FR3112612A1 - Calorimetry device - Google Patents
Calorimetry device Download PDFInfo
- Publication number
- FR3112612A1 FR3112612A1 FR2007469A FR2007469A FR3112612A1 FR 3112612 A1 FR3112612 A1 FR 3112612A1 FR 2007469 A FR2007469 A FR 2007469A FR 2007469 A FR2007469 A FR 2007469A FR 3112612 A1 FR3112612 A1 FR 3112612A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- sample
- cone calorimeter
- cone
- calorimeter
- tested
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000007707 calorimetry Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 47
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 14
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/20—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Dispositif de calorimétrie Dispositif (1) de calorimétrie, notamment pour étudier le comportement au feu des matériaux, configuré pour permettre le déplacement guidé d’au moins un calorimètre à cône (2) entre une première position (P1) éloignée d’un échantillon à tester et une deuxième position (P2) dans laquelle le calorimètre à cône (2) est positionné en face dudit échantillon à tester. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Calorimetry device Calorimetry device (1), in particular for studying the fire behavior of materials, configured to allow the guided movement of at least one cone calorimeter (2) between a first position (P1) remote from a sample to be tested and a second position (P2) in which the cone calorimeter (2) is positioned in front of said sample to be tested. Figure for abstract: Fig. 1
Description
La présente invention concerne un dispositif de calorimétrie, notamment pour étudier le comportement au feu des matériaux, un système et un procédé associés.The present invention relates to a calorimetry device, in particular for studying the fire behavior of materials, an associated system and method.
Un calorimètre à cône ou cône calorimètre (« cone calorimeter » en anglais) est un instrument de mesure permettant d’étudier le comportement au feu d’un matériau « à petite échelle », c’est-à-dire à l’échelle du matériau. Un tel instrument permet par exemple d’évaluer le comportement d’un matériau dans les conditions proches de celles d’incendie.A cone calorimeter or cone calorimeter is a measuring instrument used to study the fire behavior of a material "on a small scale", i.e. on the scale of the material. Such an instrument makes it possible, for example, to assess the behavior of a material in conditions close to those of fire.
Il comporte un dispositif de forme générale conique (encore appelé résistance chauffante, spirale, four ou cône radiant) générant un éclairement radiatif (encore appelé densité de flux thermique ou densité de flux radiatif ou densité de flux de chaleur, exprimée en kW.m-2) auquel est soumis le matériau à tester.It comprises a device of generally conical shape (also called heating resistor, spiral, oven or radiant cone) generating radiative illumination (also called thermal flux density or radiative flux density or heat flux density, expressed in kW.m - 2 ) to which the material to be tested is subjected.
Différents paramètres peuvent être mesurés lors de l’utilisation d’un calorimètre à cône tels que le taux de perte de masse (MLR pour « Mass Loss Rate » en anglais) du matériau ou le débit calorifique libéré par le matériau (HRR pour « Heat Release Rate » en anglais) via une mesure calorimétrique par déplétion d’oxygène par exemple.Different parameters can be measured when using a cone calorimeter such as the mass loss rate (MLR for “Mass Loss Rate” in English) of the material or the calorific rate released by the material (HRR for “Heat Release Rate” in English) via a calorimetric measurement by oxygen depletion for example.
Il est dans certains cas nécessaire de pouvoir passer d’une densité nulle de flux de chaleur (absence d’éclairement radiatif) à une densité non nulle maitrisée (présence d’un éclairement radiatif maitrisé) à laquelle est soumis l’échantillon de matériau à tester.In some cases, it is necessary to be able to go from a zero density of heat flux (absence of radiative illumination) to a controlled non-zero density (presence of controlled radiative illumination) to which the sample of material is subjected to test.
Pour ce faire, il est connu de positionner un calorimètre à cône en face du matériau à tester et d’utiliser un cache amovible (« insulating shield » ou « screen » en anglais) pouvant être placé entre le calorimètre à cône et le matériau à tester.To do this, it is known to position a cone calorimeter in front of the material to be tested and to use a removable cover ("insulating shield" or "screen" in English) which can be placed between the cone calorimeter and the material to be tested. test.
Cependant, lorsqu’il est placé entre le calorimètre à cône et le matériau à tester dans le but d’obtenir une absence d’éclairement, le cache s’échauffe rapidement au cours du temps. Le cache génère alors lui-même un éclairement non maitrisé sur le matériau à tester et ne remplit donc correctement plus sa fonction.However, when placed between the cone calorimeter and the material to be tested in order to obtain an absence of illumination, the mask heats up rapidly over time. The mask then itself generates uncontrolled illumination on the material to be tested and therefore no longer fulfills its function correctly.
De même, lorsque le cache est retiré dans le but d’obtenir un éclairement maitrisé, le système de régulation employé conduit à des fluctuations de l’éclairement généré qui ne permettent donc pas d’obtenir un éclairement parfaitement maitrisé.Similarly, when the cover is removed in order to obtain controlled lighting, the regulation system used leads to fluctuations in the lighting generated which therefore do not make it possible to obtain perfectly controlled lighting.
Il est également nécessaire dans certains cas de pouvoir passer d’un niveau d’éclairement radiatif maitrisé non nul à un autre afin de faire varier le niveau d’éclairement auquel est soumis l’échantillon à tester.It is also necessary in certain cases to be able to pass from one level of non-zero controlled radiative illumination to another in order to vary the level of illumination to which the sample to be tested is subjected.
Il a été proposé des dispositifs permettant de faire varier le niveau d’éclairement auquel est soumis l’échantillon à tester, toutefois avec une variation dont la vitesse est très lente et mal maitrisée.Devices have been proposed to vary the level of illumination to which the sample to be tested is subjected, however with a variation whose speed is very slow and poorly controlled.
L’invention vise à perfectionner encore les dispositifs et procédés utilisés pour étudier le comportement au feu des matériaux, et notamment à remédier à tout ou partie des inconvénients ci-dessus. Elle y parvient grâce à un dispositif de calorimétrie, notamment pour étudier le comportement au feu des matériaux, configuré pour permettre le déplacement guidé, et notamment automatisé, d’au moins un calorimètre à cône entre une première position éloignée d’un échantillon à tester et une deuxième position dans laquelle le calorimètre à cône est positionné en face dudit échantillon à tester.The invention aims to further improve the devices and methods used to study the fire behavior of materials, and in particular to remedy all or part of the above drawbacks. It achieves this thanks to a calorimetry device, in particular for studying the fire behavior of materials, configured to allow the guided, and in particular automated, movement of at least one cone calorimeter between a first position far from a sample to be tested and a second position in which the cone calorimeter is positioned in front of said sample to be tested.
Par « calorimètre à cône positionné en face de l’échantillon à tester », on entend un calorimètre à cône positionné de manière à ce que l’axe du cône soit, d’une part perpendiculaire à la face exposée de l’échantillon, et d’autre part alignée avec le centre de la face exposée de l’échantillon.By "cone calorimeter positioned in front of the sample to be tested", is meant a cone calorimeter positioned so that the axis of the cone is, on the one hand perpendicular to the exposed face of the sample, and on the other hand aligned with the center of the exposed face of the sample.
Par « calorimètre à cône dans une position éloignée de l’échantillon à tester », on entend un calorimètre à cône positionné suffisamment éloigné de l’échantillon de manière à ce que l’échantillon ne reçoive pas l’éclairement radiatif généré par le calorimètre à cône."Cone calorimeter in a position far from the sample to be tested" means a cone calorimeter positioned sufficiently far from the sample so that the sample does not receive the radiative illumination generated by the calorimeter. cone.
Le dispositif peut permettre de déplacer de manière guidée le calorimètre à cône de la première à la deuxième position de manière à passer respectivement d’une densité nulle de flux de chaleur à une densité non nulle maitrisée à laquelle est soumis l’échantillon à tester. Inversement, le dispositif peut permettre de déplacer de manière guidée le calorimètre à cône de la deuxième à la première position de manière à passer respectivement d’une densité non nulle maitrisée de flux de chaleur à une densité nulle à laquelle est soumis l’échantillon à tester. L’invention peut ainsi permettre d’éviter l’écran de l’art antérieur et les inconvénients associés.The device can make it possible to move the cone calorimeter in a guided manner from the first to the second position so as to pass respectively from a zero heat flux density to a controlled non-zero density to which the sample to be tested is subjected. Conversely, the device can make it possible to move the cone calorimeter from the second to the first position in a guided manner so as to pass respectively from a controlled non-zero density of heat flow to a zero density to which the sample is subjected to test. The invention can thus make it possible to avoid the screen of the prior art and the associated disadvantages.
Le dispositif peut être configuré pour permettre le déplacement guidé, et notamment automatisé, d’au moins un autre calorimètre à cône entre une troisième position éloignée de l’échantillon et la deuxième position.The device can be configured to allow guided, and in particular automated, movement of at least one other cone calorimeter between a third position remote from the sample and the second position.
De préférence, la distance entre les première et deuxième positions et/ou entre les deuxième et troisième positions est choisie suffisante pour que l’éclairement radiatif généré par un calorimètre à cône dans la première ou la troisième position ne perturbe pas l’échantillon.Preferably, the distance between the first and second positions and/or between the second and third positions is chosen sufficient so that the radiative illumination generated by a cone calorimeter in the first or the third position does not disturb the sample.
La distance entre les première et deuxième positions et/ou entre les deuxième et troisième positions peut être supérieure ou égale à deux fois le diamètre du calorimètre à cône, mieux supérieure ou égale à trois fois le diamètre du calorimètre à cône, soit par exemple supérieure ou égale à 40 cm, mieux 60 cm.The distance between the first and second positions and/or between the second and third positions may be greater than or equal to twice the diameter of the cone calorimeter, better still greater than or equal to three times the diameter of the cone calorimeter, i.e. greater than or equal to 40 cm, better 60 cm.
De préférence, la distance entre les deuxième et troisième positions est sensiblement égale à celle entre les première et deuxième positions.Preferably, the distance between the second and third positions is substantially equal to that between the first and second positions.
Le dispositif peut être configuré pour permettre aux calorimètres à cône de se positionner successivement l’un après l’autre en face de l’échantillon. Cet autre calorimètre à cône présente avantageusement des caractéristiques différentes du premier.The device can be configured to allow the cone calorimeters to position themselves successively one after the other in front of the sample. This other cone calorimeter advantageously has different characteristics from the first.
Le dispositif peut être configuré pour permettre le déplacement simultané et à la même vitesse de l’un des calorimètres à cône de la première à la deuxième position et de l’autre calorimètre à cône de la deuxième à la troisième position et/ou le déplacement simultané et à la même vitesse de l’un des calorimètres à cône de la deuxième à la première position et de l’autre calorimètre à cône de la troisième à la deuxième position.The device can be configured to allow the simultaneous displacement and at the same speed of one of the cone calorimeters from the first to the second position and of the other cone calorimeter from the second to the third position and/or the displacement simultaneous and at the same speed of one of the cone calorimeters from the second to the first position and of the other cone calorimeter from the third to the second position.
L’un des calorimètres à cône peut rayonner une première densité de flux de chaleur prédéfinie et l’autre calorimètre à cône peut rayonner une deuxième densité de flux de chaleur prédéfinie, différente de la première.One of the cone calorimeters can radiate a first predefined heat flux density and the other cone calorimeter can radiate a second predefined heat flux density, different from the first.
De préférence, les première et deuxième densités de flux de chaleur sont non nulles.Preferably, the first and second heat flux densities are non-zero.
Le dispositif peut permettre de faire varier de manière automatisée la densité de flux de chaleur à laquelle est soumis l’échantillon en sélectionnant automatiquement le calorimètre à cône en fonction de la densité de flux de chaleur à laquelle doit être soumise l’échantillon.The device can allow the heat flux density to which the sample is subjected to be varied in an automated manner by automatically selecting the cone calorimeter according to the heat flux density to which the sample must be subjected.
Le dispositif peut ainsi permettre de faire varier le niveau d’éclairement auquel est soumis l’échantillon de manière contrôlée.The device can thus make it possible to vary the level of illumination to which the sample is subjected in a controlled manner.
La première densité de flux de chaleur peut être supérieure à la deuxième ou inversement, et le dispositif peut être configuré pour permettre à l’échantillon d’être soumis successivement à la première puis à la deuxième densité de flux de chaleur.The first heat flux density can be higher than the second or vice versa, and the device can be configured to allow the sample to be subjected successively to the first and then to the second heat flux density.
La première densité de flux de chaleur peut être supérieure ou égale à 55 kW.m-2, de préférence comprise 55 et 85 kW.m-2, et la deuxième densité de flux de chaleur peut être inférieure ou égale à 55 kW.m-2, de préférence comprise 35 et 55 kW.m-2.The first heat flux density may be greater than or equal to 55 kW.m -2 , preferably between 55 and 85 kW.m -2 , and the second heat flux density may be less than or equal to 55 kW.m -2 , preferably between 35 and 55 kW.m -2 .
Dans un exemple, la première densité de flux de chaleur est égale à 85 kW.m-2 et la deuxième densité de flux de chaleur est égale à 42,5 ou 55 kW.m-2. Dans un autre exemple, la première densité de flux de chaleur est égale à 75 kW.m-2 et la deuxième densité de flux de chaleur est égale à 55 kW.m-2. Dans encore un autre exemple, la première densité de flux de chaleur est égale à 55 kW.m-2 et la deuxième densité de flux de chaleur est égale à 35 kW.m-2.In one example, the first heat flux density is equal to 85 kW.m-2 and the second heat flux density is equal to 42.5 or 55 kW.m-2. In another example, the first heat flux density is equal to 75 kW.m-2 and the second heat flux density is equal to 55 kW.m-2. In yet another example, the first heat flux density is equal to 55 kW.m-2 and the second heat flux density is equal to 35 kW.m-2.
La différence en valeur absolue entre la première et la deuxième densité de flux de chaleur peut être comprise entre 10 et 50 kW.m-2, mieux entre 15 et 45 kW.m-2.The difference in absolute value between the first and the second heat flux density can be between 10 and 50 kW.m -2 , better still between 15 and 45 kW.m -2 .
Le rapport entre la première et la deuxième densité de flux de chaleur peut être compris entre 1,1 et 2,5, mieux entre 1,2 et 2,1.The ratio between the first and the second heat flux density can be between 1.1 and 2.5, better still between 1.2 and 2.1.
Le dispositif peut être configuré pour permettre à l’échantillon d’être soumis à la première densité de flux de chaleur pendant un temps d’expositiont 1 prédéfini puis à la deuxième densité de flux de chaleur pendant un temps d’expositiont 2 prédéfini.The device can be configured to allow the sample to be subjected to the first heat flux density for a predefined exposure time t 1 and then to the second heat flux density for a predefined exposure time t 2 .
Le guidage peut être linéaire ou rotatif.Guidance can be linear or rotary.
Le dispositif peut comporter au moins un support agencé pour recevoir le ou les calorimètres à cône.The device may comprise at least one support arranged to receive the cone calorimeter(s).
Support guidéGuided support linéairementlinearly
Le support peut être guidé en translation le long d’un axe de guidage, notamment horizontal ou vertical. Pour des raisons d’encombrement, un axe de guidage soit horizontal soit vertical peut être privilégié.The support can be guided in translation along a guide axis, in particular horizontal or vertical. For reasons of space, a guide axis either horizontal or vertical can be preferred.
Le support peut être monté sur des coulisses, notamment à billes ou à roulettes, de préférence à billes.The support can be mounted on slides, in particular on ball bearings or on rollers, preferably ball bearings.
Les coulisses peuvent comporter des butées d'arrêt permettant l’arrêt du coulissement du ou des calorimètres à cône dans des positions prédéfinies, le positionnement des butées d'arrêt le long des coulisses étant notamment réglable.The slides may include stops allowing the sliding of the cone calorimeter(s) to be stopped in predefined positions, the positioning of the stops along the slides being in particular adjustable.
Les coulisses peuvent comporter en outre des amortisseurs associés aux butées d'arrêt, permettant d’absorber les chocs lors du coulissement du ou des calorimètres à cône.The slides may also include shock absorbers associated with the stops, to absorb the shocks during the sliding of the cone calorimeter(s).
En variante, le support est monté sur un convoyeur, notamment motorisé, à courroie ou à bande, tel qu’un tapis roulant.As a variant, the support is mounted on a conveyor, in particular motorized, belt or band, such as a treadmill.
Support guidé en rotationRotation guided support
Le support, notamment un carrousel, peut être guidé en rotation autour d’un axe de rotation, notamment vertical ou horizontal.The support, in particular a carousel, can be guided in rotation around an axis of rotation, in particular vertical or horizontal.
Déplacement du ou des calorimètresMoving the calorimeter(s)
Le déplacement du ou des calorimètres à cône d’une position à une autre peut être réalisé de manière automatisée. Cela peut permettre de faire varier de manière contrôlée la densité de flux de chaleur à laquelle est soumis l’échantillon et ainsi d’améliorer la répétabilité et/ou la reproductibilité de la mesure de paramètres tels que le taux de perte de masse de l’échantillon ou le débit calorifique.Moving the cone calorimeter(s) from one position to another can be done in an automated way. This can allow the heat flux density to which the sample is subjected to be varied in a controlled manner and thus improve the repeatability and/or the reproducibility of the measurement of parameters such as the rate of mass loss of the sample or heat rate.
Le déplacement du ou des calorimètres à cône d’une position à une autre peut être réalisé de manière motorisée.The movement of the cone calorimeter(s) from one position to another can be carried out by motor.
Le dispositif peut comporter au moins un actionneur, notamment électrique, hydraulique ou pneumatique, de préférence électrique,configuré pour permettre le déplacement du ou des calorimètres à cône d’une position à une autre en moins de 5 secondes. Cela peut permettre d’améliorer la précision de la mesure de paramètres tels que le temps d’extinction (« time-to-extinguishment » en anglais).The device may comprise at least one actuator, in particular electric, hydraulic or pneumatic, preferably electric , configured to allow the displacement of the cone calorimeter(s) from one position to another in less than 5 seconds. This can make it possible to improve the accuracy of the measurement of parameters such as time-to-extinguishment.
Une telle rapidité de déplacement est avantageuse car elle permet de faire varier en un temps très réduit le niveau d’éclairement auquel est soumis l’échantillon (soit passage d’une densité nulle de flux de chaleur à une densité non nulle maitrisée à laquelle est soumis l’échantillon ou inversement, soit passage d’une densité non nulle maitrisée à une autre en passant d’un calorimètre à l’autre).Such a speed of movement is advantageous because it makes it possible to vary in a very short time the level of illumination to which the sample is subjected (i.e. passage from a zero heat flux density to a controlled non-zero density at which subjected the sample or vice versa, or passage from a controlled non-zero density to another by passing from one calorimeter to another).
Le dispositif peut comporter une unité de contrôle permettant de contrôler l’actionneur.The device may comprise a control unit making it possible to control the actuator.
Dans une variante, l’unité de contrôle permet à l’actionneur d’être actionné en fonction de séquences temporelles prédéfinies de fonctionnement. Par exemple, l’unité de contrôle commande l’actionneur de manière à ce que ce dernier soit dans une première étape inactif pendant une durée correspondant au temps d’exposition prédéfinit 1 durant lequel l’échantillon est soumis à la première densité de flux de chaleur, puis dans une deuxième étape actif de manière à permettre à ce que la densité de flux de chaleur à laquelle est soumis l’échantillon varie de la première à la deuxième densité de flux de chaleur, puis dans une troisième étape inactif pendant une durée correspondant au temps d’exposition prédéfinit 2 durant lequel l’échantillon est soumis à la deuxième densité de flux de chaleur.In a variant, the control unit allows the actuator to be actuated according to predefined time sequences of operation. For example, the control unit controls the actuator so that the latter is in a first step inactive for a duration corresponding to the predefined exposure time t 1 during which the sample is subjected to the first flux density of heat, then in a second stage active so as to allow the heat flux density to which the sample is subjected to vary from the first to the second heat flux density, then in a third stage inactive for a duration corresponding to the predefined exposure time t 2 during which the sample is subjected to the second heat flux density.
Dans une autre variante, l’unité de contrôle permet à l’actionneur d’être actionné non plus en fonction de durées prédéfinies mais en fonction de la survenue d’évènements, tels que l’inflammation, l’auto-inflammation, l’extinction ou l’auto-extinction de l’échantillon. Par exemple, l’échantillon peut être soumis à une première densité de flux de chaleur de manière à permettre l’auto-inflammation de l’échantillon. A la survenue de l’auto-inflammation, l’unité de contrôle actionne l’actionneur de manière à que l’échantillon soit soumis à une deuxième densité de flux de chaleur, plus faible que la première de manière à permettre l’auto-extinction de l’échantillon. A la survenue de l’auto-extinction, l’unité de contrôle actionne l’actionneur de manière à que l’échantillon soit soumis à une troisième densité de flux de chaleur, plus élevée que la deuxième de manière à permettre de nouveau l’auto-inflammation.In another variant, the control unit allows the actuator to be actuated no longer according to predefined durations but according to the occurrence of events, such as ignition, self-ignition, extinction or self-extinction of the sample. For example, the sample can be subjected to a first heat flux density so as to allow the self-ignition of the sample. When self-ignition occurs, the control unit actuates the actuator so that the sample is subjected to a second heat flux density, lower than the first so as to allow self-ignition. extinction of the sample. When self-extinguishing occurs, the control unit actuates the actuator so that the sample is subjected to a third heat flux density, higher than the second so as to again allow the self-ignition.
Le ou les calorimètres à cône peuvent être orientés verticalement ou horizontalement.The cone calorimeter(s) can be oriented vertically or horizontally.
Par « calorimètre à cône orienté verticalement », on entend un calorimètre à cône dont l’axe du cône est horizontal. Cela signifie que la face exposée de l’échantillon, i.e. soumise à la densité de flux de chaleur émise par le calorimètre à cône, se situe dans un plan vertical.“Vertically oriented cone calorimeter” means a cone calorimeter whose axis of the cone is horizontal. This means that the exposed face of the sample, i.e. subjected to the heat flux density emitted by the cone calorimeter, lies in a vertical plane.
Par « calorimètre à cône orienté horizontalement », on entend un calorimètre à cône dont l’axe du cône est vertical. Cela signifie que la face exposée de l’échantillon, i.e. soumise à la densité de flux de chaleur émise par le calorimètre à cône, se situe dans un plan horizontal.“Horizontal oriented cone calorimeter” means a cone calorimeter whose axis of the cone is vertical. This means that the exposed face of the sample, i.e. subjected to the heat flux density emitted by the cone calorimeter, lies in a horizontal plane.
Le dispositif peut comporter au moins un porte-échantillon fixe apte à recevoir l’échantillon, le ou les calorimètres à cône étant mobiles par rapport au porte-échantillon.The device may include at least one fixed sample holder capable of receiving the sample, the cone calorimeter(s) being movable relative to the sample holder.
De préférence, le porte-échantillon est positionné de telle sorte à ce que la distance entre l’échantillon placé dans le porte-échantillon et le calorimètre à cône positionné en face de l’échantillon soit comprise dans une plage allant de 20 à 100 mm. Le dispositif peut être configuré pour permettre de faire varier ladite distance au sein de ladite plage.Preferably, the sample holder is positioned such that the distance between the sample placed in the sample holder and the cone calorimeter positioned in front of the sample is within a range of 20 to 100 mm . The device may be configured to allow said distance to be varied within said range.
Comme cela est spécifié dans la norme ISO 5660-1, l’échantillon à tester peut présenter des dimensions de 10 cm x 10 cm et une épaisseur maximum de 5 cm. Les côtés et la face non exposée de l’échantillon peuvent être recouverts d’une feuille d'aluminium.As specified in the ISO 5660-1 standard, the sample to be tested may have dimensions of 10 cm x 10 cm and a maximum thickness of 5 cm. The sides and the unexposed side of the sample can be covered with aluminum foil.
Le porte-échantillon peut être disposé sur une balance permettant de mesurer en continu la masse de l’échantillon. Cela peut permettre de déterminer le taux de perte de masse de l'échantillon en fonction du temps, et cela même lorsque la densité de flux de chaleur à laquelle est soumis l’échantillon varie d’une valeur à une autre, notamment lorsque les calorimètres à cône viennent se positionner successivement l’un après l’autre en face de l’échantillon.The sample holder can be placed on a balance to continuously measure the mass of the sample. This can make it possible to determine the rate of mass loss of the sample as a function of time, even when the heat flux density to which the sample is subjected varies from one value to another, in particular when the calorimeters with cone are positioned successively one after the other in front of the sample.
Le dispositif peut comporter au moins un capteur thermique positionné en face de l’échantillon de manière à mesurer en quasi-continu la température de surface de l’échantillon. Le positionnement du capteur thermique peut permettre la mesure lorsque qu’un calorimètre à cône est positionné en face de l’échantillon puisque la mesure a lieu à travers l’orifice du cône.The device may comprise at least one thermal sensor positioned in front of the sample so as to measure the surface temperature of the sample almost continuously. The positioning of the thermal sensor can allow the measurement when a cone calorimeter is positioned in front of the sample since the measurement takes place through the orifice of the cone.
Le capteur thermique peut permettre d’une part une mesure de température non-intrusive et d’autre part une mesure de température d’une surface plus large contrairement à une mesure effectuée avec un thermocouple placé sur l’échantillon qui fournit uniquement une mesure de température ponctuelle.The thermal sensor can allow on the one hand a non-intrusive temperature measurement and on the other hand a temperature measurement of a larger surface unlike a measurement carried out with a thermocouple placed on the sample which only provides a measurement of point temperature.
Le capteur thermique peut comporter une caméra infrarouge, notamment multispectrale. L’utilisation d’une caméra infrarouge multispectrale présente l’avantage de pouvoir mesurer la température de l’échantillon même lorsque ce dernier est enflammé puisqu’une telle caméra est capable d’effectuer des mesures de température à travers les flammes.The thermal sensor may comprise an infrared camera, in particular a multispectral one. The use of a multispectral infrared camera has the advantage of being able to measure the temperature of the sample even when the latter is ignited since such a camera is able to perform temperature measurements through the flames.
La caméra peut être équipée d’un filtre passe-bande optique, notamment à 2564 cm-1, permettant de bloquer les bandes d’émission des gaz de combustion générés au cours de la combustion de l’échantillon, notamment le dioxyde carbone et la vapeur d’eau.The camera can be equipped with an optical band-pass filter, in particular at 2564 cm -1 , making it possible to block the emission bands of the combustion gases generated during the combustion of the sample, in particular carbon dioxide and water vapour.
Le dispositif peut être configuré pour permettre le déplacement guidé, et notamment automatisé et/ou motorisé, d’un nombre de calorimètres à cône supérieur à deux, par exemple, trois, quatre, cinq ou six calorimètres à cône.The device can be configured to allow guided, and in particular automated and/or motorized, movement of a number of cone calorimeters greater than two, for example three, four, five or six cone calorimeters.
L’invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un système calorimétrique, notamment pour étudier le comportement au feu des matériaux, comportant un dispositif de calorimétrie tel que défini ci-dessus, et au moins un calorimètre à cône, notamment deux calorimètres à cône.Another subject of the invention, according to another of its aspects, is a calorimetric system, in particular for studying the fire behavior of materials, comprising a calorimetry device as defined above, and at least one cone calorimeter, in particular two cone calorimeters.
Le système peut comporter un nombre de calorimètres à cône supérieur à deux, par exemple, trois, quatre, cinq ou six calorimètres à cône.The system may include more than two cone calorimeters, for example, three, four, five or six cone calorimeters.
L’invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé de mesure calorimétrique, notamment pour étudier le comportement au feu des matériaux, notamment à l’aide du système calorimétrique tel que défini ci-dessus, comportant l’étape consistant à :Another subject of the invention, according to another of its aspects, is a calorimetric measurement method, in particular for studying the fire behavior of materials, in particular using the calorimetric system as defined above, comprising the step consists in :
(a) Déplacer de manière guidée, et notamment automatisée, au moins un calorimètre à cône d’une première position éloignée d’un échantillon à tester à une deuxième position dans laquelle le calorimètre à cône est positionné en face dudit échantillon à tester, ou(a) Move in a guided, and in particular automated, manner, at least one cone calorimeter from a first position remote from a sample to be tested to a second position in which the cone calorimeter is positioned in front of said sample to be tested, or
(b) Déplacer de manière guidée, et notamment automatisée, au moins un calorimètre à cône d’une deuxième position dans laquelle le calorimètre à cône est positionné en face d’un échantillon à tester à une première position éloignée dudit échantillon à tester.(b) Moving in a guided, and in particular automated, manner, at least one cone calorimeter from a second position in which the cone calorimeter is positioned in front of a sample to be tested to a first position remote from said sample to be tested.
Le procédé peut comporter les étapes (a) et (b).The method may include steps (a) and (b).
Le procédé peut en outre comporter l’étape consistant à :The method may further include the step of:
(c) Déplacer de manière guidée, et notamment automatisée, au moins un autre calorimètre à cône de la deuxième position à une troisième position éloignée de l’échantillon, ou(c) Move in a guided, and in particular automated, manner at least one other cone calorimeter from the second position to a third position remote from the sample, or
(d) Déplacer de manière guidée, et notamment automatisée, au moins un autre calorimètre à cône d’une troisième position éloignée de l’échantillon à la deuxième position.(d) Moving in a guided, and in particular automated, manner at least one other cone calorimeter from a third position far from the sample to the second position.
Le procédé peut comporter les étapes (c) et (d).The method may include steps (c) and (d).
Les étapes (a) et (c) peuvent être réalisées simultanément et à la même vitesse.Steps (a) and (c) can be performed simultaneously and at the same speed.
Les étapes (b) et (d) peuvent être réalisées simultanément et à la même vitesse.Steps (b) and (d) can be performed simultaneously and at the same speed.
Le ou les calorimètres à cône peuvent être portés par un support guidé en translation le long d’un axe de guidage, notamment horizontal ou vertical, et les étapes (a), (b), (c) et/ou (d) peuvent être réalisées par un coulissement du support le long de l’axe de guidage.The cone calorimeter(s) can be carried by a support guided in translation along a guide axis, in particular horizontal or vertical, and steps (a), (b), (c) and/or (d) can be made by sliding the support along the guide axis.
Le ou les calorimètres à cône peuvent être portés par un support, notamment un carrousel, guidé en rotation autour d’un axe de rotation, notamment vertical ou horizontal, et les étapes (a), (b), (c) et/ou (d) peuvent être réalisées par une rotation du support autour de l’axe de rotation.The cone calorimeter(s) can be carried by a support, in particular a carousel, guided in rotation around an axis of rotation, in particular vertical or horizontal, and the steps (a), (b), (c) and/or (d) can be achieved by rotating the support around the axis of rotation.
Les étapes (a), (b), (c) et/ou (d) peuvent être réalisées de manière automatisée et/ou motorisée.Steps (a), (b), (c) and/or (d) can be performed automatically and/or motorized.
Le procédé peut comporter au moins un actionneur configuré pour permettre de réaliser chaque étape en moins de 5 secondes.The method may include at least one actuator configured to enable each step to be performed in less than 5 seconds.
L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d’exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, et à l’examen du dessin annexé, sur lequel :The invention may be better understood on reading the detailed description which follows, non-limiting examples of implementation thereof, and on examining the appended drawing, in which:
Description détailléedetailed description
On a représenté à la
Le calorimètre à cône 2 est monté mobile de telle sorte à pouvoir se déplacer de manière guidée entre la première position P1 et une deuxième position P2 dans laquelle le calorimètre à cône 2 est positionné en face de l’échantillon. Pour ce faire, le calorimètre à cône 2 est porté par un support 4 qui est dans l’exemple considéré guidé en translation le long d’un axe de guidage horizontal x.The cone calorimeter 2 is mounted so as to be able to move in a guided manner between the first position P1 and a second position P2 in which the cone calorimeter 2 is positioned in front of the sample. To do this, the cone calorimeter 2 is carried by a support 4 which in the example considered is guided in translation along a horizontal guide axis x.
Le support 4, qui est par exemple une table coulissante, est monté sur des coulisses à billes. Ces coulisses sont de préférence métalliques, notamment en acier ou en aluminium. Elles peuvent être à double course (ou bidirectionnelles).The support 4, which is for example a sliding table, is mounted on ball bearing slides. These slides are preferably metallic, in particular steel or aluminum. They can be double stroke (or bidirectional).
Lorsque le calorimètre à cône 2 est dans la première position P1 et qu’il rayonne une densité de flux chaleur prédéfinie, l’échantillon est soumis à une densité de flux de chaleur nulle (absence d’éclairement radiatif) puisqu’aucun calorimètre à cône n’est dans la deuxième position P2 en face de l’échantillon, comme cela est illustré en
Le calorimètre à cône 2 rayonnant une densité de flux chaleur prédéfinie peut coulisser de la première position P1 à la deuxième position P2 selon le sens de la flèche indiqué en
Sur la
Ainsi, le coulissement du calorimètre à cône 2 de la première position P1 à la deuxième position P2 permet de passer respectivement d’une densité nulle de flux de chaleur à une densité non nulle maitrisée à laquelle est soumis l’échantillon à tester.Thus, the sliding of the cone calorimeter 2 from the first position P1 to the second position P2 makes it possible to pass respectively from a zero heat flux density to a controlled non-zero density to which the sample to be tested is subjected.
Bien entendu, le calorimètre à cône 2 rayonnant une densité de flux chaleur prédéfinie peut coulisser de la deuxième position P2 à la première position P1 selon le sens de la flèche indiqué en
Le support 4 peut optionnellement accueillir un autre calorimètre à cône 3 orienté verticalement (non illustré aux figures 1 et 2) monté mobile de telle sorte à pouvoir se déplacer de manière guidée entre la deuxième position P2 et une troisième position P3 éloignée de l’échantillon. On aboutit alors au dispositif 1 représenté en
Sur la
Pour ce faire, le coulissement du calorimètre à cône 2 de la première position P1 à la deuxième position P2 a lieu simultanément et à la même vitesse que le coulissement de l’autre calorimètre à cône 3 de la deuxième position P2 à la troisième position P3, selon le sens des flèches indiqué en
Bien entendu, le dispositif 1 est également configuré pour permettre le coulissement simultané et à la même vitesse du calorimètre à cône 2 de la deuxième position P2 à la première position P1 et de l’autre calorimètre à cône 3 de la troisième position P3 à la deuxième position P2.Of course, the device 1 is also configured to allow the simultaneous sliding and at the same speed of the cone calorimeter 2 from the second position P2 to the first position P1 and of the other cone calorimeter 3 from the third position P3 to the second position P2.
Comme illustré aux figures 4 et 5, le dispositif 1 comporte une caméra infrarouge 7 positionnée en face de l’échantillon de manière à mesurer en quasi-continu la température de surface de l’échantillon. Cela permet de déterminer le taux de perte de masse (MLR pour « Mass Loss Rate » en anglais) du matériau en fonction du temps.As illustrated in Figures 4 and 5, the device 1 comprises an infrared camera 7 positioned in front of the sample so as to measure the surface temperature of the sample almost continuously. This makes it possible to determine the mass loss rate (MLR for “Mass Loss Rate” in English) of the material as a function of time.
On a représenté à la
Les calorimètres à cône 2 et 3 sont portés par un support 4 guidé en rotation autour d’un axe de rotation vertical z. Le support 4, qui est par exemple un carrousel, permet aux calorimètres à cône 2 et 3 de se déplacer respectivement de la première position P1 à la deuxième position P2 et de la deuxième position P2 à la troisième position P3. Lesdits déplacements sont effectués dans l’exemple considéré par une rotation de 90° du support 4 dans le sens horaire selon le sens des flèches indiqué en
Sur la
Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux exemples qui viennent d’être décrits. Par exemple, le support agencé pour recevoir le ou les calorimètres à cône peut être guidé en translation le long d’un axe de guidage vertical ou encore guidé en rotation autour d’un axe de rotation horizontal.Of course, the invention is not limited to the examples which have just been described. For example, the support arranged to receive the cone calorimeter(s) can be guided in translation along a vertical guide axis or even guided in rotation around a horizontal rotation axis.
Claims (15)
(a) Déplacer de manière guidée au moins un calorimètre à cône (2) d’une première position (P1) éloignée d’un échantillon à tester à une deuxième position (P2) dans laquelle le calorimètre à cône (2) est positionné en face dudit échantillon à tester,
ou
(b) Déplacer de manière guidée au moins un calorimètre à cône (2) d’une deuxième position (P2) dans laquelle le calorimètre à cône (2) est positionné en face d’un échantillon à tester à une première position (P1) éloignée dudit échantillon à tester.Method of calorimetric measurement, in particular for studying the fire behavior of materials, in particular using the calorimetric system according to the preceding claim, comprising the step consisting in:
(a) Moving in a guided manner at least one cone calorimeter (2) from a first position (P1) remote from a sample to be tested to a second position (P2) in which the cone calorimeter (2) is positioned in face of said sample to be tested,
Or
(b) Moving in a guided manner at least one cone calorimeter (2) from a second position (P2) in which the cone calorimeter (2) is positioned in front of a sample to be tested to a first position (P1) away from said sample to be tested.
(c) Déplacer de manière guidée au moins un autre calorimètre à cône (3) de la deuxième position (P2) à une troisième position (P3) éloignée de l’échantillon,
ou
(d) Déplacer de manière guidée au moins un autre calorimètre à cône (3) d’une troisième position (P3) éloignée de l’échantillon à la deuxième position (P2).A method according to claim 14, further comprising the step of:
(c) moving in a guided manner at least one other cone calorimeter (3) from the second position (P2) to a third position (P3) remote from the sample,
Or
(d) Moving in a guided manner at least one other cone calorimeter (3) from a third position (P3) remote from the sample to the second position (P2).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2007469A FR3112612A1 (en) | 2020-07-16 | 2020-07-16 | Calorimetry device |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2007469 | 2020-07-16 | ||
| FR2007469A FR3112612A1 (en) | 2020-07-16 | 2020-07-16 | Calorimetry device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3112612A1 true FR3112612A1 (en) | 2022-01-21 |
Family
ID=74205906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2007469A Pending FR3112612A1 (en) | 2020-07-16 | 2020-07-16 | Calorimetry device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3112612A1 (en) |
-
2020
- 2020-07-16 FR FR2007469A patent/FR3112612A1/en active Pending
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| "SFPE Handbook of Fire Protection Engineering", 31 December 2002, NATIONAL FIRE PROTECTION ASSOCIATION, ISBN: 978-0-87765-451-3, article BABRAUSKAS VYTENIS: "Chapter 3: The cone calorimeter", pages: 63 - 81, XP055809974 * |
| BABRAUSKAS VYTENIS: "Development of the Cone Calorimeter-A Bench-scale Heat Release Rate Apparatus Based on Oxygen Consumptiont", FIRE AND MATERIALS, vol. 8, no. 2, 30 June 1984 (1984-06-30), pages 81 - 95, XP055809908 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2614363B1 (en) | Apparatus for mapping and high resolution analysis of elements in solids | |
| EP1949025B1 (en) | Sorting tablets by measuring diameter | |
| WO2010061069A1 (en) | Device for analysing materials by plasma spectroscopy | |
| FR2477706A1 (en) | METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING THE SURFACE TEMPERATURE AND THE EMISSIVE POWER OF A HEATED MATERIAL | |
| EP2032973A1 (en) | Installation for producing flat glass, comprising a stress measuring device, and method for operating a flat glass annealing lehr | |
| WO2020104750A1 (en) | Probe suitable for measuring the composition of an oxidising gas | |
| WO2006131656A2 (en) | Equipment for non-contact temperature measurement of samples of materials arranged under vacuum | |
| FR2910621A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING THE QUALITY OF A WELD CORD | |
| FR2897158A1 (en) | Radiographic source positioning device for use in industrial application, has transfer tube positioning source of gamma rays passing through articulation axle of branches, and notch supporting radiographic film | |
| FR2912323A1 (en) | Automatically assisted positioning device for heating chamber in distillation apparatus, has locking units moving between coupling and uncoupling positions, where units return chamber from work position to rest position under its gravity | |
| EP0171300A1 (en) | Device for determining the pour point of a gas oil | |
| BE1020753A3 (en) | DEVICE FOR FOCUSING A LASER BEAM BY CAMERA. | |
| FR3112612A1 (en) | Calorimetry device | |
| FR2968448A1 (en) | MOBILE CALORIMETRIC CELL FOR WARMING MEASUREMENT AT THE HEART OF A NUCLEAR REACTOR | |
| EP0310526B1 (en) | Method and device for controlling the pressure on a seal or within a container | |
| EP0508914B1 (en) | Apparatus for measuring the elongation of sample strips | |
| EP1407253B1 (en) | Method for inspecting the surface of a roll cylinder | |
| EP0593357A1 (en) | Supporting device of a probe for the detection and localization of possible defects inside a bore | |
| WO2021023576A1 (en) | Method for analysing a gas using an optical sensor | |
| CA2503833C (en) | Method for determining vanishing temperature of petroleum product crystals and device therefor | |
| EP0499559B1 (en) | Procedure and apparatus for the non-destructive control of composite material containers by holographic interferometry | |
| EP0763752B1 (en) | System, method and apparatus for determining the thermal neutron absorption of a wall | |
| EP0075517B1 (en) | Device for non-destructive measuring of the thickness of the wall of a hollow workpiece | |
| FR2570489A1 (en) | Method and device for monitoring the volumes of glass after cutting | |
| FR2857152A1 (en) | DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING EXTERIOR ASPECT OF FUEL PENCILS FOR NUCLEAR REACTOR |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20220121 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |