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Calorimètre à cône

ISO 5660, ASTM E 1354, ASTM E 1474, ASTM E 1740, ASTM F 1550, ASTM D 6113, NFPA 264, CAN ULC 135, BS 476 Partie 15

Le calorimètre à cône est l'instrument de petite taille le plus important dans le secteur de l'essai au feu.

Le dégagement de chaleur est la mesure clé requise pour évaluer le développement de l'incendie de matériaux et de produits. Traditionnellement, il a été très difficile à mesurer et plus récemment l'essai industriel d'éléments (par ex. d'ameublement) a été rendu possible en brûlant ces articles et en mesurant le dégagement de chaleur qui se développe à l'aide d'une technique appelée calorimétrie d'appauvrissement en oxygène.

Au début des années 1980, les travailleurs de NIST (anciennement NBS), aux États-Unis ont décidé de produire un essai amélioré de dégagement de chaleur à petite échelle, capable de surmonter les lacunes des essais existants de dégagement de chaleur à petite échelle qui se basaient sur la mesure de l'enthalpie évacuée des systèmes clos. La calorimétrie d'appauvrissement en oxygène a été identifiée comme la meilleure méthode de mesure. Elle se base sur l'observation empirique selon laquelle le dégagement de chaleur des matériaux en combustion est directement proportionnel à la quantité d'oxygène utilisée lors du processus de combustion. L'instrument s'appelait le calorimètre à cône. Ce nom fut dérivé de la forme de l'appareil de chauffage conique tronqué utilisé pour irradier l'échantillon avec des flux pouvant aller jusqu'à 100 kW/m2 lors de l'essai.

Le calorimètre à cône FTT a été produit pour répondre à toutes les normes existantes (y compris ISO 5660, ASTM E 1354, ASTM E 1474, ASTM E 1740, ASTM F 1550, ASTM D 6113, NFPA 264, CAN ULC 135 et BS 476 Partie 15) et peut aussi être acheté sous forme modulaire, de telle manière que les laboratoires particulièrement intéressés par le dégagement de chaleur, la perte massique, la production de fumée, etc. peuvent initialement acheter les parties dont ils ont besoin et ajouter plus tard d'autres instruments dans les mêmes armoires afin d'obtenir un instrument aux caractéristiques complètes. C'est l'un des avantages du calorimètre à cône FTT.

Un système complet consiste en :

  • Appareil de chauffage conique : enroulé sous la forme d'un cône tronqué, d'une valeur nominale de 5000 W à 230 V avec une puissance calorifique de 100 kW/m2.
  • Installation pour les essais sur échantillons orientés horizontalement ou verticalement
  • Contrôle de la température grâce à l'utilisation de 3 thermocouples de type K et d'un contrôleur de température de 3 termes (PID).
  • Mécanisme d'obturation fendu : protège la zone de l'échantillon avant l'essai. Ceci garantit que la mesure de masse initiale est stable et que l'opérateur dispose de temps supplémentaire pour les vérifications du système avant de démarrer le test. Ce temps supplémentaire est très important pour les échantillons facilement inflammables, qui s'enflamment souvent prématurément si un mécanisme d'obturation n'est pas utilisé.
  • Porte-préparations – pour échantillons de 100 mm x 100 mm jusqu'à 50 mm d'épaisseur orientés horizontalement et verticalement.
  • Cellule de chargement – les mesures de masse sont effectuées à l'aide d'une cellule de chargement à jauge de contrainte d'une précision de 0,01 g. Équipée d'une fonction de tare électronique rapide et de butées mécanique pour éviter des dommages dus au mouvement, fournir des résultats stables et une longue vie utile.
  • Allumage par étincelle – par générateur d'étincelle de 10 kV équipé d'un appareil d'extinction de sécurité. L'allumeur est positionné automatiquement par un levier lié au mécanisme d'obturation.
  • Système d'échappement – fabriqué en acier inoxydable pour une longue durée de vie. Il comprend la hotte, la sonde annulaire d'échantillonnage du gaz, le ventilateur d'évacuation (avec contrôles du flux réglable de 0 à 50g/s, avec une résolution d'au moins 0,1g/s) et une mesure du flux du diaphragme (thermocouple et transducteur de pression différentiel). Fonctionnement normal à un flux nominal de 24 l/s.
  • Échantillonnage de gaz – comprend des filtres à particules, d'un piège à froid réfrigéré, d'une pompe, de colonnes de dessication et un réglage du débit.
  • Analyse de l'oxygène – analyseur d'oxygène paramagnétique, d'une plage de 0 à 25% et avec des performances conformes aux normes.
  • Obscurcissement dû à la fumée – mesurée avec un système laser, utilisant des photodiodes, et d'un laser à hélium-néon de 0,5 mW, avec photodétecteurs principaux et de référence (de compensation). Livré avec berceau d'alignement et filtres de densité neutres 0,3, 0,8 pour l'étalonnage.
  • Fluxmètre thermique – pour le réglage du niveau de densité du flux de rayonnement à la surface des échantillons.
  • Brûleur d'étalonnage – pour calibrer le taux de dégagement de chaleur mesuré par l'appareil en utilisant du méthane pur à 99,5 %.
  • Acquisition des données – Acquisition des données/Unité de commutation Agilent avec porte-cartes à 3 fentes et multimètre numérique interne 6 ½ digits (22 bits) permettant jusqu'à 120 mesures à simple graduation ou 48 mesures à double graduation. Fréquence de balayage jusqu'à 250 canaux/s disponible avec 115k bauds RS232 et interface PCI GPIB de série. Toutes les lectures sont automatiquement horodatées et peuvent être enregistrées dans une mémoire non volatile de 50 000 lectures.
  • Logiciel FTT ConeCalc – disponible en plusieurs langues y compris l'anglais, le français, l'allemand, l'espagnol et le japonais. L'interface utilisateur est un système basé sur Microsoft Windows avec actions par bouton poussoir convivial et champs de saisie des données standard Windows, sélecteurs de liste déroulante, cases à cocher et commutateurs pouvant :
    • Afficher le statut de l'instrument
    • Étalonner l'instrument et stocker les résultats d'étalonnage
    • Collecter les données générées en cours d'essai
    • Calculer les paramètres requis
    • Présenter les résultats d'une manière approuvée par les normes
    • Calculer la moyenne des multiples essais
    • Exporter les données dans le système FDMS (Fire Data Management System – système de gestion des données d'incendie) : format utilisé par la plupart des laboratoires d'Europe et des États-Unis pour partager les données entre les laboratoires avec des calorimètres différents.
    • Exporter le fichier pour des fichiers CSV (variables séparées par des virgules) pour le transfert rapide vers les feuilles de calcul.

Options

  • Dioxyde de carbone & monoxyde de carbone - Analyseurs de gaz non dispersifs dans l'infrarouge (NDIR) disponibles en option.
  • Chlorure d'hydrogène - lignes d'alimentation chauffées et analyseur de gaz.
  • Module d'atmosphère contrôlée - pour l'analyse d'échantillon à faible niveau d'oxygène.
  • Calorimètre de perte massique
  • Système d'essai de toxicité FTIR
  • Portes de protection - pour protéger l'opérateur de la fumée générée par des échantillons dangereux. Les portes laissent passer un afflux d'air normal depuis le bas pour une ventilation naturelle de la zone testée et l'entrée de l'air de test. Les portes de protection ferment les trois côtés de la zone de test, un panneau en acier couvre l'arrière, l'échappement couvre le haut, et le plancher de la zone de test couvre la base.

 

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