21.04.2026 by Aileen Sammler
Większa przejrzystość w analizie gazów spalinowych: OMEGA 5 FT-IR Coupling na kalorymetrze stożkowym NETZSCH TCC 918
Poza szczytami i krzywymi: Spostrzeżenia dotyczące zastosowań według NETZSCH i Bruker
Miesięczna seria blogów z Bruker Optics - część 4: Łączenie kalorymetrii stożkowej z analizą gazów FT-IR
Zrozumienie zachowania materiałów podczas pożaru ma zasadnicze znaczenie dla oceny bezpieczeństwa w branżach takich jak budownictwo, transport, elektronika i infrastruktura publiczna. W tych środowiskach ważne jest nie tylko to, jak intensywnie pali się materiał, ale także jakie gazy są uwalniane podczas spalania.
Większa przejrzystość w analizie gazów spalinowych
Kalorymetr stożkowy NETZSCH TCC 918 Kalorymetr stożkowy jest dobrze znanym urządzeniem do analizy zachowania pożaru. Stosując zasadę zużycia tlenu, zapewnia kluczowe parametry pożaru, w tym stężenie tlenu, dwutlenku węgla i tlenku węgla, szybkość wydzielania ciepła (HRR), szybkość wytwarzania dymu (SPR), szybkość utraty masy (MLR), czas do zapłonu (TOI) i czas do zgaśnięcia płomienia (TOF). Łącznie parametry te opisują właściwości pożarowe materiału od zapłonu do zgaśnięcia płomienia i są szeroko stosowane do modelowania rzeczywistych scenariuszy pożarowych.
W tym czwartym artykule z naszej serii blogów NETZSCH Bruker na temat sprzężonych technik analitycznych, przyglądamy się, w jaki sposób połączenie kalorymetrii stożkowej z analizą gazów FT-IR zapewnia głębszy wgląd w procesy spalania i emisje toksyczne.
Kalorymetria stożkowa: Podstawa analizy zachowania podczas pożaru
Podczas testu kalorymetru stożkowego próbka jest wystawiana na działanie określonego strumienia ciepła z grzejnika stożkowego, zapalana i poddawana spalaniu w kontrolowanych warunkach. Powstałe gazy spalinowe są transportowane przez układ wydechowy, gdzie są analizowane w celu określenia kluczowych parametrów pożaru.
Standardowa analiza gazów w TCC 918 koncentruje się na stężeniach O₂, CO i CO₂, które są wykorzystywane do obliczania szybkości uwalniania ciepła zgodnie z zasadą zużycia tlenu. Szybkość wydzielania ciepła jest jednym z najważniejszych wskaźników intensywności pożaru i potencjalnego zagrożenia.
Inne dane wyjściowe kalorymetru stożkowego classic obejmują:
- Szybkość wytwarzania dymu (SPR) - wskazująca na pogorszenie widoczności i możliwe narażenie na działanie substancji toksycznych
- Utrata masy (ML) - odzwierciedlająca degradację materiału i tworzenie się pozostałości
- Czas do zapłonu (TOI) i czas do zgaśnięcia płomienia (TOF) - opisujące czasowe zachowanie spalania
Pomiary te zapewniają już kompleksowy obraz zachowania ognia. Nie ujawniają one jednak w pełni konkretnych gatunków chemicznych obecnych w gazach spalinowych.
Rozszerzenie testów ogniowych o analizę gazów FT-IR
Aby uzyskać głębszy wgląd w procesy spalania, kalorymetr stożkowyNETZSCH TCC 918 można połączyć z analizatorem gazów Bruker OMEGA 5 FT-IR.
Połączenie jest realizowane za pomocą podgrzewanej linii przesyłowej, zapewniającej szybki transport gazu i zapobiegającej kondensacji produktów rozkładu. Umożliwia to analizę FT-IR gazów spalinowych w czasie rzeczywistym podczas eksperymentu.
Spektroskopia FT-IR identyfikuje gazy na podstawie ich charakterystycznych widm absorpcji w podczerwieni. W przeciwieństwie do wielu innych technik sprzęgania, które dostarczają przede wszystkim informacji jakościowych lub półilościowych, analizator gazu OMEGA 5 FT-IR umożliwia bezpośrednie i jednoczesne ilościowe oznaczanie wielu gatunków gazów w strumieniu spalania.
Oprócz standardowych gazów spalinowych, takich jak CO₂, CO i H₂O, system może zatem jednocześnie oznaczać ilościowo szeroką gamę dodatkowych związków, w tym:
- węglowodory (np. metan, eten, etyn)
- związki halogenowe, takie jak HCl, HBr i HF
- związki zawierające azot, takie jak HCN, NH₃, NO, NO₂ i N₂O
- związki organiczne, w tym formaldehyd, benzen i fenol
- związki siarki, takie jak SO₂
Zdolność ta pozwala badaczom wyjść poza klasyczne parametry pożaru i uzyskać ilościowe, czasowo-rozdzielcze informacje na temat toksycznych i istotnych dla pożaru gatunków gazów, zapewniając znacznie bardziej kompleksowe zrozumienie procesów spalania i zachowania emisji.
Przykład: Zachowanie materiałów poliamidowych podczas pożaru
Aby zademonstrować możliwości tego sprzężonego systemu, próbka tekstylna PA6 została przetestowana w kalorymetrze stożkowym pod określonym strumieniem ciepła.
Dane z kalorymetru stożkowego classic ujawniły typowe zachowanie materiału podczas pożaru, w tym szybkość wydzielania ciepła i szybkość wytwarzania dymu. Jednocześnie analiza gazowa FT-IR dostarczyła szczegółowych informacji na temat składu gazów dymowych generowanych podczas spalania.
Wśród wykrytych gazów znalazły się:
- CO₂ jako główny produkt spalania
- H₂O z rozkładu materiału i dodatków
- CO, wskazujący na niepełne spalanie
- NO i N₂O pochodzące ze struktur polimerowych zawierających azot
- HCN, wysoce toksyczny gaz, który może hamować oddychanie komórkowe
Jednoczesne wykrywanie tych gazów pozwala badaczom i inżynierom ocenić nie tylko intensywność pożaru, ale także ryzyko toksykologiczne produktów spalania.
Pełniejsze spojrzenie na bezpieczeństwo przeciwpożarowe
Podczas gdy kalorymetr stożkowy kwantyfikuje zachowanie materiału podczas pożaru, analizator gazów FT-IR ujawnia skład chemiczny powstających gazów dymnych. Wspólnie umożliwiają one kompleksową ocenę materiałów pod kątem zachowania podczas pożaru, emisji substancji toksycznych, zgodności z przepisami bezpieczeństwa i przydatności do zastosowań o krytycznym znaczeniu dla bezpieczeństwa.
Pełną notę aplikacyjną można przeczytać tutaj
Ten artykuł jest czwartą częścią naszej serii blogów podkreślających korzyści płynące z połączenia analizy termicznej i spektroskopowej dzięki długoterminowej współpracy między NETZSCH i Bruker.
Bądź na bieżąco! W następnym artykule zagłębimy się w badanie surowca cementowego za pomocą STA-FTIR.
Przegląd serii blogów:
Niniejszy artykuł kończy naszą comiesięczną serię blogów poświęconych analizie gazów metodą TGA-FT-IR "Beyond Peaks and Curves: Wgląd w zastosowania według NETZSCH i Bruker".
Przejrzyj całą serię:
- Część 1:Identyfikacja materiałów separatorów w zastosowaniach akumulatorowych
- Część 2:Wykrywanie plastyfikatorów w polimerach, zabawkach i artykułach sportowych
- Część 3:Wpływ wilgotności na rozkład farmaceutyków
- Część 4 : Analiza gazów spalinowych: OMEGA 5 FT-IR Coupling na kalorymetrze stożkowym NETZSCH TCC 918
Dowiedz się więcej o naszych produktach do testów ogniowych i technikach łączenia
Zostań ekspertem dzięki naszym bezpłatnym kursom e-learningowym
Wszystkie podstawowe kursy e-learningowe NETZSCH są bezpłatne! Treść jest tworzona przez naszych ekspertów ds. metod laboratoryjnych, którzy dzielą się z Tobą swoimi osobistymi doświadczeniami. Skorzystaj z elastycznej nauki online, w pełni dostosowanej do Twoich potrzeb szkoleniowych!