浅谈准确标定仪器热容量

浅谈准确标定仪器热容量

赵彩颖

赵彩颖（唐山开滦林西矿业有限公司）

摘要：针对日常热容量标定中易出现的问题，提出热容量标定中应注意的一些细节和操作方法，以使标定的热容量结果更准确。

关键词：热容量标定准确

0引言

煤的发热量是评价动力煤品质的重要指标，也是动力用煤计价的主要依据，其测定结果的准确性直接影响着企业效益和企业信誉。热容量是发热量结果计算重要的参数，热容量标定的准确与否直接影响着发热量的测定结果。这就要求标定仪器热容量时的操作过程要精准，每一步都不能马虎。本人在十几年的化验技术工作中总结出确保标定的自动量热仪热容量结果准确的注意事项和操作方法，与同行探讨。

1热容量标定要及时

热容量即是该仪器的量热系统温度每升高1℃需要吸收的热量。

热容量标定的有效期为3个月，超过此期限应重新标定；但有如下情况发生时，应对仪器的热容量立即重新标定。

1.1更换氧弹的较大部件，如氧弹盖，连接环等部件的更换；

1.2热量计经过大的搬动；

1.3仪器经过大修，完全换水后；

1.4热容量标定与发热量测定时，室温相差5℃以上时；

1.5用标准煤样或苯甲酸检查仪器的准确度，测定值与标准值之差超过不确定度范围，或苯甲酸的测定值与标准值之差超过50J/g，且找不到其它原因时。

2标定前做好充分准备

2.1检查仪器运转状态是否正常，无故障，与电脑等的连线是否完好。连接不好，会导致点火失败或时点时不点，影响测定进程；

2.2检查搅拌器有无故障，搅拌速度是否均匀。有时热量计的搅拌器接线部分接触不良，有虚接现象，就会导致搅拌速度时快时慢、时停时转。有时搅拌浆上得不合适.被卡住而不能自由动作，导致内筒水局部获得的热不能及时均匀散出，从而使测得的内筒温度变化为虚假温度变化，导致热容量标定结果错误；

2.3调节室温在15~35℃范围内，并保持相对稳定，每次测定室温变化不应超过1℃；

2.4如需更换大桶水，先将内桶清理干净，然后按操作程序更换。换后保证自然放置不少于24h，使其水温与室温达到平衡状态。如不更换大桶水，则需在试验前向内桶添加少量水，使溢水口有少量水流出为宜，确保大桶水量充足；

2.5清理氧弹，将挡火板、氧弹盖等处的水垢等清理干净，并用蒸馏水冲洗、晾干；

2.6选用质量大小相差不大的坩埚，事先灼烧并在干燥器中冷却至室温，待用；

2.7选择苯甲酸，应选用经计量部门检定合格的基准量热物，并保证苯甲酸干燥且表面无污染。

3标定时正确的操作

3.1保证有足够的充氧时间，不得少于15s。当钢瓶中压力降到5.0MPa以下时，充氧时间应酌量延长，压力降到4.0MPa以下时，应更换氧气；

3.2要确保点火丝绑好后与接线柱接触良好，点火丝紧贴苯甲酸表面放置；

3.3充氧完成后要检测氧弹是否漏气。检测方法为：充氧结束后，将氧弹放入装满水的大容器中，水面以过氧弹为宜，看氧弹上有无气泡冒出，若无即可判定氧弹不漏气。可进行下一步试验；

3.4氧弹放入内桶前要用专用毛巾擦干净，防止桌面上的点火丝等杂物带入内桶，造成内桶出水口阻塞；

3.5放入氧弹后，轻轻的盖上内桶盖子，进入试验。

4标定结果的整理

4.1连续5次苯甲酸测试结果的相对标准差应不大于0.20%。若超过，再补做1次，取符合要求的5次结果的平均值，作为该仪器的热容量。若任何5次的结果都不符合要求，要舍弃全部结果，重新标定；

4.2标定结束后，用标准煤样或苯甲酸进行反标定，若用标准煤样测试结果与标准值之差都在不确定度范围内，则视为合格。若用苯甲酸，则进行5次热值测试，其测试平均值与标准热值之差不超过50J/g即为合格；

4.3若热量计量热系统无显著改变，重新标定的热容量值与前一次值相差不应大于0.25%，否则应检查试验程序，解决问题后重新进行标定。

5其它注意事项

5.1目前有些量热仪，为了提高测定速度和自动化程度，采用了一些非经典的设计，使得量热系统的热容量在不同的温升范围内不同。此时就不能在所有的情况下使用同样的热容量。应根据可能遇到的范围，用不同质量的苯甲酸片来标定仪器的热容量，如果得到的热容量值不超过规定的允许差，可以认为该仪器在所有测定范围内热容量值是一致的。若测得的热容量在不同的温升下不同，并与温升有较明显的相关性，则认为该仪器的热容量的有效工作范围不同，在不同的工作范围下就采用不同的热容量值。

因此，在使用新型热量计前，要确定其热容量的有效工作范围。正确方法是：用苯甲酸进行至少8次热容量标定试验，苯甲酸片的质量一般从0.7~1.3g，或根据被测定样品可能涉及的热值范围确定苯甲酸片的质量。在两个端点处至少分别做两次重复测定。然后绘出温升与热容量值的关系图，从图中分析出热容量结果。

5.2标定结束后，需进行反标定，若用标准煤样反标定时,其测定结果应注意换算成干基高位发热量，水分要用近期测定的结果，一般用一周之内测定的。若用标准苯甲酸标定仪器的热容量时，在计算氧弹内的总释放热量时应加上硝酸形成热，而在用苯甲酸来反标定仪器的准确度时，应扣除硝酸形成热。

5.3在每次试验结束打开氧弹盖后，都要仔细观察氧弹内部，包括氧弹帽、坩埚支架以及坩埚内部等处，看有无黑炭粒、黑迹，或坩埚内有一层灰蒙蒙的物质，若有则应判定苯甲酸燃烧不完全，应将此次测定结果舍弃。

总之，要想准确标定仪器的热容量，除严格按照上述步骤操作，注意操作细节外，就是人为因素，这就要求操作者具有高度的责任心，在实际操作中能够灵活机动的发现问题，解决问题，不断的学习，积累经验，提高仪器热容量标定的准确度。

参考文献：

[1]李英华.煤质分析应用技术指南[M].北京:中国标准出版社，1999.

[2]段云龙.煤炭实验方法标准及其说明[M].北京：中国标准出版社，2004.