联邦材料检验研究院致力于通过研究、开发、测试、分析、审核、建议与信息，提高技术和化学的安全性。“氧气安全处理”工作小组是“化学安全工程”部的组成部分。在其位于柏林的实验室，“氧气安全处理”工作小组的研究人员负责在不同的压力和温度下测试不同材料和成分设计与氧气的反应。
| “氧气安全处理”工作小组研究人员Thomas Brock和Thomas Tillack | ||
与氧气的反应无法预知
“氧气安全处理”工作小组研究人员Thomas Tillack说道：“任何设置采用的每种材料和每种成分与氧气接触之前应接受全面测试，以实现对氧气的安全处理，这一点至关重要。某些材料和设计与大量氧气发生的反应，可能非常剧烈，这是非常难以预料的。我们遇到过 这种情况：某些阀门在测试中性能良好，当有氧气存在时，突然发生剧烈反应。通常，这是因某材料供应商的某些合金成分有微小变化或者内部设计的几何形状有细微变化而造成的。如果使用时未加以检查，如此细小的变换也可能带来灾难性后果。”
| 被细分的非金属密封材料因氧气压力冲击而点燃；可以通过热顺序，看见材料在容器内与氧气反应时的运动。 | ||
即使只有很小部分开始与氧气发生反应，最终的结果也可能是毁灭性的的。“如果某成分的一小部分开始反应，将造成升温。这可能反过来使得其它部分也开始反应。由此，启动了正反馈循环，破坏性可能非常大；随着越来越多的部分开始燃烧，甚至会引起爆炸。”
红外热像仪的优点
安全测试中所用的工具之一便是FLIR SC4000红外热像仪。Tillack解释道：“确定材料或设备是否会与氧气发生反应的主要标准之一是温度上升与否。我们采用FLIR红外热像仪，执行非接触式温度测量。测量温度的其它方法有热电偶传感器和点温仪，但是，如果与氧气发生剧烈反应，热电偶很容易被损坏；而点温仪只能测量一个位置的温度。热像仪却能为我们提供整个现场的温度读数。这就是我们之所以更喜欢使用红外热像仪的原因。”
| 氧气压力冲击测试过程中，容器中的材料被曝于较快的增压条件下，比如从环境压力增加至300巴。 | 该阀门显示氧气压力冲击测试过程中的毁灭性的正反馈循环，这一测试中阀门受到损耗。毋庸置疑，客户因其缺陷性设计而将其废弃。 |
BAM氧气安全处理工作小组所用的FLIR SC4000热像仪含有由锑化铟（InSb）构成的焦平面阵列（FPA），可以提供320x240像素分辨率以及13mK（0.013 °C）热灵敏度条件下的热图像；它可以以432Hz的帧速率捕捉这些高对比度的热图像。通过视窗，可以提高帧速率。按照BAM要求，将热像仪进行标定，使其准确测量高达1800℃的温度。
FLIR SC4000红外热像仪，凭借较宽的温度范围、的热灵敏度、较快的帧、及其功能丰富而且人性化的分析软件，为安全测试的工具，能够满足BAM的所有需求。Tillack解释道：“我们使用的软件是ThermaCAM Researcher。它是一款由FLIR Systems提供的全面软件解决方案，可用于分析我们记录的速度较快的热图像画面，它使得我们可以处理在记录过程中捕捉的大量热像仪数据。”
测定反应阈
通常，所谓的“压力冲击测试”会采用FLIR SC4000红外热像仪。测试材料细分为较小的片状或颗粒状，置于不锈钢容器中，与加压氧气接触。红外热像仪被用于检测容器外表面的温升。“使用红外热像仪，可以检测材料与氧气发生化学反应而造成的温升。在不同初始温度和不同氧气压力下，实施这些测试，可以测定潜在的反应阈。”研究人员为容器涂上辐射率较高的黑漆，以便能够更好地利用FLIR红外热像仪。Tillack解释道：“这使得我们可以更为准确地测量材料温度。”他承认他为所得结果感到惊喜。“红外热像仪显示了数量惊人的细节。你甚至可以看见容器中被氧气压力冲击吹散的燃烧颗粒的运动。”
| 测定技术材料在高压氧气中燃烧特性所需的测试设备—测试设置在不久的将来将包括含有红外窗口的FLIR红外热像仪。 | 该氧气成分显示，在ASTM- G175测试中推进式点火冲击下的较高点火热灵敏度。 |
新的测试设置
据Tillack介绍，压力冲击测试的成功，使得BAM的应用数量增多。“我们正在实施一项新的测试，用于测定某些金属在加压氧气中的燃烧属性。我们将某种材料的细棒悬于压力室内，采用由可以立刻与氧气反应的材料制成的点，开始燃烧过程。温升将使得测试材料也开始燃烧。”
| 通过ASTM- G175测试，研究氧气成分在推进式点火冲击条件下的点火热灵敏度。点燃的材料被吹到氧气成分中，且热顺序用于测定成分的反应剧烈程度。 | ||
当前，Tillack使用一台闭路电视摄像机和三台点温仪，检测燃烧行为以及反应经过细棒的速度。但是，闭路电视(CCTV)摄像机被反应造成的闪光遮 挡，而点温仪只能测定单点的温度，提供信息太少，无法进行分析。因此，应在测试设置中安装红外窗口，允许使用FLIR热像仪。“这将提供更为详细的与金属 材料在氧气中的燃烧速度相关的信息，这是重要的评估标准。”
