塑料在建筑、电子电气、轨道交通、家居等场合的用量持续增长，而多数塑料本身是可燃的有机高聚物。一件塑料制品遇到火源会不会烧起来、烧起来之后能不能自己维持下去，是选材和配方阶段就要弄清楚的事。判断这件事需要一把尺子，极限氧指数（LOI）就是常用的那把尺子。它把能不能烧换算成一个百分数：在规定的试验条件下，让垂直夹持的试样顶端接触点火火焰，之后移走火源，观察试样燃烧能否向下蔓延并越过标线，把维持这种燃烧所需要的混合气体中氧气所占的体积百分数记下来，就是该材料的氧指数。氧指数数值越高，说明材料越难在空气中维持燃烧，通常也代表着阻燃性能越好。

  围绕这一指标，全自动氧指数测定仪（塑料专用）JF-5 把氧浓度设定、气流配比、点火、计时与判定几件事整合到一台设备上。操作者只需在触摸屏上输入目标氧浓度，设备即可自动把混合气调到设定值并给出稳定提示；试验过程中若氧浓度出现漂移，程序会把浓度自动拉回目标值。

  氧指数（Oxygen Index，缩写 OI，也常写作极限氧指数 LOI），指的是在规定试验条件下，试样在氧气和氮气的混合气流中刚好能维持有焰燃烧所需氧气体积百分数的下限。这里的刚好能维持是理解这个指标的关键：氧气浓度低于这个值，试样点着之后会自行熄灭；浓度等于或高于这个值，试样能够持续燃烧。因此它描述的是一条分界，而不是一次燃烧的剧烈程度。

  从数值范围看，空气中的氧含量约为百分之二十一。若某材料的氧指数低于这一数值，说明它在空气中就能维持燃烧；若高于这一数值，说明它在空气中较难维持燃烧。也正因如此，氧指数常被用来横向比较材料之间的相对难燃程度。

  需要留意的是，氧指数的读数带有明确的条件限定。同一种材料，试样尺寸、气流速度、点火时间与火焰大小一变，测出来的氧指数就可能不同。所以氧指数只能连同试验条件一起读，报告里也必须把方法标准、试样规格与试验条件一并写明，不同实验室之间的数据才有可比性。这一点反过来也说明了设备可控性的价值——气流、氧浓度、计时这些环节波动越小，数据重复性越好。

  塑料的燃烧过程大概能分成几个阶段：受热后先软化、分解，释放出可燃气体；可燃气体与空气混合后被点燃；燃烧放出的热又反过来加热材料，使分解继续，形成自持的循环。要判断一款塑料的燃烧倾向，就要看它在多大程度上能维持这个循环。氧指数正好切在这个点上。

  从选材角度看，氧指数给出了一个方便横向比较的数值。聚烯烃类材料（如聚乙烯、聚丙烯）在空气中容易燃烧，其氧指数通常处在较低的区间；含卤、含磷阻燃体系的改性塑料以及部分含氮材料，氧指数会明显抬高。工程上常把某个数值区间作为难燃的参考分界，但这条线并不是硬性标准，具体要以产品所执行的技术条件为准。

  从配方研发角度看，氧指数是评价阻燃剂效果的常用手段。加入阻燃剂后氧指数抬升多少，是判断配方是不是达到预期的一手依据。从质量控制和来料检验角度看，氧指数则用来核查批次一致性，避免不同批次的阻燃水平出现非常明显差异。正因为用途广、读数直观，氧指数测定仪在塑料改性、电缆料、家电外壳、建筑保温、汽车内饰等方向都有稳定需求。

  阻燃性能的评价不是单一指标能涵盖的。除了氧指数，还有水平燃烧、垂直燃烧试验、灼热丝试验、烟密度、热释放速率等一套方法，各管一面。氧指数的长处在于把维持燃烧所需氧浓度这一件事量化，数值连续、便于比较，适合研发阶段的配方筛选；它不能替代其他方法，也不直接等同于制品在实际火灾中的表现。

  理解这一点，有助于正确使用氧指数数据：它是一项受控条件下的材料参数，用来横向比较材料的相对难燃程度，而不是对成品火灾安全性的结论性判断。把氧指数与燃烧等级、烟密度与烟气毒性等指标合起来看，材料评价才算完整。

  本设备的设计标准为 GB/T 2406.2-2009《塑料 用氧指数法测定燃烧行为 第2部分：室温试验》。该标准规定了在室温条件下测定塑料氧指数的试样制备、试验装置、试验步骤与结果表述方式，是塑料氧指数测定的主要方法依据。与之对应的还有国际标准 ISO 4589-2 与美国材料试验标准 ASTM D 2863，三者在原理与判据上基本一致，在试样尺寸、点火方式与判定时间等细节上存在差别。

  需要说明的是，标准存在版本更替，实际执行时应以所委托检测任务指定的现行有效版本为准。若方法对试样尺寸、气流速度、点火时间另有规定，应以方法条款优先，设备参数在此基础上配合设定。把标准编号写进试验记录，是保证数据可追溯的基本做法。

  其一，气路与配比单元。氮气与氧气两路气源进入设备后，由步进比例阀按设定比例混合，形成试验所需的混合气流，再经管路送入燃烧筒。

  其二，流量与浓度控制单元。设备以闭环方式控制混合气流量，同时由氧传感器读取混合气中的实际氧浓度，一旦浓度偏离目标值，程序自动调节比例阀把浓度拉回设定值。

  其三，燃烧筒与试样夹持单元。试样垂直夹在筒内轴心位置，筒内混合气自下而上流动，流速按标准控制。

  其四，点火单元。点火系统由可燃气体与可弯曲的金属点火管组成，点火管伸入筒内点燃试样顶端。

  其五，控制与显示单元。全彩触摸屏承担氧浓度设定、程序启动、状态提示与数据查询等功能，计时、报警与故障提示也在此呈现。

  其六，数据与自诊断单元。设备可存储、查询与清除试验数据，并对气源、氧传感器、气路错接等异常给出提示。

  这样一套架构的思路是：把人工调节氧浓度、人工记时、人工判断这些容易引入误差的环节交给程序，操作者主要完成试样准备、参数设定与结果判读。对需要重复多次试验的氧指数测定来说，凡是可以自动化的环节，都会转化为数据一致性的改善。

  采用进口氧传感器，数字显示氧气浓度无需计算，精度更高更准确，范围 0—100%

  丙烷（丁烷）点火系统，点火嘴为一根金属管制成，尾端有内径Φ2±1mm 的喷嘴，可自由弯曲。能插入燃烧筒内点燃试样，火焰长度：16±4mm，大小 5mm-60mm 可自由调节

  非自撑材料试样夹：能将试样的两个垂直边同时固定在框架上（选配/应用于纺织品等柔软不可自撑材料）

  其中第 31 项原文写作带程度修饰的写法，按用词要求去掉修饰字后列作使用功率，数值 150W 未作改动。

  设备在功能设计上主要围绕两件事展开：一是把氧浓度的设定与稳定交给程序，二是让流量控制保持稳定可重复。

  其一是全彩触摸屏控制。操作者只需在触屏上设定目标氧浓度值，程序会自动把混合气调节到该浓度并达到平衡，随后发出提示音。这样免去了人工反复调节氧浓度的过程，也减少了手势调节带来的人为误差。

  其二是步进比例阀与闭环控制。设备采用步进比例阀控制气路流量，流量的控制精度得以提高；同时以闭环方式持续比对实际浓度与目标值，当测试过程中氧浓度出现漂移时，程序自动把浓度调回目标值。这一设计与传统在测试中不便调节氧浓度的机型相比，测试过程的浓度稳定性更好，数据的一致性也随之改善。

  触摸屏在这里承担的角色不只是显示。氧浓度的设定、程序的启动与停止、试验状态的提示、历史数据的调取，都在同一块屏上完成。对一线操作人员来说，界面的直观程度直接影响试验节奏；设定目标浓度、等待稳定提示音、点火观察，是一条清晰的流程。

  自动调节氧浓度这一功能的意义在于把重复劳动交出去。传统做法需要操作者根据经验逐步增减氧气或氮气，凭感觉判断浓度是不是到位，过程耗时且不易复现。设备改为程序自动配比后，氧浓度到达设定值即给出提示，操作者据此点火，流程更容易统一。对需要连续做多组试验的场合，这种统一尤其有价值——它减少了不同操作者之间的手法差异。

  气路的稳定性决定了氧浓度的稳定性。设备以步进比例阀作为流量执行元件，比例阀的开度由程序连续调节，可以细密地改变两路气体的配比，来提升流量控制的精度。与开关式阀门相比，比例阀能在小范围内平滑调整，避免浓度出现台阶式跳变。

  闭环控制则是稳定性的保障。氧传感器持续读取混合气中的实际氧浓度，程序把读值与设定值比较，如果出现偏差即调整比例阀开度。由于氧气与氮气的供应压力会随气瓶余量变化，试验过程中也也许会出现温度或压力的微小波动，闭环调节把这些扰动就地吸收，使燃烧筒内的氧浓度保持贴近目标值。对氧指数这类对浓度敏感的方法来说，这一层稳定机制必然的联系到结果的重复性。

  设备提供一键配比浓度与一键校准两项操作。配比浓度是把目标氧浓度的混合气快速调到位；校准则用于修正氧传感器的读值，保证显示浓度与实际浓度一致。氧传感器经常使用后会有老化趋势，设备为此设有老化提示，提醒使用者按周期检查或更换，避免因传感器漂移导致读数失真。

  氧浓度稳定自动提示报警声是操作节奏的锚点。当混合气达到设定浓度并趋于稳定时，设备发出提示音，操作者据此开始下一步点火操作。把何时开始交给设备判断，能够大大减少不同操作者之间的节奏差异。设备还提供标准氧浓度输入功能，便于按已知浓度核对读数，为日常点检提供一个参照点。

  燃烧筒是试样燃烧发生的空间。设备是采用石英玻璃筒，内径不小于 75 ㎜，透光性好，便于观察试样燃烧状态；筒径可在两种常用型号规格间设定。筒内混合气自下而上流动，流速控制在 40mm±2mm/s 这一范围内。流速之所以重要，是因为它既影响氧气的供给，也影响燃烧产生的热量与烟气的排出；流速偏高或偏低都可能改变燃烧能否维持，进而影响读数。因此标准对流速有明确要求，设备也把它作为一项受控参数固定下来。

  点火系统采用丙烷（丁烷）作为燃气。点火嘴由一根金属管制成，尾端喷嘴内径为 Φ2±1mm，管身可自由弯曲，便于伸入燃烧筒内点燃试样。火焰长度控制在 16±4mm，火焰大小可在 5mm-60mm 范围内自由调节。

  点火环节对结果有直接影响。火焰过大或离试样过近，会把试样过度加热，使本不该持续燃烧的试样被引燃；火焰过小或接触时间不足，又可能点不着试样。标准对点火时间与火焰位置有规定，操作时应按要求执行，并保持点火管位置一致，减少人为差异。点火管的喷嘴若出现积碳，会改变火焰形状，应定期清理。

  设备使用工业用氮气与氧气，纯度要求大于 99%。试验时需用纯度不低于 98% 的工业级氧气、氮气各一瓶作为气源。由于这类气体属高危运输品，无法作为设备的配件随货提供，只能在用户当地气站购买；为保证气体纯度，建议在当地正规气站采购。

  气源与连接管路由用户自备。设备对输入压力与工作所承受的压力有要求：输入压力为 0.25-0.3MPa；工作所承受的压力方面，氮气与氧气均为 0.15-0.20MPa。开箱后应先确认气瓶减压阀、管路与接头连接到位，再按设备要求设定各路压力。设备还设有氧气氮气错接提示与气源故障提示，接错或供气异常时会给出提醒，减少因气路问题造成的无效试验。

  设备配置两类试样夹。自撑材料试样夹能把试样固定在燃烧筒轴心位置上，并垂直夹住试样，适用于自身有足够刚度、能直立支撑的试样，如硬质塑料板、复合材料样条等。非自撑材料试样夹则把试样的两个垂直边同时固定在框架上，适用于柔软、不能自行支撑的试样，如纺织品等，属选配项。

  试样夹可用于软质和硬质塑料、各类建筑材料、纺织品、防火门等材料。标题标注塑料专用，是因为本机在塑料材料上应用集中；从试样夹的适用来讲，其覆盖范围并不限于塑料。安装试样时应注意使其位于筒内轴心、保持垂直，避免偏斜影响气流与燃烧形态。

  气源故障提示用于反映供气压力不足或气路异常；氧传感器故障提示用于反映传感器信号异常；氧气氮气错接提示用于反映两路气体接反；氧传感器老化提示用于反映传感器性能衰减需要核查。此外，设备还提供标准氧浓度输入功能，便于按已知浓度核对读数。把这几类异常做成显式提示，能够大大减少误判，也便于日常点检——很多无效试验的根源就在气路与传感器，提示功能让这些环节的状态一目了然。

  其一，准备与检查。确认试验环境在室温至 40℃、相对湿度不超过 70% 的范围内，检查气瓶压力、管路连接与设备接地。

  其二，开机与参数设定。接通 AC220（+10%）V、50HZ 电源，进入触摸屏界面，按试验需要设定目标氧浓度、燃烧筒直径与是否按 50mm 判定等参数。

  其三，配比与稳定。启动程序自动配比，等待混合气达到设定浓度并出现稳定提示音。

  其五，点火与计时。将点火管伸入筒内点燃试样顶端，按标准规定的时间点火后移开火源，随后观察并计时。

  其六，观察与判定。观察试样燃烧是否蔓延并越过标线mm 燃烧判定条件记录结果。

  其七，调整氧浓度。按标准规定的升降步长调整氧浓度，重复试验，逐步逼近维持燃烧与不能维持燃烧的分界点。

  其八，记录与读数。把氧浓度、试验现象与判定结果记录在案，通过设备保存试验数据。

  其九，结束与复位。试验结束后关闭气源，按流程复位设备，清理燃烧筒与试样夹。

  其十，数据处理。调取存储的历史数据，按标准方法计算或核对氧指数结果，形成试验记录。

  其一，氧浓度的稳定性。气瓶压力变化、比例阀漂移都会带来浓度波动，设备的闭环调节可缓解这一影响，但仍应确认稳定提示出现后再行点火。

  其二，气体流速。筒内流速偏离 40mm±2mm/s 这一范围可能改变燃烧能否维持，应保持设定值稳定。

  其三，点火条件。火焰长度与位置、点火时间若不一致，会直接影响试样能否被引燃，操作应统一。

  其四，试样本身。试样的尺寸、形状、含水状态与各向异性都会影响结果，应按标准制备并保持批次间一致。

  其五，环境条件。环境和温度与相对湿度超出规定范围时，结果的可比性下降，试验应在受控环境下进行。

  其六，气体纯度。氧气与氮气纯度不足会改变混合气的实际氧含量，应使用符合标准要求的气源。

  其八，判定尺度。是否按 50mm 燃烧判定、观察的时间节点如何把握，应以方法条款为准并保持一致。

  设备可存储试验数据，并可查询与清除历史数据。对需要留存记录的场合，这一功能省去了手工抄录。建议按批次或日期归档数据，并在记录中标明试验条件与所用试样信息，使数据在日后复现时有据可查。设备带有计时功能，便于对照试验过程记录燃烧维持的时间。若试验需要形成正式报告，还应把标准编号、试样规格、环境条件与所用气源一并写入，使整份记录可以完整复现。

  气路方面，应按时进行检查管路与接头有无泄漏，减压阀输出压力是否在要求范围内，比例阀动作是不是正常。长期停用后重新启用，应先吹扫管路。

  传感器方面，应关注氧传感器的老化提示，按周期用标准氧浓度核对读数，偏差超出允许范围时按时换，避免读数失真。

  燃烧筒与点火管方面，应保持石英玻璃筒清洁透光，试验后清除筒内烟尘与残渣；点火管喷嘴若有积碳应清理，确保火焰长度与形状符合标准要求。

  电气与外观方面，应保持设备接地良好，触摸屏清洁，避免粉尘进入机内。设备使用功率为 150W，接电时应确认电源容量与插座规格符合要求。整机外观尺寸为 650mm×400×830mm，布置试验台时应留出便于操作与维护的空间。

  电缆料与线缆护套：用于核查材料在氧浓度变化下的燃烧倾向，配合其他燃烧试验使用。

  其一是自动化程度继续提高。氧浓度的配比、稳定判断与数据记录进一步交给程序，操作者承担的人工判断逐步减少。

  其二是气流控制精度继续提升。比例阀与闭环控制是当前的做法，后续在响应速度与稳定性上还有优化空间。

  其三是数据管理趋于规范。存储、查询与导出功能与实验室信息管理系统的衔接，会成为设备的常规能力。

  其四是安全提示更加齐备。气源、传感器与气路异常的显式提示，有助于降低误操作风险。

  其五是适用材料面继续拓宽。试样夹的适配能力与配套附件，使设备能覆盖从硬质塑料到柔软纺织品的多类材料。

  氧指数是塑料阻燃评价中一项基础而常用的指标，其数值带有明确的条件限定，只有在受控条件下测得的结果才有比较价值。全自动氧指数测定仪（塑料专用）JF-5 通过触摸屏设定目标氧浓度、以步进比例阀与闭环控制稳定气流与浓度、并在浓度稳定时给出提示，把容易引入人为误差的环节交给程序，使氧指数的测定过程更易统一、数据更易复现。理解氧指数的含义与条件依赖，按标准准备试样、控制气流与点火条件，并按周期维护气路与传感器，是把这项指标用好的前提。