本案係針對本所防火實驗群進行大尺度燃燒分析實驗所需，建置一 套燃燒氣體排放連續線上分析系統，整體系統需具備氣體組成、光學密 度、流率⁄溫度之量測功能，以及訊號輸出與數據處理之分析功能；藉此 系統，可以線上連續分析燃燒排氣之溫度與體積流率，以及大型物件或
結構體於燃燒過程之熱釋放率、發煙特性、及毒氣分析等。與本系統相 關之排氣系統（煙道與煙罩）配置、量測儀器規範及分析計算原理，可 參考ISO 9705 全尺寸房間火災試驗標準。
本系統設置於本所防火實驗群（國立成功大學歸仁校區），主要設備 包括：(1)氣體分析系統（含 O2、CO、CO2、NOX、HC 分析儀和氣體採 樣⁄校正系統）、(2)光學密度分析儀、(3)流率⁄溫度監測儀以及(4)數據處 理系統等；所有設備需安置於穩固箱體，可以方便移動或懸吊至不同實 驗區域，搭配各式燃燒實驗設施進行量測分析。燃燒排氣連續線上分析 系統之基本規格及功能需求，分項述明如下：
(1) 氣體分析系統 (圖 3-14-1、圖 3-14-2 所示)
氣體分析系統包含O2、CO、CO2、NOX、HC 五個獨立氣體分析儀、
氣體分析儀連線與排放氣體採樣所需之氣體採樣⁄校正系統，以及校正用 氣體鋼瓶等。
(a)電磁式(Paramagnetic) O2分析儀
測量範圍：五段選擇（0-5、0-10、0-25、0-50、0-100%）。線性度 和穩定度（漂移和偏移）：測量範圍全幅的±1%。準確度：測量範圍全 幅的±1%【ISO 9705，±0.05% (V/V)】。再現性：測量範圍全幅的±1%。
反應速度：20 秒內可達測量範圍全幅的 90%。訊號輸出：0-100mV，
0-1VDC，0-5VDC 或 4-20mA。顯示器：LCD 數位冷光式，顯示成分名 稱、量測值及單位。其他規格：110VAC/60Hz 電源，機箱溫控 60℃，
19”前面板標準機櫃。
(b)非分散型紅外線(Non-Dispersive Infrared) CO 分析儀
測量範圍：兩段選擇（0-1，0-5%），可擴充第三段選擇（0-5000 ppm 或0-15%）。CO2和H2O 干擾：CO2 < 1/10000，H2O < 1/10000。線性度：
可輸入線性參數於各測量範圍，使線性度達全幅的±1%。穩定度（漂移 和偏移）：測量範圍全幅的±1%。準確度：測量範圍全幅的±1%；【ISO
9705，±0.02% (V/V)】。再現性：測量範圍全幅的±1%。反應速度：可選 擇積分式自 0.5-20 秒內可達測量範圍全幅的 90%。訊號輸出：0-5VDC 或4-20mA。顯示器：LCD 數位冷光式，顯示成分名稱、量測值及單位。
其他規格：微電腦自動校正，自動自我偵測錯誤，110VAC/6 電源，機 箱溫控60℃，19”前面板標準機櫃。
(c)非分散型紅外線(Non-Dispersive Infrared) CO2分析儀
測量範圍：兩段選擇（0-2，0-6%），可擴充第三段選擇（0-3000 ppm 或0-20%）。H2O 干擾：H2O < 1/1250。線性度：可輸入線性參數於各測 量範圍，使線性度達全幅的±1%。穩定度（漂移和偏移）：測量範圍全 幅的±1%。準確度：測量範圍全幅的±1%【ISO 9705，±0.1% (V/V)】。
再現性：測量範圍全幅的±1%。反應速度：可選擇積分式自 0.5-20 秒內 可達測量範圍全幅的 90%。訊號輸出：0-5VDC 或 4-20mA。顯示器：
LCD 數位冷光式，顯示成分名稱、量測值及單位。其他規格：微電腦 自動校正，自動自我偵測錯誤，110VAC/60Hz 電源，機箱溫控 60℃，
19”前面板標準機櫃。化學發光(Chemiluminescence) NOX分析儀測量範 圍：七段選擇（0-10、0-25、0-100、0-250、0-1000、0-2500、0-10000ppm）。 線性度和穩定度（漂移和偏移）：測量範圍全幅的±1%。準確度：測量 範圍全幅的±1%。再現性：測量範圍全幅的±1%。反應速度：兩段式選 擇，1.5 秒內可達測量範圍全幅的 90%。訊號輸出：0-10、0-100mV、
0-1、0-5VDC 或 4-20mA。顯示器：LCD 數位冷光式，顯示成分名稱、
量測值及單位。其他規格：110VAC/60Hz 電源，機箱溫控 60℃，PM 管 溫控6℃，19”前面板標準機櫃。
(d)非分散型紅外線(Non-Dispersive Infrared) Hydrocarbon 分析儀 表現方式：以等量之 C6H14表示整體碳氫化合物含量。測量範圍：
兩段選擇（0-2000，0-5000ppm），可擴充第三段選擇（0-500ppm 或 0-1.5%）。CO2和H2O 干擾：CO2 < 1/10000，H2O < 1/10000。線性度：
可輸入線性參數於各測量範圍，使線性度達全幅±1%。穩定度（漂移和
偏移）：測量範圍全幅的±1%。準確度：測量範圍全幅的±1%。再現性：
測量範圍全幅的±1%。反應速度：可選擇積分式自 0.5-20 秒內可達測量 範圍全幅的 90%。訊號輸出：0-5VDC 或 4-20mA。顯示器：LCD 數位 冷光式，顯示成分名稱、量測值及單位。其他規格：微電腦自動校正，
自動自我偵測錯誤，110VAC/60Hz 電源，機箱溫控 60℃，19”前面板標 準機櫃。
(e)氣體採樣⁄校正系統
加熱採樣探頭：10mm 直徑 SUS316 管，具 17 個 2mm 直徑孔口和 16 個 3mm 直徑孔口（依 ISO 9705 規定），配置 SUS316 銜接法蘭橫跨 煙道；採樣率 0-20 L/M，內建 2µm 陶瓷濾心；加熱能力 200°C，220 VAC。加熱採樣管線：10m 長 Teflon 管，外被耐磨橡膠外殼，雙層隔離 保溫，0-200°C 溫度數位控制（220 VAC），J 型熱電偶監測。採樣幫浦：
Teflon 隔膜幫浦（110 VAC），SUS316 Single Head，流率範圍 10-50L/M，
幫浦產生壓差需達10kPa，以避免過濾器堵塞。冷凝器：氣冷半導體式 冷凝器，附水份收集器與溫度顯示，開機後 10 分鐘內可降溫至 5°C，
SUS316 材質，除濕率 0-8 L/M。自動排水裝置：6 rpm 蠕動幫浦，附易 裝卸頭和Norprene 管。過濾系統：SUS316 材質，Pyrex glass bowl，可 更換式濾心，可分離液體與粒狀物。過濾保護裝置：全金屬 2µm 防衛 過濾器。清潔系統：可清潔採樣⁄校正系統、加熱管線、採樣探頭。調壓 閥與壓力表：背壓式調整控制，SUS316 材質。流量表附控制閥：每台 分析儀一具，分流控制用，另一具單獨作分流控制，SUS316 材質。管 線和接頭：使用SUS316 或 Teflon 材質。校正⁄採樣：可選擇對單獨（或 全部）分析儀執行零點⁄全幅校正或採樣。可自動設定校正週期，或接受 外部控制執行自動校正。
(f)校正用氣體鋼瓶
依據每台分析儀測量範圍（選取兩段），配置校正用氣體鋼瓶，每 一氣體鋼瓶需配備調壓閥與壓力表。
圖 3-14-1 氣體分析系統
(2)光學密度分析儀 (圖 3-15 所示)
光學密度分析儀需符合ISO 9705 標準（或 ISO/TR 5924 標準），煙灰 層積(soot deposits)降低光束傳輸強度需小於 5%，具單光源雙光束，可 執行自動校正功能。
光源：高亮度白熱絲(incandescent filament)光源（6V/10W 鹵素燈），
操作溫度 2900K±100K，電流穩定度±0.2%。可選擇等級更高光源。光 學系統：依ISO 9705 標準，安置鏡片、孔口和感應器。測量範圍：0-20%
至100%（兩段選擇）不透光率，或 0-200mg/m3至 4000mg/m3（兩段選 擇）粉塵輸出。線性度：測量範圍全幅的±1%。穩定度（漂移和偏移）：
測量範圍全幅的±1%。準確度：測量範圍全幅的±1%。再現性：測量範 圍全幅的±1%。反應速度：10 秒內可達測量範圍全幅的 90%。訊號輸出：
2 組 4-20mA 線性輸出。校正⁄診斷：自動執行零點⁄全幅校正，及光學鏡 面污染自我偵測補償與光學準線失準之診斷。其他規格：110VAC/60Hz 電源，機箱溫控60℃，19”前面板標準機櫃。
圖 3-15 光學密度分析儀
(3)流率⁄溫度監測儀
監測儀之流率量測可配合使用雙向速度儀、皮氏管或皮氏環，採壓 差原理計算；溫度量測則使用熱電偶，以室溫補償。測量範圍：氣體流 速0-2.5m/s 至 20m/s（兩段選擇），溫度 0-450℃。準確度：測量範圍全 幅的±1%。再現性：測量範圍全幅的±1%。流速量測儀：耐高溫材質五 孔皮氏管一只。訊號輸出：可程式壓差傳送器，可直接輸出流速、質量 流率量測值及 4-20mA 類比線性輸出。壓差傳送器：可設定壓差範圍
（0-0.01mbar 至 1mbar），24VDC 電源，應使用 SIEMENS、ABB、FUJI 等以上相同等級廠牌。
(4)數據處理系統
數據處理系統主要使用 P4 等級電腦系統，具數據攫取及處理分析 能力，訊號輸入至少15 線（氣體組成 6 線、光學密度 1 線、流率 1 線、
溫度 1 線、預備輸入 6 線），電腦螢幕直接顯示量測值（需與現場儀器 讀值一致），可輸入實驗條件、設定量程及程式運算。
(5)穩固箱體
燃燒排氣連續線上分析系統整體配備將安置於兩個穩固箱體，校正 用氣體鋼瓶單獨置於一箱體，其餘之氣體分析系統、光學密度分析儀、
流率⁄溫度監測儀、及數據處理系統共置於另一箱體。儀器固定於箱體，
需方便安裝拆卸並具備耐震功能，箱內需設置工作台面；儀器組合架正 面含防塵透明罩，具儀器滑軌設計，以利儀器維修。箱體由不銹鋼或鋁 合金板建構，本身具備耐重滑輪和吊鉤，可以方便移動或懸吊至不同實 驗區域。氣體鋼瓶箱體需配置鋼瓶固定裝置、及必要之安全措施。
此裝置設置於本所防火實驗群（國立成功大學歸仁校區）之綜合實 驗室南端（鄰近部材防火實驗場，整體裝置由集煙罩、集煙彎管、混合 管、量測段、排氣彎管、與排氣管所組成，實際整體設備組裝圖如圖3-16 所示。大型物件或結構體將置於升降平台上進行燃燒試驗，試驗區之燃
燒煙氣由集煙罩收集後垂直向上流動，經由集煙彎管轉成水平流入混合 管，經過量測段，再由排氣彎管及排氣管排出。集煙罩下緣距離地面至 少 12m，下緣法蘭與牆面距離至少 4m；混合管和量測段為東西向擺置
（可因前述之距離要求，採用斜置方式），量測段設置於綜合實驗室東 邊五樓工作室；排氣管為南北向擺置，尾端穿出綜合實驗室南牆，再外 接防火實驗群廢氣處理系統（圖3-17 所示）。防火實驗群廢氣處理系統 之大型抽風機，可提供本裝置之最大煙氣流率為30m3/s。
圖 3-16 實際設備組裝圖
圖 3-17 廢氣處理系統