浅谈影响氧弹热量计热容量标定的因素作者：王世丽
引言：氧弹热量计广泛应用于煤炭、电力、军工、石化和科研等领域。用于测定各种可燃物质的热值，鉴别产品质量，指导降低能耗，是国民经济建设的重要装备。其原理是首先利用已知热值的标准物质（如苯甲酸）标定量热体系的热容量，再在与标定条件一致的状态下测试未知热值的样品。因此，量热体系热容量标定的正确与否直接关系到发热量测定的准确性。依据JJG672-2001《氧弹热量计检定规程》，结合笔者在氧弹热量计检定中的实际操作经验，总结了影响热容量标定的几个常见因素，现分析如下：
1、温度的影响温度的影响主要由两方面因素组成：（1）室内温度的影响。恒温式自动氧弹热量计是国内企业使用的主流分析仪器。其特点是外筒体积大，盛满水的外筒热容量大于内筒及氧弹等在工作时热容量的5倍。测试过程中内外筒之间的热流动，对外筒温度的影响很小。经实验分析；当室内温度变化时，外筒水温将随之变化，热量计的热容量随室内温度的变化而变化，而不是一个常量。热容量不同的原因主要是温度升高，水汽化增多。其次还与构成量热体系的材质在不同温度下吸收的热量不一致有关。（2）内筒水温的影响。内筒水的初温和终温与外筒水的温度的温差大小，以及内筒水试验中温度的变化速度，都直接影响量热体系与环境的热交换修正△θ，因而也影响到结果的正确性。内筒温度的调整，在热容量标定中是非常重要的一个环节。按照国家标准的要求，内筒水温终点时应高出外筒温度1℃左右，外筒温度与室温之差控制在1.5℃之内。工作时，试验人员应注意对内筒水温的调节。
2、水量的影响水量的影响主要考虑两个方面的因素：（1）内筒水量是影响热容量标定准确性的重要因素。内筒水的热容量在整个仪器的热容量中占相当大的比重，由于水的比热较大，内筒水的量若不准确将会使仪器的热容量发生变化。例如：内筒水的质量若发生1g的变化，仪器的热容量就会发生约4.2J/K变化。因此在标定热容量的过程中，试验人员尽可能用称量法取内筒水。如用容量法取内筒水，最好经常进行温度校正。（2）氧弹内加水量的影响。国家计量检定规定中规定实验前需在氧弹内加入10mL蒸馏水，其作用是吸收空气、氧气和标准物质中N等酸性物质转化成酸所产生的热量，防止氧弹被腐蚀。氧弹中加水量的多少，会直接影响仪器热容量测定结果的重复性，测出的热容量值将会忽高忽低。通过试验，氧弹内加水量变化1mL，仪器的热容量也会有约4.2J/K的变化。所以应尽量用计量部门检定过的10mL移液管准确量取水量。
3、标准物质的影响标准物质苯甲酸在热容量的标定中起着关键性作用。苯甲酸使用前最好在60℃～70℃的烘箱中干燥3～4h，然后观察苯甲酸片上不要沾有碎屑，不得有裂纹，苯甲酸表面不得有黑色、黄色等杂质。否则会在点燃时发生崩裂，从而造成燃烧不完全，打开氧弹会发现有炭黑存在。在工作中要保证使用的标准物质纯度和干燥性。
4、氧气的影响按照国家标准，应采用纯度为99.5%不含可燃成分的氧气。氧气起助燃的作用，充氧的目的是使氧弹内的试样能够充分燃烧。在实际工作中，一般有两种氧气可供选择；一种是医用氧气，另一种是工业氧气。医用氧气一般由空气分离得到，纯度较高且成分比较固定，除会有极少量的N2外不含有其他成分；而工业氧气制取方法比较多，成分比较复杂。对于同一标样，分别使用医用氧气和工业氧气测得仪器热容量相差约65J/K。使用医用氧气所得结果更稳定。
5、搅拌速度的影响搅拌器的作用主要是使试验过程中反应生成热通过搅拌均匀的散出。搅拌器的接线部分接触不良，导致搅拌速度时快时慢，时转时停。搅拌叶片与搅拌轴连接不恰当，搅拌叶片会卡住不能转动。搅拌速度的稳定与否，会影响反应生成热不能及时均匀的散出，使内筒温度变化不能真实地反映出来，影响试验主期时间，从而导致测定结果不准确。这种情况就需要试验人员注意观察：可通过试验初期温度比较稳，而主期温度忽高忽低不稳定来判断；还可以通过试验主期时间太长来判断；或者通过试样燃烧完全而仪器提示点火失败来判断搅拌器是否搅拌。因此要注意排除搅拌器的故障或搅拌速度不均匀的问题，以免带来测定的不准确。除上述影响因素外，还有一些其它的影响因素。如温度传感器铂电阻和测温桥路的非线性、点火丝热量校正的影响。更为重要的是实验人员在具体工作中的责任心。因此，实验人员在工作中应该严格按照国家标准操作，正确处理工作中遇到的问题，及时排除故障，确保测定结果准确性和可靠性。
参考文献：GB/T213-2003煤的发热量测定方法JJF672-2001氧弹热量计检定规程王笃涛煤质技术2006.3
宋瑞芳山东煤炭科技2007.1