LRY-500A型全自動量熱儀 全套煤質分析儀器

一、概述

　　本儀器是新一代智能型全自動發熱量測定儀器，符合GB/T 213-2008。主要由恒溫式量熱系統及單片微機控制系統等部分組成，是一種由單片微機系統自動控制,并能進行數據處理的高度自動化的熱量測量儀器；該儀器主要用于煤炭、石油、化工、食品、木材等可燃物質發熱量的測定，在測出彈筒發熱量的同時換算出相應的高位發熱量和低位發熱量。

　　其主要特點和*性表現在

　　1. 采用單片微機系統，采用進口高精度元器件，實現高精度溫度測量。配合儀器完整注排水和量熱系統可自動標定系統熱容量，測定試樣發熱量。輸入硫、水分、氫等數據，即可換算并同時打印出彈筒發熱量、高位發熱量，低位發熱量等結果，并且同時打印卡和焦耳二種單位，方便用戶。

　　2. 內筒采用片狀槳葉的電動攪拌；采用熔斷式棉線點火方式，可靠性高、操作方便。

　　3．儀器水箱、水箱上蓋接水面全不銹鋼制造，不銹蝕。

　　4．點火采用自恢復式熔斷保險，熔斷后可自行恢復，免維護。

　　5．操作全自動化，人工所需做的只是稱量、裝彈和充氧，儀器自動完成定量注水、自動攪拌、點火、輸出打印結果、排水等工作。

　　6．采用設計完善的充氧儀，使用可靠方便。

　　7. 人機交互界面友好,大屏幕漢字屏幕顯示時間和試驗進程，即學即用。

　　二、主要技術指標

　　1.熱容量約10000 J/K

　　2．氧彈工作壓力（充氧）：2.8～3.0Mpa，大3.2Mpa 耐壓實驗（水壓）：20.0Mpa 容積：300mL 重量：2.5Kg 外形尺寸：φ86mm×181mm

　　3.外水筒容量約45L

　　4.內水筒容量約2100mL

　　5.點火電壓 AC24V~

　　6.點火方式熔斷式棉線點火

　　7.溫度分辨率0.0001℃

　　8.測量精度符合國標GB/T 213-2008

　　9.電源 AC220V~±10%，50Hz

　　10．整機功率點火狀態下＜300W

　　11．使用環境5-40℃

　　12. 注水時間20-45秒可調

　　三、使用條件

　　1、試驗室應設在一單獨房間，不宜在同一房間內同時進行其它試驗項目。試驗室朝北，以避免陽光照射，否則儀器應放在不受陽光直射的地方。

　　2、室溫應保持相對穩定，每次測定室溫變化不應超過1℃，室溫以在15～30℃范圍為宜。

　　3、室內應無強烈的空氣對流，因此不應有強烈的熱源、冷源和風扇等，試驗過程中應避免開啟門窗。若實驗室已安裝空調，則需避免空調風直接吹向儀器。

　　四、原理說明

　　標定儀器熱容量的原理：

　　在充滿高壓氧氣的氧彈中燃燒一定量的已知熱值的苯甲酸，由點火后產生的總熱量和內筒水升高的度數，求出量熱系統每升高1K（1℃）所需的熱量，即熱容量，單位J/K。 測定發熱量的原理：一定量的分析試樣在充滿高壓氧氣的氧彈內*燃燒，生成的熱被水吸收，水溫升高，由水升高的溫度，根據標定得出的量熱系統每升高1K（1℃）所需的熱量（即熱容量），對點火熱等附加熱進行校正后即可求得試樣的彈筒發熱量。 從彈筒發熱量中扣除硝酸形成熱和硫酸校正熱（氧彈反應中形成的水合硫酸與氣態二氧化硫形成熱之差）后即得高位發熱量。 對煤中的水分（煤中原有的水和氫燃燒生成的水）的氣化熱進行校正后求得煤的低位發熱量。 發熱量的測定由兩個獨立的試驗組成，即在規定的條件下基準量熱物質的燃燒試驗（熱容量標定）和試樣的燃燒試驗。為了消除未受控制的熱交換引起的系統誤差，要求兩種試驗的條件盡量相近。

　　五、材料及試劑

　　1．氧氣：至少99.5%純度，不含可燃成份，不允許使用電解氧；壓力足以使氧彈充至3.0Mpa

　　2．苯甲酸：基準量熱物質，二等或二等以上，其標準熱值經計量機構確定或可以溯源到計量機構。

　　3．點火絲：直徑0.1mm的鎳鉻絲（6000J/g），長約120mm的粗細均勻，不涂蠟的棉線（17500J/g）。 如果要測定低發熱量難燃物質，還需準備

　　4．酸洗石棉絨：使用前在800℃下灼燒30min。

　　5．擦鏡紙：使用前先測出燃燒熱：抽取3～4張紙，團緊，稱準質量，放入燃燒皿中，然后按常規方法測定發熱量，取三次結果的平均值作為擦鏡紙熱值（一般紙張發熱量在16200J／g左右，產地不同，略有差別）。

　　六、附屬設備

　　1.燃燒皿： 鎳鉻鋼制品，規格為高17～18mm，底部直徑19～20mm，上部直徑25～26mm，厚0.5mm.其它也可用合金鋼或石英制的，鉑制品較理想，以能保證試樣燃燒*而本身不受腐蝕和產生熱效應為原則。

　　2.壓力表和氧氣導管 壓力表由兩個表頭組成：一個指示氧氣瓶中的壓力，一個指示充氧時氧彈內的壓力，表頭上應有減壓閥和保險閥，每二年應經計量部門檢定一次。 壓力表通過內徑1～2mm的無縫銅管或高強度尼龍管與充氧裝置連接。 壓力表和各連接部分禁止與油脂接觸或使用潤滑油。如不慎沾污，應依次用苯和酒精清洗，并待風干后再用。

　　3.分析天平：感量0.1mg。

　　七、鍵盤的定義及操作

　　本儀器鍵盤有15個鍵，包括十個數字鍵，一個小數點鍵和四個功能鍵，其功能如下： 0~9鍵及小數點鍵：用于輸入樣重及日期時間等數字 復位 鍵：按下此鍵，儀器中斷現行動作恢復至初始開機狀態 標定 鍵：按下此鍵，儀器進入熱容量標定進程，自動完成熱容量標定并打印結果 發熱量 鍵：按下此鍵，儀器進入發熱量測試進程，自動完成發熱量測試并打印結果 設定 鍵：此鍵用于系統設置。按下此鍵，將進入二級菜單： 0：熱容量 5：硫氫水 1：注水時間 6：日期 2：點火熱 7：時間 3：標準熱值 8：測試 4：添加物 9：打印 按“0”，顯示儀器內保存的本機熱容量值，每次熱容量標定完畢后自動寫入。若需人工改變，可輸入新值后再按設定鍵，則新值被保存并起用。 以下各項與此步類似，均為按設定鍵保存數據并返回上級界面 按“1”，用于顯示和輸入儀器當前的自動注水時間，若上水量低于內筒里的注水口下緣或溢出，可加減此時間，單位為秒，調整范圍為20～45秒。 按“2”，用于顯示和輸入儀器當前的點火熱，其值由廠家根據配送的點火絲度長度和棉線長度計算所得，用戶以后如果按廠家指導的點火絲和棉線長度使用，無需改變此值（150J）。 按“3”，用于顯示和輸入當前標定用的苯甲酸的熱值。 按“4”，用于輸入添加物熱值，本機出廠所配擦鏡紙熱值為16200J/g。 按“5”，進入三級菜單 1：硫 3：全水 2：氫 4：分析水 按“1”，用于顯示和輸入當前測試煤樣的分析基含硫量 按“2”，用于顯示和輸入當前測試煤樣的分析基含氫量 按“3”，用于顯示和輸入當前測試煤樣的全水值 按“4”，用于顯示和輸入當前測試煤樣的分析水值 以上四項數據用于將儀器測定出的彈筒發熱量換算成高位發熱量和低位發熱量 按“6”，用于設定日期。例如輸入20081001，然后按設定鍵返回，則打印時將顯示日期為2008年10月1日 按“7”，用于設定時鐘。例如輸入080800，然后按設定鍵返回，則顯示屏上將顯示時間：08：08：00，即8點8分0秒 按“8”，用于測試儀器的常用功能是否正常， 按“1”，測試儀器的點火功能，按下后儀器將接通點火電路 按“2”，測試儀器的攪拌功能，按下后攪拌葉應該轉動起來 按“3”，測試儀器的排水功能，按下后排水泵將工作 按“4”，測試儀器的注水功能，按下后注水泵將工作 按“9”，此項功能一方面可以用于測試打印機是否正常打印，另一方面主要是為用戶提供換算及補打功能：用戶只要輸入彈筒發熱量，然后按設定鍵，則儀器將根據當前機內保存的煤樣的含硫量，含氫量，全水值，分析水值，換算并顯示和打印相應的高位和低位發熱量。

　　八、試驗流程詳細說明及注意事項

　　1）、儀器標定：

　　1.稱取片劑苯甲酸1片（約1g），再稱準至0.0002克放入燃燒皿中。

　　2.把盛有苯甲酸的燃燒皿放在在坩堝架上，將1根點火絲的兩端固定在兩個電極柱再在點火絲中間位置系上棉線并讓其與苯甲酸有良好的接觸。注意勿使點火絲接觸燃燒皿或兩邊彈筒壁，以免形成短路而導致點火失敗。

　　3.在氧彈中加入10毫升蒸餾水，小心擰緊氧彈蓋，注意避免燃燒皿和點火絲的位置因受震動而改變，用充氧儀向氧彈內充入2.8～3.0MPa大氣壓，達到壓力后的持續充氧時間不得小于15s；如果不小心充氧壓力超過3.2MPa，應停止試驗，放掉氧氣，重新充氧至3.2MPa以下。當鋼瓶中氧氣壓力降到5.0MPa以下時，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。氧彈不應漏氣（建議將充完氧的氧彈*沒入一水桶內觀察一下，如氧彈中無氣泡漏出，則表明氣密性良好；如有氣泡漏出，則表明漏氣，應找出原因，加以糾正，重新充氧）。

　　4.把上述氧彈放入內筒中的氧彈座架上,合上上蓋，按標定鍵，輸入苯甲酸的質量，再按標定鍵，儀器將自動完成標定進程：自動向內筒定量注水--攪拌--點火—結束標定并顯示、保存和打印本機熱容量。

　　5.實驗完畢，取出氧彈，放出燃燒廢氣，打開氧彈，仔細觀察彈筒和燃燒皿內部，如有試樣燃燒不*的跡象或有炭黑存在，試驗應作廢。

　　2）、發熱量測定：

　　1.按設定鍵，然后按5鍵，輸入待測試樣的硫、氫、全水、分析水的值。

　　2.在燃燒皿中準確稱取粒度小于0.2mm的空氣干燥煤樣或水煤漿干燥試樣（0.9-1.1）g，稱準到0.0002g。 燃燒時易于飛濺的試樣，可用已知質量的擦鏡紙包緊再進行測試，或先在壓餅機中壓餅并切成2-4mm的小塊使用。不易燃燒*的試樣，可用石棉絨做襯墊（先在皿底鋪上一層石棉絨，然后以手壓實）。石英燃燒皿不需任何襯墊。如加襯墊仍燃燒不*，可提高充氧壓力至3.2MPa或用已知質量和熱值的擦鏡紙包裹稱好的試樣并用手壓緊，然后放入燃燒皿中。 需快速測定水煤漿的發熱量時，也可稱取水煤漿樣。稱樣前攪拌水煤漿試樣，使其無軟硬沉淀成均一狀態。將已知質量的擦鏡紙雙層折疊墊于燃燒皿中，快速稱取水煤漿試樣（1.5～1.8）g，稱準至0.0004g，迅速將試樣包裹好后，將燃燒皿放在坩堝架上，立即進行試驗。

　　3. 把盛有待測試樣的燃燒皿放在在坩堝架上，加裝點火絲，過程參照前述“儀器標定”中的第2.步。

　　4.在氧彈中加入10毫升蒸餾水，余下充氧過程參照前述“儀器標定”中的第3.步。

　　5.把上述氧彈放入內筒中的氧彈座架上,合上上蓋，按發熱量鍵，輸入待測試樣的質量，再按發熱量鍵，輸入添加物質量（如無添加物則其質量輸為0），再按發熱量鍵，儀器將自動完成發熱量測定進程：自動向內筒定量注水--攪拌--點火—結束測定并顯示、打印試樣的發熱量（包括彈筒、高位、低位）。

　　6.實驗完畢，取出氧彈，放出燃燒廢氣，打開氧彈，仔細觀察彈筒和燃燒皿內部，如有試樣燃燒不*的跡象或有炭黑存在，試驗應作廢。

　　九、 常見故障及維護

　　1.常見故障及原因

　　氧彈漏氣：橡膠密封圈老化或磨損。 攪拌器不轉：攪拌軸卡死；線路不通；漿葉是否碰撞氧彈或量熱筒壁；漿葉固定螺帽松動。 點火失敗：線路不通或接觸不良；試樣潮濕或充氧速度過快濺濕試樣；點火絲或棉線與試樣未接觸好；兩電極與坩堝短路。

　　試樣燃燒不*：試樣難燃；氧氣未充足。

　　打印字跡模糊：打印機裝紙的蓋板未關緊，造成熱敏紙與打印機頭接觸不好，壓緊門蓋即可

　　2.日常維護和檢查

　　每天試驗結束后，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。

　　氧彈：除每次試驗后對氧彈進行清洗和干燥外，對以下幾點也應該注意和檢查：

　　①氧彈只能用手擰動，當手感到有阻力即應停止，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燃燒時的損傷，如密封不嚴有漏氣現象，則應更換。

　　⑤檢查絕緣墊和絕緣套是否良好，有無破損，可定期作絕緣性能檢查。

　　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2年。 量熱內筒：試驗結束后應將筒擦干并保持清潔。特別注意日常使用中不要讓雜物掉入內筒中（常見的情況是小雜物如點火絲殘渣由沾水的氧彈粘連帶入內筒），以致堵塞排水泵。 外套水筒：如長期不做試驗，需將筒中的水放掉，保持內部清潔干凈，不要使臟物掉入筒內。 試驗用水：使用純凈水，并且要定期更換，確保試驗可靠性和成功率。 3.熱容量標定值的有效期為3個月，超過此期限應重新標定。但有下列情況時，應立即重測： a)更換量熱溫度計； b）更換熱量計大部件如氧彈頭、連接環（由廠家供給的或自制的相同規格的小部件如氧彈的密封圈、電極柱、螺母等不在此列）； c）標定熱容量和測定發熱量時的內筒溫度差超過5K； d)熱量計經過較大的搬動之后。

　　十、微型打印機操作簡易說明

　　SEL鍵為打印鍵，SEL指示燈亮表示打印機處于在線等待打印狀態，反之，打印機處于離線狀態，即打印機不接受打印命令，形同關機。LF鍵為走紙鍵，按SEL鍵使其燈滅，再按一下LF鍵，打印機即進入走紙狀態，用于更換安裝打印紙。 認清熱敏打印紙的熱敏層面，按下OPEN開門鍵，裝入熱敏紙，使熱敏面朝上。

　　十一、 各種點火絲點火時放出的熱量： 鐵絲：6700J/g 鎳鉻絲：6000J/g 銅絲：2500J/g 棉線：17500J/g

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