[发明专利]一种检测高分子材料产烟毒性的测试装置及测试方法

说明书

本发明提供一种检测高分子材料产烟毒性的测试装置及测试方法，涉及烟气毒性测试领域。本发明的测试装置，包括：烟密度箱，用于为高分子材料燃烧提供密闭空间，以产生用于测试烟密度和测试毒性用的烟气；烟气取样装置，配置在烟密度箱的外部，并通过管道与烟密度箱连通；开关阀，安装在烟密度箱和烟气取样装置之间的管道上，用于控制管道的导通和截止。本发明使用完全外置式检测方式，检测仪器全部安装在烟密度箱外进行气体分析，减小了测试结果偏差，避免仪器在烟密度箱内发生异常情况的发现不及时性，又简化了管路，避免安装繁琐和分析仪器位置固死，简化了操作。

技术领域

本发明涉及烟气毒性测试领域，尤其涉及一种检测高分子材料产烟毒性的测试装置及测试方法。

背景技术

烟密度箱是一种用于检测高分子材料烟密度的设备。其具体检测原理为材料在密闭空间内受到热辐射源加热和/或小火焰引燃作用，燃烧释放烟气，在整个测试过程中由光电倍增管实时检测箱内光路透光率的变化，以计算烟密度值。为了在检测高分子材料烟密度的同时，也检测材料的烟毒性，可在烟密度箱顶端安装抽气管路，在烟密度检测结束时立即开始取样，通过管路末端的抽吸泵抽取烟气，从而定性定量分析有毒气体。

高分子材料燃烧产生的有毒气体通常有CO、CO₂、NO_X、SO₂、HCl、HCN、HF和HBr。针对这些气体无机污染物的检测，可使用的分析方法有比色法、非色散红外仪法、电位法、液相离子色谱法或烟气分析仪法等。其中，现今应用于烟密度箱上的比色法和电位法的检测原理为：将比色管和气体吸收瓶置于烟密度箱内，并分别通过连接管在箱外连接着抽吸泵，用抽吸泵抽取一定量的气体，气体分别流向比色管和气体吸收瓶，部分烟气与比色管内的物质接触发生化学反应，根据色柱颜色变化从而计算气体含量，另外还有部分烟气被吸收到气体吸收瓶的吸收液中，后续通过电位法检测溶液从而计算出每一种气体的含量。

烟箱在整个燃烧检测过程中都是处于密闭的，中途不能开启。因此在燃烧测试前，需将气体吸收瓶和比色管提前放入烟箱中，待烟密度测试结束且烟箱内废气排尽才可取出。气体取样时间取决于待测气体类型和分析方法，短约20s，长约5min，而非取样时间短则十几分钟，长则三十几分钟。这就意味着，在非取样时间内，即使没有使用抽吸泵抽取气体，样品燃烧释放的气体也可通过扩散方式从进气口进入吸收瓶和比色管中，部分烟气被吸收到吸收瓶中的吸收液中或者与比色管中的化学物质反应，导致测试结果不够精准，数据偏高，且目前没有方法可对数据修正，材料燃烧产烟量越大结果偏差越大。

比色法和电位法也还存在着其他隐患和难点。隐患：若测试过程中吸收瓶和比色管有异常情况发生，比如烟气颗粒过大，造成进气口堵塞，在烟密度箱内烟气缭绕且昏暗的背景下，很难通过窄小的观察窗发现，从而影响检测结果；难点：烟密度箱内并没有任何可支撑气体吸收瓶的装置，若为吸收瓶专用设计一个支撑架，则妨碍吸收瓶下的燃烧装置的放置；若设计一个支撑杆，将其机械安装在烟箱上，则会破坏烟密度箱内壁的保护涂层及箱壁，影响烟密度箱的使用寿命，对烟密度箱产生难以挽回的破坏。

目前应用于烟箱的不同气体分析法都是使用着不同的检测管路，比如比色法使用连接着比色管的管路，电位法使用连接着气体吸收瓶的管路，烟气分析仪法使用连接着控制指定抽取流速的采样泵的管路，不同分析法之间互不使用同一管路进行分析检测。并且，同一种分析法对应着多种气体检测管路，比如有3个气体使用比色法，因不同的气体使用的比色管不同，这就意味着比色法存在着3条检测管路。无论管路上使用的是哪种分析法或分析哪一种气体，都需连接着流量计和采样泵，并至少有一个开关需要控制。在烟毒性检测的同时，还需兼顾烟密度检测，造成管路繁多、安装繁琐，且多个分析装置仅能摆放在烟密度箱附近，位置摆放固死，操作不方便。

发明内容

本发明所要解决的问题在于现有可使用的气体分析法中，存在的比色法和电位法检测结果偏高、安装难点、可能出现的隐患、管路多和操作不便等问题。通过本发明的测试装置及测试方法，可解决上述问题，并满足客户的不同检测需求。为此，本发明采用以下技术方案。