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目前國內利用的量熱儀除了本國生產的儀器,便是一些科研機構用的是美國LECO公司和德國IKA公司生產的,其型號也有恒溫式、絕熱式和雙干式。但豈論是哪種型號、哪個廠家生產的,都還沒有脫離自1881年第一臺量熱儀降生以來的基本模式,即包括水套(通常叫作外筒)、內筒、燃燒室(通常叫作氧彈)等基本部件組成的體系。一百多年來,特別是近20年來,隨著計算機技能的飛速生長,量熱儀在結談判操作模式方面都舉行了很大的改進,主動化程度大大提高,測試速度更快,精密度、準確度更高。先用一種已知熱值的物質(通常用標準物質苯甲酸)測得整個量熱體系溫度升高一度所需的熱值,即測得該量熱儀的熱容量。如,已知苯甲酸的熱值為26500J/g,燃燒1g的苯甲酸可使量熱體系升高2.65℃,則測得量熱儀的熱容量為10000J/℃;若將1g未知熱值的煤燃燒可使量熱體系升高2℃,則被測煤樣的熱值為20000J/g,若升高2.5℃,則被測煤樣的熱值為25000J/g。也可以這樣以為:長高的溫度值和所測物質的熱值是成下比例的。
三博煤質儀器公司生產的量熱儀分為:智能漢字及多功效量熱儀/熱量計、全主動量熱儀、微機全主動量熱儀、高精度微機全主動量熱儀,化驗數據精度高,丈量工夫短,量熱儀生產技能切合中國華人民共和國國家標準,F(xiàn)在我向大家先先容一下量熱儀化驗煤焦炭發(fā)熱量的工作原理:
先用一種已知熱值的物質(通常用標準物質苯甲酸)測得整個量熱體系溫度升高一度所需的熱值,即測得該量熱儀的熱容量。如,已知苯甲酸的熱值為26500J/g,燃燒1g的苯甲酸可使量熱體系升高2.65℃,則測得量熱儀的熱容量為10000J/℃;若將1g未知熱值的煤燃燒可使量熱體系升高2℃,則被測煤樣的熱值為20000J/g,若升高2.5℃,則被測煤樣的熱值為25000J/g。也可以這樣以為:長高的溫度值和所測物質的熱值是成下比例的。
雙干式由于氧彈布局十分龐大,且對環(huán)境條件要求也很苛刻,絕熱式量熱儀由于對溫度的主動跟蹤技能要求很高,這種型號的量熱儀在市場上比較少見,以是基本上不生產了,國內基本上用的全是恒溫式量熱儀,F(xiàn)在在先容一下量熱儀的歷史,從最早的量熱儀到當代的量熱儀在以下方面舉行了比較大的改進:
20世紀70年代以前,量熱儀用的測溫工具是一種雷同普通水銀溫度計的貝克曼溫度計,也是經過水銀在玻璃管中的熱脹冷縮來反映溫度的變化,所差別的是為了讀溫更準確,故將其刻度分得更細(現(xiàn)實上是將玻璃管中的毛細管做得更細),但這樣就要求將溫度計做得很長,利用起來不方便且容易破壞。同時思量到測試歷程中只需要測得出發(fā)點與終點的溫差,并不需要現(xiàn)實溫度值,而一樣平,F(xiàn)實測試歷程的溫差都在4℃以下,以是溫度計刻度量程5~6℃即可,但是當現(xiàn)實水溫低時,大概讀不到溫度,即水銀緊縮到下方的儲藏室中,而當水溫高時,也大概讀不到溫度,即水銀收縮到超過最少量程。為了辦理這個題目,在溫度計的上方增長一個儲藏室,用來儲藏備用水銀。當水溫太低時,從上方儲藏室中倒回一部分水銀到毛細管中來,當水溫太高時,則將毛細管中的水銀倒回一部分到上方儲藏室中,這樣就保證在任何水溫條件下,貝克曼溫度計都能讀溫。
貝克曼溫度計只管比普通水銀溫度計讀溫更準,但也只能讀到0.001℃(且要借助縮小鏡來讀),操作也很貧苦,并且由于制造技能上的緣故原由,溫度計毛細管內徑和刻度都不行能十分均勻,因此必須舉行毛細孔徑校正寧靜均分度值校正,這些工作也是相稱繁瑣的。
量熱儀的第二個改進便是將內筒水量的人工稱量改為主動稱量,內筒水量的多少及其重復性好壞是影響量熱儀的精密度和準確度的緊張要素。目前國內市場的量熱儀內筒水量,主要是2000g左右和3000g左右的兩種,根據國家標準的要求,任何一種型號的量熱儀其內筒水量的重復性應小于1g。由人工利用電子臺秤來稱量內筒水,既貧苦又容易帶來人為操作不范例所孕育發(fā)生的誤差,改為主動稱量以后提高了工作效率又制止了人為要素的影響,提高了量熱儀的重復性,使測得的結果更加準確。內筒水量主動稱取的方法到目前為止有下列三種:量杯式、主動平衡式和電子量杯。
內筒水量由人工稱量改為主動稱量之后,工作效率大大提高,原來做一個樣要40分鐘左右,現(xiàn)在只需15分鐘左右。原來做完試驗后,內筒的水量要倒掉換新的,現(xiàn)在做完試驗后,內筒的水要灌回外筒,每次試驗后內筒的水溫要升高1.5~3.5℃左右,雖然內筒水量只要外筒水量的七分之一至十分之一,每次試驗后可使外筒水溫升高0.3~0.5℃左右,一個上午可做10個左右的樣,外筒水溫可升高3~5℃左右。
根據國家標準對量熱儀利用的環(huán)境要求,室平和外筒水溫之差不能超過1.5℃,如果每次試驗后的內筒水不舉行降溫處置懲罰就間接進入外筒的話,少則3次多則5次就大概使外筒水溫超過室溫1.5℃,這樣將影響測試結果的準確性。為此,必須將試驗后的內筒水先舉行制冷,然后再進入外筒到場下一輪的循環(huán),這樣才能保證外筒水溫與室溫之差始終能饜足國家標準的要求,目前制冷的方法有以下三種:半導體制冷、緊縮機制冷和自然冷卻。
攪拌方法除了舊時的葉片攪拌外,增長了磁力攪拌方法,在內筒底部的下方安置一個電機,在電機軸上裝一金屬橫檔,橫檔兩頭各固定一片圓形磁鐵,在內筒里放一圓柱形磁鐵棒(通常稱為攪拌子),當電機轉動時,動員橫檔轉動,它又動員內筒中的攪拌子旋轉,因此將內筒中的水攪勻,使得氧彈中的熱量很快分發(fā)到內筒的水中。磁力攪拌方法可以經過調整電機的轉速,到達提高攪拌效率和控制攪拌熱的作用。并且電機轉動孕育發(fā)生的熱量不會間接傳入內筒的水中,以影響測試的結果。
充氧放氣由已往的人工方法改為半主動方法。將已往分離的充氧儀和放氣閥做成一個整體,合二為一,裝在恒溫筒蓋上,配上控制用的氣閥和電路,到達該充氧的時候充氧,該放氣的時候放氣。主動充氧放氣安裝機器加工的精度要求比較高,充氧頭與氧彈頭之間如果配合欠好的話,該充氧的時候不充氧,該放氣的時候不放氣,同時對減壓閥的要求也比較高,要求減壓閥不能跑表(即設定多少MPa便是多少MPa,不能有任何變動),如果跑表,特別往高跑將嚴重威脅利用安全,往低跑則影響測試結果偏小。
控制方法也有很大的生長,有用單片計算機控制的,也有用通用計算機控制的,有用一臺計算機控制一個恒溫筒的,也有一臺計算機控制兩個恒溫筒或者控制四個恒溫筒,最多有控制八個恒溫筒的。氧彈由三頭氧彈改為單頭氧彈,另一個電極裝在恒溫筒蓋子上,這樣就大大的簡化了氧彈的布局,操作起來更方便,妨礙也更少。
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