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XRY-1A氧彈熱量計(jì)
XRY-1A型
氧彈熱量計(jì)
使 用 說 明 書
目 錄
一、儀器特點(diǎn)及適用范圍…………………………………2 二、主要技術(shù)指標(biāo)與參數(shù)…………………………………2 三、儀器結(jié)構(gòu)………………………………………………2 四、使用方法………………………………………………5 五、操作步驟及計(jì)算方法…………………………………6 六、使用注意和維護(hù)保養(yǎng)…………………………………8 七、儀器成套及技術(shù)文件…………………………………9 附1：氧彈裝配圖 ………………………………………10 附2：關(guān)于絕對溫度的概念 ……………………………11
本儀器為精密測試儀器， 使用前請?jiān)旈喺f明書，謹(jǐn)慎操作！
一、儀器特點(diǎn)及適用范圍
XRY-1A 型氧彈熱量計(jì)（以下稱氧彈熱量計(jì)）是依據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)
準(zhǔn)GB/T213-2008《煤的發(fā)熱量測定方法》、GB/T384-1988《石油產(chǎn)品熱值測定法》、中華人民共和國國家計(jì)量檢定規(guī)程JJG672-2001《氧彈熱量計(jì)》及上海市企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《Q/YXYY 10 XRY型氧彈熱量計(jì)》規(guī)定的要求設(shè)計(jì)制造的。
本儀器的熱容量為（14400～14500）J/K，適用于以熱量計(jì)氧彈法測定不含水的石油產(chǎn)品（汽油、噴氣燃料、柴油和燃料油等）以及煤炭、焦炭、石蠟等可燃性物質(zhì)的發(fā)熱量的測定。
彈熱值的測定是在氧彈中有過剩氧的情況下，按規(guī)定條件燃燒單位重量的試樣所產(chǎn)生的熱量，稱為彈熱值（以J/g或kJ/kg表示）。
格萊莫熱量計(jì)熱容量的測定采用在氧彈中燃燒一定量的標(biāo)準(zhǔn)苯甲酸，測量由其燃燒所產(chǎn)生的熱量而引起熱量計(jì)系統(tǒng)溫度變化的方法來確定熱量計(jì)的熱容量，即熱量計(jì)系統(tǒng)溫度升高1K所需的熱量（J），在數(shù)值上等于熱量計(jì)的熱容量（J/K）。
注：熱容量（14400～14500）J/K中的K為絕對溫度的符號，詳見附2。
二、主要技術(shù)指標(biāo)與參數(shù)
1、熱容量： （14400～14500）J/K。 2、分辨率： 0.001K。 3、熱值： ±60J/g。 4、重復(fù)性誤差： ≤0.2 %（C級）。 5、氧彈耐壓： 20MPa。 6、溫度測量范圍： (10～35)℃。
7、使用環(huán)境溫度： 20℃±5℃，在一次測量過程中溫度波動不大于1℃。 8、存貯測溫?cái)?shù)據(jù)： 31個。 9、相對濕度： ≤85%。
10、工作電源： AC220V±5%，50Hz 。
三、儀器結(jié)構(gòu)
儀器結(jié)構(gòu)見圖1所示。 1、自密封式氧彈（簡稱氧彈）
為了防止燃燒生成的酸對氧彈的腐蝕，全部結(jié)構(gòu)采用不銹鋼1Cr18Ni9Ti制
成，氧彈的結(jié)構(gòu)由三個部分組成；一個容積為300毫升的圓筒形彈體，一個蓋子和一個聯(lián)接蓋和彈體的環(huán)，彈體內(nèi)徑為58毫米，深103毫米，壁厚為內(nèi)徑的1/10，底和蓋的厚度稍大，強(qiáng)度足夠耐受固體燃燒時產(chǎn)生的最大壓力（60～70大氣壓），并能耐受液體燃料所產(chǎn)生的更大壓力。
氧彈采用自動密封橡膠墊圈，當(dāng)氧彈內(nèi)充氧到一定壓力時，橡膠墊圈因受壓而與彈體和彈蓋密接，造成兩者間的氣密性。且筒內(nèi)外壓力差越大，密封性能越好。中間氣閥也因受壓緊密閉合，氧氣從中間氣閥螺釘四周進(jìn)入筒內(nèi)，不會直接充壓試樣，點(diǎn)火時又可保護(hù)彈頂密封系統(tǒng)。本氧彈具備操作方便，結(jié)構(gòu)合理可靠，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。
⑴玻璃管溫度計(jì) ⑵攪拌電機(jī) ⑶溫度傳感器 ⑷翻蓋手柄 ⑸手動攪拌柄 ⑹氧彈體 ⑺控制面板
圖 1
2、水套（外筒）
水套是雙層容器，實(shí)驗(yàn)時充滿水，通過水套攪拌器使筒內(nèi)水溫均勻，形成恒溫環(huán)境，水筒放在水套中的一個具有三個支點(diǎn)的絕緣支架上。
水套備有上有小孔的膠木蓋，便于插入測溫探頭，點(diǎn)火線等，蓋下面襯有拋光金屬板。
3、水筒（內(nèi)筒）
水筒全部由不銹鋼薄板制成，截面為梨行，以減少與外筒間的輻射作用。當(dāng)
氧彈放入水筒后，可加水淹沒氧彈，而水面至內(nèi)筒上邊緣約有250～500毫升的空間，水筒的裝水量一般為3000克（氧彈擱在彈頭座架上），水筒內(nèi)設(shè)有電動攪拌器。
4、攪拌器
攪拌器由同步電動機(jī)帶動，攪拌速度為500轉(zhuǎn)/分，轉(zhuǎn)速平穩(wěn)。通過攪拌器螺旋槳的運(yùn)動，使試樣燃燒放出的熱量盡快在量熱系統(tǒng)內(nèi)均勻散布。電動機(jī)與攪拌器間用絕熱固定板連接，以防止因電機(jī)產(chǎn)生的熱而影響測量精度。
外筒攪拌器為手拉式攪拌器，上下拉動數(shù)次即能使外筒水溫均勻，給內(nèi)筒形成一個恒溫的外部環(huán)境。
5、工業(yè)用玻璃棒溫度計(jì)
溫度計(jì)的刻度范圍為(0～50)℃，最小分度為0.1℃，用來測量水套水溫。 6、點(diǎn)火絲
點(diǎn)火時通入24V交流電，引燃點(diǎn)火絲。點(diǎn)火絲一般用直徑0.1毫米左右的鎳鉻絲做成。當(dāng)有電流通過時, 鎳鉻絲被燒成赤熱并在很短時間內(nèi)熔斷,引燃試樣。
7、氣體減壓器
YQY-370氣體減壓器或SJT-10型氣體減壓器用于瓶裝氧氣減壓用。它能保持穩(wěn)定和足夠的流量送到氧彈中，進(jìn)氣最高工作壓力為15MPa，最低工作壓力不低于工作壓力的2倍。該減壓器帶有兩個壓力表，其中一個指示氧氣瓶內(nèi)的壓力，可指示(0～25) MPa，另一個表指示被充氧氣的氧彈的壓力，可指示(0～6) MPa。兩個表之間裝有減壓閥，壓力表每年至少經(jīng)國家機(jī)關(guān)檢查一次，以保證指示讀數(shù)正確和使用安全。各連接部分禁止使用潤滑油，必要時只能使用甘油，涂抹量不應(yīng)過多，若任一連接部分被油類污染，必須用汽油或酒精洗凈并風(fēng)干。
8、壓餅機(jī)
它是一種螺旋杠桿式壓餅機(jī)，能壓制直徑約10mm的煤餅或苯甲酸餅，壓模及沖桿用硬質(zhì)鋼制成，表面光潔，容易擦拭。壓制時，模子或底片由可移動的墊塊支承，壓好后，可將墊塊移動一邊取出模子或試樣。該壓餅機(jī)底板上設(shè)有用以固定在桌面上的螺釘孔，不用時，應(yīng)在易生銹部位涂上防銹油脂。
注：壓餅機(jī)為選配件。
9、控制器面板使用說明（見圖2所示）
本儀器采用了微控制器為基礎(chǔ)的高性能測溫系統(tǒng)，測溫精度高，穩(wěn)定性好，
測量精度為0.001℃,且讀數(shù)方便。本儀器可將樣品測量全過程中的測溫?cái)?shù)據(jù)存入存儲器內(nèi),或一次測量完后反復(fù)多次讀出，全盤取代了以前使用的貝克曼溫度計(jì)。控制器面板上設(shè)置有電源、攪拌、數(shù)據(jù)、結(jié)束、點(diǎn)火、復(fù)位六個電子開關(guān)按鍵和七位數(shù)碼管，能對樣品熱值測定進(jìn)行全過程操作和溫度顯示。其中左邊兩位數(shù)字代表測溫次數(shù)，右邊五位代表測量的實(shí)際溫度，本儀器測溫范圍為10℃～35℃。
圖 2
四、使用方法
1、一開機(jī)后，只要不按“點(diǎn)火”鍵，儀器逐次自動顯示溫度數(shù)據(jù)100個，測溫次數(shù)從00→99遞增，每半分鐘一次，并伴有蜂鳴器的鳴響，此時按動“結(jié)束”鍵或“復(fù)位”鍵能使顯示測溫次數(shù)復(fù)零。
2、按動“點(diǎn)火”鍵后，氧彈內(nèi)點(diǎn)火絲得到約24V交流電壓，從而燒斷點(diǎn)火絲，點(diǎn)燃坩堝中的樣品，同時，測量次數(shù)復(fù)零。以后每隔半分鐘測溫一次并貯存測溫?cái)?shù)據(jù)共31個，當(dāng)測溫次數(shù)達(dá)到31后，測溫次數(shù)就自動復(fù)零。
3、當(dāng)樣品燃燒，內(nèi)筒水開始升溫，平緩到頂后，開始下降，當(dāng)有明顯降溫趨勢后，可按“結(jié)束”鍵，然后按動“數(shù)據(jù)“鍵，可使00次、01次、02次……一直到按“結(jié)束”鍵時的測溫次數(shù)為止的測量溫度數(shù)據(jù)重新逐一在五位數(shù)碼管上顯示出來，操作人員可以進(jìn)行記錄和計(jì)算，或與實(shí)時筆錄的溫度數(shù)據(jù)（注：電腦貯存的數(shù)據(jù)是蜂鳴器鳴響的那一秒的溫度值）核對后計(jì)算ΔT和熱值。當(dāng)操作人員每按一次“數(shù)據(jù)”鍵，被貯存的溫度數(shù)據(jù)和測溫次數(shù)自動逐個顯示出來，方便操作人員查看測溫記錄。
注：在讀取數(shù)據(jù)狀態(tài)，“點(diǎn)火”鍵不起作用，若需重新測量，必須先按“結(jié)束”鍵，使儀器回到測溫狀態(tài)。
4、按“復(fù)位” 鍵后，可重新試驗(yàn)。
5、關(guān)掉電源，原貯存的溫度數(shù)據(jù)也將自動被清除。
四、操作步驟及計(jì)算方法
1、測試前的準(zhǔn)備
⑴ 使用XRY-1A數(shù)顯氧彈熱量計(jì)前應(yīng)仔細(xì)閱讀使用說明書。
⑵ 仔細(xì)閱讀中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T213《煤的發(fā)熱量測定方法》或GB/T384《石油產(chǎn)品熱值測定法》，仔細(xì)閱讀中華人民共和國國家計(jì)量檢定規(guī)程JJG672 《氧彈熱量計(jì)》，了解并熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程所闡述的檢定規(guī)程、試驗(yàn)方法、試驗(yàn)步驟和試驗(yàn)要求。
⑶ 檢查本儀器的工作狀態(tài)，使其處于符合本說明書所規(guī)定的工作環(huán)境和工作條件下。
⑷ 檢查本儀器的外殼，必須處于良好的接地狀態(tài)。 2、試劑和材料
⑴ 苯甲酸：二級量熱標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，應(yīng)是國家計(jì)量行政部門批準(zhǔn)并發(fā)布的量熱標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，并具有標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書。
⑵ 點(diǎn)火絲：直徑約0.1mm鎳鉻絲，長(80～100)mm，再把等長的10～15根點(diǎn)火絲同時放在分析天平上稱量,計(jì)算每根點(diǎn)火絲的平均重量。
⑶ 氧氣：不應(yīng)有氫和其它可燃物，禁止使用電解氧氣。 3、操作步驟
⑴ 先將外筒裝滿水，試驗(yàn)前用外筒攪拌器（手拉式）將外筒水溫?cái)嚢杈鶆颉?⑵ 稱取片劑苯甲酸1克（約2片），再稱準(zhǔn)至0.0002克放入坩堝中。 ⑶ 把盛有苯甲酸的坩堝固定在坩堝架上，將1根點(diǎn)火絲的兩端固定在兩個電極柱上，并讓其與苯甲酸有良好的接觸，然后，在氧彈中加入10毫升蒸餾水，擰緊氧彈蓋，并用進(jìn)氣管緩慢地充入氧氣直至彈內(nèi)壓力為(2.8-3.0)MPa大氣壓為止，氧彈不應(yīng)漏氣。
⑷ 把上述氧彈放入內(nèi)筒中的氧彈座架上,再向內(nèi)筒中加入約3000克(稱準(zhǔn)至0.5克)蒸餾水(溫度已調(diào)至比外筒低0.2℃～0.5℃左右)，水面應(yīng)至氧彈進(jìn)氣閥螺帽高度的約2/3處，每次用水量應(yīng)相同。
⑸ 接上點(diǎn)火導(dǎo)線，并連好控制箱上的所有電路導(dǎo)線，蓋上膠木蓋，將測溫
傳感器插入內(nèi)筒，打開電源和攪拌開關(guān)，儀器開始顯示內(nèi)筒水溫，每隔半分鐘蜂鳴器報時一次。
⑹ 當(dāng)內(nèi)筒水溫均勻上升后，每次報時時，記下顯示的溫度。當(dāng)記下第10次時，同時按“點(diǎn)火”鍵，測量次數(shù)自動復(fù)零。以后每隔半分鐘貯存測溫?cái)?shù)據(jù)共31個，當(dāng)測溫次數(shù)達(dá)到31次后，按“結(jié)束”鍵表示試驗(yàn)結(jié)束（若溫度達(dá)到最大值后記錄的溫度值不滿10次，需人工記錄幾次）。
⑺ 停止攪拌，拿出傳感器，打開水筒蓋（注意：先拿出傳感器，再打開水筒蓋），取出內(nèi)筒和氧彈，用放氣閥放掉氧彈內(nèi)的氧氣，打開氧彈，觀察氧彈內(nèi)部，若有試樣燃燒完全，試驗(yàn)有效，取出未燒完的點(diǎn)火絲稱重。
若有試樣燃燒不完全，則此次試驗(yàn)作廢。
⑻ 用蒸餾水洗滌氧彈內(nèi)部及坩堝并擦拭干凈，洗液收集至燒杯中的體積約150-200毫升。
⑼ 將盛有洗液的燒杯用表面器皿蓋上，加熱至沸騰5分鐘，加2滴酚酞指示劑，用0.1N的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，記錄消耗的氫氧化鈉溶液的體積。
如發(fā)現(xiàn)在坩堝或氧彈內(nèi)有積炭，則此次試驗(yàn)作廢。 4、熱容量（J/K）計(jì)算公式
Q1M1+Q2M2+VQ3
E = ΔT 式中：E —— 熱量計(jì)熱容量，J/K； Q1 —— 苯甲酸標(biāo)準(zhǔn)熱值，J/g； M1 —— 苯甲酸重量，g；
Q2 —— 引燃（點(diǎn)火）絲熱值，J/g； M2 —— 引燃（點(diǎn)火）絲重量，g； V —— 消耗的氫氧化鈉溶液的體積，ml；
Q3 —— 硝酸生成熱滴定校正（0.1mol的硝酸生成熱為5.9J），J/ml；
ΔT—— 修正后的量熱體系溫升，℃；計(jì)算方法如下： ΔT=（tn–to）+Δθ
其中：to 和tn — 主期初溫和末溫，℃；
Δθ — 量熱體系與環(huán)境的熱交換修正值，℃；計(jì)算方法（瑞-芳法）如下：
Vn – Vo to +tn n-1
Δθ（?ti - nθn ）+ n Vn
θn –θo 2 1 式中：V o和Vn — 初期和末期的溫度變化率，℃/30s；
θo和θ
n
— 初期和末期的平均溫度，℃；
n — 主期讀取溫度的次數(shù)； ti — 主期按次序溫度的讀數(shù)。
5、試樣熱值（J/g）的計(jì)算公式
Q = G
E·ΔT–∑Gd
式中：ΣGd—— 添加物產(chǎn)生的總熱量，J； G ——–試樣重量，g；
其它符號同上式。
五、使用注意和維護(hù)保養(yǎng)
1、使用中的注意事項(xiàng)
⑴ 儀器工作時應(yīng)放置在一個單獨(dú)的、背陽的房間，工作臺平整，理想環(huán)境溫度為(20℃±5)℃。為了保證測量的準(zhǔn)確性，每次測定時室溫的變化不大于±1℃，室內(nèi)禁止使用各種熱源，不應(yīng)有空氣對流的現(xiàn)象。
⑵ 量熱標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)用二等或二等以上、經(jīng)計(jì)量機(jī)關(guān)檢定、標(biāo)有熱值的苯甲酸。
⑶ 氧彈內(nèi)使用純度為99.5%的工業(yè)氧氣，禁止使用電解氧。 ⑷ 出廠時本儀器配有Ni-Cr點(diǎn)火絲。
⑸ 保持儀器表面清潔干燥，不可讓水流入儀器，引起電路板損壞。尤其是外筒不能加得過滿以免攪拌時，水溢出造成電路板損壞。
2、日常維護(hù)保養(yǎng)
⑴ 氧彈應(yīng)定期進(jìn)行20MPa水壓檢查，每年至少一次。
⑵ 氧氣減壓器在使用前應(yīng)將零件上油污擦洗干凈，以免在充氧時，發(fā)生意外爆炸事故，氧氣減壓器應(yīng)定期進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，每年至少一次。
⑶ 氧彈的密封每次使用前應(yīng)仔細(xì)檢查，如密封墊圈損壞，應(yīng)即調(diào)換，以防
密封不良。
警告：氧彈彈體是耐高壓器件，應(yīng)按照正確的壓力要求充氧氣，切不可過壓，并妥善保管，正確維護(hù)。
⑷ 儀器使用完畢后應(yīng)保持表面清潔干燥以防腐蝕，長期不用時，應(yīng)將水倒掉并擦拭干凈，置于干燥處。
⑸ 攪拌電機(jī)的轉(zhuǎn)軸應(yīng)每半年或一年加一次潤滑油（視使用的頻繁程度而定）。
注意：當(dāng)室溫低于0℃時，請將水浴內(nèi)的水放盡，防止結(jié)冰損壞器件！ 警告：儀器若出現(xiàn)故障應(yīng)及時切斷電源，請專業(yè)技術(shù)人員檢修并排除故障后方可繼續(xù)使用，防止發(fā)生意外！
六、儀器成套及技術(shù)文件
1、儀器成套
⑴ 產(chǎn)品使用說明書 1份 ⑵ 產(chǎn)品保修卡 1份 ⑶ 合格證 1份
附1：氧彈裝配圖
氧彈裝配圖
附2：關(guān)于絕對溫度的概念
熱力學(xué)溫度又稱開爾文溫度，或稱絕對溫度，符號為K。
10
絕對零度時的溫度定義為0K。水的三相點(diǎn)，即液體、固體、氣體狀態(tài)的水同時存在的溫度，定義為273.16K。
水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下結(jié)冰的溫度，即攝氏溫度0℃，或華氏溫度32OF，相當(dāng)于熱力學(xué)溫度273.16K。
絕對溫度和攝氏溫度的關(guān)系為：
絕對溫度T ≈ 攝氏溫度t+273度。
絕對溫度的0度 ≈ 攝氏溫度的273度。
欲了解更詳細(xì)的絕對溫度的概念，請閱讀相關(guān)的教科書。
檢驗(yàn)員： 包裝員：
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11 日
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