專利名稱：一種浸入式電阻加熱器具的火災(zāi)物證鑒定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種火災(zāi)物證鑒定方法，尤其涉及一種用于公安消防火災(zāi)調(diào)查中的浸入式電阻加熱器具的火災(zāi)物證鑒定方法
背景技術(shù)：
浸入式電阻加熱器具(如熱得快、電加熱棒或電熱水壺等)在人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂脧V泛，與此同時引發(fā)的火災(zāi)事故也頻繁發(fā)生，給人民生命財產(chǎn)安全、社會穩(wěn)定造成了嚴(yán)重的危害。例如，2008年11月14日，位于上海市中心區(qū)域的上海商學(xué)院發(fā)生了一起由“熱得快”引發(fā)的火災(zāi)，造成了 4名大學(xué)生死亡。此類火災(zāi)物證鑒定方法研究不僅對火災(zāi)原因的分析、事故的認(rèn)定以及同類災(zāi)害的防治具有十分重要的意義，也是火災(zāi)科學(xué)研究人員目前面臨的重要課題之一。對于火場中電加熱器具類物證的鑒定，常常是依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB16840. 4《電氣火災(zāi)原因技術(shù)鑒定方法》，將電器電源線作為檢材，根據(jù)銅導(dǎo)線上不同的熔痕性質(zhì)來判斷電氣線路故障。然而實際情況中，起到直接證明作用的一次短路檢出率低，這是由于此類火災(zāi)主要成因為加熱器具的發(fā)熱部件在干燒(液體燒干或者通電時電阻發(fā)熱部件未浸入液體的狀態(tài))下直接接觸到可燃物質(zhì)引發(fā)火災(zāi)，此外即使是發(fā)生了一次短路，其熔痕在火場高溫作用下發(fā)生的金相組織變化也影響到了物證的鑒定。對于加熱管等發(fā)熱部件，其表面往往無明顯熔痕跡象，僅限于外部的觀察，難以對加熱部件進(jìn)行直接分析，局限性較大。而采用金相對比法往往不能可靠的將其本身工作發(fā)熱與火場火燒作用進(jìn)行特征區(qū)分。目前，對此類加熱電器類火災(zāi)物證鑒定研究的報道也相對較少，研究工作缺乏系統(tǒng)性，不夠完善。這些存在的問題使得火災(zāi)調(diào)查工作無法及時、有效、科學(xué)的展開。浸入式電阻加熱器具的加熱發(fā)熱部件一直是引發(fā)火災(zāi)的主要原因。加熱部件通常為金屬材質(zhì)，在火災(zāi)后常常能被保留下來，內(nèi)部的電阻絲由于填充物的保護(hù)不易受外部因素的影響，并且電阻加熱絲是通電發(fā)熱的直接作用部分，能夠準(zhǔn)確的反映其最原始的狀態(tài)信息。通過電阻絲的檢測分析建立科學(xué)有效的技術(shù)鑒定方法，對于迅速查明火災(zāi)原因、分析火災(zāi)成因、控制火災(zāi)誘因具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種浸入式電阻加熱器具的火災(zāi)物證鑒定方法，根據(jù)加熱器具內(nèi)部電阻絲表面金屬元素的構(gòu)成特征，鑒別加熱器具火災(zāi)前所經(jīng)歷的狀態(tài)，進(jìn)而判定火災(zāi)原因。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的所采用的技術(shù)方案是
一種浸入式電阻加熱器具的火災(zāi)物證鑒定方法，具體步驟如下
(O :提取電阻加熱器具中的加熱發(fā)熱部件，清除其外表面雜質(zhì)，選取彎曲底部或中間部分，加熱發(fā)熱部件的截取長度為O. riOcm ；(2):除去加熱發(fā)熱部件內(nèi)部填充物，取出電阻絲并盡量保持完整，將電阻絲超聲波清洗f55min，取出后除去電阻絲表面液體，然后在烘箱中干燥，再用常溫吹掃；
(3):將步驟(2)所得電阻絲用導(dǎo)電膠固定在樣品臺上進(jìn)行檢測分析，觀察其整體和局部的形貌。選擇具有特征性和代表性的區(qū)域掃描成像，采用能譜法進(jìn)行成分分析，并分別計算金屬元素成分的相對百分含量；其中所述金屬元素為Al、Fe、Ni、Cu、Zn、Cr、Sn或Pb等中的兩種或兩種以上元素，能譜法為X-射線光電子能譜、俄歇能譜或二次離子質(zhì)譜等；
(4):確定參照值將相同型號的新產(chǎn)品在正常條件下使用一定時間，隨機(jī)選取若干段電阻絲進(jìn)行表面成分分析并分別計算金屬元素成分的相對百分含量，平均值作為參照值。其中所述金屬元素為Al、Fe、Ni、Cu、Zn、Cr、Sn或Pb等中的兩種或兩種以上元素，能譜法為X-射線光電子能譜、俄歇能譜或二次離子質(zhì)譜等；
(5):將步驟(3)所得的數(shù)值與步驟(4)所得的參照值作比較，得到電阻絲的判定結(jié)果，即為正常工作狀態(tài)或特征干燒狀態(tài)。本發(fā)明中，步驟(I)所述截取時可用金相試樣切割機(jī)、普通切割機(jī)或鋸條等機(jī)械切割方式。本發(fā)明中，步驟(2)中所述超聲用液體為水、乙醇、正己烷或甲醇等液體物質(zhì)中至少一種。本發(fā)明中，步驟(2)中除去電阻絲表面液體采用紙或海綿等材料。本發(fā)明中，步驟(2)中控制烘箱的溫度為1(T105°C、時間為flOOmin，吹掃可以采用電吹風(fēng)，吹掃時間為f30min。本發(fā)明中，步驟(3)中觀察時采用成像倍數(shù)在3(Γ10000倍，以觀察其整體和局部的形貌。本發(fā)明中，步驟(4)中所述正常使用的方式可以是連續(xù)使用或者間歇使用，使用時間為O. 5 500h，平行實驗次數(shù)為1 10次；選取電阻絲長度O. l 10cm。本發(fā)明中，步驟(5)中所述正常工作下狀態(tài)的判定為金屬元素成分相對百分含量與參照值基本一致；特征干燒狀態(tài)的判定為熔點低的金屬元素成分相對百分含量較參照值明顯上升，熔點高的金屬成分的相對百分含量會不同程度的下降。本發(fā)明針對加熱電器內(nèi)部電阻絲的金屬元素進(jìn)行無損分析，最大程度保留物證的完整性，克服火場火燒環(huán)境對物證的影響，建立基于元素構(gòu)成的區(qū)分辨別方法，從而判定電阻加熱器具在火災(zāi)前的狀態(tài)，為此類火災(zāi)事故調(diào)查提供有效的科學(xué)依據(jù)。


圖I為本發(fā)明工藝流程圖。圖2為干燒狀態(tài)下電阻絲表面掃描電鏡照片。圖3為干燒狀態(tài)下電阻絲表面能譜圖。圖4為正常狀態(tài)下電阻絲表面掃描電鏡照片。
圖5為正常狀態(tài)下電阻絲表面能譜圖。
具體實施例方式
下面通過實施例結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
實施例I
將一 U型熱得快在置于熱水壺中，使其連續(xù)通電加熱將水燒干并引燃塑料壺體，起火并在模擬火場條件下灼燒35min后用水撲滅。步驟(I):用尖嘴鉗清除加熱部件外表面粘連物，在金相切割機(jī)上截取中間部分約2cm。步驟(2):用鑷子除去內(nèi)部石英砂填充物，取出電阻絲在蒸餾水中超聲波清洗9min，取出用吸水紙除去表面水珠，置于烘箱中干燥20min，再用電吹風(fēng)常溫吹掃lOmin。步驟(3):將電阻絲用導(dǎo)電膠固定在樣品臺上利用X-射線光電子能譜法進(jìn)行檢測分析，觀察其整體和局部的形貌。選擇具有特征性和代表性的區(qū)域在20kV的加速電壓、550倍下掃描成像見圖2。在電子束流為InA、選擇合適的電子束斑進(jìn)行成分分析，獲得EDS能譜圖見圖3，以及金屬元素含量數(shù)據(jù)見表1，經(jīng)計算得到Al、Fe和Cr的相對百分含量分別為52. 94%、33. 53% 和 13. 53%。步驟(4):將相同型號的新產(chǎn)品在浸沒在水中連續(xù)使用50h，隨機(jī)選取三段電阻絲并按照步驟(3)進(jìn)行表面成分分析，分別計算金屬元素的相對百分含量，計算平均值得到Al、Fe和Cr的相對百分含量分別為6. 03%、73. 39%和20. 58%。步驟(5):熔點低的Al元素其成分相對百分含量明顯上升，增幅達(dá)到46. 91% ；熔點高的Fe和Cr元素的相對百分含量會不同程度的下降，降幅分別為39. 86%和7. 05%。因此判定該熱得快為經(jīng)歷干燒狀態(tài)。
表I電阻絲表面成分測試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種浸入式電阻加熱器具的火災(zāi)物證鑒定方法，其特征在于具體步驟如下 (1):提取電阻加熱器具中的加熱發(fā)熱部件，清除其外表面雜質(zhì)，選取彎曲底部或中間部分，加熱發(fā)熱部件的截取長度為0. riOcm ； (2):除去加熱發(fā)熱部件內(nèi)部填充物，取出電阻絲并盡量保持完整，將電阻絲進(jìn)行超聲波清洗為f 55min，用清潔的鑷子取出，除去電阻絲表面液體，然后在烘箱中干燥，再用常溫吹掃； (3):將步驟(2)所得電阻絲用導(dǎo)電膠固定在樣品臺上進(jìn)行檢測分析，觀察其整體和局部的形貌；選擇具有特征性和代表性的區(qū)域掃描成像，采用能譜法進(jìn)行成分分析，并分別計算金屬元素成分的相對百分含量； (4):確定參照值將相同型號的新產(chǎn)品在正常條件下使用一定時間，隨機(jī)選取若干段電阻絲進(jìn)行表面成分分析并分別計算金屬元素成分的相對百分含量，平均值作為參照值； (5):將步驟(3)所得的數(shù)值與步驟(4)所得的參照值作比較，得到判定結(jié)果，即為正常工作狀態(tài)或特征干燒狀態(tài)； 其中所述金屬元素為Al、Fe、Ni、Cu、Zn、Cr、Sn或Pb中的兩種或兩種以上元素,能譜法為X-射線光電子能譜、俄歇能譜或二次離子質(zhì)譜中任一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種浸入式電阻加熱器具的火災(zāi)物證鑒定方法，其特征在于步驟(I)中截取部位選取底部彎曲或者中間部分，采用金相試樣切割機(jī)、普通切割機(jī)或鋸條切割方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種浸入式電阻加熱器具的火災(zāi)物證鑒定方法，其特征在于步驟(2)中所述超聲用液體為水、乙醇、正己烷或甲醇中一種以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種浸入式電阻加熱器具的火災(zāi)物證鑒定方法，其特征在于步驟(2)中除去電阻絲表面液體采用紙或海綿。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種浸入式電阻加熱器具的火災(zāi)物證鑒定方法，其特征在于步驟(2)中控制烘箱的溫度為1(T105°C、時間為f lOOmin，吹掃采用電吹風(fēng)，吹掃時間為I 30mino
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種浸入式電阻加熱器具的火災(zāi)物證鑒定方法，其特征在于步驟(3)中觀察時采用成像倍數(shù)為3(T10000倍，以觀察其整體和局部的形貌。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種浸入式電阻加熱器具的火災(zāi)物證鑒定方法，其特征在于步驟(4)中所述正常使用的方式是連續(xù)使用或者間歇使用，使用時間為0. 5飛00h，平行實驗次數(shù)為廣10次；選取電阻絲長度為0. f 10cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種浸入式電阻加熱器具的火災(zāi)物證鑒定方法，其特征在于步驟(5)中所述正常工作下狀態(tài)的判定為金屬元素成分相對百分含量與參照值基本一致；特征干燒狀態(tài)的判定為熔點低的金屬元素成分相對百分含量較參照值明顯上升，熔點高的金屬成分的相對百分含量會不同程度的下降。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種浸入式電阻加熱器具的火災(zāi)物證鑒定方法，具體為(1)提取加熱發(fā)熱部件，清除外表面雜質(zhì)，截取一定長度的彎曲底部或中間部分金屬部件；(2)除去內(nèi)部填充物，取出電阻絲并盡量保持完整。將電阻絲進(jìn)行超聲波清洗，取出并除去表面液體，然后在烘箱中干燥，再用常溫吹掃；(3)將電阻絲用導(dǎo)電膠固定在樣品臺上進(jìn)行檢測分析。觀察其整體和局部的形貌。選擇具有特征性和代表性的區(qū)域掃描成像并用能譜法進(jìn)行成分分析。(4)將相同型號的新產(chǎn)品在正常條件下使用一定時間，隨機(jī)選取若干段電阻絲進(jìn)行表面成分分析并分別計算金屬元素成分的相對百分含量，平均值作為參照值。(5)與參照值作比較，得到判定結(jié)果。本發(fā)明根據(jù)加熱器具內(nèi)部電阻絲表面金屬元素的構(gòu)成特征，鑒別加熱器具火災(zāi)前所經(jīng)歷的狀態(tài)，為此類火災(zāi)事故調(diào)查提供有效的科學(xué)依據(jù)。
文檔編號G01N23/227GK102636506SQ20121011168
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月17日
發(fā)明者包任烈, 周謐, 廖彥秋, 張永豐, 曹麗英, 胡嬈, 薛林, 顧海昕, 黃昊 申請人:公安部上海消防研究所