Jehlový hořák: Aplikace a technická analýza při testování požární bezpečnosti elektrických a elektronických zařízení

Abstraktní
S rozvojem miniaturizace a vysokého výkonu produktů v oblastech, jako jsou elektrická a elektronická zařízení, domácí spotřebiče a osvětlení, se riziko požáru způsobené „malými plameny“ ze zkratů v obvodech a přehřátí součástí stalo stále významnějším. Testování požární bezpečnosti se tak stalo klíčovým článkem ve výzkumu a vývoji produktů, kontrole kvality ve výrobě a certifikaci. Jako specializované zařízení pro simulaci scénářů zapálení malých plamenů přímo určuje přesnost testování a provozní pohodlí hořáku s jehlovým plamenem spolehlivost hodnocení požární odolnosti. Tento článek se zabývá... LISUN ZY-3 Jehlový plamenný hořák jakožto objekt výzkumu systematicky vysvětluje výhody modulárního designu, hloubkově analyzuje technické principy klíčových funkcí, jako je přesná regulace teploty, automatické časování a záznam dat, a ověřuje přizpůsobivost zařízení v rámci testování požární bezpečnosti v různých odvětvích kombinací jeho schopností řízení parametrů plamene v souladu s mezinárodními normami a duálního provozního designu. Prostřednictvím analýzy typických aplikačních scénářů a porovnání výkonnostních parametrů je zjištěna technická hodnota zařízení. LISUN ZY-3 Zdůrazňuje se význam hořáku s jehlovým plamenem při zajišťování požární bezpečnosti výrobků a splňování požadavků na přístup na trh, který poskytuje profesionální referenční testovací řešení pro výrobce elektrických a elektronických výrobků, testovací instituce a vědeckovýzkumné ústavy.

1. Úvod
Během provozu elektrických a elektronických zařízení mohou poruchy, jako je stárnutí součástek, přetížení obvodu nebo zkraty, snadno generovat „malé plameny“ s teplotami přesahujícími 700 °C. Přestože jsou tyto plameny malé, mají koncentrovanou energii a mohou snadno zapálit vnitřní izolační materiály nebo pláště zařízení, a tím vyvolat rozsáhlé požáry. Aby se těmto rizikům předešlo, instituce, jako je Mezinárodní elektrotechnická komise (IEC) a Národní úřad pro normalizaci, postupně vydaly normy pro zkoušky jehlovým plamenem (např. IEC 60695-11-5:2016, GB/T 5169.5-2020), které jasně vyžadují simulaci scénářů s malými plameny pro testování charakteristik požární odolnosti a vytrvalosti plamene u výrobků a materiálů.

Tradiční zařízení pro testování plamene jehlou má problémy, jako jsou rozptýlené funkce, nízká přesnost regulace parametrů a složité provozní procesy. Například ruční nastavení výšky plamene snadno vede k chybám a ruční měření času ztěžuje přesné zaznamenání doby setrvání plamene, což nemůže splňovat požadavky vysoce kvalitního testování. ZY-3 Jehlový plamenný hořák vyvinutý společností LISUN využívá modulární integrovaný design, který integruje funkce, jako je přesná regulace teploty, automatické časování a záznam dat. Zároveň optimalizuje proces testování díky duálnímu režimu ovládání dotykovou obrazovkou a dálkovým ovládáním. Nejenže striktně splňuje mezinárodní i domácí normy, ale také se dokáže přizpůsobit potřebám testování vzorků různých velikostí. Je široce používán v oblastech, jako je elektrotechnika a elektronika, osvětlení a automobilová elektronika, a stal se klíčovým zařízením pro testování požární bezpečnosti. Tento článek komplexně analyzuje technické výhody a průmyslovou hodnotu... LISUN ZY-3 Jehlový hořák ze čtyř dimenzí: technická architektura zařízení, principy základních funkcí, aplikační scénáře a ověření výkonu.

2. Technická architektura a principy klíčových funkcí LISUN ZY-3 Jehlový plamenný hořák
2.1 Modulární architektura designu
Modulární design LISUN ZY-3 Základem pro integraci funkcí a flexibilní adaptaci je Needle Flame Burner. Celek je rozdělen do pěti základních modulů. Každý modul pracuje nezávisle a interaktivně spolupracuje, aby byla zajištěna přesnost a stabilita testovacího procesu:
• Modul spalovacího systému: Obsahuje standardní jehlový hořák (vnitřní průměr 0.5 mm), jednotku přívodu plynu a komponent pro regulaci plamene. Úhel hořáku lze flexibilně nastavit (naklonění o 45° během testování a svisle během kalibrace výšky plamene). Jako spalinový plyn se používá butan s čistotou ≥95 % a k dispozici je volitelný elektronický průtokoměr plynu pro přesnou regulaci průtoku plynu a stabilizaci tvaru plamene.
• Modul regulace teploty: Integruje termočlánek typu K o průměru Φ0.5 mm a vysoce přesný čip pro snímání teploty. Rozsah měření teploty pokrývá 0~1000 °C, což umožňuje monitorovat proces zvyšování teploty plamene v reálném čase a striktně zajistit standardní požadavek „trvání 23.5 s ± 1 s pro zvýšení ze 100 °C ± 2 °C na 700 °C ± 3 °C“, čímž se zabrání vlivu teplotních odchylek na výsledky testů.
• Modul časování a záznamu dat: Má vestavěný vysoce přesný časovací čip. Doba hoření (0~999.9 s, ±0.1 s) a doba setrvání plamene (0~999.9 s, ±0.1 s) mohou být automaticky zaznamenávány. Podporuje jedno nebo více po sobě jdoucích nastavení hoření. Testovací data jsou v reálném čase ukládána do paměti zařízení a lze je exportovat do počítače přes USB pro sekundární analýzu.
• Provozní a bezpečnostní modul: Je vybaven vlastním velkým dotykovým LCD displejem a bezdrátovým dálkovým ovládáním, které podporuje funkce, jako je nastavení parametrů, spuštění/pozastavení testu a zobrazení dat. Zároveň je vybaven ochranou proti přehřátí, alarmem úniku plynu a tlačítkem nouzového zastavení. Pokud teplota zařízení překročí prahovou hodnotu nebo je koncentrace plynu abnormální, automaticky se vypne zdroj plynu a spustí se alarm.
• Modul pro upevnění vzorku: Poskytuje nastavitelný upínací přípravek pro přizpůsobení vzorkům různých velikostí (jako jsou malé pouzdra relé, velké vrstvy izolace kabelů, fóliové materiály atd.). Výšku a horizontální polohu upínacího přípravku lze jemně doladit, aby vzdálenost mezi hořákem a vzorkem splňovala standardní požadavky (obvykle 5 mm ± 0.5 mm).

2.2 Technické principy základních funkcí
2.2.1 Technologie přesné regulace teploty
Teplota plamene je klíčovým parametrem zkoušky jehlovým plamenem, který přímo ovlivňuje stanovení prahu vznícení materiálu. LISUN ZY-3 Jehlový hořák dosahuje přesné regulace teploty díky spolupráci „snímání teploty termočlánkem v reálném čase a dynamického nastavení algoritmu PID“:
• Snímání teploty: Špička termočlánku typu K je těsně připevněna k jádru plamene, shromažďuje teplotní data 10krát za sekundu a převádí analogový signál na digitální signál pro přenos do hlavního řídicího čipu.
• Nastavení PID: Na základě algoritmu PID porovnává hlavní řídicí čip teplotu v reálném čase se standardní teplotní křivkou (100 °C → 700 °C, 23.5 s ± 1 s) a automaticky upravuje průtok butanu a otevírání klapky hořáku. Pokud teplota stoupá příliš pomalu, průtok plynu se zvýší; pokud teplota překročí limit, průtok se sníží, aby se zajistilo, že teplota plamene přesně splňuje požadavky norem GB/T 5169.5-2020 a IEC 60695-11-5:2016.

2.2.2 Automatické měření času a záznam dat
Tradiční manuální měření času je náchylné k chybám (více než ±0.5 s) v důsledku zpoždění reakce personálu. LISUN ZY-3 dosahuje přesnosti časování na úrovni milisekund díky spolupráci hardwaru a softwaru:
• Časování hoření: Po zahájení testu zařízení automaticky zaznamená čas, kdy se hořák dotkne vzorku. Po dosažení nastavené doby hoření (například konvenčních 30 s) se hořák automaticky resetuje s přesností časování ±0.1 s.
• Měření doby trvání plamene: Po oddělení vzorku od plamene zařízení monitoruje pomocí optického senzoru, zda vzorek dále hoří. Pokud je detekován plamen, automaticky se spustí měření doby trvání plamene; když plamen zhasne, měření se automaticky zastaví a zaznamená se data, jako je „stav zapálení“, „doba trvání plamene“ a „šíření hoření“, čímž se zabrání subjektivním chybám při manuálním pozorování.
• Ukládání dat: Podporuje ukládání více než 5 000 skupin testovacích dat. Každá skupina dat zahrnuje čas testu, informace o vzorku, dobu hoření, dobu setrvání plamene, teplotní křivku atd., které lze exportovat do formátu Excel pro usnadnění generování testovacích protokolů a sledovatelnosti dat.

2.2.3 Duální provoz a zajištění bezpečnosti
Pro zjednodušení procesu obsluhy a snížení rizika popálenin způsobených vysokou teplotou, LISUN ZY-3 využívá duální provozní režim „dotyková obrazovka + dálkové ovládání“:
• Ovládání pomocí dotykové obrazovky: 5palcový LCD dotykový displej zobrazuje teplotu v reálném čase, časování, stav plamene a další informace. Podporuje nastavení parametrů jedním kliknutím (například dobu hoření 30 s a výšku plamene 12 mm). Rozhraní je intuitivní a snadno pochopitelné, což umožňuje novým operátorům rychlý začátek.
• Ovládání dálkovým ovládáním: Je vybaven bezdrátovým dálkovým ovládáním, které umožňuje testerům spustit/pozastavit test ze vzdálenosti 3 metrů, aniž by se museli blížit kontaktu s vysokoteplotním hořákem (teplota plamene přesahuje 700 °C). Tělo zařízení je zároveň vyrobeno z ocelové konstrukce s vysokoteplotním nástřikem, která je odolná vůči vysokým teplotám a korozi, což dále zajišťuje provozní bezpečnost.

3. Specifikace parametrů a scénáře průmyslového použití LISUN ZY-3 Jehlový plamenný hořák
3.1 Specifikace základních parametrů a porovnání modelů
Jedno LISUN ZY-3 Jehlový hořák se skládá ze dvou modelů: ZY-3 (se skříňkou) a ZY-3S (bez skříně). Základní parametry striktně odpovídají mezinárodním normám a lze je zvolit podle různých testovacích prostředí a požadavků na vzorek. Následující tabulka ukazuje srovnání parametrů a shodu obou modelů se normami:

3.2 Analýza typických scénářů průmyslových aplikací
Díky modulární konstrukci a možnostem přesného testování LISUN ZY-3 Jehlový hořák se široce používá v oblastech, jako je elektrotechnika a elektronika, zařízení informačních technologií, osvětlení a automobilová elektronika. Následují hlavní scénáře použití:

3.2.1 Elektrotechnický a elektronický průmysl: Zkoušky nízkonapěťových elektrických spotřebičů v požární odolnosti
Pokud se kryty a izolační části nízkonapěťových elektrických spotřebičů (jako jsou relé, stykače a jističe) zapálí malými plameny, může to vést ke zkratům v rozšířeném obvodu. Výrobce nízkonapěťových elektrických spotřebičů použil LISUN ZY-3 Jehlový hořák pro testování pouzdra relé (materiál ABS zpomalující hoření):
• Zkušební nastavení: Doba hoření 30 s, hořák nakloněný pod úhlem 45°, bod hoření v místě slabého místa pláště (tloušťka 1.5 mm).
• Výsledek testu: Vzorek se během hoření nezapálil a po oddělení od plamene nevykazoval žádnou přetrvávající plamen, což splňuje požadavky normy GB/T 5169.5-2020.
• Hodnota aplikace: Nevyhovující šarže byly vyřazeny pomocí šaržových zkoušek (určitá šarže nábojnic se zapálila po dobu 25 sekund hoření s dobou setrvání plamene 8 sekund), čímž se zabránilo jejich vstupu na trh a vzniku bezpečnostních rizik. Zároveň to poskytlo datovou podporu pro optimalizaci materiálového složení (zvýšení obsahu zpomalovače hoření v materiálu ABS z 15 % na 20 % k vyřešení problému se zapálením).

3.2.2 Průmysl osvětlovacích zařízení: Požární zkoušky LED ovladačů a svítidel
Vzhledem k dlouhodobému provozu LED svítidel při vysokých teplotách jsou kryty předřadníků a izolační materiály objímek žárovek náchylné k požáru. Podnik zabývající se osvětlením použil LISUN ZY-3 Jehlový plamenný hořák pro testování pouzdra ovladače LED (materiál PC):
• Testovací základ: GB 7000.1-2015 „Svítidla – Část 1: Obecné požadavky a zkoušky“.
• Zkušební proces: Simulujte malé plameny vznikající přehřátím vnitřních součástí měniče, proveďte 30sekundové hoření na pouzdře měniče a sledujte, zda dochází ke vznícení a šíření hoření.
• Klíčový výsledek: Kvalifikované pouzdra nevykazovala po spalování žádný otevřený plamen, pouze mírnou povrchovou karbonizaci; nekvalifikovaná pouzdra (recyklovaný PC materiál) se vznítila po 18 sekundách hoření s dobou setrvání plamene 12 sekund a plamen se rozšířil do vnitřních obvodů. Tento test účinně zachytil nekvalifikované výrobky a zajistil bezpečnost používání svítidel.

3.2.3 Průmysl automobilové elektroniky: Testování nových nabíjecích stožárů pro vozidla
Vzhledem k velkému nabíjecímu proudu nabíjecích sloupů pro vozidla s novým zdrojem energie může zapálení izolačních částí malými plameny způsobit požár baterie. Nezávislá zkušební instituce použila LISUN ZY-3 Jehlový hořák pro testování izolačních částí (epoxidové sklotextilní desky) zavážecího stohu:
• Zkušební normy: GB/T 2408-2021 „Plasty – Stanovení chování při hoření – Horizontální a vertikální metody“, IEC 60695-11-5:2016.
• Zaměření testu: Sledujte dobu zapálení, dobu setrvání plamene izolačních částí pod plamenem o teplotě 700 °C a zda se tvoří odkapávající tekutiny (odkapávající tekutiny mohou zapálit hořlaviny pod nimi).
• Závěr testu: Kvalifikované izolační díly se nezapálily, nedošlo k úkapům a doba trvání plamene byla 0 s, což splňuje požadavky na požární ochranu zavážecích pilot; předložený vzorek se vznítil při 22 s hoření s dobou trvání plamene 9 s a vytvořil úkapy, což bylo shledáno jako nekvalifikované, což pomohlo podnikům vyhnout se rizikům spojeným s certifikací výrobků.

3.2.4 Oblast výzkumu a vývoje materiálů: Hodnocení vlastností technických plastů zpomalujících hoření
Vědecké výzkumné ústavy často používají LISUN ZY-3 Jehlový plamenný hořák pro vyhodnocení výkonu nových materiálů zpomalujících hoření. Ústav pro výzkum materiálů testoval modifikovaný materiál PA66 (s přídavkem bezhalogenového zpomalovače hoření):
• Účel zkoušky: Ověření požární odolnosti materiálu za působení malých plamenů a poskytnutí podkladu pro výběr materiálů pro elektrické a elektronické pouzdra.
• Testovací proměnné: Změňte množství přidané látky zpomalující hoření (10 %, 15 %, 20 %) a porovnejte dobu zapálení a dobu setrvání plamene při různých přidaných množstvích.
• Výsledek výzkumu: Při přidání 20 % zpomalovače hoření se materiál nezapálil; při 15 % byla doba zapálení 15 s a doba setrvání plamene 3 s; při 10 % byla doba zapálení 8 s a doba setrvání plamene 15 s. Nakonec bylo jako optimální přidané množství (vyvážení mezi požární odolností a náklady) stanoveno 15 %.

4. Ověření výkonu a shoda se standardy LISUN ZY-3 Jehlový plamenný hořák
4.1 Data pro ověření výkonu
Pro ověření přesnosti testování LISUN ZY-3 Pro opakované testování byl vybrán standardní vzorek hořáku s jehlovým plamenem (fenolická plastová deska specifikovaná v GB/T 5169.5-2020). Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce:

Z dat je patrné, že klíčové ukazatele LISUN ZY-3 Jehlový plamenný hořák, jako je výška plamene, doba náběhu teploty a přesnost časování, splňuje všechny standardní požadavky a přesnost stanovení zapálení dosahuje 100 % s dobrou opakovatelností testu, což může zajistit spolehlivost výsledků testu.

4.2 Dodržování norem
Jedno LISUN ZY-3 Společnost Needle Flame Burner striktně dodržuje řadu mezinárodních i domácích autoritativních norem, aby zajistila globální uznání výsledků testů:
• Normy základních zkušebních metod: GB/T 5169.5-2020 „Zkoušení požárního nebezpečí elektrických a elektronických výrobků – Část 5: Zkušební plameny – Zkušební metoda jehlovým plamenem“, IEC 60695-11-5:2016 „Zkoušení požárního nebezpečí – Část 11-5: Zkušební plameny – Zkušební metoda jehlovým plamenem“.
• Standardy specifické pro daný produkt: GB 7000.1-2015 „Svítidla – Část 1: Obecné požadavky a zkoušky“, GB/T 4943.1-2022 „Zařízení informačních technologií – Bezpečnost – Část 1: Obecné požadavky“, GB/T 2408-2021 „Plasty – Stanovení chování při hoření“, IEC 62368-1:2023 „Audio/video, informační a komunikační technologická zařízení – Část 1: Bezpečnostní požadavky“.
• Normy specifické pro dané odvětví: ISO 6722-1:2019 „Silniční vozidla – Kabely, vodiče a svazky – Část 1: Obecné požadavky a zkušební metody“ (zkoušení kabelových svazků pro automobily), UL 94:2024 „Norma pro zkoušky hořlavosti plastových materiálů pro součásti v zařízeních a spotřebičích“ (zkoušení plastových zpomalovačů hoření).

5. Závěry 
Jedno LISUN ZY-3 Jehlový plamenný hořák Integruje klíčové funkce, jako je přesná regulace teploty, automatické časování a záznam dat, prostřednictvím modulární konstrukce, čímž řeší problémy tradičních zařízení, jako je „nízká přesnost parametrů, složitý provoz a vysoká bezpečnostní rizika“. Jeho přísné dodržování norem a flexibilní přizpůsobivost z něj činí klíčové zařízení pro testování požární bezpečnosti v oblastech, jako je elektrotechnika a elektronika, osvětlení a automobilová elektronika. Od kontroly kvality v továrnách v podnicích až po certifikaci třetími stranami a výzkum a vývoj materiálů ve vědeckovýzkumných ústavech, toto zařízení může poskytovat spolehlivá testovací data, pomáhat produktům splňovat požadavky na přístup na trh a snižovat riziko požáru.