冷知识/关于ZY6224-GB材料产烟毒性危险分级试验机的认识

一、概述

1.1 适用于材料稳定产烟的烟气毒性危险分级的试验设备。

1.2 GB标准采用小白鼠做试验来判定材料产烟的烟气毒性危险分级。

1.3此试验机中诺公司同”公安部四川消防研究所科技处”共同研发，独具全球领先技术。

二、符合标准：

2.1符合GB/T20285-2006《材料产烟毒性危险分级》标准要求；

三、主要特点：

3.1此试验机中诺公司同“公安部四川消防研究所科技处”共同研发，独具全球领先技术。

3.2配有分析仪器接口，扩充分析仪器进行分析非常方便（不含分析仪器）；

3.3设计上考虑清洗和折装非常方便；

3.4采用16位高精度板卡+微机控制，具有结构合理、性能稳定、操作简便等优点；

3.5 WINDOWS操作界面、LabVIEW风格、完善的安全机制。测试期间实时显示测量结果并动态地绘出完美曲线，数据可以永久保存、调阅和打印输出,可直接打印 表。

3.6环形炉供热温度校准：显示时间、温度曲线和实际所测的温度对照图表；

3.7材料的产烟浓度、产烟率设定后自动计算；

3.8有小鼠运动记录系统：能记录小鼠的时间-运动图谱，实时显示鼠笼的角速度的转动图表；鼠笼运动记录，准确至1°；

3.9环形炉运行时间任意设定；

3.10具有手动、自动环形炉快进、退功能；

3.11环形炉和烟毒收集装置：采用全封闭，以保证人身安全。

四、主要参数：

4.1试验装置由环形炉、石英管、石英舟、烟气采集配给组件、温度控制系统、炉位移系统、空气供给系统组成；

4.1.1环形炉：

4.1.1.1炉管内径47mm±1mm，长度95mm~110mm；石英管通径36mm±1mm，管壁厚2mm±0.5mm，长度1000 mm；

4.1.1.2环形炉移动速率在10mm/min±0.1mm/min，可移动距离3600mm;

4.1.1.3环形炉位移速率：采用伺服马达，控制精度：0.01mm/min,（10±0.01）mm/min,可移动距离≥600mm，前进位移速率可调。后退位移速度50mm/min；

4.1.2石英管：采用钢玉管，耐1600℃高温，易拆取易清洗，导热能力强；

4.1.3温度控制系统：

4.1.3.1采用外径1mm的铠装K型热电偶（精度2级），环形炉内壁温度静止时波动在±1℃；运动时波动在±2.5℃；温度范围300-1200℃ ，静态±0.5℃；

4.1.3.2温度校准装置：配外径1mm的铠装K型热电偶（精度2级）和感温片，可与电脑软件连用，校准炉内温升；

4.1.4空气流量：0-20L/min可调，采用转子流量计；

4.2烟气采集配给系统：能迅速使载气和稀释气充分混合；

4.3气体通路的切换：能便捷、快速的完成染毒箱、烟气采集箱、废气间的切换；

4.4转笼质量60±10g；

4.5 染毒箱有效空间体积约9.2L；

4.6设备外形尺寸：长2200*宽650*高1800mm；包括：长：控制部分，高包括 警部分。

4.7设备重量：425kg。

4.8有排烟口，不含烟尘净化部分。

4.9电源电压：AC220V±10% 50HZ；

4.10电流≤10A ；

4.11最大使用功率：1.5KW；加热功率：800-1000W；

五、产品外观与试验装置展示

六、面板功能介绍

电源：此开关用于控制试验机电的通断。

载气调节：调节载气压力大小。

稀释气调节：调节稀释气压力大小。

载气流量：此流量计用于控制显示载气通过的流量，可根据试验要求，进行调节。

稀释气流量：此流量计用于控制显示稀释气通过的流量，可根据试验要求，进行调节。

载气压力：此表显示载气通过的压力，此表受载气压力表的调节阀控制。

稀释气压力：此表显示稀释气通过的压力，此表受稀释气压力表的调节旋钮控制。

七、试件制作及处理

? 试件制作

4、对于能成型的试样，试件应制成均匀长条形。不能制成整体条状的试样，应将试样加工拼接成均匀长条形。

5、对于受热易弯曲或收缩的材料，试件制作可采用缠绕法或捆扎法（用φ0.5mm铬丝）将试件固定在平直的φ2mm铬丝上。

6、对于颗粒状材料，应将颗粒试样均匀铺在石英试样舟内。

7、对于有流动性的液体材料，制作试件应采用浸渍法或涂覆法将试样和惰性载体制成均匀不流动试件，放在石英试样舟内。浸渍用惰性载体宜在干燥的矿棉、硅酸铝棉、石英砂或玻璃纤维布中选择，涂覆用惰性载体宜选择玻璃纤维布。进行产烟浓度计算和确定产烟率时，应扣除惰性载体质量。

? 试件处理

试件应在环境温度（23±2）℃，相对湿度（50±5）%的条件下进行状态调节至少24h以达到质量恒定。

八、实验动物要求

1、实验动物必须是符合GB14922.1和GB14922.2要求的清洁级实验小鼠。

2、实验小鼠必须从取得实验动物生产许可证的单位获得，其遗传分类应符合GB14923的近交系或封闭群要求。

3、从生产单位获得的实验小鼠应作环境适应性喂养，在试验前2天，实验小鼠体重应有增加，试验时周龄应为（5~8）周，质量应为（21±3）g。

4、每个试验组实验小鼠为8只或10只，雌雄各半，随机编组。

5、实验小鼠饮用水符合GB5749要求；饲料符合GB14924.3的要求；环境和设施符合GB14925的要求。

九、设备使用方法

1、按照设备上所贴标示正确接上电源（AC220V），通入空气，插上电脑通讯线。

2、打开控制面板上的电源开关，开启电脑。

3、将控制面板上的排气、照明开关打开。

4、按照上述“试样制作与处理”及“实验动物要求”中的规定，准备试样与小白鼠。

5、双击电脑桌面上以“ZY6224”命名的图标（如下图5所示），进入测试参数界面，见下图6。

6、根据试验的实际情况及标准要求，依次填写好试件相关参数、小鼠相关信息及其它试验参数。单击“计算稀释量”，控制系统自动计算出稀释量，并呈现在“试验结果”栏内。

7、单击菜单选项栏内的“手动控制”，切换至下图7所示画面。根据标准要求，在“温度设定值”下方数值框中设定炉壁所需达到的温度（在300℃~1000℃范围内设定），并分别设置“手动行走距离”、“试验行走距离”及“试验完成后行走距离”。（注：试验温度设定值必须为该材料最大产烟率的温度值）

8、如果环形炉当前位置数值不为零，则点击“回归原点”，使环形炉返回待试验位置即原点位置。

9、单击“载气阀开”，“载气阀运行指示”灯显示为绿色，调节控制面板上载气流量计与压力表，使载气流量达到试验要求。

10、先后单击“加热电源开”、“加热启动”，“加热电源指示”、“加热指示”灯均显示为绿色，环形炉进入加热升温状态，其实时温度以数字和仪表动态显示的方式呈现在界面上。单击“打开波形采集”，使系统自动采集温度生成温度曲线，见下图8所示界面。

11.在试验前5min，将备好的实验小鼠按编 称量、装笼、安放到染毒箱的支架上，盖合染毒箱盖。单击“稀释气阀开”，“稀释气阀运行指示”灯显示为绿色，根据前面计算出来的稀释气流量来调节控制面板上稀释气流量计与压力表，使稀释气流量达到试验要求。

12、当环形炉内壁温度达到设定值（静态温度控制在±1℃）并稳定2min时，放入装有试样的石英舟，使试样前端距环形炉20mm。此时，排气三通阀指向上直排。

13、点击试验主控制界面上的“试验启动”，“试验运行指示”与“试验行走指示”灯显示为绿色，试验计时开始，界面上实时显示每个鼠笼的角速度，同时环形炉以10mm/min的速度匀速向左移动，试验开始。当环形炉移至120mm处时，把排气三通阀向右旋转至水平，使烟气流向染毒箱方向，见下图9。仔细观察小白鼠的活动、动态温度和试样产烟情况。若需查看每个鼠笼的角速度形成的波形图，则单击界面菜单栏内的“鼠笼波形图”，切换至如下图10所示画面。

14、试验30min后，试验机 警，以提示试验结束。加热炉继续移动，直至走完“试验完成后行走距离”。将排气三通阀指向直排，迅速打开染毒箱盖，取出实验小鼠，并分别记录好小白鼠的状态。

15、待环形炉越过试样走完试验完成后需行走的距离，环形炉停止移动，单击“加热电源关”及“加热停止”，使环形炉停止加热，取出试样残余物，冷却、称量，计算材料产烟率。

16、单击“回归原点”，使环形炉返回待试样位置，以便于下一次试验。如有必要，可进行环形炉加热反运行，以对石英管或石英舟上的烟垢进行清洁。

17、单击界面菜单栏内的“测试参数”，切换至上图6所示画面。根据试验后的实际情况，依次填写好相关参数。单击“计算产烟率”，控制系统自动生成产烟率并呈现在“试验结果”栏内。上述试验信息填写完毕后，单击“生成 表”，系统自动打开一Excel文档，该文档即为此次试验的结果 告，可打印、保存。以备试验后三天内继续记录小鼠生理的变化，最后依标准判断并分级。

18、试验期间，若需了解整个试验装置的构造，则单击菜单栏内的“结构示意图”，切换至下图11所示画面。该画面完整展示了试验装置的构成、环形炉运行方向及空气流供给系统。

环形炉供热强度校准

19、在每次更换环形加热炉发热芯或发现加热炉加热效果明显改变的情况下，则需对环形炉供热强度进行校准。单击界面菜单栏内的“校准+调试”，切换至下图12所示画面，即可根据界面提示的校准步骤对环形炉供热强度进行校准。

20、试验结束后，退出试验控制程序，关闭空气，关闭操作面板上的排气、照明以及电源开关，清理试验设备，以便下次使用。

十、小白鼠生理反应

10.1试验现象观察

A、30min染毒期内观察小鼠运动情况：呼吸变化、昏迷、痉挛、惊跳、挣扎、不能翻身、欲跑不能等症状；小鼠眼区变化情况：闭目、流泪、肿胀、视力丧失等。记录出现上述现象的时间和死亡时间。

B、染毒刚结束及染毒后1h内应观察小鼠行动的变化情况并记录。

C、染毒后的3天内，应观察小鼠各种症状的变化情况，每天称重及记录各种现象及死亡等情况。

10.2烟气毒性伤害性质的确定

10.2.1实验小鼠出现下列症状和特征时的烟气毒性判定为“麻醉”；

A、在染毒期间，小鼠有昏迷、惊跳、痉挛、失去平衡、仰卧、欲跑不能等症状出现；这些症状出现的时间与试验烟气浓度有关，浓度越高，出现时间越早。

B、小鼠运动图谱显示，在染毒期间小鼠有较长时间停止运动或在某一时刻后不再运动的丧失逃离能力的特征图谱，试验烟气浓度越高，出现丧失逃逸能力时间越早。

C、在足够高的烟气浓度试验中，小鼠将会在30min染毒期或其后1h内死亡；试验烟气浓度越高，出现死亡时间越早。

D、染毒未死亡小鼠能在半天内恢复行动和进食，体重无明显下降，1至3天内可见体重增加。

10.2.2实验小鼠出现下列症状和特征时的烟气毒性判定为“刺激”：

A、染毒期中小鼠感烟跑动，寻求躲避，有明显的眼部和呼吸行为异常，口鼻黏液膜增多。轻度刺激表现为闭目、流泪、呼吸加快；中度和重度刺激表现为眼角膜变白、肿胀、甚至视力丧失，气紧促和咳嗽。

B、小鼠运动图谱显示小鼠几乎一直跑动。

C、小鼠染毒后行动迟缓，虚弱厌食，视刺激伤害的程度，小鼠平均体重在3天内可能恢复，可能下降或出现死亡现象。

十一、试验结果计算方法

1、材料产烟浓度的计算

式中：

C——材料产烟浓度，单位为毫克每升（mg/L）；

V——环形炉移动速率，10mm/min；

M——试件质量，单位为毫克（mg）;

F——烟气流量，单位为升每分（L/min）;

L——试件长度，单位为毫米（mm）。

试验进行30min，试件长度L取作400mm。

烟气流量由载气流量和稀释流量组成。其关系式如下：

式中：

F——烟气流量，单位为升每分（L/min）;

F1——载气流量，单位为升每分（L/min）;

F2——稀释气流量，单位为升每分（L/min）。

一般情况下，载气流量F1优先取作5L/min，当烟气流量F≤5L/min时，取F= F1, F2=0。

1、产烟率的计算

1、 产烟率计算公式：

式中：

Y——材料产烟率，%；

M——试件质量，单位为毫克（mg）;

M0——试件经环形炉一次扫描加热后残余物质量，单位为毫克（mg）;

1、 充分产烟率的确定：

当按（3）式获得产烟率后，有下述情况之一的产烟率可视为充分产烟率：

v 产烟过程中只出现阴燃而无火焰，残余物为灰烬；

v 产烟率﹥95%；

随加热温度再增加100℃，产烟率的增加≤2%。

注：根据上述的（第七节）操作步骤（注：小白鼠不参与试验）进行30min的预试验，按上述“充分产烟率的确定”中的要求来确定产烟率是否为充分产烟率，若不是，可调整加热温度再进行预实验，以达到“充分产烟率的确定”中的充分产烟率条件为止。

十二、注意事项

1、此设备应安置在水平稳固的地面上，不宜倾斜放置，且要求所在环境干净。 2、此设备不可置于公共场所或有易燃、易爆、腐蚀性化学物品附近，以免损坏设备或引起火灾造成人身伤害。

3、此设备安置处必须设有单相220V的交流电源以供使用。

4、设备使用期间，应可靠接地，以免触电。

5、试验期间，试验箱应为封闭状态。

6、设备配套使用之电脑不宜安装其它设备软件或插可移动设备（如U盘、可移动

硬盘），以免电脑中毒引起数据丢失，带来不必要的麻烦。

7、设备操作人员或管理人员在设备测试时，必须穿戴好防护服，以免材料产生有毒烟气伤害人体健康。

8、试验箱门、石英玻璃管、石英舟皆为玻璃材料，易破碎，故应小心对待。

END

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