专利名称：一种浸入式电阻加热器具的火灾物证鉴定方法
技术领域：
本发明涉及一种火灾物证鉴定方法，尤其涉及一种用于公安消防火灾调查中的浸入式电阻加热器具的火灾物证鉴定方法
背景技术：
浸入式电阻加热器具(如热得快、电加热棒或电热水壶等)在人们日常生活中使用广泛，与此同时引发的火灾事故也频繁发生，给人民生命财产安全、社会稳定造成了严重的�：�。例如，2008年11月14日，位于上海市中心区域的上海商学院发生了一起由“热得快”引发的火灾，造成了 4名大学生死亡。此类火灾物证鉴定方法研究不仅对火灾原因的分析、事故的认定以及同类灾害的防治具有十分重要的意义，也是火灾科学研究人员目前面临的重要课题之一。对于火场中电加热器具类物证的鉴定，常常是依据国家标准GB16840. 4《电气火灾原因技术鉴定方法》，将电器电源线作为检材，根据铜导线上不同的熔痕性质来判断电气线路故障。然而实际情况中，起到直接证明作用的一次短路检出率低，这是由于此类火灾主要成因为加热器具的发热部件在干烧(液体烧干或者通电时电阻发热部件未浸入液体的状态)下直接接触到可燃物质引发火灾，此外即使是发生了一次短路，其熔痕在火场高温作用下发生的金相组织变化也影响到了物证的鉴定。对于加热管等发热部件，其表面往往无明显熔痕迹象，仅限于外部的观察，难以对加热部件进行直接分析，局限性较大。而采用金相对比法往往不能可靠的将其本身工作发热与火场火烧作用进行特征区分。目前，对此类加热电器类火灾物证鉴定研究的报道也相对较少，研究工作缺乏系统性，不够完善。这些存在的问题使得火灾调查工作无法及时、有效、科学的展开。浸入式电阻加热器具的加热发热部件一直是引发火灾的主要原因。加热部件通常为金属材质，在火灾后常常能被保留下来，内部的电阻丝由于填充物的保护不易受外部因素的影响，并且电阻加热丝是通电发热的直接作用部分，能够准确的反映其最原始的状态信息。通过电阻丝的检测分析建立科学有效的技术鉴定方法，对于迅速查明火灾原因、分析火灾成因、控制火灾诱因具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提出一种浸入式电阻加热器具的火灾物证鉴定方法，根据加热器具内部电阻丝表面金属元素的构成特征，鉴别加热器具火灾前所经历的状态，进而判定火灾原因。为了达到上述目的，本发明的所采用的技术方案是
一种浸入式电阻加热器具的火灾物证鉴定方法，具体步骤如下
(O :提取电阻加热器具中的加热发热部件，清除其外表面杂质，选取弯曲底部或中间部分，加热发热部件的截取长度为O. riOcm ；(2):除去加热发热部件内部填充物，取出电阻丝并尽量保持完整，将电阻丝超声波清洗f55min，取出后除去电阻丝表面液体，然后在烘箱中干燥，再用常温吹扫；
(3):将步骤(2)所得电阻丝用导电胶固定在样品台上进行检测分析，观察其整体和局部的形貌。选择具有特征性和代表性的区域扫描成像，采用能谱法进行成分分析，并分别计算金属元素成分的相对百分含量；其中所述金属元素为Al、Fe、Ni、Cu、Zn、Cr、Sn或Pb等中的两种或两种以上元素，能谱法为X-射线光电子能谱、俄歇能谱或二次离子质谱等；
(4):确定参照值将相同型号的新产品在正常条件下使用一定时间，随机选取若干段电阻丝进行表面成分分析并分别计算金属元素成分的相对百分含量，平均值作为参照值。其中所述金属元素为Al、Fe、Ni、Cu、Zn、Cr、Sn或Pb等中的两种或两种以上元素，能谱法为X-射线光电子能谱、俄歇能谱或二次离子质谱等；
(5):将步骤(3)所得的数值与步骤(4)所得的参照值作比较，得到电阻丝的判定结果，即为正常工作状态或特征干烧状态。本发明中，步骤(I)所述截取时可用金相试样切割机、普通切割机或锯条等机械切割方式。本发明中，步骤(2)中所述超声用液体为水、乙醇、正己烷或甲醇等液体物质中至少一种。本发明中，步骤(2)中除去电阻丝表面液体采用纸或海绵等材料。本发明中，步骤(2)中控制烘箱的温度为1(T105°C、时间为flOOmin，吹扫可以采用电吹风，吹扫时间为f30min。本发明中，步骤(3)中观察时采用成像倍数在3(Γ10000倍，以观察其整体和局部的形貌。本发明中，步骤(4)中所述正常使用的方式可以是连续使用或者间歇使用，使用时间为O. 5 500h，平行实验次数为1 10次；选取电阻丝长度O. l 10cm。本发明中，步骤(5)中所述正常工作下状态的判定为金属元素成分相对百分含量与参照值基本一致；特征干烧状态的判定为熔点低的金属元素成分相对百分含量较参照值明显上升，熔点高的金属成分的相对百分含量会不同程度的下降。本发明针对加热电器内部电阻丝的金属元素进行无损分析，最大程度保留物证的完整性，克服火场火烧环境对物证的影响，建立基于元素构成的区分辨别方法，从而判定电阻加热器具在火灾前的状态，为此类火灾事故调查提供有效的科学依据。
图I为本发明工艺流程图。图2为干烧状态下电阻丝表面扫描电镜照片。图3为干烧状态下电阻丝表面能谱图。图4为正常状态下电阻丝表面扫描电镜照片。
图5为正常状态下电阻丝表面能谱图。
具体实施例方式
下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。
实施例I
将一 U型热得快在置于热水壶中，使其连续通电加热将水烧干并引燃塑料壶体，起火并在模拟火场条件下灼烧35min后用水扑灭。步骤(I):用尖嘴钳清除加热部件外表面粘连物，在金相切割机上截取中间部分约2cm。步骤(2):用镊子除去内部石英砂填充物，取出电阻丝在蒸馏水中超声波清洗9min，取出用吸水纸除去表面水珠，置于烘箱中干燥20min，再用电吹风常温吹扫lOmin。步骤(3):将电阻丝用导电胶固定在样品台上利用X-射线光电子能谱法进行检测分析，观察其整体和局部的形貌。选择具有特征性和代表性的区域在20kV的加速电压、550倍下扫描成像见图2。在电子束流为InA、选择合适的电子束斑进行成分分析，获得EDS能谱图见图3，以及金属元素含量数据见表1，经计算得到Al、Fe和Cr的相对百分含量分别为52. 94%、33. 53% 和 13. 53%。步骤(4):将相同型号的新产品在浸没在水中连续使用50h，随机选取三段电阻丝并按照步骤(3)进行表面成分分析，分别计算金属元素的相对百分含量，计算平均值得到Al、Fe和Cr的相对百分含量分别为6. 03%、73. 39%和20. 58%。步骤(5):熔点低的Al元素其成分相对百分含量明显上升，增幅达到46. 91% ；熔点高的Fe和Cr元素的相对百分含量会不同程度的下降，降幅分别为39. 86%和7. 05%。因此判定该热得快为经历干烧状态。
表I电阻丝表面成分测试结果
权利要求
1.一种浸入式电阻加热器具的火灾物证鉴定方法，其特征在于具体步骤如下 (1):提取电阻加热器具中的加热发热部件，清除其外表面杂质，选取弯曲底部或中间部分，加热发热部件的截取长度为0. riOcm ； (2):除去加热发热部件内部填充物，取出电阻丝并尽量保持完整，将电阻丝进行超声波清洗为f 55min，用清洁的镊子取出，除去电阻丝表面液体，然后在烘箱中干燥，再用常温吹扫； (3):将步骤(2)所得电阻丝用导电胶固定在样品台上进行检测分析，观察其整体和局部的形貌；选择具有特征性和代表性的区域扫描成像，采用能谱法进行成分分析，并分别计算金属元素成分的相对百分含量； (4):确定参照值将相同型号的新产品在正常条件下使用一定时间，随机选取若干段电阻丝进行表面成分分析并分别计算金属元素成分的相对百分含量，平均值作为参照值； (5):将步骤(3)所得的数值与步骤(4)所得的参照值作比较，得到判定结果，即为正常工作状态或特征干烧状态； 其中所述金属元素为Al、Fe、Ni、Cu、Zn、Cr、Sn或Pb中的两种或两种以上元素,能谱法为X-射线光电子能谱、俄歇能谱或二次离子质谱中任一种。
2.根据权利要求I所述的一种浸入式电阻加热器具的火灾物证鉴定方法，其特征在于步骤(I)中截取部位选取底部弯曲或者中间部分，采用金相试样切割机、普通切割机或锯条切割方式。
3.根据权利要求I所述的一种浸入式电阻加热器具的火灾物证鉴定方法，其特征在于步骤(2)中所述超声用液体为水、乙醇、正己烷或甲醇中一种以上。
4.根据权利要求I所述的一种浸入式电阻加热器具的火灾物证鉴定方法，其特征在于步骤(2)中除去电阻丝表面液体采用纸或海绵。
5.根据权利要求I所述的一种浸入式电阻加热器具的火灾物证鉴定方法，其特征在于步骤(2)中控制烘箱的温度为1(T105°C、时间为f lOOmin，吹扫采用电吹风，吹扫时间为I 30mino
6.根据权利要求I所述的一种浸入式电阻加热器具的火灾物证鉴定方法，其特征在于步骤(3)中观察时采用成像倍数为3(T10000倍，以观察其整体和局部的形貌。
7.根据权利要求I所述的一种浸入式电阻加热器具的火灾物证鉴定方法，其特征在于步骤(4)中所述正常使用的方式是连续使用或者间歇使用，使用时间为0. 5飞00h，平行实验次数为广10次；选取电阻丝长度为0. f 10cm。
8.根据权利要求I所述的一种浸入式电阻加热器具的火灾物证鉴定方法，其特征在于步骤(5)中所述正常工作下状态的判定为金属元素成分相对百分含量与参照值基本一致；特征干烧状态的判定为熔点低的金属元素成分相对百分含量较参照值明显上升，熔点高的金属成分的相对百分含量会不同程度的下降。
全文摘要
本发明涉及一种浸入式电阻加热器具的火灾物证鉴定方法，具体为(1)提取加热发热部件，清除外表面杂质，截取一定长度的弯曲底部或中间部分金属部件；(2)除去内部填充物，取出电阻丝并尽量保持完整。将电阻丝进行超声波清洗，取出并除去表面液体，然后在烘箱中干燥，再用常温吹扫；(3)将电阻丝用导电胶固定在样品台上进行检测分析。观察其整体和局部的形貌。选择具有特征性和代表性的区域扫描成像并用能谱法进行成分分析。(4)将相同型号的新产品在正常条件下使用一定时间，随机选取若干段电阻丝进行表面成分分析并分别计算金属元素成分的相对百分含量，平均值作为参照值。(5)与参照值作比较，得到判定结果。本发明根据加热器具内部电阻丝表面金属元素的构成特征，鉴别加热器具火灾前所经历的状态，为此类火灾事故调查提供有效的科学依据。
文档编号G01N23/227GK102636506SQ20121011168
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月17日 优先权日2012年4月17日
发明者包任烈, 周谧, 廖彦秋, 张永丰, 曹丽英, 胡娆, 薛林, 顾海昕, 黄昊 申请人:公安部上海消防研究所
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