火焰燃烧试验仪

前 言：众所周知，自从原子吸收光谱仪问世以来，最早的原子化器就是火焰燃烧器，到目前为止，该类型原子化器仍然被广泛地应用于原子吸收光谱仪上。由于火焰燃烧器的原子化温度低相对石墨炉而言较低，加之待测元素的基态原子在火焰的检测区域停留的时间短暂且密度较分散，所以测试灵敏度较低。为此，如何将燃烧器调整到最佳状态就显得尤为重要了。但是，根据我多年的工作经验得知，许多仪器的使用者对于燃烧器的工作原理、雾化效率和最佳位置的调整不太了解，甚至可以说是知之甚少。在实际操作中，基本就是按照届时仪器的状态来测试，从未对于燃烧器的状态给予正确的调整，为此今就该题目发表一下我多年的燃烧器的调整维护心得，以飨版友。一、火焰燃烧器的结构：火焰燃烧器基本是由：喷雾器、撞击球、雾化室和燃烧头组合而成的；结构示意图和几款代表机型的外观图如下所示：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015070711372967_01_1602290_3.jpg图-1 燃烧器结构示意图http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015070711381072_01_1602290_3.jpg 图-2 几款代表机型燃烧器的外观图二、样品提升量的检查：样品提升量的大小是直接影响火焰吸光值高低的重要因素之一。大多数操作者平时是不太注意这个量值的，只有到了明显感到灵敏度下降了时，才会想起来检测样品的提升量。样品提升量的物理意义：就是每分钟喷雾器可以吸入多少毫升的样品。这个检测步骤很简单：燃烧器点火后将进样毛细管插入一只盛满10毫升去离子水的量筒，并开始计时。一分钟到时后，马上撤出毛细管并记下剩余液面的刻度；用10毫升初始体积量减去剩余的液量体积量就是样品提升量。例如图-3的例子中10毫升的水被喷雾器吸入一分钟后还剩余4毫升的水，那么该燃烧器的提升量就是：10mL－4mL=6mL。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015070711394746_01_1602290_3.jpg图-3 检查样品的提升量值得注意的是：不同的仪器的样品提升量是不同的。这个提升量的范围一般在仪器使用手册中均会给出。如果没有给出，则要在正常的仪器上实际测试后记录备案，以作为今后检查样品提升量的参考依据。 影响样品提升量的因素主要有二个：（1）首先是助燃气的流量是否满足仪器的设计要求，例如图-3 仪器的助燃气的流量就是6L/min；（2）其次就是喷雾器的状态是否正常，如果喷雾器的毛细管或者出气环被异物堵塞，即便助燃气的供给正常也会降低提升量的。三、雾化效率的确认： 燃烧器的另一个重要指标就是雾化效率。对于这个技术指标我主观估计至少有一半人不了解或者概念模糊。所谓的雾化效率简单地讲就是已经转换为气溶胶的样品量与喷雾器吸入的样品量之间的百分比值。这个比值越大，说明雾化效率越高。传统的雾化效率的检查过程如图-4所示：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015070711442081_01_1602290_3.jpg图-4 传统的雾化效率检查在上图中，燃烧器点火后吸入10毫升的去离子水（不限时，吸净为止），同时用另一个量筒置于燃烧器的废液排放口处（例如图-4 中的水封处）来承接排出的废液。最后用总的吸入量减去排出的废液量后再除以吸入量则为雾化效率；其计算公式为：（吸入量—废液量）÷吸入量×100/100。例如图-4中的废液量为7毫升，那么雾化效率的计算结果为：（10-7）÷10×100/100=30/100=30%。但是有些操作者则往往将上面所提到的样品提升量误认为就是雾化效率，这明显的是将二者概念混淆一谈了。雾化效率的高低取决于最终进入到火焰中的样品气溶胶颗粒总数的多少，而影响气溶胶颗粒的多少的因素又有哪些呢？（1）样品的提升量的多少？对于同一台仪器而言，在相同的单位时间内，吸入的样品越多，有可能形成气溶胶的颗粒也就会越多，这是一个不争的事实。（2）严格地讲，在燃烧器中真正让样品由溶液转变为气溶胶的部件就是通过喷雾器（喷嘴）与撞击球（撞散球）组成的雾化器来完成的。那么喷雾器毛细管的出口与撞击球的垂直对位切点是否为撞击球直径的一端就显得尤为重要了。雾化过程见图-5所示：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015070711452575_01_1602290_3.jpg图-5 液体样品转换为气溶胶的过程示意图从上图不难看出，左侧对位正确的雾化器的雾化效率要优于右侧的对位偏离的雾化器的雾化效率。为了确保喷雾器与撞击球的正确对位，以前那种老式的可调式雾化器基本已经淡出市场了；目前绝大部分仪器的雾化器已经采用喷雾器与撞击球二者一体化的结构了。所不同的是撞击球和喷雾器的材质不同而已。严格地讲，这种玻璃材质一体化的雾化器的撞击球还可以通过转动微调来达到最佳的位置。如图-6所示：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015070711462767_01_1602290_3.jpg图-6 两种材质不同的一体化雾化器当然了，也有喷雾器与撞击球虽然是固定对位的但是二者也可随意分离的雾化器；这样设计的优点是便于清洗和单独购买二者其一被损坏的配件。这种结构的雾化器见图-7所示：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015070711474254_01_1602290_3.jpg图-7 分体固定雾化器（3）当喷雾器毛细管出口破损时，所喷出的液雾则会偏离毛细管与撞击球的垂直切点，从而减少了气溶胶颗粒的总数，自然也就影响到了雾化效率。这种喷雾器毛细管受损的情况以玻璃喷雾器的几率最大；因为玻璃喷雾器内衬毛细管壁非常薄非常脆，尤其是使用通丝清通管腔时，稍不留意就会损伤毛细管出口，这就是玻璃雾化器的一个先天的短板。但是即便是铂金材料的毛细管，如果用通丝清通管腔时手法不正确，同样可以损坏毛细管的出口，而造成液雾偏离撞击球的垂直切点；如图-8所示：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015070711514383_01_1602290_3.jpg图-8 两种喷雾器喷射状态的对比（4）撞击球表面不光洁造成产生气溶胶颗粒总数的减少。由于这个道理很简单，就不做过多的赘述了。目前国内外原吸撞击球的制作材料而言不外乎三种：一种是最常见的玻璃材料；另一种就是特氟龙（聚四氟乙烯）材料，还有一种就是石英材料的。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015070711534100_01_1602290_3.jpg图-9 玻璃材料和特氟龙材料撞击球上述两种材料的撞击球各有优缺点。玻璃球体的优点是：表面硬度和光洁度较高。缺点是：质地较脆易破损且不耐氢氟酸。特氟龙球体的优点是：不易破损耐氢氟酸。缺点是：因长期受液雾喷射表面容易变毛糙。无论是何种材料的撞击球只要是表面不光洁或者受到污染，均不会得到较高的雾化效率。图-10便是受到样品污染的撞击球的外观图：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015070711543431_01_1602290_3.jpg图-10 受到污染的撞击球（5）由于雾化室内壁的不洁净致使已经形成的气溶胶在喷向燃烧头的过程中产生“挂壁”现象。在这种情况下，即便雾化器的状态再好，产生的气溶胶颗粒再多，由于雾化室内壁的不光洁，造成一部分气溶胶挂壁而转变为大滴的液珠成为废液。这种情况的雾化室见图-11所示：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015070711564624_01_1602290_3.jpg图-11 内壁结垢的雾化室（6）不洁的燃烧缝造成气溶胶不能完全进入火焰中变为基态原子。燃烧头是燃烧器的最后一个关口，它承担着将雾化器产生的气溶胶在火焰中转换为基态原子的任务。既然如此，燃烧头上的燃烧缝更是重中之重。大家知道，朗伯—比尔定律Abs＝K C L中的L就是燃烧缝的长度。如果燃烧缝因样品堵塞而造成总长度变短或者宽度变窄的话，其雾化效率也会变差。这种燃烧缝不洁的燃烧头如下图-12所示：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015070711574392_01_1602290_3.jpg图-

燃烧头清理后 装上点火 火焰不稳定 是什么原因造成的呢 求解!![img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/06/201806192159326574_1502_3428104_3.jpeg[/img]

[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收[/color][/url]分光度计中火焰的燃烧速度怎样定义的？[img=,690,334]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/05/201705211509_01_1626275_3.jpg[/img]

[align=center]材料室-畅团民[/align][b]一：引言[/b] 时代在跨越，科技在进步，电能和信息当今社会是发展的两大支柱，人们对电能的认识从最初的感知到目前视电如柴米油盐的地步，21世纪是信息时代，人们对事物分析，规划，发展，决策等都取决于信息，因此电能和信息的传递就至关重要，电线电缆正是输送它们的桥梁，电线电缆质量优劣直接作用其作用的发挥，考究电线电缆某些特性就成了检测电线电缆必不可少的环节。[b]二：目的[/b]电线电缆在使用过程中由于发生短路或接触火种等，有可能使绝缘或护套发热引起燃烧，在严格的场合中，火焰应不蔓延，在一定时间内和一定长度上，应自行熄灭，这种情况称为不延燃，阻燃合格电缆应具备此功能，否则，将引起严重后果，因此检验电线电缆燃烧性能就成重中之重，垂直燃烧试验仪是检测单根电线电缆不延燃的最佳设备，该仪器使用频率高，运用范围广，操作简单，稳定可靠，成为检验人员不可缺得的检验利器。下面就河南奇瑞电线电缆检测设备公司生产的RS-II型垂直燃烧试验仪的应用和大家做一探讨：[b]三：仪器简介[/b]1.仪器名称和型号名称：垂直燃烧试验仪型号：RS-II2.仪器结构：A.空气压缩机气源，丙烷气源（95%纯度）如下图所示：[align=center][img=,601,445]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910211353379127_9019_3232436_3.jpg!w601x445.jpg[/img][img=,602,446]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910211353515437_1526_3232436_3.jpg!w602x446.jpg[/img][/align]B,标准通风柜（上部排气系统能顺利将有害气体排出）如下图所示：[align=center][img=,690,511]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910211354137459_4966_3232436_3.jpg!w690x511.jpg[/img][/align]C. 标准通风柜内的燃烧试验箱（燃烧室和控制部分，控制部分有空气燃气流量控制，燃烧时间，控制电源控制组成；燃烧部分由燃烧喷灯和放置试样的燃烧室组成）如下图所示：[align=center][img=,690,931]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910211354574897_430_3232436_3.jpg!w690x931.jpg[/img][img=,624,832]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910211355064117_5512_3232436_3.jpg!w624x832.jpg[/img][/align]D.连接空气气源，丙烷气源的气管（能承受一定压力）和仪器使用电源：3.仪器参数： A.燃气喷灯标准功率：1KWB.供火时间:1秒（s）-99分（min））99秒（s）C.电源条件：AC220V±10% 50HzD.燃烧室尺寸：高1200cm 宽300cm 深450cm4.仪器控制系统：单片机控制系统[b]四:原理，适应范围与满足标准[/b]1.工作原理：空气和燃气在火焰喷灯上混合燃烧，对垂直悬挂的电线电缆试样进行燃烧试验，系统以单片机控制系统为核心，单片机控制气阀打开，自动控制电子点火器点燃喷灯，通过伺服电机控制火焰喷灯的喷火方向，并和时间继电器一起控制气阀的开通与关闭。2. 适应范围：A: 单根聚氯乙烯绝缘电线火焰垂直燃烧。B：单根聚氯乙烯护套电缆火焰垂直燃烧。C：自熄性低烟无卤阻燃聚烯烃绝缘和护套电线电缆垂直燃烧。D:105℃低烟无卤阻燃聚烯烃辐照绝缘电线电缆垂直燃烧。3.符合标准：RS-II型垂直燃烧试验仪满足A:GB/T12666-2008« 单根电线电缆燃烧试验方法第一部分：垂至燃烧试验» 。B:GB/T18380.11-2008/IEC60332-1-1.2004« 电缆和光缆在火焰条件下燃烧试验第11部分：单根电线电缆火焰垂直蔓延试验-试验装置» 。C:GB/T18380.12-2008/IEC60332-1-2.2004« 电缆和光缆在火焰条件下燃烧试验第12部分：单根电线电缆火焰垂直蔓延试验-1KW预混合型火焰试验方法» 。[b]五 ：应用与操作[/b]1. 供气导通：燃气灌，空气压缩机出口接调压阀，以使燃气和空气压力可调至0.1MPa.2：气体压力调节A:将空气调节阀调至最小位置（避免压力过大气管无法承受）打开电源给压缩机供电启动，等气瓶充满后，电动机自动关闭，打开气阀，再调节调压阀至输出压力约0.1MPa.B:打开燃气阀开关，调节减压阀至中央位置。3.流量调节 调节控制箱空气和燃气按钮至中间位置，给支箱体加电，打开面板开关，按调试按键，此时喷灯自动点火，反复调节空气和燃气旋钮，是空气流量在10±0.5L/min范围内,燃气流量在650±30ml/min范围内.2. 火焰高度与强度控制 当燃气和空气流量调节自动点火产生火焰时，用火焰测量尺对所产生的火焰高度进行测量，使其产生的火焰蓝色内锥提高度为50-60mm.外焰为170-190mm，并用火焰强度测试仪及热电偶测试其强度，观察热电偶从10℃-700℃所需要时间40-50秒，如不满足火焰高度或强度要求，调试空气和燃气比例，直至达到标准要求。3. 喷灯位置A. 蓝色火焰内锥的尖端正好触试样表面.B. 接触点距离水平的上支架下缘（475±5）mm处，C. 同时喷灯与试样的垂直轴线成（45±2）度。4. 供火时间与要求：A:供火要求：供火应连续，燃烧过程中不应间断，B 供火时间：根据试样直径确定，符合下列规定:供火时间 [table=568][tr][td]试样外径/mm[/td][td]供火时间/s[/td][/tr][tr][td] [align=center]D≤25[/align] [/td][td] [align=center]60±2[/align] [/td][/tr][tr][td]2575[/align] [/td][td] [align=center]480±2[/align] [/td][/tr][/table]5. 试验A:试样的长度：试样应是（600±25）mmB:试样处理：实验前所有试样应在（23±5）℃，湿度为（50±20）%的条件下处理至少16hC:试样安装：依照标准要求，把已经过温度处理，较直且长度为（600±25）mm的试样用铜丝垂直绑扎于试验箱金属罩两个水平支架上。固定的试样两个水平支架的上支架下缘和下支架下缘之间距离为（550±5）mm，试样下端距离金属罩底面约50mm,试样垂直轴线在金属罩中间，距离侧面150mm,背面225mm. D:燃烧：在调试好燃气，空气流量，火焰高度，强度，喷灯位置，燃烧时间符合要求后，启动开始按钮，关闭金属罩门进行试样燃烧试验，燃烧过程中，火焰不能偏离试样且中途不得熄灭，直至到规定供火时间。燃烧完成后。喷灯断气熄火，且自动复位，实验接束。如下图燃烧过程图片：[align=center][img=,484,646]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910211355549581_831_3232436_3.jpg!w484x646.jpg[/img][img=,511,681]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/10/201910211356043860_2879_3232436_3.jpg!w511x681.jpg[/img][/align][b]六：试验结果评价[/b]1. 碳化起始点规定:用锋利物体如小刀刀刃按压试样表面部，如果弹性表面在某部点变为脆化（粉化），则表明该点就是炭化部分起始点。2. 碳化距离测量：所有燃烧停止后，擦净试样，测量上支架下缘与炭化部分上起始点之间距离和上支架下缘与炭化部分下起始点之间距离，精确至mm.3. 评定要求 在产品没有给定特定性能要求时，燃烧结果满足以下要求A:上支架下缘和碳化起始点之间距离大于50mm，则认为电线电缆通过本次试验B:如果燃烧向下延伸至距离上支架下缘大于540mm时，应判为不合格，并进行两次复检，如果两次复检均通过，则认为电线电缆通过本次试验[b]七：RS-II型垂直燃烧试验仪操作注意事项[/b]1. 使用前检查电源电压是否为220V，气管有无漏气，确认无误后方可进行试验。2. 火焰高度和强度按标准要求试验，否则结果可能形成误判。3. 试验结束后应切断电源和关闭气阀，确认燃烧物完全无火，避免出现不安全因素。4. 燃烧结束后打开通风过排气系统，将有害气体排除室外，确保试验环境。[b]八：RS-II型垂直燃烧试验仪应用心得分享[/b]1. 试样预处理方面：实验验人员往往疏忽再进行试验时，试样要在要求的环境条件下处理规定的时间，影响测试结果的偏离。2. 喷灯火焰高度和强度方面：在进行燃烧前火焰调试时，不能一味认为当流量在要求范围时，火焰高度和强度就符合要求，只有每次燃烧时空气和燃气流量在要求范围且配比适合才能到火焰规定，并要用专门测试仪器测试并确认，当不符合时，反复调节气体流量，直至符合。3. 碳化起始点的确定：不能盲目认为延烧伸燃烧的位置就是碳化起始点。碳化起始点指的是弹性表面在某处变为脆化性（粉化），则表明该处为碳化起始点。[b]九：总结[/b] 仪器使用要遵循人和仪器相融合的原则，检验员要充分了解仪器，在实践中总结经验，结合理论，精益求精，剔除影响操作和结果不利因素，多操作，勤练习，试验时将会手到擒来，得出准确的试验结果。以上就是本人对RS-II型垂直燃烧试验仪应用探究，望大家多做评论，提出宝贵意见，共同进步！--END