21.04.2026 by Aileen Sammler
Větší transparentnost při analýze spalovacích plynů: Propojení spektrometru OMEGA 5 FT-IR s kuželovým kalorimetrem NETZSCH TCC 918
Za hranicemi špiček a křivek: Postřehy z praxe od společností NETZSCH a Bruker
Měsíční série blogových příspěvků se společností Bruker Optics – 4. díl: Kombinace kuželové kalorimetrie s plynovou analýzou pomocí FT-IR
Pochopení chování materiálů při požáru je nezbytné pro posouzení bezpečnosti v odvětvích, jako je stavebnictví, doprava, elektronika a veřejná infrastruktura. V těchto prostředích je důležité nejen vědět, jak intenzivně materiál hoří, ale také jaké plyny se při hoření uvolňují.
Větší transparentnost analýzy spalin
Na stránkách NETZSCH TCC 918 Kuželový kalorimetr je osvědčený přístroj pro analýzu chování požáru. Na základě principu spotřeby kyslíku poskytuje klíčové parametry požáru, včetně koncentrace kyslíku, oxidu uhličitého a oxidu uhelnatého, rychlosti uvolňování tepla (HRR), rychlosti produkce kouře (SPR), rychlosti úbytku hmotnosti (MLR), doby do vzplanutí (TOI) a doby do zhasnutí plamene (TOF). Tyto parametry společně popisují požární výkonnost materiálu od zapálení až po zhasnutí plamene a jsou široce používány k modelování reálných požárních scénářů.
V tomto čtvrtém článku našeho seriálu blogů NETZSCH Bruker o propojených analytických technikách se podíváme na to, jak kombinace kuželové kalorimetrie s FT-IR analýzou plynů poskytuje hlubší vhled do procesů hoření a toxických emisí.
Kuželová kalorimetrie: Základ pro analýzu chování při požáru
Při zkoušce kuželovým kalorimetrem je vzorek vystaven definovanému tepelnému toku z kuželového ohřívače, zapálen a za kontrolovaných podmínek hoří. Vzniklé spaliny se odvádějí výfukovým systémem, kde se analyzují za účelem stanovení klíčových parametrů požáru.
Standardní analýza plynů na TCC 918 se zaměřuje na koncentrace O₂, CO a CO₂, které se používají k výpočtu rychlosti uvolňování tepla podle principu spotřeby kyslíku. Rychlost uvolňování tepla je jedním z nejdůležitějších ukazatelů intenzity požáru a potenciálního nebezpečí.
Mezi další výstupy kuželového kalorimetru classic patří:
- Míra produkce kouře (SPR) - indikuje zhoršení viditelnosti a možnou expozici toxickým látkám
- Hmotnostní ztráty (ML) - odrážejí Rozkladná reakceRozkladná reakce je tepelně indukovaná reakce chemické sloučeniny za vzniku pevných a/nebo plynných produktů. rozklad materiálu a tvorbu zbytků
- Čas do vzplanutí (TOI) a čas do zhasnutí plamene (TOF) - popisují časové chování hoření
Tato měření již poskytují komplexní obraz o chování požáru. Neodhalují však plně specifické chemické druhy přítomné ve zplodinách hoření.
Rozšíření testování požárů pomocí FT-IR analýzy plynů
Pro získání hlubšího vhledu do spalovacích procesů lze kuželový kalorimetrNETZSCH TCC 918 spojit s analyzátorem plynů Bruker OMEGA 5 FT-IR.
Propojení je realizováno prostřednictvím vyhřívaného přenosového vedení, které zajišťuje rychlý transport plynu a zabraňuje kondenzaci rozkladných produktů. To umožňuje FT-IR analýzu spalin v reálném čase během experimentu.
FT-IR spektroskopie identifikuje plyny na základě jejich charakteristických infračervených absorpčních spekter. Na rozdíl od mnoha jiných spojovacích technik, které poskytují především kvalitativní nebo semikvantitativní informace, umožňuje FT-IR analyzátor plynů OMEGA 5 přímé a současné kvantitativní stanovení více druhů plynů ve spalovacím proudu.
Kromě standardních spalovacích plynů, jako jsou CO₂, CO a H₂O, tak může systém současně kvantifikovat celou řadu dalších sloučenin, včetně:
- uhlovodíky (např. metan, ethen, ethin)
- halogenové sloučeniny, jako jsou HCl, HBr a HF
- sloučeniny obsahující dusík, jako jsou HCN, NH₃, NO, NO₂ a N₂O
- organické sloučeniny včetně formaldehydu, benzenu a fenolu
- sloučeniny síry, jako je SO₂
Tato schopnost umožňuje výzkumníkům překročit klasické parametry požáru a získat kvantitativní, časově rozlišené informace o toxických a požárně významných druzích plynů, což poskytuje mnohem komplexnější pochopení procesů hoření a chování emisí.
Příklad: Chování polyamidových materiálů při požáru
Pro demonstraci možností tohoto spojeného systému byl v kuželovém kalorimetru testován vzorek textilie PA6 při definovaném tepelném toku.
Data z kuželového kalorimetru classic odhalila typické chování materiálu při požáru, včetně rychlosti uvolňování tepla a rychlosti produkce kouře. Zároveň FT-IR analýza plynů poskytla podrobné informace o složení kouřových plynů vznikajících při hoření.
Mezi zjištěnými plyny byly:
- CO₂ jako hlavní produkt hoření
- H₂O z rozkladu materiálu a příměsí
- CO, který indikuje neúplné spalování
- NO a N₂O pocházející z polymerních struktur obsahujících dusík
- HCN, vysoce toxický plyn, který může inhibovat buněčné dýchání
Současná detekce těchto plynů umožňuje výzkumníkům a inženýrům vyhodnotit nejen intenzitu požáru, ale také toxikologické riziko produktů hoření.
Komplexnější pohled na požární bezpečnost
Zatímco kuželový kalorimetr kvantifikuje tepelné chování materiálu při požáru, analyzátor plynů FT-IR odhaluje chemické složení vznikajících kouřových plynů. Společně umožňují komplexní posouzení materiálů z hlediska chování při požáru, toxických emisí, dodržování bezpečnostních předpisů a vhodnosti pro použití v bezpečnostně kritických aplikacích.
Přečtěte si celou aplikační poznámku zde
Tento článek je čtvrtou částí našeho seriálu blogů, který upozorňuje na výhody kombinace termické a spektroskopické analýzy díky dlouhodobé spolupráci mezi společnostmi NETZSCH a Bruker.
Zůstaňte naladěni! V našem příštím článku se ponoříme hlouběji do zkoumání cementových surovin pomocí STA-FTIR.
Prohlédněte si sérii blogů:
Tento článek uzavírá naši měsíční sérii blogů o analýze plynů pomocí TGA-FT-IR "Za hranicí vrcholů a křivek: NETZSCH a Bruker".
Prohlédněte si celý seriál:
Další informace o našich produktech pro požární testování a technikách spojování
Staňte se odborníkem s našimi bezplatnými e-learningovými kurzy
Všechny základní e-learningové kurzy na NETZSCH jsou zdarma! Obsah vytvářejí naši odborníci na laboratorní metody, kteří se s vámi podělí o své osobní zkušenosti. Využijte flexibilní online vzdělávání, které se plně přizpůsobí vašim vzdělávacím potřebám!