Устройство для испытания материалов на пожароопасность методом испытания нагретой проволокой

Полезная модель относится к устройству контроля горючести полимерных материалов, строительных материалов, изоляционных материалов в электротехнике, оборудование судов, авиация, автомобилестроение.
В качестве прототипа взято устройство согласно ГОСТ 27483-87 (МЭК 695-2-1-80) «Испытания на пожароопасность. Методы испытаний. Испытания нагретой проволокой».
Это установка содержит станину с направляющими, в которых установлена каретка с возможностью перемещения. Рядом с образцом установлена линейка, на каретке установлен нагревающий элемент в виде проволоки, которая соединена с устройством питания. К каретке через трос с направляющим роликом присоединён груз, который обеспечивает прижим образца к нагревательному элементу с постоянной силой.
В процессе испытания под действием груза образец прижимается к нагретой проволоке в результате контакта проволока входит в образец. Показатель горючести материала определяется по глубине вхождения проволоки в образец и размеру высоты пламени. Значение глубины вхождения определяется визуально по первой линейки, а высота пламени определяется по второй линейке.
Недостатком этой установки является ограниченная точность определения параметров испытания, а именно глубина вхождения проволоки в образец и размер высоты пламени. Это обусловлено тем, что точность измерения определяется погрешностью линейки, цена деления линейки соизмерима с диапазоном значений вхождения проволоки в образец. Размер пламени также определяется с помощью линейки и визуально, причём форма и размер пламени не постоянны и носят случайный характер. Кроме того, на точность измерения оказывает субъективные погрешности от параллакса, т.е. от неправильного направления взгляда при отсчете показания по линейке. Подобные погрешности исправляются с применением цифровых приборов.
Техническим результатом заявляемого устройства является повышение точности измерения параметров горючести материалов, а именно измерение глубины вхождение нагретой проволоки в образец испытуемого материала и размеры образовавшегося пламени в результате соприкосновения нагретой проволоки с образцом.
Заявленный технический результат достигается тем, что устройство для испытания материалов на пожароопасность методом нагретой проволоки, содержащее плиту, на которой закреплены стойка с нагревательной проволокой, направляющие, блок питания, термопара, каретка с закрепленным на ней образцом,  груз, прикреплённый к каретке тросом, причём дополнительно снабжена датчиком линейного перемещения, закрепленным под стойкой, камерой, установленной напротив нагревательной проволоки, при этом выходы датчика линейного перемещения и камеры соединены с ЭВМ для статистической обработки полученных данных.
Использование датчика линейного перемещения для измерения глубины вхождения нагревательной проволоки в испытуемый образец и камеры для измерения размеров пламени в двух координатной системе, приводит к повышению точности измерения параметров, определяющих показатель горючести материала, за счёт отказа измерения с применением линейки, что приводило к возникновению субъективной погрешности от параллакса.
На фиг.1 изображено устройство для испытания материалов на пожароопасность методом нагретой проволоки – вид сбоку, а на фиг.2 – вид сверху.
Предлагаемое устройство для испытания материалов на пожароопасность методом нагретой проволоки состоит из следующих элементов: плита 1, на которой закреплены стойка 2 с нагревательной проволокой 3, направляющие 4 и камера 5, установленная напротив нагревательной проволоки 3. Нагревательная проволока 3 питается от блока питания 6, позволяющего разогревать проволоку 3 до 1000 °С. Для контроля температуры нагрева нагревательной проволоки 3 используется термопара 7. Датчик линейного перемещения 8, закреплённый под стойкой 2, измеряет глубину вхождения разогретой нагревательной проволоки 3 в образец 9. В направляющих 4 устанавливается каретка 10 с закрепленным на ней образцом 9. К каретке 10 при помощи троса 11 и блока 12 прикреплён груз 13, который обеспечивает постоянный контакт образца 9 с нагревательной проволокой 3. Задание требуемой температуры нагревательной проволоки 3 и получение данных с датчика линейного перемещения 8 и камеры 5 осуществляется через ЭВМ 14 и устройство отображения информации 15, встроенное в ЭВМ 14.
Устройство для испытания материалов на пожароопасность методом нагретой проволоки работает следующим образом.
Перед измерением параметров горючести материала проводится подготовительная процедура: оператор закрепляет образец 9 на каретке 10, устанавливается «нулевая» точка, после прохождения которой начинается измерение глубины вхождения нагревательной проволоки 3 в образец 9, каретка 10 с испытуемым образцом 9 отводится назад, на управляющей ЭВМ 14 задается температура нагрева нагревательной проволоки 3, запускается процесс нагрева.
После сообщения о достижении нагревательной проволокой 3 заданной температуры каретка 10 начинает движение. При приближении к образцу 9 каретка 10 соединяется с датчиком линейного перемещения 8, который будет фиксировать прохождение кареткой 10 ранее заданной «нулевой» точки, а пройденное расстояние кареткой 10 от «нулевой» точки будет глубиной вхождения нагревательной проволоки 3 в образец 9. При достижении образца 9 груз 13, прикреплённого тросом 11 к каретке 10, обеспечивает постоянную силу прижатия образца 9 к нагревательной проволоке 3. В результате контакта нагревательной проволоки 3 с образцом 9 возникает пламя, которое фиксируется камерой 5. Камера 5 производит несколько снимков. Информация с датчика линейного перемещения 8 и камеры 5 передаётся на ЭВМ 14 для дальнейшей статистической обработки и вывода полученных данных на устройство отображения информации 15.
Применение данного устройства для измерения материалов на пожароопасность методом нагретой проволоки позволит проводить испытания с повышенной точностью. Это достигается за счет внедрения датчика линейного перемещения для измерения глубины вхождения нагревательной проволоки в образец и камеры, которая делает несколько снимков возникающего пламени при контакте нагревательной проволоки с образцом, что исключает субъективные погрешности от параллакса. Так же внедрение ЭВМ повышает скорость получения всех необходимых данных и их точность. И в конечном счёте заявляемое устройство позволяет получить более достоверную информацию о показателе горючести материала.