روش تست UL 9540A برای ارزیابی انتشار آتش سوزی فرار حرارتی در باتری

مقدمه ها
به مقدار کل گرمای آزاد شده توسط یک باتری لیتیومی 21700 در هنگام احتراق اعمال می شود.سلول های جداگانه 48 میلی متر قطر و 80 میلی متر ارتفاع دارند.21700-5500mAh 3.6V/4.2V 19.8Wh.

اصل

این بر اساس مصرف اکسیژن محاسبه شده از غلظت اکسیژن در جریان گاز محصولات احتراق و میزان انتشار گرما در طول محصولات احتراق طراحی شده است.این دستگاه می تواند سرعت انتشار گرما را در حین احتراق یک باتری لیتیومی 21700 به دقت اندازه گیری کند.

کاربرد
محصول برقی و الکترونیکی
قطعات و لوازم جانبی لوازم خانگی

استانداردها

1. برای ارزیابی روش آزمایش انتشار آتش فرار حرارتی در سیستم های ذخیره انرژی باتری، به UL9540A "روش آزمایشی برای ارزیابی انتشار آتش فرار حرارتی در سیستم های ذخیره انرژی باتری" مراجعه کنید.
2. به استاندارد GB/T16172-2007، ISO5660-1:2002 "روش آزمایش برای نرخ آزادسازی حرارت مصالح ساختمانی" مراجعه کنید.

امکانات

1. بخش کنترل از کنترل کامپیوتر صنعتی تعبیه شده استفاده می کند، جمع آوری و پردازش سیگنال از کارت برد 16 بیتی با دقت بالا استفاده می کند، سطح دقت می تواند به یک درصد برسد، عملکرد پایدار، تکرارپذیری خوب.
2. رابط کنترل کامپیوتر: استفاده از تجهیزات درجه بالا و نرم افزار توسعه حرفه ای ابزار دقیق (Labview)، رابط دقیق، درجه بالایی از اتوماسیون، تمام مراحل و عملیات دست و پا گیر در کامپیوتر ادغام شده است، سرعت پاسخ بسیار سریع است، آسان برای کار، رابط کاربر پسند، عملیات بی خطا.
3. نرم افزار عامل: رابط ویندوز xp، سبک Labview، مکانیسم های امنیتی کامل.داده های خروجی کامپیوتر برای سرعت انتشار حرارت احتراق، انتشار حرارت کل، غلظت دود.نمایش زمان واقعی جریان گرما - منحنی زمان، نرخ انتشار حرارت کل - منحنی زمان، تولید دود در طول آزمایش.
4. ما مؤسسات تحقیقاتی و واحدهای تحقیقاتی علمی زیادی برای همکاری داریم، مانند: موسسه تحقیقات آتش سوزی سیچوان وزارت مدیریت اضطراری، موسسه تحقیقات برق شبکه دولتی و غیره.

پارامترهای فنی

1. ساختار جعبه:جعبه تست و کنترل با ترکیب کابینت های تحلیلی، کابینت های تحلیلی و کابینت های عملیات آزمایشی می تواند طراحی یکپارچه شود.قسمت بالایی سکوی آزمایش با یک پنجره مشاهده شیشه ای به عنوان یک صفحه محافظ نصب شده است و پایین پنجره مشاهده به عنوان یک درگاه کاهش فشار برای جلوگیری از انفجار گاز خالی است.
 

2. نمونه منبع ماشه:
①ماشه گرمایش خارجی:
②ترکیب: منبع فشار ثابت + ترکیب گرمایش الکتریکی.
③ منبع فشار ثابت: توان 0 ~ 5 کیلو وات به طور مداوم قابل تنظیم.
④ صفحه گرمایش الکتریکی: 5 کیلو وات گرمایش صفحه گرمایش الکتریکی.
⑤ مشخصات صفحه گرمایش الکتریکی: طول 150 میلی متر، عرض 100 میلی متر.
⑥قاب ضد انفجار ورق فولادی 10 میلی متری، مشخصات 200 میلی متر * 200 میلی متر؛
⑦ حالت کنترل: بخاری برقی را از طریق یک منبع فشار ثابت کنترل کنید تا نمونه گرمایش خارجی باعث فرار حرارتی شود.
⑧موقعیت نصب دستگاه ماشه گرمایش: سطح گرمایش دستگاه گرمایشی در تماس مستقیم با سطح مونومر باتری خواهد بود.
 

3. ماشه شارژ بیش از حد باتری لیتیومی:
① ولتاژ اضافه شارژ: 0 ~ 10 ولت قابل تنظیم.
②ولتاژ اضافه شارژ: 30A؛.
③قدرت شارژ بیش از حد: 300 VA.
④قاب ضد انفجار: صفحه فولادی 10 میلی متر، مشخصات 200 میلی متر * 200 میلی متر؛
 

4. سیستم جمع آوری، اندازه گیری و کنترل:
① ترکیب: توسط پوشش جمع آوری، لوله دود، فن اگزوز دود، صفحه سوراخ دریچه گاز و دستگاه اندازه گیری سرعت هوا فشار دیفرانسیل، دستگاه اندازه گیری دمای گاز دودکش ترموکوپل، سیگنال دمای دود به برنامه کنترل اصلی برای شرکت در نتایج تجربی محاسبه داده ها ، دستگاه اگزوز دود در بالای کابینت قرار دارد.
②پنکه محوری: سرعت باد قابل تنظیم است، در شرایط استاندارد دما و فشار، سیستم اگزوز می تواند حجم اگزوز (گرم در ثانیه): 0 ~ 50، دقت (گرم در ثانیه): کمتر از 0.1 را ایجاد کند.
③ هود جمع‌آوری: بدنه مخروطی شکل، دهانه جمع‌آوری دود به ابعاد 450 × 450 میلی‌متر، روی مربع 150 × 150 میلی‌متر، ارتفاع کلی 350 میلی‌متر، پایین هود جمع‌آوری دود و فاصله از سطح نمونه برای (50 ± 210) میلی متر
④دومتر صفحه روزنه: استفاده از خروجی دیجیتال با دقت بالا، خروجی سیگنال ولتاژ 0-10 ولت از طریق تبدیل ماژول سرعت صفحه I/0، مستقیماً از رایانه برای کنترل جریان آن.
⑤ صفحه دهانه دریچه گاز: در هود جمع آوری دود و لوله ورودی با قطر داخلی (3 ± 57) میلی متر صفحه دهانه دریچه گاز مجهز شده است تا اجزای جریان گاز را همگن کند.
⑥گاز با استفاده از نمونه‌بردار حلقه‌ای که در هود جمع‌آوری (15±685) میلی‌متر در داخل مجرای ورودی فن نصب شده است، جمع‌آوری می‌شود.نمونه حلقه دارای 12 سوراخ کوچک با قطر (2.2±0.1) میلی متر است.برای همگن کردن اجزای جریان گاز، سوراخ ها در جهت مخالف جریان گاز هستند تا از رسوب دوده جلوگیری شود.
⑦ اندازه گیری دمای جریان هوا؛توسط یک نشت ترموالکتریک زرهی با قطر خارجی 1.5 میلی متر اندازه گیری می شود.در بالادست فلومتر صفحه روزنه (100 ± 5) میلی متر، موقعیت محور لوله اگزوز نصب شده است.
⑧لوله اگزوز: ساخته شده از فولاد ضد زنگ، قطر لوله 114 میلی متر، طول حدود: 1500 میلی متر، مجهز به فن، متر جریان، سنسور و غیره.اطمینان حاصل کنید که تجهیزات دارای سیستم تهویه خوبی هستند، پس از اتمام آزمایش، محصولات احتراق را می توان از محفظه احتراق به اتمسفر تخلیه کرد.عملکرد تهویه با توجه به الزامات آزمایش تنظیم می شود و برای اطمینان از صحت نتایج آزمایش، سرعت جریان هوا باید به محدوده خاصی محدود شود.

                                               مجموعه، سیستم های اندازه گیری

5. نمونه دستگاه جمع آوری گاز و پیش تصفیه:
① دستگاه جمع آوری و پیش تصفیه گاز نمونه شامل یک نمونه حلقه ای، سیستم فیلتراسیون، پمپ مکش، کندانسور و سایر اجزا می باشد.
②نمونه‌بر حلقه حلقه‌ای نصب شده در لوله اگزوز و متحدالمرکز با لوله، با دستگاه جریان هوای همگن.
③ فیلتراسیون سه مرحله ای، با مقاومت در برابر درجه حرارت بالا، مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون اسید و قلیایی، دقت فیلتر نه کمتر از 0.45 ~ 50um.
④نصب کارتریج فیلتر با استفاده از ساختار آسان برای نصب و برچیدن.دستگاه تصفیه ثانویه با عملکرد زهکشی فیلتر محافظ هوا، جداسازی قابل اعتماد مواد جامد موجود در گاز، دقت فیلتر حداقل 0.2um-20um.دستگاه تصفیه سوم برای فیلتر کردن آب در گاز نمونه پس از خنک شدن.سیلندر فیلتر به راحتی جدا می شود و محیط فیلتر را جایگزین می کند.
⑤ اتخاذ پمپ خلاء برای استخراج گاز نمونه، پمپ خلاء دارای نویز کم و لرزش کوچک است، سرعت جریان پمپاژ 36 لیتر در دقیقه و حداکثر فشار خروجی 7 کیلوگرم است.
⑥ مجهز به کندانسور تبرید فشرده: دمای نقطه شبنم 0 ~ 5 ℃.
⑦مجهز به پمپ دیافراگمی KNF آلمانی وارداتی، دبی 33 لیتر در دقیقه، خلاء: 700 میلی متر جیوه، فشار: 2.5 بار.
⑧خط لوله گاز نمونه مجهز به سیستم خود تمیز شونده، پس از اتمام آزمایش می توان خط لوله گاز نمونه تمیز دمیدن معکوس را تنظیم کرد.
 

6. کالیبراسیون مشعل و سیستم گازرسانی آن:
①مجهز به لوله های برنجی و غیره به عنوان مشعل کالیبراسیون، مشعل از دستگاه پرکننده فیبر و فیلتر استفاده می کند تا گاز قابل احتراق را گسترش دهد و به طور یکنواخت بسوزد.
②سیستم تامین گاز مشعل کالیبراسیون برای تنظیم کننده ها، گیج های فشار، MFC، و غیره، برای تعیین می تواند یک منبع پایدار گاز برای احتراق فراهم کند.محدوده MFC 10 لیتر در دقیقه، دقت ± 1% FS، خطی ± 0.5% FS، زمان پاسخ ≤ 2 ثانیه.
③ مشعل کالیبراسیون را می توان با استفاده از یک فیکسچر از نوع گیره در زیر مخروط تشعشع آویزان و نصب کرد که به کار آسان و موقعیت دقیق نیاز دارد.
④به منظور کالیبره کردن پاسخ کل سیستم تست، از یک لوله برنجی با دهانه مربع و مقطع مربع به عنوان مشعل کالیبراسیون استفاده می شود.مشعل: سوراخی به مساحت (500±100) میلی‌متر مربع به شکل باغچه در فلز بریده می‌شود، دهانه آن با توری سیمی پوشانده می‌شود تا گاز پخش شود و لوله با الیاف سرامیکی پر می‌شود. به منظور افزایش همگنی جریان گاز.

①آنالایزر اکسیژن (O2): آلمان (زیمنس) SIEMENS، نوع پارامغناطیس.

الف. محدوده اندازه گیری: (0-25)%.

b.خروجی سیگنال: 4-20mA;

ج.رزولوشن 100×10-6

d. رطوبت نسبی: <90٪ (بدون تراکم)

e. انحراف خطی: <±0.1٪ O2.

f. رانش صفر: ≤0.5٪ در ماه.

g. رانش محدوده: ≤0.5٪ در ماه

h.زمان پردازش سیگنال داخلی کمتر از 1S.

j.زمان پاسخگویی: T90 <5 ثانیه

k.تکرارپذیری: <±0.02% O2;

l. نمایش محلی: صفحه نمایش کریستال مایع LCD (با نور پس زمینه)

m. خروجی آنالوگ: 4 × 20 میلی آمپر 750Ω

دمای محیط: 5 ℃ ~ +45 ℃;منبع تغذیه: 220VAC ± 10٪، 50 ~ 60Hz.

o. رانش نویز آنالایزر در 30 دقیقه بیشتر از 0.01٪ نیست.وضوح خروجی اکتساب داده بهتر از 0.01%6 است.

7. آنالایزر دی اکسید کربن (CO2): منشأ ماژول حسگر AGM سنسورهای مادون قرمز بدون تبعیض (NDIR):

1) اصل اندازه گیری: NDIR مادون قرمز غیر متمایز، طول موج دوگانه، تک پرتو.

2) محدوده اندازه گیری: 0-10٪.

3) زمان پاسخگویی: ≤6 ثانیه.

4) دقت: مقیاس کامل ± 2٪ FS

5) پایداری: مقیاس کامل 2% FS (بیش از 12 ماه)

6) تکرارپذیری: ± 0.2٪ (در نقطه صفر)، 1٪ (در گاز نمونه)

7) حداقل مقدار تشخیص: <1٪ FS از مقیاس کامل

8) خطای خطی: <2% FS در مقیاس کامل

9) کنترل وضعیت / خطا: صفحه نمایش LED دو رنگ

10) وضعیت/خروجی خطا: +5 ولت HCMOS روی کانکتور 34 پین

11) خروجی آنالوگ: 4×20mA 750Ω

12) دمای محیط: 5℃ ~ 45 ℃

(13) منبع تغذیه: 220VAC ± 10%, 50 ~ 60Hz 5000W

(14) رانش نویز آنالایزر 30 دقیقه بیش از 100 × 10-6 نیست

8. آنالایزر دی اکسید کربن مونوکسید آربن: مبدأ آلمان سنسورهای AGM ماژول حسگر مادون قرمز بدون تبعیض (NDIR): (اختیاری)

1) محدوده اندازه گیری: 0 تا 1٪.

2) زمان پاسخگویی: 6 ثانیه

3) تکرار: 0.1 ppm

4) رانش صفر: ≤2٪ در هفته

5) رانش محدوده: ≤2٪ در هفته

6) انحراف خطی: ± 1٪

9.Analyser به نرخ جریان گاز 3.5L/min، مدار گاز مجهز به فلومتر برای جلوگیری از اضافه بار در آسیب تجزیه و تحلیل.محدوده فلومتر 0.5 ~ 5L/min.مجهز به یک دستگاه انحراف پراکنده برای تخلیه گاز اضافی.

10. رابط کالیبراسیون برای کالیبراسیون حسگرهای گاز آنالایزر گاز رزرو شده است.

11.سیستم اندازه گیری تراکم دود:

سیستم اندازه گیری چگالی دود در لوله اگزوز در نزدیکی انتهای فن اگزوز قرار دارد، توسط دستگاه راه اندازی منبع نور، مکانیسم اصلاح، دستگاه اندازه گیری دما و غیره، فرآیند اندازه گیری به دلیل تجمع گرد و غبار دود، عبور نور نباید بیش از 5 درصد کاهش یابد.

13. منبع نور:

دستگاه ساطع کننده منبع نور یک لیزر هلیوم-نئون است که می تواند یک منبع نور قرمز با طول موج طیفی 632.8 نانومتر و قطبش تصادفی برای آزمایش غلظت دود تولید کند.خطی بودن کنترل کننده در انتهای دریافت کننده منبع نور ≥99.8٪ و ناپایداری <0.1٪ است.

کانال منبع نور با مکانیزم کالیبراسیون طراحی شده است که می تواند 100٪ و 0٪ دریافت منبع نور را اصلاح کند.یک ترموکوپل در یک طرف عنصر نور نصب شده است تا دمای دود را اندازه گیری کند و سیگنال هایی را به برنامه کنترل اصلی برای شرکت در محاسبه داده های نتایج تجربی ارائه دهد.

14. لنز:

عدسی محدب با قطر 50 میلی متر و فاصله کانونی 60 میلی متر، به طوری که پرتو موازی از طریق لوله اگزوز دود 30 میلی متر قطر دارد.

15. المنت گیرنده فوتوالکتریک:

عنصر فوتوالکتریک سیلیکونی مونوکریستالی Hamamatsu ژاپن برای تعیین چگالی دود از طریق تغییر شدت پرتو نور دریافتی استفاده می شود و دقت اندازه گیری شدت نور نباید کمتر از 5±٪ باشد.

16. دقت تابع استاندارد رنگی آشکارساز سیستم نوری نباید کمتر از ± 5٪ باشد و خطی بودن خروجی در 5٪ باشد.

17. متر چگالی دود نوری در موقعیت توزیع یکنواخت دود در لوله اگزوز نصب شده است، پرتو نور می تواند از لوله اگزوز به صورت عمودی عبور کند، نصب سنج دود نوری بر اندازه گیری سرعت و نمونه برداری تأثیر نمی گذارد، پنجره شیشه ای سنج دود نوری از کوارت ساخته شده است

18-سیستم کنترل:
① حالت رابط کنترل کامپیوتر: استفاده از کامپیوتر + کنترل نرم افزار حرفه ای، عملیات هدایت شده، کارکرد آسان و ایمن، تمام مراحل و عملیات دست و پا گیر در کامپیوتر ادغام شده است، سرعت پاسخ بسیار سریع، کارکرد آسان، کاربر- رابط کاربری دوستانه، عملیات بدون خطا.
②نرم افزار LabeView، یک نرم افزار توسعه ویژه برای ابزارها و تجهیزات، و کارت کنترل اکتساب داده ها را تصویب می کند.می تواند داده های آزمون را در زمان آزمایش کنترل به صورت واقعی مشاهده کند و محاسبه خودکار داده ها، اکتساب و پردازش، ذخیره داده ها و خروجی گزارش های آزمایشی و نتایج اندازه گیری را تحقق بخشد.دارای ویژگی های هوش بالا، عملکرد منوی هدایت شده، سادگی و عملکرد بصری است که نتایج تست را دقیق تر می کند.
③روش های پیش کالیبراسیون و کالیبراسیون کار تجهیزات داخلی، می تواند برای وزن کردن دقت تجهیزات، مخروط تابش تحت دمای مخروط روشنایی تابش مختلف، تصحیح صفر مدار نوری، تحلیلگر هر کالیبراسیون دقت سنسور مناسب باشد.
④ حالت های کالیبراسیون سنسور جداگانه را می توان تنظیم کرد، از جمله کالیبراسیون تک یا دو نقطه ای آنالایزر اکسیژن، آنالایزر دی اکسید کربن، آنالیز مونوکسید کربن، مبدل ریز فشار دیفرانسیل، سیستم اندازه گیری چگالی دود، دستگاه توزین، کنترل جریان جرم، برای به دست آوردن بهترین خطی بودن؛
⑤ کالیبراسیون پارامتر C: انحراف فاکتور C دو کالیبراسیون بیش از 5٪ نیست و تجهیزات پس از کالیبراسیون پایدار عمل می کنند که نتایج اندازه گیری واقعی و قابل اعتماد را تضمین می کند.
⑥ واسط بررسی وضعیت، که می تواند وضعیت کار هر جزء حسگر ابزار را در یک نگاه به دست آورد.می تواند مقادیر کاری هر سنسور، از جمله سنسور ریز فشار دیفرانسیل، دمای دودکش، آنالایزر اکسیژن، آنالایزر دی اکسید کربن و آنالایزر مونوکسید کربن را ثبت کند.قالب گزارش با فرمت EXCELL است که می تواند حالت های گرافیکی و مقادیر عددی را نمایش دهد.
⑦ می تواند به طور مستقیم ویژگی های مواد از جمله سرعت انتشار گرما، زمان احتراق، حرارت احتراق، نرخ تلفات جرم، سرعت انتشار دود، گرمای موثر احتراق، CO2، تولید CO و غیره را اندازه گیری کند.خروجی داده های آزمایشی، قابل ذخیره و چاپ است.با ویژگی های قدرتمند، به ویژه قابل مقایسه با منحنی های متعدد، می توانید به طور مستقیم تفاوت بین ویژگی های احتراق مواد را مقایسه کنید.
⑧سیستم اکتساب می تواند غلظت اکسیژن، دما، سرعت انتشار گرما، فلومتر صفحه روزنه ای، ترموکوپل ها، سرعت جریان گاز دودکش داغ، زمان اشتعال و زمان خاموش شدن نمونه، مصرف کل اکسیژن، نرخ تلفات جرم، انتشار حرارت کل، تولید دی اکسید کربن و منحنی های تولید مونوکسید کربن، تمام فرآیند منحنی های کمی و داده های زمان واقعی.می توان آن را ذخیره و چاپ کرد.
⑨سیستم احتراق: ژنراتور جرقه ولتاژ بالا با دستگاه قطع ایمنی، احتراق خودکار ولتاژ بالا، موقعیت یابی خودکار، نمونه در پلت فرم احتراق توسط جرقه زنی، سرعت احتراق سریع است، می تواند از صحت نتایج آزمایش اطمینان حاصل کند.

صفحه عملیاتی نرم افزار