1 范圍

      本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了采用傅里葉變換紅外光譜氣體分析技術(shù)（FTIR）分析火災(zāi)煙氣中一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO₂）、氰化氫（HCN）、氯化氫（HCD）、溴化氫（HBr）、一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO₂）和丙烯醛（CH₂CHCHO）等氣體組分的方法。

      本標(biāo)準(zhǔn)適用于火災(zāi)煙氣中各類氣體組分的濃度分析，也適用于可采用FTIR技術(shù)分析的其他氣體，包括氟化氫（HF）和二氧化硫（SO₂）。

2 規(guī)范性引用文件

      下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

      ISO 19701:2013 火災(zāi)煙氣采樣和分析方法（Methods for sampling and analysis of fire effluents）

3 術(shù)語和定義

      下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

      傅里葉變換紅外光譜氣體分析法 Fourier transform infra-red spectroscopy gas analysis；FTIR 使用數(shù)學(xué)計(jì)算傅里葉變換法來測量多組分氣體濃度的紅外光譜技術(shù)。

3.2

      分辨率 resolution

      光譜儀分辨兩個(gè)相鄰頻率（或波數(shù)）的能力，要求兩條譜帶之間的間隔最少要為其中一條譜帶強(qiáng)度的二分之一。

3.3

      波數(shù) wave number

      波長的倒數(shù)。

      注：單位為每厘米（cm^-1）。

3.4

      最低檢測限 limit of detection

      LD

      在給定的可靠程度內(nèi)可以從樣品中檢測待測物質(zhì)的最小濃度。

      注：單位為微升每升（μL/L）。

3.5

      最低定量限 limit of quantification

      L_o

      樣品中被測物質(zhì)能被定量測定的最低濃度。

      注：單位為微升每升（μL/L）。

4 原理

      用于分析火災(zāi)煙氣中氣體組分的FTIR系統(tǒng)包括采樣系統(tǒng)、氣體池、紅外光源、干涉儀、檢測器以及用于數(shù)據(jù)處理的軟件。

      從采樣系統(tǒng)（如煙道）取樣或直接抽取被測煙氣，煙氣樣品不斷從加熱的采樣管線輸送到加熱的FTIR光譜儀氣體池。紅外光源發(fā)出的光束經(jīng)過邁克爾遜干涉儀調(diào)制后形成干涉光束，干涉光束直接穿過氣體池到達(dá)檢測器，得到選定光譜范圍內(nèi)的干涉圖，并通過傅里葉變換將干涉圖轉(zhuǎn)換為光譜圖。對光譜進(jìn)行分析計(jì)算可得到氣體的濃度，連續(xù)采集譜圖并進(jìn)行分析計(jì)算就可得到被測氣體的時(shí)間-濃度曲線。

5 采樣系統(tǒng)

5.1 一般規(guī)定

      本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的采樣系統(tǒng)同時(shí)適用于小尺寸、中尺寸和大尺寸火災(zāi)試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀８戒汣例舉了兩種典型的采樣系統(tǒng)。

      為避免人員中毒或污染儀器，從FTIR儀氣體池排出的火災(zāi)煙氣應(yīng)通過安全途徑排放。

5.2 火災(zāi)試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

      選定的火災(zāi)試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻?yīng)能反映火災(zāi)的特定階段及場景?；馂?zāi)試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷闹噩F(xiàn)性和再現(xiàn)性符合相關(guān)試驗(yàn)要求?；馂?zāi)試驗(yàn)?zāi)Ｐ桶ǎ?/p>

      ——小尺寸火災(zāi)試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，例如管式爐材料產(chǎn)煙毒性評價(jià)試驗(yàn)；

      ——中尺寸火災(zāi)試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，例如建筑材料或制品的單體燃燒試驗(yàn)（SBI試驗(yàn)）；

      ——大尺寸火災(zāi)試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，例如墻角火試?yàn)。

5.3 采樣系統(tǒng)溫度要求

      應(yīng)保持采樣系統(tǒng)的溫度不低于150℃且不高于190℃。

      整個(gè)采樣系統(tǒng)溫度應(yīng)保持相同且不得高于氣體池溫度。

5.4 過濾器

5.4.1 過濾器可放置在采樣頭和采樣管線之間，也可放置在采樣管線之后。過濾器應(yīng)放置在加熱部件中，工作溫度不低于150℃。宜選用圓柱形過濾器，不宜選用平面過濾器。

5.4.2 酸性氣體會(huì)被濾芯吸附，在酸性氣體濃度很低時(shí)吸附作用會(huì)嚴(yán)重影響測試結(jié)果。需測定被濾芯吸附的酸性氣體的量用于校正測試結(jié)果，測定方法見附錄D。當(dāng)需要計(jì)算燃燒中產(chǎn)生的氣體的總濃度時(shí)，應(yīng)將濾芯吸附的酸性氣體量也加入進(jìn)去。

5.4.3 當(dāng)需要清洗濾芯來測量氯化氫的總濃度時(shí)需考慮有些濾芯本身含有氯。

5.5 采樣頭

5.5.1 一般規(guī)定

      應(yīng)按盡可能采集到有代表性的氣體樣品的原則選擇采樣頭?？蛇x擇多孔和單孔采樣頭。不同類型采樣頭的樣式見圖1。

      單位為毫米

      說明：

      1-單孔采樣頭；

      2-多孔采樣頭。

      注：內(nèi)徑為4mm的單孔采樣頭采樣效果較好。

圖1 火災(zāi)煙氣采樣頭示意圖

      采樣頭應(yīng)使用防腐蝕、防污染、不與煙氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的材料制成。

      應(yīng)定期清洗采樣頭以防止采樣孔堵塞。

5.5.2 單孔采樣頭

      當(dāng)火災(zāi)煙氣流混合均勻時(shí)可使用單孔采樣頭。

      對于有一定流速載氣流通過的火災(zāi)試驗(yàn)?zāi)Ｐ停ㄈ鏕B/T 20285管式爐火災(zāi)試驗(yàn)?zāi)Ｐ停?，采樣頭抽取的煙氣只占總煙氣流的很小一部分，此種情況可使用單孔采樣頭。

      單孔采樣頭的內(nèi)徑不得小于3mm。

5.5.3 多孔采樣頭

      在火災(zāi)煙氣流有分層現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)選擇多孔采樣頭（如GB/T 20284建筑材料或制品的單體燃燒試驗(yàn)）。采樣頭的安裝方向應(yīng)與煙氣流方向垂直，孔與煙氣的流動(dòng)方向相對。

      推薦使用孔徑不小于3mm的多孔采樣頭。

5.5.4 采樣頭安裝

      為了避免擾動(dòng)煙氣流，采樣體積應(yīng)遠(yuǎn)少于煙氣流總體積（＜25％）或采集全部煙氣。

      在小尺寸火災(zāi)試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭?，宜采用單孔采樣頭。單孔采樣頭應(yīng)安裝在煙氣混合均勻且沒有湍流現(xiàn)象出現(xiàn)的地方。

      在中、大尺寸火災(zāi)試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭幸瞬捎枚嗫撞蓸宇^，采樣頭應(yīng)放置在與煙氣流交叉的位置。

5.6 采樣管線

      采樣管線應(yīng)選用不與被測煙氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的材料。宜選擇聚四氟乙烯管（PTFE）、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物管（PFA）和襯四氟不銹鋼波紋管作為采樣管線。

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