一种高通量防火等级UL-94材料阻燃性能测试设备

摘要

本实用新型公开了一种高通量防火等级UL‑94材料阻燃性能测试设备，包括控制系统、测试室以及安装在测试室内的轮盘式样品夹持装置、测试感应识别系统、引燃装置、托盘、横向驱动装置，所述横向驱动装置安装在所述测试室内的中部，所述轮盘式样品夹持装置、测试感应识别系统分别位于所述横向驱动装置的两相对侧，所述引燃装置、托盘分别安装在所述横向驱动装置上，并与其横向驱动连接，所述轮盘式样品夹持装置、测试感应识别系统、横向驱动装置分别与所述控制系统电性连接。该设备可根据样品的有焰及无焰燃烧时间、熔滴是否引燃下方药棉，判定测试样品燃烧等级，以提高检测效率及测试数据的精准度。

说明书

技术领域

本实用新型涉及材料测试技术领域，尤其涉及一种高通量防火等级UL-94材料阻燃性能测试设备。

背景技术

可燃性UL94等级是应用最广泛的塑料材料可燃性能标准。它用来评价材料在被点燃后熄灭的能力。根据燃烧速度、燃烧时间、抗滴能力以及滴珠是否燃烧可有多种评判方法。塑料阻燃等级由HB，V-2，V-1向V-0逐级递增。

HB：UL94标准中最低的阻燃等级。要求对于3到13毫米厚的样品，燃烧速度小于40毫米每分钟；小于3毫米厚的样品，燃烧速度小于70毫米每分钟；或者在100毫米的标志前熄灭。

V-2：对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在60秒内熄灭。可以引燃30cm下方的药棉。

V-1：对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在60秒内熄灭。不能引燃30cm下方的药棉。

V-0：对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在10秒内熄灭。

针对UL94燃烧性能的测试，目前市场上出售的设备并不能完全符合其规范要求，例如设备密封性不够，燃烧灯在测试过程中无法移动等问题，且在资源有限的情况下，只能逐个样品单独检测，无法连续测试，缺陷在于对样品的测试效率较低。另外，大部分设备只能实现塑料阻燃HB等级的测试，而无法完成塑料阻燃V-2、V-1、V-0等三个等级的测试。

现有技术，中国专利申请号为CN201910185229.X，公开了一种高通量防火等级UL-94材料阻燃性能测试方法及设备，该方案虽然能够实现连续测试，但却不能实现根据样品熔滴是否引燃下方药棉现象来分析判断阻燃性能测试，因此其测试效率及所获得数据精准度仍然有待提高。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种高通量防火等级UL-94材料阻燃性能测试设备，该设备可根据样品的有焰及无焰燃烧时间、熔滴是否引燃下方药棉，判定测试样品燃烧等级，以提高检测效率及测试数据的精准度。

其技术方案如下：

一种高通量防火等级UL-94材料阻燃性能测试设备，包括控制系统、测试室以及安装在测试室内的轮盘式样品夹持装置、测试感应识别系统、引燃装置、托盘、横向驱动装置，所述横向驱动装置安装在所述测试室内的中部，所述轮盘式样品夹持装置、测试感应识别系统分别位于所述横向驱动装置的两相对侧，所述引燃装置、托盘分别安装在所述横向驱动装置上，并与其横向驱动连接，所述轮盘式样品夹持装置、测试感应识别系统、横向驱动装置分别与所述控制系统电性连接。

所述测试感应识别系统包括药棉引燃感应识别机构、火焰感应识别机构、第一支架，所述药棉引燃感应识别机构、火焰感应识别机构分别通过所述第一支架安装在所述测试室内，所述药棉引燃感应识别机构、火焰感应识别机构分别与所述控制系统电性连接。

所述火焰感应识别机构包括第一红外热像仪、第一气体传感器，所述第一红外热像仪、第一气体传感器分别安装在所述第一支架的顶部，所述药棉引燃感应识别机构包括第二红外热像仪、第二气体传感器，所述第二红外热像仪、第二气体传感器分别安装在所述第一支架的中部，所述第一红外热像仪、第一气体传感器、第二红外热像仪、第二气体传感器分别与所述控制系统电性连接。

所述轮盘式样品夹持装置包括轮盘式样品夹持器、纵向驱动装置，所述纵向驱动装置安装在所述测试室的底板上，所述轮盘式样品夹持器安装在所述纵向驱动装置上，并与其竖向滑动连接，所述轮盘式样品夹持器与所述控制系统电性连接。

所述纵向驱动装置包括竖向支架、竖向滑动支座、竖向调节手柄，所述竖向支架的下端与所述测试室的底板连接，所述竖向支架的侧壁上设有竖向条孔，所述竖向条孔的一侧设有竖向刻度，所述竖向滑动支座穿过所述竖向条孔与所述竖向支架竖向滑动连接，所述竖向调节手柄安装在所述竖向滑动支座上，所述轮盘式样品夹持器安装在所述竖向滑动支座上。

所述轮盘式样品夹持器包括轮盘样品夹具、轮盘电机、轮盘底座，所述轮盘夹具通过所述轮盘电机安装在所述轮盘底座上，所述轮盘底座与所述竖向滑动支座连接，所述轮盘电机与所述控制系统电性连接。

所述横向驱动装置包括第一壳体以及安装在第一壳体内的横向驱动电机、横向驱动齿轮、横向齿条、横向滑动底座，所述横向滑动底座与所述第一壳体顶板的内侧面横向滑动连接，所述横向齿条安装在所述横向滑动底座上，所述横向驱动电机安装在所述第一壳体的底板上，所述横向驱动齿轮安装在所述横向驱动齿轮的转轴上，所述横向驱动齿轮与所述横向齿条啮合连接，所述第一壳体的顶板上设有第一横向条孔、第二横向条孔，所述引燃装置、托盘分别穿过所述第一横向条孔、第二横向条孔与所述横向滑动底座连接，所述横向驱动电机与所述控制系统电性连接。

所述横向驱动装置还包括横向量规，所述横向量规设在所述第一横向条孔的一侧。

所述引燃装置包括燃烧灯、燃气压力计、燃气流量计、供气装置，所述燃烧灯安装在所述横向滑动底座上，所述燃烧灯通过所述燃气压力计、燃气流量计与所述供气装置连通。

所述燃烧灯包括灯座以及设置于灯座上的燃烧管、调节旋钮，所述灯座底部的两侧分别设有第一支脚、第二支脚，所述第一支脚、第二支脚分别穿过所述第一横向条孔、第二横向条孔与所述横向滑动底座连接。

还包括排气装置，所述排气装置设在所述测试室的顶板上，所述排气装置与所述控制系统电性连接。

需要说明的是：

前述“第一、第二…”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于对名称的区分。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

下面对本实用新型的优点或原理进行说明：

1、本实用新型提供了一种高通量防火等级UL-94材料阻燃性能测试设备，其包括控制系统、测试室以及安装在测试室内的轮盘式样品夹持装置、测试感应识别系统、引燃装置、托盘、横向驱动装置，使用时，先将多个测试样品对称分布固定于该设备的轮盘式样品夹持装置工位上，轮盘式样品夹持装置能够根据测试样品个数调节转速，以保证每个测试样品的火焰时间为10±0.5s，实现多个样品的连续测试，提高测试效率；接着启动自动引燃装置，控制火焰高度为20±1mm，将测试样品置于引燃装置燃烧灯的顶部中心，保证测试样品与火焰之间的距离为10mm，对测试样品进行施加10±0.5s火焰燃烧；再接着熄灭火焰，启动火焰感应识别系统，由火焰感应识别系统记录测试样品有焰燃烧时间T1；当测试样品火焰燃烧停止，立即再次引燃火焰，并驱动引燃装置保持燃烧灯顶部中心火焰与剩余测试样品的距离在10mm，对测试样品进行二次施加火焰10±0.5s后，熄灭火焰，启动火焰感应识别系统开始测定有焰燃烧时间T2和无焰燃烧时间T3，火焰感应识别系统将测定数据传输至系统终端；对于3到13毫米厚的测试样品，燃烧速度小于40毫米每分钟；小于3毫米厚的样品，燃烧速度小于70毫米每分钟；或者在100毫米的标志前熄灭；则判定该样品的阻燃等级为HB级。然后，在对样品进行两次10秒的燃烧测试后，启动横向驱动装置，移开引燃装置，并将托盘移至测试样品的下方，若火焰在10秒内熄灭，则判定该样品的阻燃等级为V-0级；若火焰熄灭时间大于10秒而小于60秒，不能引燃下方托盘内的药棉，则判定该样品的阻燃等级为V-1级；若火焰熄灭时间大于10秒而小于60秒，可以引燃下方托盘内的药棉，则判定该样品的阻燃等级为V-2级；该设备可根据样品的有焰及无焰燃烧时间、熔滴是否引燃下方药棉，判定测试样品燃烧等级，以提高检测效率及测试数据的精准度。

2、本实用新型的测试感应识别系统包括药棉引燃感应识别机构、火焰感应识别机构，火焰感应识别机构用来记录测试样品有焰燃烧时间和无焰燃烧时间；药棉引燃感应识别机构用来记录测试样品是否可以引燃放置在托盘内的药棉。

3、本实用新型的火焰感应识别机构包括第一红外热像仪、第一气体传感器，火焰感应识别机构可根据第一红外热像仪和第一气体传感器确定有焰燃烧时间和无焰燃烧时间，并将数据传输至控制系统综合分析与处理；药棉引燃感应识别机构包括第二红外热像仪、第二气体传感器，药棉引燃感应识别机构可根据第二红外热像仪和第二气体传感器确定测试样品是否可以引燃放置在托盘内的药棉，并将数据传输至控制系统综合分析与处理。

4、本实用新型的轮盘式样品夹持装置包括轮盘式样品夹持器、纵向驱动装置，轮盘式样品夹持器用来等分固定测试样品，并能够根据测试样品的个数调节转速以保证测试样品的火焰燃烧时间为10±0.5s；纵向驱动装置用于调节轮盘式样品夹持器的竖向高度。

5、本实用新型的纵向驱动装置包括竖向支架、竖向滑动支座、竖向调节手柄，竖向支架为轮盘式样品夹持器提供竖向支撑，竖向滑动支座方便轮盘式样品夹持器的竖向滑动，竖向调节手柄方便使用者调节轮盘式样品夹持器的竖向高度。

6、本实用新型的轮盘式样品夹持器包括轮盘样品夹具、轮盘电机、轮盘底座，轮盘样品夹具用于夹持测试样品，轮盘电机用于实现轮盘样品夹具的旋转，轮盘底座为轮盘式样品夹持器提供支撑，并方便与竖向滑动支座的连接，提高稳定性。

7、本实用新型的横向驱动装置包括第一壳体以及安装在第一壳体内的横向驱动电机、横向驱动齿轮、横向齿条、横向滑动底座，使用时，控制系统控制横向驱动电机正转或反转，横向驱动电机通过横向驱动齿轮驱动横向齿条，从而驱动横向滑动底座向前或向后滑动，进而带动引燃装置和托盘向前或向后滑动，结构简单，使用方便。

8、本实用新型的还包括横向量规，横向量规的设置，方便观察引燃装置和托盘向前或向后的移动距离。

9、本实用新型的引燃装置包括燃烧灯、燃气压力计、燃气流量计、供气装置，供气装置为引燃装置提供气源，燃气压力计、燃气流量计分别用于控制燃气的压力和流量。

10、本实用新型的燃烧灯包括灯座以及设置于灯座上的燃烧管、调节旋钮，灯座方便与横向滑动底座的连接，调节旋钮方便调节燃烧管的高度，进而调节火焰的高度。

11、本实用新型还包括排气装置，排气装置用于快递排除测试室内的烟气。

附图说明

图1是本实用新型实施例高通量防火等级UL-94材料阻燃性能测试设备的立体示意图。

图2是本实用新型实施例测试感应识别系统的立体示意图。

图3是本实用新型实施例横向驱动装置及引燃装置的立体示意图。

图4是本实用新型实施例轮盘式样品夹持装置的立体示意图。

附图标记说明：

10、控制系统，20、测试室，30、轮盘式样品夹持装置，31、轮盘式样品夹持器，32、纵向驱动装置，321、竖向支架，3211、竖向条孔，3212、竖向刻度，322、竖向滑动支座，323、竖向调节手柄，40、测试感应识别系统，41、药棉引燃感应识别机构，42、火焰感应识别机构，43、第一支架，50、引燃装置，51、燃烧灯，511、灯座，512、燃烧管，513、调节旋钮，52、燃气压力计，53、燃气流量计，60、托盘，70、横向驱动装置，71、第一横向条孔，72、第二横向条孔，73、横向量规，80、排气装置。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例进行详细说明。

参见图1至图4所示，本实用新型提供的一种高通量防火等级UL-94材料阻燃性能测试设备，包括控制系统10、测试室20以及安装在测试室20内的轮盘式样品夹持装置30、测试感应识别系统40、引燃装置50、托盘60、横向驱动装置70，横向驱动装置70安装在测试室20内的中部，轮盘式样品夹持装置30、测试感应识别系统40分别位于横向驱动装置70的两相对侧，引燃装置50、托盘60分别安装在横向驱动装置70上，并与其横向驱动连接，轮盘式样品夹持装置30、测试感应识别系统40、横向驱动装置70分别与控制系统10电性连接。

使用时，先将多个测试样品对称分布固定于该设备的轮盘式样品夹持装置30工位上，轮盘式样品夹持装置30能够根据测试样品个数调节转速，以保证每个测试样品的火焰时间为10±0.5s，实现多个样品的连续测试，提高测试效率；接着启动自动引燃装置50，控制火焰高度为20±1mm，将测试样品置于引燃装置50燃烧灯51的顶部中心，保证测试样品与火焰之间的距离为10mm，对测试样品进行施加10±0.5s火焰燃烧；再接着熄灭火焰，启动火焰感应识别系统，由火焰感应识别系统记录测试样品有焰燃烧时间T1；当测试样品火焰燃烧停止，立即再次引燃火焰，并驱动引燃装置50保持燃烧灯51顶部中心火焰与剩余测试样品的距离在10mm，对测试样品进行二次施加火焰10±0.5s后，熄灭火焰，启动火焰感应识别系统开始测定有焰燃烧时间T2和无焰燃烧时间T3，火焰感应识别系统将测定数据传输至系统终端；对于3到13毫米厚的测试样品，燃烧速度小于40毫米每分钟；小于3毫米厚的样品，燃烧速度小于70毫米每分钟；或者在100毫米的标志前熄灭；则判定该样品的阻燃等级为HB级。然后，在对样品进行两次10秒的燃烧测试后，启动横向驱动装置70，移开引燃装置50，并将托盘60移至测试样品的下方，若火焰在10秒内熄灭，则判定该样品的阻燃等级为V-0级；若火焰熄灭时间大于10秒而小于60秒，不能引燃下方托盘60内的药棉，则判定该样品的阻燃等级为V-1级；若火焰熄灭时间大于10秒而小于60秒，可以引燃下方托盘60内的药棉，则判定该样品的阻燃等级为V-2级；该设备可根据样品的有焰及无焰燃烧时间、熔滴是否引燃下方药棉，判定测试样品燃烧等级，以提高检测效率及测试数据的精准度。

其中，测试感应识别系统40包括药棉引燃感应识别机构41、火焰感应识别机构42、第一支架43，药棉引燃感应识别机构41、火焰感应识别机构42分别通过第一支架43安装在测试室20内，药棉引燃感应识别机构41、火焰感应识别机构42分别与控制系统10电性连接。火焰感应识别机构42用来记录测试样品有焰燃烧时间和无焰燃烧时间；药棉引燃感应识别机构41用来记录测试样品是否可以引燃放置在托盘60内的药棉。

火焰感应识别机构42包括第一红外热像仪、第一气体传感器，第一红外热像仪、第一气体传感器分别安装在第一支架43的顶部，火焰感应识别机构42可根据第一红外热像仪和第一气体传感器确定有焰燃烧时间和无焰燃烧时间，并将数据传输至控制系统10综合分析与处理；药棉引燃感应识别机构41包括第二红外热像仪、第二气体传感器，第二红外热像仪、第二气体传感器分别安装在第一支架43的中部，第一红外热像仪、第一气体传感器、第二红外热像仪、第二气体传感器分别与控制系统10电性连接。药棉引燃感应识别机构41可根据第二红外热像仪和第二气体传感器确定测试样品是否可以引燃放置在托盘60内的药棉，并将数据传输至控制系统10综合分析与处理。

轮盘式样品夹持装置30包括轮盘式样品夹持器31、纵向驱动装置32，纵向驱动装置32安装在测试室20的底板上，轮盘式样品夹持器31安装在纵向驱动装置32上，并与其竖向滑动连接，轮盘式样品夹持器31与控制系统10电性连接。轮盘式样品夹持器31用来等分固定测试样品，并能够根据测试样品的个数调节转速以保证测试样品的火焰燃烧时间为10±0.5s；纵向驱动装置32用于调节轮盘式样品夹持器31的竖向高度。

纵向驱动装置32包括竖向支架321、竖向滑动支座322、竖向调节手柄323，竖向支架321的下端与测试室20的底板连接，竖向支架321的侧壁上设有竖向条孔3211，竖向条孔3211的一侧设有竖向刻度3212，竖向滑动支座322穿过竖向条孔3211与竖向支架321竖向滑动连接，竖向调节手柄323安装在竖向滑动支座322上，轮盘式样品夹持器31安装在竖向滑动支座322上。竖向支架321为轮盘式样品夹持器31提供竖向支撑，竖向滑动支座322方便轮盘式样品夹持器31的竖向滑动，竖向调节手柄323方便使用者调节轮盘式样品夹持器31的竖向高度。

轮盘式样品夹持器31包括轮盘样品夹具、轮盘电机、轮盘底座，轮盘夹具通过轮盘电机安装在轮盘底座上，轮盘底座与竖向滑动支座322连接，轮盘电机与控制系统10电性连接。轮盘样品夹具用于夹持测试样品，轮盘电机用于实现轮盘样品夹具的旋转，轮盘底座为轮盘式样品夹持器31提供支撑，并方便与竖向滑动支座322的连接，提高稳定性。

横向驱动装置70包括第一壳体以及安装在第一壳体内的横向驱动电机、横向驱动齿轮、横向齿条、横向滑动底座、横向量规73，横向滑动底座与第一壳体顶板的内侧面横向滑动连接，横向齿条安装在横向滑动底座上，横向驱动电机安装在第一壳体的底板上，横向驱动齿轮安装在横向驱动齿轮的转轴上，横向驱动齿轮与横向齿条啮合连接，第一壳体的顶板上设有第一横向条孔71、第二横向条孔72，引燃装置50、托盘60分别穿过第一横向条孔71、第二横向条孔72与横向滑动底座连接，横向驱动电机与控制系统10电性连接。使用时，控制系统10控制横向驱动电机正转或反转，横向驱动电机通过横向驱动齿轮驱动横向齿条，从而驱动横向滑动底座向前或向后滑动，进而带动引燃装置50和托盘60向前或向后滑动，结构简单，使用方便。

横向量规73设在第一横向条孔71的一侧。横向量规73的设置，方便观察引燃装置50和托盘60向前或向后的移动距离。

引燃装置50包括燃烧灯51、燃气压力计52、燃气流量计53、供气装置，燃烧灯51安装在横向滑动底座上，燃烧灯51通过燃气压力计52、燃气流量计53与供气装置连通。供气装置为引燃装置50提供气源，燃气压力计52、燃气流量计53分别用于控制燃气的压力和流量。

燃烧灯51包括灯座511以及设置于灯座511上的燃烧管512、调节旋钮513，灯座511底部的两侧分别设有第一支脚、第二支脚，第一支脚、第二支脚分别穿过第一横向条孔71、第二横向条孔72与横向滑动底座连接。灯座511方便与横向滑动底座的连接，调节旋钮513方便调节燃烧管512的高度，进而调节火焰的高度。

本实用新型还包括排气装置80，排气装置80设在测试室20的顶板上，排气装置80与控制系统10电性连接。排气装置80用于快递排除测试室20内的烟气。

以上仅为本实用新型的具体实施例，并不以此限定本实用新型的保护范围；在不违反本实用新型构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本实用新型的保护范围。