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건축재료의 연소특성 평가를 위한 점화실험 또는 화재전파실험 수행시 적외선 가열장치에 의해 시편에 발생하는 화염의 착화를 자동으로 감지하는 화염착화 자동감지 시스템에 있어서,점화용 파일럿 버너(112)를 통한 점화용 불꽃에 의해 점화되고, 적외선 히터(111)를 이용하여 시편(200)을 가열하는 적외선 가열장치(110);점화실험 또는 화염전파실험을 위해 상기 적외선 가열장치(110)의 시편홀더(113)에 탑재되는 시편(120);상기 시편(120)의 연소에 따른 배기를 위해 상기 적외선 가열장치(110) 상부에 설치되어 사각형상의 흡입후드(130);상기 사각형상의 흡입후드(130)의 하부에 설치되어 상기 시편(120)의 열화상을 감지하는 열화상 센서(140); 및상기 열화상 센서(140)에서 감지한 열화상 영상을 온도데이터로 변환하고, 상기 온도데이터에 대응하여 상기 시편(120)의 화염착화 여부를 판별하고, 상기 시편(120)의 착화시점으로부터 3초간 유지되는 착화시간을 자동으로 결정하는 화염착화 분석유닛(150)을 포함하되,상기 착화시간은 상기 시편(120)의 열응답지수(Thermal Response Parameter: TRP) 값을 산출하는데 사용되며,상기 적외선 가열장치(110)는, 지지프레임 상단에 설치되어 상기 시편(120)을 발화시키는 4개의 적외선 히터(111); 점화용 불꽃의 길이를 조정하는 점화용 파일럿 버너(112); 상기 적외선 가열장치(110)에 의해 가열되도록 지지프레임의 상단 중앙에 설치되어 상기 시편(120)이 장착되는 시편홀더(113); 상기 적외선 가열장치(110)의 냉각을 위한 냉각수를 순환시키기 위해 입구 및 출구 쪽에 2개의 알루미늄 실린더가 용접된 보호막으로 형성되는 수냉식 차폐부재(114); 및 공기분포 챔버 및 공기공급 파이프로 구성되고, 상기 시편(120)의 가열에 의해 발생하는 연소공기를 상기 적외선 가열장치(110)의 상부로 분배하는 연소공기 분배부(115)를 포함하는 적외선 가열장치에 의한 시편의 화염착화 자동감지 시스템
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제1항에 있어서,상기 열화상 센서(140)는 상기 사각형상의 흡입후드(130)의 네 모서리 하부에 각각 설치되는 4개의 열화상 센서로서, 상기 화염착화 분석유닛(150)은 4개의 열화상 센서(140)에서 감지한 열화상 영상을 종합적으로 분석하여 상기 착화시간을 결정하는 것을 특징으로 하는 적외선 가열장치에 의한 시편의 화염착화 자동감지 시스템
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제2항에 있어서, 상기 화염착화 분석유닛(150)은,상기 4개의 열화상 센서(140)로부터 각각 열화상 영상을 수신하는 데이터 수신부(151);상기 수신된 열화상 영상에 대응하는 온도데이터로 변환하는 데이터 변환부(152);상기 온도데이터에 따라 상기 시편(120)의 착화 시점을 판별하는 화염착화 시점 판별부(153); 및상기 시편(120)의 착화시점으로부터 3초간 유지되는 착화시간을 결정하는 착화시간 결정부(154)를 포함하는 적외선 가열장치에 의한 시편의 화염착화 자동감지 시스템
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제1항에 있어서,상기 4개의 적외선 히터(111) 각각은 복사열유속을 생산하는 소형 반사경(111-1) 및 텅스텐 필라멘트 관형 석영램프(111-2)를 포함하되, 6개의 텅스텐 필라멘트 관형 석영램프(111-2)는 최대 510의 복사열유속을 생성하는 소형 반사경(111-1)이 덮을 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 적외선 가열장치에 의한 시편의 화염착화 자동감지 시스템
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제1항에 있어서, 상기 시편 홀더(113)는 점화실험을 위한 수평시편 홀더(113a) 및 화염전파실험을 위한 수직시편 홀더(113b)를 포함하되, 상기 수평시편 홀더(113a)는 점화실험을 위한 수평시편(121)이 배치되는 수평 사각홀더(113a-1) 또는 수평 원형홀더(113a-2)를 포함하고, 상기 수직시편 홀더(113b)는 화염전파실험을 위한 사다리 선반(113b-1)을 수직으로 경유하도록 연장 설치되어 수직시편(122)이 배치되는 원형 또는 사각 수직홀더를 수직으로 세팅하는 수직프레임(113b-2); 및 수직홀더가 수직프레임 상에 구속되도록 수직홀더와 수직프레임을 감싸도록 설치되는 와이어(113b-3)를 포함하는 적외선 가열장치에 의한 시편의 화염착화 자동감지 시스템
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제6항에 있어서, 상기 점화실험(Ignition Test)은 외부 복사열유속(radiation heat flux)을 받는 수평시편 홀더(113a)에 배치된 수평시편(121)을 사용하되, 실험 화염에 의한 수평시편(121)의 점화에 필요한 시간과 일정한 외부 방사 열유속의 크기를 결정하며; 상기 화염전파실험(Fire Propagation Test)은 외부 복사열유속을 받는 수직시편 홀더(113b)에 배치된 수직시편(122)을 사용하되, 상기 수직시편(122)의 기저부에서 외부 복사열유속에 의해 시작되는 상향식 화재 전파중 및 전파후의 연소하는 화학적 열방출속도를 결정하고; 그리고 상기 점화실험 및 화염전파실험을 통하여 각각 수평 화염확산 및 수직 화염확산을 평가하여 수평시편(121) 및 수직시편(122)의 화염전파 성능을 정량화하는 것을 특징으로 하는 적외선 가열장치에 의한 시편의 화염착화 자동감지 시스템
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제6항에 있어서, 상기 점화실험은 열응답지수(TRP)를 매개지수로 하여 규정된 열유속에 노출시 점화에 대한 내성을 부여하는 재료 특성을 파악하고; 그리고 상기 화염전파실험은 화염전파지수(Fire Propagation Index: FPI)를 매개지수로 하여 산소농도가 40%로 상승된 산소환경에서 상향 화재가 전파되는 동안 화학 발열량의 관점에서 발화 영역을 넘어 화염전파를 지원하는 소재의 성향, 실제 화재에서 방출되는 복사열유속을 시뮬레이션하는 것을 특징으로 하는 적외선 가열장치에 의한 시편의 화염착화 자동감지 시스템
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건축재료의 연소특성 평가를 위한 점화실험 또는 화재전파실험 수행시 적외선 가열장치에 의해 시편에 발생하는 화염의 착화를 자동으로 감지하는 화염착화 자동감지 방법에 있어서,a) 적외선 가열장치(110)의 시편홀더(113)에 시편(120)을 장착하는 단계;b) 상기 적외선 가열장치(110)의 점화용 파일럿 버너(112)에 의해 점화용 불꽃의 길이를 조정하여 상기 적외선 가열장치(110)의 적외선 히터(111)를 구동하여 상기 시편(120)을 연소시키는 단계;c) 열화상 센서(140)가 상기 시편(120)의 화염착화를 감지하여 열화상 영상을 생성하는 단계;d) 화염착화 분석유닛(150)이 상기 열화상 센서(140)에 의해 감지된 열화상 영상을 수신하여 온도데이터로 변환하는 단계;e) 상기 화염착화 분석유닛(150)이 상기 온도데이터에 대응하는 화염착화 시점을 판별하는 단계; 및f) 상기 화염착화 분석유닛(150)이 상기 시편(120)의 착화시점으로부터 3초간 유지되는 착화시간을 자동으로 결정하는 단계를 포함하되,상기 착화시간은 상기 시편(120)의 열응답지수(TRP) 값을 산출하는데 사용되며, 상기 b) 단계의 적외선 가열장치(110)의 적외선 히터(111)는 상기 시편(120)을 발화시키는 4개의 적외선 히터(111)로 이루어지고, 상기 4개의 적외선 히터(111) 각각은 복사열유속을 생산하는 소형 반사경(111-1) 및 텅스텐 필라멘트 관형 석영램프(111-2)를 포함하되, 6개의 텅스텐 필라멘트 관형 석영램프(111-2)는 최대 510의 복사열유속을 생성하는 소형 반사경(111-1)이 덮을 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 적외선 가열장치에 의한 시편의 화염착화 자동감지 방법
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제9항에 있어서, 상기 시편 홀더(113)는 점화실험을 위한 수평시편 홀더(113a) 및 화염전파실험을 위한 수직시편 홀더(113b)를 포함하되, 상기 수평시편 홀더(113a)는 점화실험을 위한 수평시편(121)이 배치되는 수평 사각홀더(113a-1) 또는 수평 원형홀더(113a-2)를 포함하고, 상기 수직시편 홀더(113b)는 화염전파실험을 위한 사다리 선반(113b-1)을 수직으로 경유하도록 연장 설치되어 수직시편(122)이 배치되는 원형 또는 사각 수직홀더를 수직으로 세팅하는 수직프레임(113b-2); 및 수직홀더가 수직프레임 상에 구속되도록 수직홀더와 수직프레임을 감싸도록 설치되는 와이어(113b-3)를 포함하는 적외선 가열장치에 의한 시편의 화염착화 자동감지 방법
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제12항에 있어서, 상기 점화실험은 외부 복사열유속을 받는 수평시편 홀더(113a)에 배치된 수평시편(121)을 사용하되, 실험 화염에 의한 수평시편(121)의 점화에 필요한 시간과 일정한 외부 방사 열유속의 크기를 결정하며; 상기 화염전파실험은 외부 복사열유속을 받는 수직시편 홀더(113b)에 배치된 수직시편(122)을 사용하되, 상기 수직시편(122)의 기저부에서 외부 복사열유속에 의해 시작되는 상향식 화재 전파중 및 전파후의 연소하는 화학적 열방출속도를 결정하고; 그리고 상기 점화실험 및 화염전파실험을 통하여 각각 수평 화염확산 및 수직 화염확산을 평가하여 수평시편(121) 및 수직시편(122)의 화염전파 성능을 정량화하는 것을 특징으로 하는 적외선 가열장치에 의한 시편의 화염착화 자동감지 방법
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제12항에 있어서, 상기 점화실험은 열응답지수(TRP)를 매개지수로 하여 규정된 열유속에 노출시 점화에 대한 내성을 부여하는 재료 특성을 파악하고; 그리고 상기 화염전파실험은 화염전파지수(FPI)를 매개지수로 하여 산소농도가 40%로 상승된 산소환경에서 상향 화재가 전파되는 동안 화학 발열량의 관점에서 발화 영역을 넘어 화염전파를 지원하는 소재의 성향, 실제 화재에서 방출되는 복사열유속을 시뮬레이션하는 것을 특징으로 하는 적외선 가열장치에 의한 시편의 화염착화 자동감지 방법
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