21.04.2026 by Aileen Sammler
المزيد من الشفافية في تحليل غاز الاحتراق: اقتران OMEGA 5 FT-IR على جهاز المسعر المخروطي NETZSCH TCC 918 Cone Calorimeter
ما وراء القمم والمنحنيات: رؤى تطبيقية من NETZSCH وبروكر
سلسلة المدونة الشهرية مع بروكر للبصريات - الجزء 4: الجمع بين المسعر المخروطي المخروطي وتحليل الغازات بالأشعة تحت الحمراء FT-IR
يُعد فهم سلوك المواد أثناء الاحتراق أمرًا ضروريًا لتقييم السلامة في صناعات مثل البناء والنقل والإلكترونيات والبنية التحتية العامة. في هذه البيئات، من المهم ليس فقط معرفة مدى شدة احتراق المواد، ولكن أيضًا معرفة الغازات المنبعثة أثناء الاحتراق.
المزيد من الشفافية في تحليل غازات الاحتراق
المسعر المخروطي NETZSCH TCC 918 المسعر المخروطي هو أداة راسخة لتحليل سلوك الحريق. من خلال تطبيق مبدأ استهلاك الأكسجين، فإنه يوفر بارامترات رئيسية للحريق بما في ذلك تركيزات الأكسجين وثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون، ومعدل إطلاق الحرارة (HRR)، ومعدل إنتاج الدخان (SPR)، ومعدل فقدان الكتلة (MLR)، وزمن الاشتعال (TOI)، وزمن انطفاء اللهب (TOF). تصف هذه البارامترات مجتمعةً أداء النار لمادة ما بدءًا من الاشتعال وحتى انطفاء اللهب وتستخدم على نطاق واسع لنمذجة سيناريوهات الحرائق الحقيقية.
في هذا المقال الرابع من سلسلة مدونات بروكر NETZSCH حول التقنيات التحليلية المقترنة ببعضها البعض، نبحث في كيفية الجمع بين المسعر المخروطي وتحليل الغازات بالأشعة تحت الحمراء FT-IR الذي يوفر رؤى أعمق في عمليات الاحتراق والانبعاثات السامة.
قياس السعرات الحرارية المخروطية: أساس تحليل سلوك الحريق
أثناء اختبار المسعر المخروطي، يتم تعريض عينة لتدفق حراري محدد من مسخن مخروطي، ويتم إشعالها والسماح لها بالاحتراق في ظروف خاضعة للرقابة. تُنقل غازات المداخن الناتجة من خلال نظام عادم حيث يتم تحليلها لتحديد بارامترات الحريق الرئيسية.
يركز التحليل القياسي للغازات في TCC 918 على تركيزات O₂ وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون والتي تستخدم لحساب معدل إطلاق الحرارة وفقًا لمبدأ استهلاك الأكسجين. يُعد معدل إطلاق الحرارة أحد أهم مؤشرات شدة الحريق والخطر المحتمل.
تشمل مخرجات المسعر المخروطي classic الأخرى ما يلي:
- معدل إنتاج الدخان (SPR) - يشير إلى ضعف الرؤية واحتمال التعرض للسموم
- الفقد الكتلي (ML) - يعكس تدهور المواد وتكوين المخلفات
- وقت الاشتعال (TOI)ووقت انطفاء اللهب (TOF) - يصف السلوك الزمني للاحتراق
توفر هذه القياسات بالفعل صورة شاملة لسلوك الحريق. ومع ذلك، فهي لا تكشف بالكامل عن الأنواع الكيميائية المحددة الموجودة في غازات الاحتراق.
توسيع نطاق اختبار الحرائق باستخدام تحليل الغازات بالأشعة تحت الحمراء FT-IR
وللحصول على رؤية أعمق لعمليات الاحتراق، يمكن اقتران المسعر المخروطيNETZSCH TCC 918 مع محلل الغازات Bruker OMEGA 5 FT-IR.
يتم تحقيق الاتصال عبر خط نقل ساخن، مما يضمن النقل السريع للغاز ويمنع تكثف نواتج التحلل. ويتيح ذلك تحليل غازات الاحتراق بالأشعة تحت الحمراء FT-IR في الوقت الفعلي لغازات الاحتراق أثناء التجربة.
ويحدد التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء FT-IR الغازات بناءً على أطياف الامتصاص المميزة للأشعة تحت الحمراء. وعلى النقيض من العديد من تقنيات الاقتران الأخرى التي توفر في المقام الأول معلومات نوعية أو شبه كمية، يتيح محلل الغازات بالأشعة تحت الحمراء للأشعة تحت الحمراء في أوميغا 5 التحديد الكمي المباشر والمتزامن لأنواع الغازات المتعددة في تيار الاحتراق.
وبالإضافة إلى غازات الاحتراق القياسية مثل CO₂، وثاني أكسيد الكربون، وH₂O↩O، يمكن للنظام بالتالي تحديد كمية مجموعة واسعة من المركبات الإضافية في وقت واحد، بما في ذلك:
- الهيدروكربونات (مثل الميثان والإيثين والإيثين)
- مركبات الهالوجين مثل HCl وHBr وHF
- الأنواع المحتوية على النيتروجين مثل HCN وNH₃ وNH₃ وNO₂ وNO₂ وN₂O↩
- المركبات العضوية بما في ذلك الفورمالديهايد والبنزين والفينول
- المركبات الكبريتية مثل SO₂
تسمح هذه الإمكانية للباحثين بتجاوز المعلمات الكلاسيكية للحريق والحصول على معلومات كمية ومحللة زمنيًا عن أنواع الغازات السامة وذات الصلة بالحريق، مما يوفر فهمًا أكثر شمولاً لعمليات الاحتراق وسلوك الانبعاثات.
مثال: السلوك الناري لمواد البولي أميد
ولإثبات قدرات هذا النظام المقترن، تم اختبار عينة من نسيج PA6 في المسعر المخروطي تحت تدفق حراري محدد.
وقد كشفت بيانات المسعر المخروطي classic عن السلوك النموذجي للمادة في حالة الحريق، بما في ذلك معدل إطلاق الحرارة ومعدل إنتاج الدخان. في الوقت نفسه، قدم تحليل الغازات بالأشعة تحت الحمراء FT-IR معلومات مفصلة عن تركيب غازات الدخان المتولدة أثناء الاحتراق.
ومن بين الغازات المكتشفة
- CO₂ كمنتج الاحتراق الرئيسي
- H₂O من المواد والتحلل المضاف
- ثاني أكسيد الكربون، مما يشير إلى احتراق غير كامل
- أكسيد النيتروجين وأكسيد النيتروجين الناشئ من هياكل البوليمر المحتوية على النيتروجين
- HCN، وهو غاز شديد السمية يمكن أن يثبط التنفس الخلوي
يسمح الكشف المتزامن عن هذه الغازات للباحثين والمهندسين بتقييم ليس فقط شدة الحريق، ولكن أيضًا المخاطر السمية لنواتج الاحتراق.
نظرة أكثر اكتمالاً للسلامة من الحرائق
في حين أن المسعر المخروطي يقيس سلوك الحريق الحراري للمادة، يكشف محلل الغازات بالأشعة تحت الحمراء FT-IR عن التركيب الكيميائي لغازات الدخان الناتجة. ويتيح الجهازان معًا إجراء تقييم شامل للمواد فيما يتعلق بسلوك الحرائق والانبعاثات السامة والامتثال للوائح السلامة وملاءمتها للتطبيقات الحرجة للسلامة.
اقرأ مذكرة التطبيق الكاملة هنا
هذا المقال هو الجزء الرابع من سلسلة مدوناتنا التي تسلط الضوء على فوائد الجمع بين التحليل الحراري والتحليل الطيفي من خلال التعاون طويل الأمد بين NETZSCH وBruker.
ترقبوا معنا! سوف يتعمق مقالنا التالي في دراسة المواد الخام للأسمنت بواسطة STA-FTIR.
راجع سلسلة المدونة:
تختتم هذه المقالة سلسلة المدونات الشهرية الخاصة بنا حول تحليل الغازات المتطور باستخدام TGA-FT-IR "ما وراء القمم والمنحنيات: رؤى تطبيقية من NETZSCH وبروكر".
راجع السلسلة الكاملة. راجع السلسلة الكاملة:
تعرّف على المزيد عن منتجاتنا لاختبار الحرائق وتقنيات الاقتران
كن خبيراً مع دوراتنا التعليمية الإلكترونية المجانية
جميع دورات التعلم الإلكتروني الأساسية NETZSCH مجانية! يتم إنشاء المحتوى من قِبل خبراء طريقة المختبر لدينا، الذين يشاركون خبراتهم الشخصية معك. استفد من التعلُّم المرن عبر الإنترنت الذي يتسم بالمرونة والمُكيَّف بالكامل مع احتياجاتك التدريبية!