油品故障有排气管高温对燃油的热辐射以及在车辆运行过程中的泄露等等。目前国内外关于汽车油品在外部辐射条件下的研究较少。

本文在锥形量热仪上对防冻液(JHOA)和润滑油(PAG)、变速器油(CVTF和ATF)、在不同辐射条件下的燃烧危险性进行研究，测得热释放速率、放热总量等一系列参数来表征其着火危险性。

本文中选用试验油品均为汽车上常见的油品，分别为手动变速箱油(ATF)、自动变速箱油(CVTF)、汽车防冻液(JHOA)以及汽车润滑油(PAG)。

研究在锥形量热仪上开展，该研究设备能够重现真实着火情形，并具有可重复性。锥形量热仪主要用于评估可燃固体材料，但一些材料例如聚烯烃在测试过程中会发生熔化成为液体进行燃烧，因此该实验设备也能够用来评判可燃液体物质燃烧。研究表明油盘形状对点燃时间没有影响，在实验前按照标准用锡箔纸对油盘内层进行包裹，为了便于操作，选取方形油盘(10cm×10c

本文概述了纺织品传统燃烧性能的测试方法及标准、表征指标以及在燃烧火灾危险性评估中的局限性，zhong点详述了锥形量热仪的测量原理、燃烧特性表征，对锥形量热仪在纺织品燃烧特性测试评价中的应用发展进行研究。

目前，纺织品传统燃烧性能试验方法及标准主要集中在测试纺织品的易点燃性以及点燃以后燃烧的速度、样品的破坏程度等，属于小型试验，其试验环境与真实火灾相差较大，试验获得数据不能很好表征其在火灾中所能造成的危险性，不能作为评价纺织品在真实火灾中燃烧的依据，更不能反映人体在火灾中由于纺织品燃烧受到的伤害，如热浪伤害(热释放)、烟气使人窒息(烟气释放)、中毒(烟气毒性)等，不能反映在实际火灾中由于纺织品的燃烧所造成的对环境的损害。

为了真实客观地评价火灾中材料的燃烧特性，1982年Babrauskas等人开发设计了锥形量热仪(ConeCalorimeter，简称CONE)。在锥形量热仪试验中，材料的燃烧环境与真实火灾环境相似，其试验数据与大型燃烧试验结果之间存在很好的相关性，在表征纺织品的燃烧特性、评价纺织品存在的火灾危险性方面具有重要意义。

锥形量热仪基于氧气消耗原理进行设计，用来测量纺织品燃烧时的热释放速率、引燃时间、质量损失速率、有效燃烧热、烟气释放速率、有害气体含量等，这些参数对于分析纺织品的综合燃烧特性，客观评价预测纺织品在真实火灾中的燃烧行为和危害十分有用。锥形量热仪是表征纺织品火灾环境燃烧特性的较为理想的试验仪器。

目前，纺织品的传统燃烧性能测试方法主要包括45°法、垂直法、水平法、燃烧片剂法、氧指数法等。表征指标主要包括：引燃时间、续燃时间、阴燃时间、火焰蔓延时间、损毁长度、火焰蔓延距离、火焰蔓延速率、燃烧速度、极限氧指数等，这些指标主要反映了纺织品在试验条件下燃烧的快慢程度、样品的损坏程度、容易被火焰点燃的程度等。

燃烧试验涉及到环