氧彈式量熱儀的使用與維護(hù)

袁 朋 楊萍萍 徐瑞雪 周春燕 崔言順

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院 山東泰安 271000

氧彈式量熱儀的使用與維護(hù)

袁 朋 楊萍萍 徐瑞雪 周春燕 崔言順

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院 山東泰安 271000

介紹了氧彈式量熱儀的原理，闡述了其正確的使用方法，總結(jié)了使用過(guò)程中出現(xiàn)各種問(wèn)題的解決辦法，并且對(duì)日常維護(hù)的技巧進(jìn)行了探討。

氧彈式能量測(cè)試儀；使用；維護(hù)

氧彈式量熱儀是我院動(dòng)物科學(xué)專(zhuān)業(yè)使用頻率極高的一臺(tái)精密儀器，主要用于測(cè)量飼料樣、糞樣、尿樣中的熱量。氧彈式量熱儀自問(wèn)世以來(lái)已有百余年的歷史，經(jīng)過(guò)層層改進(jìn)，儀器由簡(jiǎn)至繁，而使用方法則由繁至簡(jiǎn)，但是百變不離其宗，其原理沒(méi)有實(shí)質(zhì)的變化。即將樣品放置于密閉的氧彈中，氧彈被完全包圍在外桶的內(nèi)部。當(dāng)外桶的溫度達(dá)到30±0.5℃時(shí)，即可以開(kāi)始測(cè)量。測(cè)量一旦開(kāi)始，外桶的水被注入內(nèi)桶，內(nèi)外桶之間溫度相近，很快達(dá)到動(dòng)態(tài)的平衡，這時(shí)儀器點(diǎn)燃樣品，樣品燃燒產(chǎn)生的熱量通過(guò)氧彈傳入內(nèi)桶水中，而外筒水溫保持不變，儀器自動(dòng)記錄內(nèi)桶水溫變化值，根據(jù)水溫的升高或者氧彈自身溫度的升高計(jì)算樣品充分燃燒產(chǎn)生的能量。[1]

1 氧彈式量熱儀的性能

動(dòng)物科技學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的氧彈式能量測(cè)試儀購(gòu)于美國(guó)Parr公司，具有以下基本特征：絕熱式，帶自動(dòng)量水，配熱電敏電阻測(cè)溫和微機(jī)控制，測(cè)試精度可達(dá)0.1%，點(diǎn)火后3.5～5分鐘即可出測(cè)量結(jié)果。

2 氧彈式量熱儀的正確使用方法

2.1 氧彈式量熱儀的預(yù)熱

使用儀器時(shí)首先要打開(kāi)電源，進(jìn)行儀器預(yù)熱，待start鍵亮起時(shí)方可使用。儀器對(duì)實(shí)驗(yàn)室溫度要求很高，所以?xún)x器最好安裝在裝有空調(diào)的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，特別是在冬、夏兩季，空調(diào)的開(kāi)放可以節(jié)省預(yù)熱時(shí)間，防止室內(nèi)溫度過(guò)高影響儀器正常使用。

2.2 氧彈氣密性檢查

實(shí)驗(yàn)正式開(kāi)始之前，先把氧彈充氧，浸沒(méi)在水中，觀察數(shù)分鐘，若無(wú)氣泡產(chǎn)生說(shuō)明氧彈的密封性良好，可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；若有氣泡產(chǎn)生，不可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，要對(duì)氧彈進(jìn)行檢修，確保實(shí)驗(yàn)?zāi)馨踩M(jìn)行。[2]

2.3 固定點(diǎn)火絲

由于點(diǎn)火絲屬于消耗用品，在測(cè)量100～200次樣品后就會(huì)斷裂，所以實(shí)驗(yàn)之前要檢查點(diǎn)火絲是否完好，若斷裂必須更換新的點(diǎn)火絲。[3]更換之前，要先清理掉之前的點(diǎn)火絲以及樣品燃燒而產(chǎn)生聚集在電極上的異物，確保電極清潔。然后取5厘米左右的鎳合金點(diǎn)火絲，把兩端分別固定在電極柱上，彎曲點(diǎn)火絲靠近樣品，但不要接觸樣品。

2.4 氧彈罐底盛水

為了防止燃燒產(chǎn)生的高溫殘留物，腐蝕氧彈罐底部，應(yīng)在罐底加入2毫升左右的蒸餾水。

2.5 密閉氧彈與充氧

把氧彈蓋水平放置，然后輕輕擰緊，中途如果咬緊，務(wù)必退回后重新擰緊，以免咬緊無(wú)法打開(kāi)，擰緊氧彈放氣閥，連接充氧裝置，緩緩地充入氧氣，直至壓力達(dá)到2.8～3.0 MPa，不得超過(guò)3.2 MPa；如果超過(guò)，放掉氧氣，重新充氧。當(dāng)鋼瓶的氧氣降到5.0 MPa時(shí)，適當(dāng)增加充氧時(shí)間，當(dāng)鋼瓶的氧氣降到4.0 MPa時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換氧氣瓶。

2.6 點(diǎn)火

將2根電極線插到氧彈頂端的電極帽上，然后小心地將氧彈放入盛有一定量水的橢圓形筒內(nèi)，這時(shí)如果有氣泡產(chǎn)生，無(wú)論多輕微，都要取出氧彈，放掉氧氣，重新開(kāi)始，不可以繼續(xù)點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)。

一切準(zhǔn)備就緒后按下start鍵，輸入樣品的重量，按確定鍵后等待點(diǎn)火，樣品燃燒期間，身體的任何部位都要遠(yuǎn)離氧彈正上方，燃燒結(jié)束后20秒內(nèi)不能靠近氧彈。

2.7 氧彈的清洗

燃燒完成后取出氧彈，緩緩地放出氣體，擰開(kāi)氧彈蓋，用蒸餾水清洗氧彈的內(nèi)壁，用軟毛刷清洗充氧頭以及氧彈內(nèi)壁附著物，清洗干凈后放置晾干。

3 使用氧彈的常見(jiàn)故障分析及處理措施

3.1 氧彈的漏氣現(xiàn)象

氧彈在進(jìn)行氣密性檢查時(shí)，若發(fā)現(xiàn)有氣泡產(chǎn)生，這時(shí)萬(wàn)萬(wàn)不能繼續(xù)試驗(yàn)，否則輕者損壞儀器，重者造成人員傷亡。氧彈漏氣的原因有以下幾點(diǎn)。

(1)氧彈的蓋子上面有3個(gè)由于使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而磨損的橡膠圈，1個(gè)置于氧彈蓋與彈體的接觸部位，而另外2個(gè)置于充氣閥門(mén)里面。氧彈是一個(gè)放熱的密閉環(huán)境橡膠圈極易造成損壞，所以這3個(gè)橡膠圈在使用一定的時(shí)間后就應(yīng)該及時(shí)更換。

(2)氧彈蓋在擰緊的時(shí)候，沒(méi)有放平導(dǎo)致錯(cuò)位，這種情況也可產(chǎn)生漏氣，需要重新水平擰緊。

3.2 點(diǎn)火失敗的現(xiàn)象

點(diǎn)火失敗是在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生的現(xiàn)象，主要的原因有以下兩點(diǎn)。

3.2.1 線路不通

發(fā)現(xiàn)點(diǎn)火失敗，首先要檢查點(diǎn)火絲是否斷裂，有時(shí)看上去完好的點(diǎn)火絲，其實(shí)在樣品燃燒物的掩蓋下已經(jīng)斷裂，特別是2個(gè)電極接觸的部位，要擰下螺絲才能發(fā)現(xiàn)，這時(shí)更換新的點(diǎn)火絲就可以解決問(wèn)題。如果在更換了點(diǎn)火絲還是點(diǎn)火失敗，就要考慮電極的問(wèn)題，用萬(wàn)能電表測(cè)量氧彈上的2個(gè)電極之間是否通路，若不通，可能是電極柱內(nèi)有異物，或者氧化產(chǎn)生的白銹導(dǎo)致的電路不通，把異物取出，用砂布磨掉白銹即可。如還不能解決，需檢查電極線，電極線由于實(shí)驗(yàn)人員操作不當(dāng)也容易斷裂，用萬(wàn)能表檢測(cè)是否通路，如果不通就需要更換新的電極線[4]。

3.2.2 短路

如果排除了線路不通的原因，就應(yīng)該查找線路短路的原因，造成線路短路的原因主要有以下幾種。

(1)帶有坩堝架的電極柱是否與氧彈接觸，有時(shí)坩堝被樣品燃燒產(chǎn)生的物質(zhì)包裹，造成電極與氧彈之間形成電路，所以要時(shí)常用砂布打磨帶有坩堝的電極柱。

(2)點(diǎn)火絲與燃燒皿接觸也可能造成短路。

(3)桶水不純凈，混入電解質(zhì)，都會(huì)造成短路導(dǎo)致點(diǎn)火失敗。

4 氧彈的日常維護(hù)

(1)每次實(shí)驗(yàn)之前，將氧彈充足氧氣，放置于水中，觀察氧彈的密封性是否良好，以保證實(shí)驗(yàn)的安全性及測(cè)量結(jié)果的可靠性。

(2)要經(jīng)常檢查氧彈筒以及氧彈蓋上的螺紋、橡膠圈上有無(wú)裂痕及損壞，若橡膠圈損壞要及時(shí)地更換，若氧彈的螺絲環(huán)出現(xiàn)滑絲，則要停止使用該氧彈。

(3)要經(jīng)常檢查進(jìn)氣閥、出氣閥和電極與氧彈的連接處，有無(wú)磨損或者松動(dòng)，防止兩電極之間出現(xiàn)短路。檢查坩堝架固定是否良好，要及時(shí)地進(jìn)行維修。

(4)每次完成實(shí)驗(yàn)后，要將氧彈的每個(gè)部件清洗干凈，有序放置，及時(shí)做好實(shí)驗(yàn)儀器記錄，為其他學(xué)生的使用做好準(zhǔn)備。

5 結(jié)束語(yǔ)

氧彈式量熱儀在使用過(guò)程中的遇到的故障有多種原因，但主要是操作不規(guī)范與維護(hù)不恰當(dāng)造成的，所以要從一點(diǎn)一滴做起，深入的了解儀器的性能和原理，熟練地掌握操作技巧，精心的對(duì)儀器進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，積累排除常見(jiàn)故障的經(jīng)驗(yàn)，才能確保操作的安全性與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

[1] 朱江.淺談氧彈的使用與維護(hù)[J].煤質(zhì)技術(shù),2013,28(1):50-51.

[2] 程利,易昭.淺談量熱儀核心部件氧彈的改進(jìn)[J].中國(guó)儀器儀表,2010,30(4):46-47.

[3] 趙輝,何中華.郭懷文美國(guó)Parr6300氧彈量熱儀點(diǎn)火失敗故障解析[J].河北林業(yè),2011,29(4):40-41.

[4] 王曉海,孫立娟.恒溫式自動(dòng)熱量計(jì)常見(jiàn)故障及處理[J].電力安全技術(shù),2010,12(8):64-66.

The Operation and Maintenance of Oxygen Bomb Calorimeter

Yuan Peng， Yang PingPing， Xu RuiXue， Zhou ChunYan， Cui YanShun
Shandong Agricultrural University， Tai'an， 271000， China

Introduces the principle of oxygen bomb calorimeter， describes its correct way to use， sums up the solution of various problems occurring in using， and for routine maintenance techniques are discussed.

oxygen bomb colormeter； operation； maintenance

2014-11-12

袁朋，碩士，助理實(shí)驗(yàn)師。

崔言順，教授，博士生導(dǎo)師，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院黨委書(shū)記。