氧彈熱量計檢定規(guī)程

1本規(guī)程適用于等溫型和絕熱型氧彈熱量計的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢查。2引用文件本規(guī)程引用下列文件：GB/T213—2008煤的發(fā)熱量測定方法MT/T737量熱儀氧彈安全性能檢驗規(guī)范凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本規(guī)程；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本規(guī)程。簡稱熱容量，是指量熱系統(tǒng)產(chǎn)生單位溫升所需的熱量，通常以焦耳每開爾文(J/K)氧彈熱量計是用于測定固體和液體燃料燃燒熱的計量儀器。氧彈熱量計的結構如圖1所示。其測量原理是：一定量的樣品在充有過量氧氣的氧彈內(nèi)燃燒，放出的熱量使整個量熱體系(包括氧彈、內(nèi)筒及內(nèi)筒中的水、攪拌器和溫度計)溫度升高；然后根據(jù)熱量計的熱容量、量熱體系的溫升和樣品質量，計算樣品的熱值。氧彈熱量計的熱容量通過在相似條件下燃燒一定量的苯甲酸燃燒熱標準物質來確定。氧彈熱量計從量熱原理可分為等溫型和絕熱型。等溫型氧彈熱量計的量熱體系被充滿水的、能保持溫度恒定的外筒所包圍。樣品在氧彈內(nèi)燃燒使量熱體系溫度上升，同時外筒水溫保持不變。絕熱型氧彈熱量計的量熱體系被充滿水的、溫度能快速變化的外筒所包圍。樣品在氧彈內(nèi)燃燒使量熱體系溫度上升，同時外筒溫度自動跟蹤內(nèi)筒溫度，使25計量性能要求氧彈熱量計的計量性能要求見表1。表計量性能要求檢定項目熱值示值誤差不超近士60熱值重復性6通用技術要求6.1法制計量管理標志和標識銘牌應標明儀器名稱、型號、制造廠名和出廠編號，應有型式批準的標志及編號。6.2外觀要求控制面板上所有按鍵和開關均能正常工作，顯示屏的各種信息顯示清晰。內(nèi)筒外表面光潔，外筒內(nèi)表面不得有劃痕、起泡和脫皮等缺陷。氧彈內(nèi)、外表面不得有劃痕及損傷，彈蓋和彈筒的螺旋部分不得有磨損、銹蝕等缺陷。6.3氧彈安全性能要求氧彈安全性能應符合MT/T737的技術要求。7計量器具控制7.1檢定條件7.1.1環(huán)境條件7.1.1.1環(huán)境溫度在(15～28)℃范圍內(nèi)，在一次測量過程中溫度波動不超過±1.0℃。對于絕熱型熱量計，環(huán)境溫度比冷卻水溫度至少高3℃。3環(huán)境濕度：<85%RH電壓：(220±22)V;頻率：(50±1)Hz;無強電磁干擾。熱量計應放在不受陽光直射，無強烈熱源輻射，無強烈空氣對流，無強烈振動源干7.1.2.1有證標準物質檢定時應使用苯甲酸燃燒熱國家有證標準物質，其特性量值范圍為(26430~26490)J/g,熱值的認定值詳見標準物質證書。熱值的相對擴展不確定度不超過0.1%兩臺。一臺為實際分度值為0.01mg的①級電子天平。一臺為最大秤量不小于5kg,實際分度值不超過1g的四級電子天平。工業(yè)鉑熱電阻溫度計，測量范圍在(0～40)℃,溫度示值誤差不超過±0.5℃。標稱容量為10mL,B級。充氧系統(tǒng)包括氧氣減壓器接頭和導管等，嚴禁與潤滑油接觸，若發(fā)現(xiàn)有油類污染，純度不低于99.995%的純氧，不允許使用電解氧，壓力大于3.0-MPa。點火絲為直徑在(0.10～0.15)mm范圍內(nèi)的金屬絲或純棉絲。7.2.1首次檢定、后續(xù)檢定及使用中檢查項目如表2所示。表2熱量計檢定項目檢定項目首次檢定后續(xù)檢定十十十十十+熱值示值誤差十十十注：凡需檢定的項目用“+”表示，不需檢定的項目用“—”表示。7.2.2通用技術要求的檢查按6.1和6.2的要求用目視和手動的方法進行檢查。檢查氧彈安全性能檢驗證書。47.2.3熱值示值誤差的檢定方法在儀器檢定之前，應按照儀器說明書的要求，參考附錄A標定熱量計熱容量，保存并更新熱容量結果。檢定時，儀器應處在說明書規(guī)定的熱容量標定結果的有效期內(nèi)。a)啟動儀器，打開控制軟件，穩(wěn)定0.5h后開始檢定實驗。b)取約1.00g片劑苯甲酸，稱量其質量后，放入清潔的坩堝內(nèi)，將坩堝安放在氧彈頭電極架上。對于熔斷式點火，取一段金屬點火絲，將其兩端分別縛緊在氧彈頭的兩個電極柱上，調(diào)整下垂的點火絲，使它能與苯甲酸片接觸。對于非熔斷式點火，取一段棉線，將其一端固定在已連接到兩電極柱上的點火導線上，另一端壓在苯甲酸片下。c)向氧彈筒內(nèi)移入10mL蒸餾水。將氧彈頭插入氧彈筒內(nèi)，安裝好后擰緊彈蓋，然后與充氧系統(tǒng)相連，向彈內(nèi)緩緩充入氧氣，直到壓力到(2.8～3.0)MPa,然后繼續(xù)充氧至少15s(亦可按儀器說明書要求操作)。如操作不慎，氧彈內(nèi)壓力超過3.2MPa時，應中斷操作，放出氧彈內(nèi)氧氣，更換苯甲酸后重新安裝氧彈。d)按照儀器說明書要求，向內(nèi)筒中加入一定量的蒸餾水，調(diào)節(jié)內(nèi)筒水溫到儀器說明書規(guī)定的溫度。將盛有蒸餾水的內(nèi)筒放置于天平上稱量；調(diào)節(jié)水的量，使得內(nèi)筒和水的總質量等于設定值。將內(nèi)筒放入熱量計，將安裝好的氧彈放入內(nèi)筒中。在控制軟件里輸入苯甲酸片劑的質量(m)。參考儀器說明書，輸入點火熱(q?),按附錄A計算點火絲的燃燒熱(q?)并輸入，或者按照儀器說明書的規(guī)定，輸入附加熱(qa),開始熱e)實驗完成后，取出氧彈，放盡彈內(nèi)廢氣，擰開彈蓋，倒掉氧彈彈筒內(nèi)的溶液，用去離子水沖洗氧彈筒。將氧彈筒、氧彈頭和氧彈蓋擦拭干凈后準備下一次實驗。如果發(fā)現(xiàn)在坩堝或彈筒內(nèi)有積炭，此次實驗作廢。f)計算并記錄苯甲酸的熱值，計算方法詳見附錄B。g)按照上述測量方法共計重復測量6次。按公式(1)計算苯甲酸熱值測量結果的平均值(Q)。按公式(2)計算苯甲酸熱值的示值誤差。Q——苯甲酸熱值測量結果平均值，J/g;△Q——苯甲酸熱值的示值誤差，J/g;Q?——苯甲酸燃燒熱標準物質的熱值認定值，J/g。57.2.4熱值重復性的檢定方法根據(jù)7.2.3測量結果，按公式(3)計算熱值測量結果的相對標準偏差。sr(Q)——苯甲酸熱值的相對標準偏差，%。7.3檢定結果的處理檢定合格的儀器發(fā)給相應級別的檢定證書(內(nèi)頁格式見附錄D)。任一應檢項目不合格的儀器，判定為儀器不合格，發(fā)給檢定結果通知書(內(nèi)頁格式見附錄D),并注明不合格項目。7.4檢定周期檢定周期一般不得超過2年。在此期間內(nèi)，儀器經(jīng)修理或對測量結果有懷疑時，應6氧彈熱量計的熱容量標定方法在檢定實驗之前，應按照儀器說明書的要求，使用苯甲酸燃燒熱有證標準物質標定熱量計熱容量，具體標定方法和計算方法如下。A.1熱容量標定的條件熱容量標定實驗所需的環(huán)境條件、設備、標準物質和材料，與檢定實驗一致，詳見本規(guī)程7.1檢定條件。A.2熱容量標定的方法熱容量標定實驗的操作過程，與檢定實驗一致，詳見本規(guī)程7.2.3熱值示值誤差的檢定方法。熱容量標定實驗之前，在控制軟件里輸入苯甲酸燃燒熱標準物質的熱值認定值、苯甲酸的質量和附加熱。A.3熱容量的計算方法熱容量標定實驗之后，按照公式(A.1)計算熱量計的熱容量。Q?——苯甲酸標準物質熱值的認定值，Jqn——硝酸生成熱，J;A.3.1附加熱附加熱(qa)包括點火熱(q?)和點火絲的燃燒熱(q?)。點火熱(q?)可以實際測量并根據(jù)公式(A.2)計算，但通常采用儀器廠商根據(jù)大量實驗結果確定的推薦值。點火絲的燃燒熱(q?)可以根據(jù)公式(A.3)計算。常用的點火絲的熱值見表A.1。7銅絲純棉絲熱值附加熱可采用按公式(A.3)計算的測量值，也可采用儀器廠商根據(jù)大量實驗結果確定的推薦值。A.3.2硝酸生成熱硝酸生成熱(qn)采用經(jīng)驗公式(A.4)進行計算。其量值等于彈筒燃燒熱(qo)和硝酸生成熱校正系數(shù)(a)的乘積。彈筒燃燒熱約等于苯甲酸燃燒熱；α等于硝酸生成熱還可以根據(jù)燃燒生成的硝酸的物質的量來計算。需要的設備和材料包括：200mL厚角燒瓶、電爐和堿式滴定管；0.1mol/L氫氧化鈉(NaOH)標準溶液，用分析純NaOH配制，并用鄰苯二甲酸氫鉀標準物質標定，準確至0.01mol/L;1g/L的酚酞指示劑溶液，溶劑為乙醇。測量方法：熱容量標定實驗完成后《放盡彈內(nèi)廢氣，用蒸餾水仔細洗滌氧彈頭、電極支架、坩堝、彈筒內(nèi)壁等。把洗液收集在200m,三角燒瓶中，置于電爐上加熱，煮沸(1～20min,冷卻后加(35)滴酚酞指示劑，用0.1mol/LNaOH標準溶液進行滴定，記錄消耗的標準溶液體積。按照公或(A.5)根據(jù)生成的硝酸的物質的量計算硝Qn,?——單位物質的量的硝酸生成熱，59J/mmol;V——滴定消耗標準溶液的體積。mL。A.3.3熱量計溫升(△T。)的計算對于等溫型熱量計，熱量計溫升(△To)按照公式(A.6)計算?！鱐?——熱量計量熱體系的溫升，K;T?和T,——燃燒主期的初溫和末溫，K;等溫型熱量計內(nèi)筒水溫和外筒水溫不一致，內(nèi)筒和外筒之間始終發(fā)生熱交換，量熱體系吸收或釋放的熱量應予以修正。通常采用燃燒前、燃燒期間和燃燒后內(nèi)筒水溫，根據(jù)瑞方(Regnault-Pfandler)公式計算熱交換修正值(△θ)?！?通常由操作軟件自動計8絕熱型熱量計的內(nèi)筒外筒溫度接近，熱交換可以忽略不計，無需熱交換修正；熱量計的溫升(△T?)按照公式(A.7)計算。A.4熱容量的統(tǒng)計方法通常標定熱容量不少于5次，熱容量的相對標準偏差應不大于0.2%。取多次熱容量標定結果的平均值作為熱容量的最終結果。9苯甲酸熱值的計算方法和硝酸生成熱(qn)的測附錄C氧彈熱量計檢定原始記錄格式原始記錄號 儀器名稱 制造廠 送檢單位 環(huán)境濕度%RH苯甲酸有證標準物質編號 苯甲酸熱值認定值(Q?)J/g單標線吸量管證書編號 天平證書編號檢定證書號 儀器型號 出廠編號 環(huán)境溫度℃檢定地點 苯甲酸標準物質批號 熱量計熱容量J/K溫度計證書編號1.法制計量管理標志和標識2.外觀檢查3.氧彈安全性能檢查氧彈安全性能檢驗證書編號4.熱值示值誤差和重復性檢定