在建筑材料單體燃燒試驗(yàn)中，光衰減系統(tǒng)是測(cè)量產(chǎn)煙率（SPR）的核心組件，其透鏡安裝精度直接影響光束平行度與測(cè)量穩(wěn)定性。本文將結(jié)合EN 13823標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)備技術(shù)要求，解析透鏡安裝的關(guān)鍵步驟與質(zhì)量控制要點(diǎn)。
一、透鏡系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理
建筑材料單體燃燒試驗(yàn)裝置采用白熾燈光源（色溫2900±100K），通過透鏡系統(tǒng)將光束聚焦為直徑≥20mm的平行光束。透鏡組需滿足兩個(gè)核心參數(shù)：
1.焦距比：光電管發(fā)光孔直徑（d）與透鏡焦距（f）的比值d/f≤0.04，確保光束發(fā)散角小于0.5°；
2.光譜響應(yīng)：硅光二極管探測(cè)器的光譜分布響應(yīng)度需與CIE標(biāo)準(zhǔn)光照曲線（V(λ)）吻合，色度標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)偏差≤±5%。
以某型號(hào)設(shè)備為例，其透鏡組采用雙膠合消色差設(shè)計(jì)，前組透鏡負(fù)責(zé)光束準(zhǔn)直，后組透鏡校正色差，最終實(shí)現(xiàn)98%以上的光能利用率。
二、透鏡安裝工藝流程
1.機(jī)械定位
①將透鏡組安裝于排煙管道側(cè)管的柔性接頭上，確保光軸與管道中心線垂直度偏差≤0.1°；
②使用氣動(dòng)三爪卡盤固定透鏡，卡爪治具采用L型結(jié)構(gòu)，臺(tái)階面鑲嵌硅膠層防止透鏡邊緣劃傷；
③通過腰孔-調(diào)節(jié)螺孔結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)透鏡徑向微調(diào)，定位凸臺(tái)與安裝盤定位孔配合保證重復(fù)安裝精度≤0.02mm。
2.光路校準(zhǔn)
①啟動(dòng)準(zhǔn)直儀生成初始光斑，感應(yīng)器通過加權(quán)平均算法計(jì)算光斑中心點(diǎn)P0；
②處理器控制回饋控制平臺(tái)在X/Y方向移動(dòng)（精度±0.01mm），同時(shí)調(diào)整Z軸傾斜角度（精度±0.005°），使透射光斑中心點(diǎn)Pn與P0重合；
③最終驗(yàn)證光束平行度：在2155mm綜合測(cè)量區(qū)兩端放置光闌，測(cè)量光斑直徑變化量≤0.3mm。
3.環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試
①在排煙管道溫度298K、流速0.5-0.65m/s條件下，連續(xù)運(yùn)行12小時(shí)，監(jiān)測(cè)透鏡組熱變形量；
②使用壓縮空氣清潔系統(tǒng)，確保透鏡表面塵埃顆粒數(shù)≤50個(gè)/cm²（按ISO 14644-1 Class 5標(biāo)準(zhǔn)）。
三、質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)
1.材料兼容性：透鏡支架采用USU304不銹鋼，與排煙管道內(nèi)礦物棉保溫層保持≥10mm安全間距；
2.動(dòng)態(tài)密封：柔性接頭采用氟橡膠O型圈，耐溫范圍-40℃至260℃，泄漏率≤1×10?? Pa·m³/s；
3.校準(zhǔn)周期：每50次試驗(yàn)或3個(gè)月進(jìn)行光路復(fù)校，使用庚烷燃燒標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)驗(yàn)證系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間（T90≤3s）。
四、建筑材料單體燃燒試驗(yàn)裝置外觀示意圖
通過上述精密安裝工藝，某實(shí)驗(yàn)室將光衰減系統(tǒng)測(cè)量重復(fù)性從±3%提升至±0.8%，滿足EN 13823標(biāo)準(zhǔn)對(duì)SPR測(cè)量不確定度≤5%的要求。這一技術(shù)實(shí)踐為建筑材料燃燒性能評(píng)估提供了可靠的光學(xué)檢測(cè)基礎(chǔ)。
