主题：【原创】量热仪的技术发展探析2

内筒水量由人工称量改为自动称量之后，工作效率大大提高，原来做一个样要40分钟左右，现在只要15分钟左右。原来做完试验后，内筒的水量要倒掉换新的，现在做完试验后，内筒的水要灌回外筒，每次试验后内筒的水温要升高1．5～3．5℃左右，虽然内筒水量只有外筒水量的七分之一至十分之一，每次试验后可使外筒水温升高0．3～0．5℃左右，一个上午可做10个左右的样，外筒水温可升高3～5℃左右。根据国家标准对量热仪使用的环境要求，室温和外筒水温之差不能超过1．5℃，如果每次试验后的内筒水不进行降温处理就直接进入外筒的话，少则3次多则5次就可能使外筒水温超过室温1．5℃，这样将影响测试结果的准确性。为此，必须将试验后的内筒水先进行制冷，然后再进入外筒参加下一轮的循环，这样才能保证外筒水温与室温之差始终能满足国家标准的要求，目前制冷的方式有以下三种：半导体制冷、压缩机制冷和自然冷却。
　　搅拌方式除了旧时的叶片搅拌外，增加了磁力搅拌方式，在内筒底部的下方安装一个电机，在电机轴上装一金属横档，横档两端各固定一片圆形磁铁，在内筒里放一圆柱形磁铁棒(通常称为搅拌子)，当电机转动时，带动横档转动，它又带动内筒中的搅拌子旋转，因而将内筒中的水搅匀，使得氧弹中的热量很快散发到内筒的水中。磁力搅拌方式可以通过调整电机的转速，达到提高搅拌效率和控制搅拌热的作用。而且电机转动产生的热量不会直接传入内筒的水中，以影响测试的结果。
　　充氧放气由过去的人工方式改为半自动方式。将过去分离的充氧仪和放气阀做成一个整体，合二为一，装在恒温筒盖上，配上控制用的气阀和电路，达到该充氧的时候充氧，该放气的时候放气。自动充氧放气装置机械加工的精度要求比较高，充氧头与氧弹头之间如果配合不好的话，该充氧的时候不充氧，该放气的时候不放气，同时对减压阀的要求也比较高，要求减压阀不能跑表(即设定多少MPa就是多少MPa，不能有任何变动)，如果跑表，特别往高跑将严重威胁使用安全，往低跑则影响测试结果偏小。
　　控制方式也有很大的发展，有用单片计算机控制的，也有用通用计算机控制的，有用一台计算机控制一个恒温筒的，也有一台计算机控制两个恒温筒或者控制四个恒温筒，最多有控制八个恒温筒的。

　　氧弹由三头氧弹(进气出气为一个头，两个电极为两个头)改为单头氧弹(进气出气和一个电极合为一个头），另一个电极装在恒温筒盖子上，这样就大大的简化了氧弹的结构，操作起来更方便，故障也更少。
　　
　　二量热仪[/URL]的改进建议和设想 煤化验设备煤质分析仪器工业分析仪自动测硫仪自动量热仪水分测试灰熔融性测试仪激光盘点仪碳氢分析仪

　　
　　氧弹式量热仪自问世以来，经历了一百多年的变革，从外观结构、功能、操作模式等方面都进行了比较大的改进，从使用角度来讲，自动化程度更高，操作更简单，效率更高；从维修角度来讲，故障率更低，维修更方便，因为基本上都是采用模块结构，更换起来非常容易，故障检查也非常直观。尽管如此，这种类型的量热仪仍有一些地方需要进一步进行改进和完善：
　　
　　1．定温式外桶
　　由于]量热仪[/URL]是通过温度变化来测试物质的热值的，所以量热仪在使用过程中对环境温度、水温的要求比较苛刻。根据GB／T213-2003煤的发热量的测定方法中的要求，室温应保持相对稳定，每次测定室温变化不应超过1℃，外筒温度应尽量接近室温，相差不得超过1．5℃，实际上外筒的作用就是解决试验过程中内筒水温尽量避免受到室温的影响。为此，现在一般都采取加大外筒容量和通过调整外筒水温和室温的办法来解决热交换的问题。这些办法都不是很理想，操作起来也比较困难。最好办法是将外筒做成定温式，即让外筒水温始终恒定在一个固定的温度，例如25℃，这就要求在外筒中增加一个加热装置，另配一个制冷装置，当外筒水温低于要求时，开加热装置，当外桶水温高于要求时，开制冷装置，这样就可以保证外筒水温始终稳定在一个固定的温度，其结果是室温的变化对测试数据的影响就微乎其微了，而且外筒水温如果固定在一个温度，对测试结果的重复性肯定也是很好的，因为它避免了由于外筒水温的不同而对测试结果造成的影响。加热、制冷等技术都是成熟的，所以实现起来相对容易。
　　
　　2．电标热容量
　　热容量的标定，既是判定量热仪精密度的重要指标，又是测试结果准确度的重要基础。热容量的标定是一件比较繁琐的工作，它用的标准物质苯甲酸必须是经过国家有关权威机构定值的，使用前应预先研细并在盛有浓硫酸的干燥器中干燥3天或在60℃－70℃烘箱中干燥3-4小时，冷却后压片。热容量标定值的有效期为3个月，超过此期限时应重新标定。但有下列情况时，应立即重标：更换如测温探头等主要部件；标定热容量和测定发热量时的内筒温度相差超过5K；量热仪经过较大的搬动之后。因此如何简化热容量的标定过程是目前解决量热仪使用中的重要问题之一。电标热容量是解决这种问题的比较好的方法，即选一电阻值稳定的导体通上稳定的电流(电压)在一定的时间内可以得到一稳定的热值，其计算公式如下：Q=IRt，其中Q为热值(J／g)，I为电流(安培），R为电阻(欧姆)，t为时间(秒）。每次标定热容量时，只要在系统设置中选定电标热容量就可自动完成，无需用苯甲酸，也不用人工装样等过程，甚至每天工作之前都可用其来检查量热仪的热容量是否稳定，如果变化超过0．25％，则要检查仪器的硬件、软件存在问题并解决后才能用。
　　
　　3．倒扣式氧弹
　　目前使用的氧弹虽然经过多次改进已经比较完善了，但仍有需要改进的地方，试验过程中氧弹内的热值主要是通过上部往外散发到内筒的水中，为了安全起见，因为要承受瞬间9～12MPa的气压，氧弹头、氧弹盖和弹筒都做得比较厚，散热就比较慢，延长了试验的时间。如果将氧弹设计成头朝下底朝上，且氧弹筒设计成球形，而不是现在的圆筒形，其散热速度将会加快，每次试验的主期时间可在现在7～9min的基础上提前1．5～2．5min。即只改变氧弹的结构形式而不改变量热仪的其他地方，就可使工作效率提高10～15％以上，因为一次试验的时间原来15min～17min左右，而改进后只需13～15min。
　　
　　4．整机小型化
　　量热仪[/URL]要做到小型化，关键要把氧弹缩小，只要将氧弹缩小到现在的二分之一(即内腔约150ml)，内筒、外桶也作相应的缩小，总重量也只有原来的二分之一左右，当然每次试样的重量也要相应的减少。目前实现量热仪的小型化，技术上没有问题，主要是与原来的量热仪的零配件难以做到完全兼容，所以很多生产厂家都不愿意走这一步。
　　
　　5．功能多样化
　　]量热仪[/URL]还应拓展它的使用功能，除了用来测定热值外，还可用来测定煤中的硫、灰分等项目，这样就可以做到一机多用，又节省场地和购置费用。