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            實(shí)驗(yàn)室量熱儀基本原理及其前景發(fā)展

            來源:上海迪發(fā)儀器儀表有限公司   2012年02月28日 10:32  

            1.量熱儀的原理

              量熱儀的測(cè)試原理是先用一種已知熱值的物質(zhì)(通常用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)苯甲酸)測(cè)得整個(gè)量熱體系溫度升高一度所需的熱值,即測(cè)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(cè)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(cè)煤樣的熱值為20000J/g,若升高2.5℃,則被測(cè)煤樣的熱值為25000J/g。

              2.量熱儀的發(fā)展

              目前國內(nèi)使用的量熱儀除國產(chǎn)的外,還有德國IKA公司生產(chǎn)的,其型號(hào)也有恒溫式、絕熱式和雙干式。但不論是哪種型號(hào)、哪個(gè)廠家生產(chǎn)的,都還沒有脫離自1881年*臺(tái)量熱儀誕生以來的基本模式,即包括水套(通常叫作外筒)、內(nèi)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(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,量熱儀在結(jié)構(gòu)和操作模式方面都進(jìn)行了很大的改進(jìn),自動(dòng)化程度大大提高,測(cè)試速度更快,精密度、準(zhǔn)確度更高。

              雙干式由于氧彈結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,且對(duì)環(huán)境條件要求也很苛刻,絕熱式量熱儀由于對(duì)溫度的自動(dòng)跟蹤技術(shù)要求很高,這種型號(hào)的量熱儀在市場(chǎng)上比較少見,所以基本上不生產(chǎn)了,故本文所談的主要是恒溫式量熱儀。

              從zui早的量熱儀到現(xiàn)代的量熱儀在以下方面進(jìn)行了比較大的改進(jìn):

              20世紀(jì)70年代以前,量熱儀用的測(cè)溫工具是一種類似普通水銀溫度計(jì)的貝克曼溫度計(jì),也是通過水銀在玻璃管中的熱脹冷縮來反映溫度的變化,所不同的是為了讀溫更準(zhǔn)確,故將其刻度分得更細(xì)(實(shí)際上是將玻璃管中的毛細(xì)管做得更細(xì)),但這樣就要求將溫度計(jì)做得很長(zhǎng),使用起來不方便且容易損壞。同時(shí)考慮到測(cè)試過程中只需要測(cè)得起點(diǎn)與終點(diǎn)的溫差,并不需要實(shí)際溫度值,而一般實(shí)際測(cè)試過程的溫差都在4℃以下,所以溫度計(jì)刻度量程5~6℃即可,但是當(dāng)實(shí)際水溫低時(shí),可能讀不到溫度,即水銀收縮到下方的儲(chǔ)藏室中,而當(dāng)水溫高時(shí),也可能讀不到溫度,即水銀膨脹到超過zui大量程。為了解決這個(gè)問題,在溫度計(jì)的上方增加一個(gè)儲(chǔ)藏室,用來儲(chǔ)藏備用水銀。當(dāng)水溫太低時(shí),從上方儲(chǔ)藏室中倒回一部分水銀到毛細(xì)管中來,當(dāng)水溫太高時(shí),則將毛細(xì)管中的水銀倒回一部分到上方儲(chǔ)藏室中,這樣就保證在任何水溫條件下,貝克曼溫度計(jì)都能讀溫。

              貝克曼溫度計(jì)盡管比普通水銀溫度計(jì)讀溫更準(zhǔn),但也只能讀到0.001℃(且要借助放大鏡來讀),操作也很麻煩,而且由于制造技術(shù)上的原因,溫度計(jì)毛細(xì)管內(nèi)徑和刻度都不可能十分均勻,因此必須進(jìn)行毛細(xì)孔徑校正和平均分度值校正,這些工作也是相當(dāng)繁瑣的。

            C5000 量熱儀

             

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