équipement d'essai de conduction thermique

Équipement de test de résistance au feu pour calorimètre à cône pour le taux de dégagement de chaleur des matériaux de construction ISO 5660

Description :

Le calorimètre à cône est l'instrument le plus important à l'échelle du banc dans le domaine des tests de feu.

Le dégagement de chaleur est la mesure clé requise pour évaluer le développement du feu des matériaux et des produits. Traditionnellement, il a été très difficile à mesurer et plus récemment, des tests à grande échelle d'articles (par exemple, des meubles) ont été possibles en brûlant ces articles et en mesurant la chaleur dégagée à l'aide d'une technique appelée calorimétrie par déplétion d'oxygène.

Au début des années 1980, des chercheurs du NIST (anciennement NBS), aux États-Unis, ont décidé de produire un test de dégagement de chaleur amélioré à l'échelle du banc qui surmonterait les lacunes des tests de dégagement de chaleur à petite échelle existants qui reposaient sur la mesure de l'enthalpie de sortie des systèmes clos. La calorimétrie par déplétion d'oxygène a été identifiée comme une méthode de mesure appropriée. Ceci est basé sur l'observation empirique que la chaleur dégagée par la combustion des matériaux est directement proportionnelle à la quantité d'oxygène utilisée dans le processus de combustion. L'instrument a été appelé calorimètre à cône. Ce nom dérivait de la forme de l'élément chauffant conique tronqué qui est utilisé pour irradier l'échantillon de test avec des flux allant jusqu'à 100 kW/m2 dans le test.

Application :

Le calorimètre à cône a été produit pour répondre à toutes les normes existantes (y compris ISO 5660, ASTM E1354, ASTM E1474, ASTM E1740, ASTM F1550, ASTM D6113, CAN ULC 135 et BS 476 Partie 15) et peut également être acheté sous forme modulaire afin que les laboratoires ayant des intérêts particuliers tels que le dégagement de chaleur, la perte de masse, la production de fumée, etc. puissent acheter initialement les sections dont ils ont besoin et ajouter plus tard d'autres instruments dans les mêmes armoires afin de compléter un instrument de spécification complète. Ceci n'est qu'un des avantages du calorimètre à cône.

Normes :

ISO 5660 : Essais de réaction au feu -- Dégagement de chaleur, production de fumée et taux de perte de masse.

ASTM E1354 : Méthode d'essai normalisée pour les taux de dégagement de chaleur et de fumée visible des matériaux et produits à l'aide d'un calorimètre à consommation d'oxygène.

BS 476: PARTIE 15: Essais au feu des matériaux et structures de bâtiment.. Partie 15: Méthode de mesure du taux de dégagement de chaleur des produits.

GB/T 16172-2007: Méthode d'essai pour le taux de dégagement de chaleur des matériaux de construction

Un système complet se compose de :

1. Élément chauffant conique - est enroulé sous la forme d'un cône tronqué, d'une puissance nominale de 5000 W à 230 V avec une puissance thermique de 100 kW/m2.
2. Installation pour tester des échantillons orientés horizontalement ou verticalement
3. Contrôle de la température par l'utilisation de 3 thermocouples de type K et d'un régulateur de température 3 termes (PID).
4. Un mécanisme d'obturateur divisé - protège la zone d'échantillonnage avant le test. Cela garantit la stabilité de la mesure de masse initiale et donne à l'opérateur plus de temps pour les vérifications du système avant de commencer le test. Ce temps supplémentaire est très important pour les échantillons facilement inflammables, qui s'enflamment souvent prématurément si un mécanisme d'obturateur n'est pas utilisé.
5. Supports d'échantillons - pour des échantillons de 100 mm x 100 mm jusqu'à 50 mm d'épaisseur, en orientation horizontale et verticale.
6. Cellule de pesée - les mesures de masse sont effectuées via une cellule de pesée à jauges de contrainte avec une précision de 0,01 g. Équipée d'une fonction de tare électronique rapide et de butées mécaniques pour éviter les dommages dus aux mouvements, donner des résultats stables et une longue durée de vie.
7. Allumage par étincelle - par générateur d'étincelles de 10 kV équipé d'un dispositif de sécurité. L'allumeur est positionné automatiquement par un levier lié au mécanisme d'obturateur.
8. Système d'échappement - fabriqué en acier inoxydable pour une longue durée de vie. Il comprend un capot, une sonde d'échantillonnage de gaz, un ventilateur d'extraction (avec commandes de débit réglables de 0 à 50 g/s, avec une résolution d'au moins 0,1 g/s) et une mesure de débit par plaque à orifice (thermocouple et transducteur de pression différentielle). Le fonctionnement normal est à 24 l/s nominal.
9. Échantillonnage de gaz - comprenant des filtres à particules, un piège froid réfrigéré, une pompe, des colonnes de séchage et un contrôle de débit.
10. Analyse d'oxygène - analyseur d'oxygène paramagnétique, qui a une plage de 0 à 25 % et des performances conformes aux normes.
11. Obscurcissement de la fumée - mesuré avec un système laser, utilisant des photodiodes et un laser hélium-néon de 0,5 mW, avec des photodétecteurs principaux et de référence (compensateurs). Fourni avec un berceau d'alignement et des filtres neutres de densité de 0,3, 0,8 pour l'étalonnage.
12. Débitmètre de chaleur - pour régler le niveau d'irradiance à la surface des échantillons.
13. Brûleur d'étalonnage - pour étalonner le taux de dégagement de chaleur mesuré par l'appareil à l'aide de méthane de pureté 99,5%.
14. Acquisition de données – Unité d'acquisition de données et de commutation dotée d'un boîtier de cartes à 3 emplacements avec un DMM interne de 6½ chiffres (22 bits) permettant jusqu'à 120 mesures unipolaires ou 48 mesures bipolaires. Des vitesses de balayage jusqu'à 250 canaux/s sont disponibles avec une interface RS232 115kbaud et PCI GPIB en standard. Toutes les lectures sont automatiquement horodatées et peuvent être stockées dans une mémoire non volatile de 50 000 lectures.
15. Logiciel ConeCalc – il est disponible en plusieurs langues, dont l'anglais, le français, l'allemand, l'espagnol et le japonais. L'interface utilisateur est un système basé sur Microsoft Windows avec des actions de bouton "conviviales" et des champs de saisie de données Windows standard, des sélecteurs déroulants, des cases à cocher et des commutateurs capables de :
Afficher l'état de l'instrument
Étalonner l'instrument et stocker les résultats d'étalonnage
Collecter les données générées pendant un test
Calculer les paramètres requis
Présenter les résultats d'une manière approuvée par les normes
Moyenne de plusieurs tests
Exporter les données vers FDMS (Fire Data Management System) - un format utilisé par les principaux laboratoires européens et américains pour le partage de données entre laboratoires avec différents calorimètres.
Exporter le fichier pour des fichiers CSV (valeurs séparées par des virgules) pour un transfert rapide vers des feuilles de calcul.