全自動量熱儀說明書

目   錄
概述
1.    工作原理
2.    技術特征
3.    儀器結構及附屬設備
3.1.   量熱儀的主機結構
3.2.   外筒
3.3.   內筒
3.4.   蓋體
3.5.   攪拌器
3.6.   內筒支架
3.7.   充氧裝置
4.    儀器的安裝

4.1開箱檢查
4.2安裝調試

5.    試驗步驟

5.1. 稱樣
5.2. 裝試樣于氧彈內
5.3. 氧彈充氧
5.4. 放置氧彈

6.    量熱儀單機操作的操作方法

6.1  標定熱容量
6.2  測定發熱量

7.    計算公式

7.1  彈筒發熱量（Q b，a d）的計算方法
7.2  收到基高位發熱量（Q g r，a d）的計算方法
7.3  收到基低位發熱量（Q n e t, v, a r）的計算方法

8.    日常維護與檢查
9.    常見故障及其原因
10.  建議
11.  附錄
 
全自動量熱儀說明書概述

全自動智能量熱儀是我公司新開發的微機型可燃物發熱量測定儀器，符合GB/T213-2003《煤的發熱量測定方法》中恒溫式熱量計法的規定。該儀器主要用于固體和液體可燃物，如煤炭、石油、食品、木材等物質發熱量的測定，特別適用于測定煤炭的發熱量且可以直接得出試樣的高位發熱量和收到基低位發熱量。廣泛適用于企業和大專院校、科研及軍工部門。
 該儀器的主要特點是：

• 采用4.3寸彩色觸摸屏，界面直觀、操作便捷。
• 高靈敏的度的測量系統，對溫度采集精度為0.00001℃，使試驗結果更準確。
• 全過程自動控制，自動水循環、自動攪拌、自動點火、顯示儀器狀態、聲響提示、報警提示、自動打印測試結果。
• 采用熱容量穩定系統、在不同使用環境中熱容量變化小。

 1.工作原理

 本儀器適合測定能在高壓氧氣中*燃燒的物質的發熱量，也可測定能在真空中燃燒的物質的發熱量。
 在高壓氧氣中測量物質發熱量的原理如下：
 先把標準重量的試樣放在一個耐熱腐蝕的不銹鋼坩堝中，把坩堝放入不銹鋼彈筒中，旋緊彈帽，然后往氧彈中充入氧氣，壓力約達3.0Mpa，再把它放進橢圓形內水筒中，然后向內水筒注入一定量的水，使彈筒浸沒在水中。橢圓形內水筒安放在儀器的雙層水套中，其目的是為內水筒（也稱量熱水筒）提供一個適宜的環境溫度，當通電點燃彈筒內的試樣后，燃燒產生的熱，由彈筒壁傳導給內筒水，根據水溫的上升和量熱系統（包括水筒、鋼彈）的熱容量，即可計算出試樣的發熱量。前述水套筒的水基本恒定不變，實驗過程中內水筒與外水套筒之間的熱交換可通過適當的計算加以校正。
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 2.技術特征

3.儀器結構及附屬設備

3.1量熱儀的主機結構

 量熱儀的主機主要由外殼、外筒、內筒、攪拌器、氧彈等組成。
3.2外筒
外筒是用不銹鋼制成的雙層套筒，攪拌水泵可調節水溫的均勻，并備有入水口、放水口和溢水口，便于調節水溫和水位。
3.3內筒
內筒是截面為橢圓形的不銹鋼容器，表面拋光以防止或減少熱輻射和熱交換。
3.4蓋體
蓋體為掀開式，蓋體上裝有攪拌器和測溫孔，試驗時把測溫探頭（溫度傳感器）插入測溫孔內。
3.5攪拌器
攪拌器由微型電機與攪拌軸、漿組成，裝在蓋體上，轉速穩定，效果良好設置操作。
3.6內筒支架
內筒支架用有機玻璃或膠木制成，用于承放內筒并定位。
3.7充氧裝置
充氧裝置是專門用于充氧的配套裝置，它同氧彈熱量計配套，也可用于其它型號熱量計的氣壓自封式新型氧彈。該充氧裝置具有以下優點：

• 可以*避免充氧所造成的噴濺。
• 充氧速度可調節。
• 操作方便，省時省力。
• 可以延長氧氣減壓閥的使用壽命。

    其工作原理： 氧氣從氧氣瓶經過氧氣減壓器輸入充氧裝置或再經過流量調節器到充氣閥，閥內的閥塞借助于氧氣的壓力關閉充氧閥。氧彈將閥塞壓開使氧氣充入氧彈。充氧的壓力由氧氣壓力表指示。
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4.儀器的安裝
 

4.1開箱檢查

儀器在運輸過程中可能受到損傷，因此開箱后應仔細檢查儀器外表是否有損傷的地方，是否缺件。
4.2安裝調試

• 量熱儀應安裝在無強烈空氣對流、不受陽光直射、溫度變化不   應超過1℃的房間里，室溫在15-30℃范圍內為宜。
• 將量熱儀整機平放在實驗臺上，并將外殼妥善接地（防止干擾和觸電事故）。
• 微機應放置距量熱儀主機0.75米以外，以防止微機自身熱量對試驗結果的影響。

注意：向外筒水套中注滿蒸餾水。放置24小時后方可開始試驗
 

5.試驗步驟
 

5.1稱樣

在燃燒皿中準確稱取分析試樣（粒度≤0.2mm）0.9—1.1g (準確到0.0002g)。燃燒易于飛濺的試樣，可先用已知重量的擦鏡紙包緊或在壓餅后切成2—4mm的小塊使用。不易*燃燒的試樣，可先在坩堝底部鋪上一層石棉襯墊，用手壓實（石英坩堝不需要任何襯墊）。如加襯墊仍燃燒不*，則用已知質量和熱值的擦鏡紙包裹稱好的試樣并用手壓緊后放入坩堝中，（用一張擦鏡紙，面積10×15cm折為兩層，把試樣放在紙上，然后包嚴壓緊，對特別難燃燒的試樣可用兩張擦鏡紙并把充氧壓力提高到3.2Mpa，嚴禁使用電解氧。）
5.2裝試樣于氧彈內
卸下氧彈帽，將彈頭部分置于彈頭支架上，在兩電極上裝入長約70mm、φ0.1mm的鎳鉻絲，固定使之繃緊，在中間位置系上棉線；放好試樣，使棉線與之保持良好接觸。注意勿使點火絲接觸燃燒皿或彈筒外壁，以免形成短路，導致點火失敗，甚至燒毀燃燒皿。
 為了保證每次試驗點火熱的一致，鎳鉻絲和棉線的長度應保持一致。
在彈杯中加入10毫升蒸餾水，小心地將彈頭放入彈杯中，旋緊彈帽。
5.3氧彈充氧
向氧彈充氧直到壓力達到2.8—3.0MPa。充氧時間不得小于15秒。當鋼瓶中氧氣壓力低于5Mpa，充氧時間應酌量延長，壓力降到4.0Mpa以下時，應更換新的鋼瓶氧氣。
檢驗氧彈是否漏氣，可把氧彈浸沒在水中，無氣泡現象表明氣密性良好，反之應找出原因，加以糾正。
5.4放置氧彈
將氧彈放入內筒中，蓋上量熱儀上蓋，觀察指示燈狀態，如果指示燈滅，表明儀器與氧彈接觸良好，如果指示燈依舊亮，則表明儀器與氧彈接觸不良，需打開上蓋檢查氧彈是否裝好。
與氧彈頭相接觸的量熱儀上蓋電極和內筒的三個氧彈支架的導電電極要經常清潔，與氧彈保持接觸良好。如果量熱儀上蓋不能壓緊氧彈，需調整量熱儀上蓋接觸電*度。
察看內筒上水水位，如果水位達不到氧彈頭以上10mm處，應調整水位，使彈帽頂面（不包括突出的氧氣閥）浸沒在水面下10—20mm。

 
 6.量熱儀單機操作的操作方法

6.1標定熱容量
打開電源開關，儀器進入主界面。

按↑.↓鍵選擇更改項，按數字鍵進行修改。修改完成后按[確定]鍵即可進入熱容量的測試界面直至試驗結束。

 6.2測定發熱量

在主界面按鍵進入參數設定界面。

按↑.↓鍵選擇更改項，按數字鍵進行修改。修改完成后按[確定]鍵即可進入發熱量的測試直至測試結束顯示試驗結果：

7.計算公式
 

7.1彈筒發熱量（Q b，a d）的計算方法

式中： Q b，a d ——分析試樣的彈筒發熱量，J/g；
    E   —— 熱量計的熱容量，J/K；
    Q 1—— 點火熱，J；
    q 2 —— 添加物如包紙等產生的總熱量，J；
      m—— 試樣質量，g 
 
7.2收到基高位發熱量（Q g r，a d）的計算方法
Q g r，a d = Q b,a d - (94.1S b,a d + a Q b,a d)
式中: Q g r，a d —— 分析試樣的高位發熱量，J/g；
Q b，a d              ——  分析試樣的彈筒發熱量，J/g；
S b，a d               ——  由彈筒洗液測得的煤的含硫量，當全硫含量低于4%時，或發熱量大于14.60MJ/Kg時，可用全硫或可燃硫代替Sb，ad。
94.1                  ——煤中每1% 硫的校正值，J；
      a                 ——硝酸校正系數；
當Q b，ad ≤16.70 MJ/Kg，a = 0.001
當16.70 MJ/Kg ＜ Q b，ad ≤ 25.10 MJ/Kg，a = 0.0012
當Q b，ad＞25.10MJ/Kg，a = 0.0016
7.3收到基低位發熱量（Q n e t, v, a r）的計算方法
 
式中：  Q n e t，v，a r  ——  收到基煤的低位發熱量，J/g；
        Q g r ，a d    ——  分析試樣的高位發熱量，J/g；
         Mt                ——  收到基全水份，%；
         Ma d            ——  分析試樣的水份，%；
         Had              ——  分析試樣的氫含量，%。
 

8.日常維護與檢查
 

 每天實驗結束后，應經常進行下述檢查和維護，可使儀器經常保持良好的工作狀態，而且能延長使用壽命。
 1. 氧彈：除每次試驗后對氧彈進行清洗和干燥外，并對以下幾點也應注意和檢查：

    （1）氧彈只能用手擰動，當手感擰緊時應停止，切忌用工具硬擰。每天試驗完畢后，應進行一次清洗。

   （2）彈帽和閥座，用完后應沖洗干凈并擦干。
 

   （3）彈杯沖洗干凈，擦洗螺紋，并檢查彈杯上部有否機械損傷，注意不許將彈杯倒置。
 

   （4）檢查密封圈有否磨損和燒傷時的損傷，如密封不嚴有漏氣現象，則應更換。
 

   （5）檢查絕緣套是否良好，有否損傷。
 

   （6）定期對氧彈進行20.0Mpa水壓試驗，每次水壓試驗后，氧彈的使用時間不得超過兩年。
 

2. 量熱筒：試驗后應將筒中的水倒掉，擦干并保持清潔。
3. 外套水筒：如不連續做試驗，需將筒中的水放掉，保持內部清潔干凈，不要使臟物掉入筒中。
 

9.常見故障及其原因
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 儀器常見故障的原因與排除：
1. 打開電源開關，屏幕不亮：電源未接通或3A保險絲壞。
2. 氧彈漏氣：橡膠密封圈老化或磨損。
3. 攪拌器不轉：①攪拌軸卡死；②線路不通；③檢查漿葉是否碰到氧彈或量熱筒壁。
4. 不上水：檢查清洗上水泵。
5. 不排水：檢查清洗排水泵。
6.點火失敗：①兩點火電極短路，燒5A保險，使兩電極分離，更換5A保險；②兩電極與坩堝短路（此時容易燒毀坩堝和電極）；③點火絲與點火電極接觸不良，用水砂紙打磨兩點火電極及壓點火絲的圓柱體底面，使之恢復金屬光澤；④機蓋上的點火裝置與氧彈未接觸或接觸不良，需調整量熱儀上蓋接觸電*度；⑤機蓋上的點火裝置有銹斑，用砂紙打磨光亮；⑥內筒里的3個點火觸點有銅銹，與氧彈接觸不好，用刀片刮除銹斑；⑦試樣潮濕或充氧速度過快濺濕試樣；⑧點火絲或棉線與試樣未接觸。
7. 測試數據忽高忽低一致性不好：①攪拌器轉動不正常，時轉時不轉，加潤滑油或更換攪拌器；②煤樣顆粒不均勻，重新制樣或更換制樣設備；③重新標定熱容量并檢查各種數據，必要時返回生產廠家。
8. 試樣燃燒不*：①試樣不易燃；②氧氣未充足。
9. 彈筒、高位、低位發熱量測試結果都一樣：樣重沒有輸入小數點或DI一位輸錯。
10. 注意事項：①加水時不要將水濺到儀器上，發現水滴立即清理干凈；②內筒中要經常保持清潔，不要掉入雜物。
 

10.建議
 

     如果供電電源不穩定，建議使用UPS型計算機電源

11.附錄

點火絲燃燒時釋放出的熱量：
      鐵絲………6700焦耳/克（1602卡/克）
      鎳鉻絲……6000焦耳/克（1435卡/克）
      銅絲………2500焦耳/克（598卡/克）
      棉線………17500焦耳/克（4185卡/克）
      單位換算：
1卡[20℃] = 4.1816 焦耳
1卡[15℃] = 4.1855 焦耳

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