工作原理

锥形量热仪的主要工作原理是:“耗氧原理”;当样品件在锥形电加热器的热辐射下燃烧时，火焰就会消耗掉空气中一定浓度的的氧气，并释放出一定的燃烧热值。通过大量的实验测试和计算研究认为“绝大多数所测材料的耗氧燃烧热值接近13.1MJ/kg 这一平均值，偏差大约为 5%”。

锥形量热法就是基于此点，根据材料在燃烧时，消耗氧的量计算、测量在燃烧过程中的热释放速率、质量损失速率等参数，用以分析判断材料的燃烧性能。

优点

1.锥形量热仪试验结果数据包括下列：

a.引燃时间

b.引燃后180s 300s内的热释放速率平均值、

c.总热释放量(mj/m²)

d.试样的初始余量和残余质量(Kg)

e.存放燃烧值(mj/kg)

f.引燃后至试验结束期间内的平均质量损失(kg/s)

g.辐射速度(KW/M³)和排气量(m³/s)

h.热释放速率—时间曲线

i.烟雾释放速率(选做)

j.有毒气体(一氧化碳、二氧化碳)生成速率(选做)

2.高压火花发生器：自动定位点火

3.设备模块化组合：用户可根据实际应用选择标配置

样品制备

锥形量热法测试的样品件，应该是外形完整，料质均匀、尺寸为100x100 mm 的正方形，厚度在 3~20 mm 之间选择，常用的厚度为 4 mm 和 10 mm。

样品件可以用模具压制，也可以用成品的板材切割而成。总之不管用那一种方式制作的样品件，决不能出现厚薄不均、大小气泡、坑陷缺料、周边凸凹不齐等现象。尤其是用模具压制的样品件，在材料进行混炼或搅拌时，应在设备上多反复几次，充分地保证材料能均匀的混合。这样压制出的样品件材质才能保证均匀，在燃烧测试时效果稳定、数据的重复性较好。

通常情况下，要测试的样品件应该选择相同的厚度进行测试比较。每种要测试的样品件最好准备两件以上，做为在测试数据失败后的备用件。样品件在测试前，要用铝箔将其五个侧面包好，防止燃烧时的过多流滴和测试不准确。外露出的一个大平面，用于标记编号、接受辐射热、观察测试现象。

数据曲线的对比分析

锥形量热仪在测试聚合物的燃烧过程，可采集到许多数据。但是这许多数据并不是都可以直接应用，需要进行 CSV格式转化和选择。常用的数据是;时间 Time(sec)、氧浓度OXY (%)、点燃时间 Tign(sec)、数据截止时间 EOT(sec)、火焰熄灭时间 Flm Out(sec)、热释放速率 HRR(kW/m²)、有效燃烧热值 EHC (MJ/kg)、质量 MASS (g)、质量损失速率 MLR(g/s)、总热释放速率 THR (MJ/ m²)、比消光面积 SEA (m² /kg)、生烟速率SPR (m²/s)、烟释放速率 RSR(1/s)等参数。

燃烧测试时，聚合物的材料不同，得到的数据不同，数据曲线也不同。聚合物基材相同，填料不同，得到的数据就会有所不同，采集的数据以及数据曲线的变化是随着填加材料的变化而变化。聚合物基材相同，填料相同，但是填料的份量(成份比例)不同，采集到的测试数据也会不同，但是其数据曲线的变化趋势却有许多相似之处(也有例外情况;如填料的量大于基材的量较多时)。

根据多组样品件燃烧测试采集到的数据，进行作图对其性能、规律总结比较，研究分析，从中得出试验结论。

应用

1. 评价材料的燃烧性能

综合HRR，pkHRR和TTI，我们可以定量地判断出材料的燃烧危害性。HRR，pkHRR愈大，TTI愈小，材料潜在的火灾危害性就愈大；反之，材料的危害性就小。

2. 评价阻燃机理

由EHC，HRR和SEA等性能参数可讨论材料在裂解过程中的气相阻燃、凝聚相阻燃情况若HRR下降，表明阻燃性提高，这也可由EHC降低和SEA增加得到；若气相燃烧不完全，说明阻燃剂在气相中起作用，属于气相阻燃机理。若EHC无大的变化，而平均HRR下降，说明MLR亦下降，这属于凝聚相阻燃。

3. 进行火灾模型化研究

发明CONE 的初衷就是为了进行火灾模型设计，通过CONE可测定出火灾中最能表征危害性的性能参数HRR，从而进行火灾模型设计。值得注意的是，在测试过程中，火灾模型设计需要的其他性能，如毒性、烟等也和HRR一并测出。

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