量熱儀故障分析與維護

趙旭東 代新英 王娟

摘 要：量熱儀作為測量燃料發熱量的設備，其具廣泛的應用范圍。在發熱量測量工作過程中，影響其測定的因素很多，這些因素會導致出現各種不同程度的故障，而影響正常運行。本文對量熱儀結構與功能進行了簡述，并對量熱儀故障分析與維護進行了分析研究，有助于提高量熱儀故障分析與維護水平，提高故障排除效率，對于從事發熱量測量的技術人員具有借鑒意義。

關鍵詞：量熱儀;故障分析;維護;發熱量

1前言

量熱儀主要用于測量可燃性固體或液體的發熱量，進而能夠為實際工作提供科學合理的數據支持，在工業領域獲得了廣泛的應用。但是在量熱儀運行過程中，會受到各種不利因素的影響，這就會導致其現各種出不同的故障，影響測量結果的精密度，這就會進一步影響發熱量測量的順利進行。因此，為了盡快恢復量熱儀的性能，確保其測量精密度符合要求，就要及時排除其中存在的故障。通過對其故障進行系統全面的分析，明確各種不同故障形成的原因，并結合其運行情況，采取針對性的維護措施，及時排除量熱儀中存在的故障，確保量熱儀始終處于良好的工作狀態，進而為后續測量提供準確的數據支持，從而為企業帶來良好的經濟效益。

2 量熱儀的結構與工作原理

量熱儀主要由氧彈、內筒、外筒、溫度傳感器、攪拌器以及點火裝置等構成，其整個測量過程是在高級單片機系統的控制下進行的。其中，作為量熱儀核心部分的主機，主要由機殼、外筒、內筒、備用水箱、攪拌器、溫度傳感器、點火電極、水循環系統以及控制電路等部分組成。量熱儀在單片機系統的控制下能夠進行自動注水、排水、控溫、攪拌、點火以及打印等工作，其具有較高的自動化程度，這就有助于大大降低人工操作所帶來的誤差，提高其測量精密度。同時，其還具有非常高的可靠性，能夠進行長時間的連續測量，降低操作人員的勞動強度，提高測量效率。

量熱儀在進行測量過程中，首先在內筒中裝入盛有樣品和氧氣的氧彈，其中氧氣的壓力要符合規定;其次，開始進行水循環，當水溫逐漸穩定后，向內筒中注入適量的水，確保內筒與外界環境的溫度相對穩定，兩者相差不超過1.5℃，在整個過程中，溫度傳感器進行實時的溫度測量并將溫度數據記錄到單片機中;最后，當內筒水溫達到一個穩定的狀態后，控制系統就會將點火指令下達至點火電路中，樣品被點燃，在氧氣的作用下劇烈燃燒并釋放大量的熱量，進而引起內筒的溫度逐漸升高。隨著樣品完全燃燒后，內筒得不到熱量的供應，其溫度就會逐漸降低，控制系統檢測到水溫降低后，就會停止攪拌并釋放內筒中的水，至此完成整個測量過程。

3 量熱儀故障分析與維護

3.1量熱儀氧彈漏氣

氧彈各個部件之間連接的密封主要是通過橡膠密封圈實現的，密封圈能夠確保氧氣在氧彈內而不致外泄，將氧彈的壓力控制在合理的范圍內，確保測量工作的順利開展。在測量過程中，密封圈長期使用會受到磨損，而導致其逐漸變細變形，并且橡膠自身也會發生老化而導致其彈性降低，這就會導致橡膠圈的密封性能發生不同程度的降低，而造成其密封失效，導致氧彈壓力無法維持，影響量熱器的正常工作。。

對于長時間使用發生老化而失去密封性能的橡膠圈而言，需要進行及時的更換，確保橡膠圈的密封性能符合要求，同時，在測量過程中，還要對橡膠圈的密封性能進行定期的檢查，確保橡膠圈具有良好的彈性，這就為其密封性提供了可靠保障。此外，為了延緩橡膠的老化速度，提高橡膠圈的彈性，延長其使用壽命，在進行測量之前需要對其進行充分的浸水處理，確保其能夠得到充分的溶脹，進而能夠在一定程度上緩解橡膠的老化，延長其使用時間。溶脹完成后，在進行測量之前，還要將橡膠圈上的水分擦拭干凈，避免其影響后續的測量。

3.2攪拌器無法旋轉

在進行測量過程中，能夠造成攪拌器無法旋轉的因素主要有：

（1）攪拌器的電動機損壞無法正常運行，導致電能無法順利的轉換為動能，攪拌器也就無法正常運行;

（2）電機軸與攪拌之間的固定螺絲發生松動，導致電機無法將旋轉傳輸至攪拌桿上，在運行過程中表現為電機正常運轉，而攪拌桿靜止不動，這在實際的工作過程中較為常見，需要予以充分的關注;

（3）攪拌葉片上的固定螺絲發生松動，導致攪拌桿在轉動的過程中無法帶動葉片一起旋轉，由于固定螺絲長期處于腐蝕的環境中，極易造成其松動失效，因此，需要同樣需要進行重點關注。

對于攪拌電機發生故障，嚴禁私自拆卸進行維修，避免造成電機的進一步損壞，需要專業技術人員進行維修，當已經無法維修或者維修成本高于更換成本時，則需要及時更換相同型號的電機，確保電機能夠與攪拌器之間進行有效的配合運行;對于螺絲松動而導致的攪拌器故障，則需要明確松動位置，并按照規定的預緊力進行緊固處理，確保旋轉能夠有效的傳輸至葉片上，嚴禁采用過高的預緊力擰緊螺絲，雖然能夠保證螺絲不會出現松動，但是可能會損傷攪拌桿，導致其發生一定程度的彎曲變形，會影響其攪拌效果，導致測量結果存在一定的誤差。

3.3燃燒皿點火失敗

對于燃燒皿點火失敗的原因主要有以下幾方面：

首先對樣品的燃燒程度進行檢查，若已經燃燒完全，則可以稱之為假失敗，究其原因主要有：溫度傳感器中的鉑電阻位于探頭的中上部，而影響對燃燒溫度的探測，導致燃燒效果較差、溫度傳感器插入的位置不準確，未插入內筒中、點火板提前點火，測量結束之前，樣品已經燃燒完全、溫度傳感器與單片機之間的傳輸線路故障，溫度數據沒有準確的傳輸至單片機中，這就會影響溫度數據的有效處理;其次，當點火絲已經燒斷，而樣品沒有燃燒，其原因主要有：點火電極的表面覆蓋有厚厚的氧化層，導致接觸電阻大大增加，這就在一定程度上提高了點火失敗的概率，并且還會造成點火絲的損傷，影響最終的點火效果、氧彈表面附著有一定厚度的氧化層，導致其接觸電阻過高，而過高的電阻會造成其發熱量過高，超過點火絲所能承受的溫度，長此以往就會造成點火絲的熔斷、氧彈內置的擋火板和點火電路之間發生不同程度的短路故障，短路會造成電流過大，其發熱量也成倍增加，會對點火絲造成嚴重的損害、氧彈連接位置處的密封性較差，導致樣品受水浸濕，水分含量過高會增加燃燒的難度，導致無法正常點火。

對于溫度傳感器與單片機之間的連接線路故障，需要對傳輸線路進行系統全面的檢查，明確故障線路的具體位置，并根據實際的工作需求，對損壞的線路進行更換處理，確保其處于良好的連接狀態，同時還要定期檢查其工作情況，一旦發現問題就要進行及時處理，避免造成更嚴重的損失;對于點火裝置故障，當氧彈頭與點火帽之間接觸不良，則需要對內筒位置進行重新調整，確保其位置準確，進而保證氧彈頭與點火帽之間能夠進行良好的配合，確保點火的正常進行。點火絲和樣品要按照規定有順序的依次埋入，同時還要確保其深度符合要求，進而為點火的順利進行建立良好的基礎。對于氧彈表面的氧化層，需要結合量熱器的工作情況，進行定期清理，確保氧彈表面能夠保持干凈的狀態，進而避免接觸電阻過高，而對于發生漏氣的氧彈而言，則需要更換密封圈確保其密封良好。

3.4 燃燒皿內有未燃盡煤樣

導致燃燒皿內試樣燃燒不完全的原因主要有：

（1）氧彈內的充氧壓力不足，也就是說樣品燃燒所需要的氧氣量不足，這就導致樣品無法完全燃燒，所測得的發熱量數值也就與樣品的真實值之間存在較大誤差;

（2）樣品的質量較差，其中的揮發分含量較低，達不到完全燃燒的要求，或者樣品中的含水量較高，以上這兩種情況都會影響整個燃燒過程的順利進行，導致樣品燃燒不充分，其所釋放的熱量也就與真實值不符，而影響最重的測量結果。

（3）充氧速度控制不到位，導致樣品被氣流沖出，導致燃燒的樣品質量減少，所釋放的熱量也會相應的降低，或者燃燒皿的位置擺放不到位，導致其受熱效果較差，而影響最終的燃燒效果。

對于上述的問題，可以采取以下的改進措施：

（1）當氧氣的壓力不足時，可以根據實際需求，適當延長氧彈的充氧時間，若延長時間壓力仍舊無法達到規定的壓力時，則是由于氧氣瓶中的壓力較低而影響充氧效果，這就需要更換新的氧氣瓶，確保其壓力滿足充氧要求。同時，在實際的工作過程中，還要對氧氣瓶的壓力進行定期的檢查，一旦不滿足充氧要求就要及時進行更換。

（2）樣品質量不符合要求，則需要對樣品進行更換，重新制作樣品，確保其滿足燃燒要求。在樣品的制作過程中，需要嚴格按照操作規范的要求進行，這就能夠為樣品的制作質量提供可靠保證。

（3）在充氧的過程中，要緩慢操作開關，避免一次將開關開的過大，逐漸提高充氧壓力，直至達到規定的充氧壓力后再維持30 s～60 s，整個過程要小心操作，避免壓力變化過快，而影響最終的實驗結果。當燃燒皿的位置不準確時，則需要按照燃燒要求擺放燃燒皿，為樣品的充分燃燒提供可靠保障。

4 結語

總而言之，量熱儀作為一種非常重要的發熱量測量設備，其具有比較廣泛的應用范圍，為企業后續工作的順利開展提供了科學合理的數據支持。在量熱儀的運行過程中會受到多種因素的影響，這就導致其會出現各種不同程度的故障，而影響其正常運行。因此，為了盡快恢復量熱儀的性能，就要對其故障進行系統全面的分析研究，并采取有針對性的維護措施，及時排除其中的故障，確保其正常運行。同時，還要對量熱儀進行定期的維護和期間核查，進而有助于及時發現其中存在的問題，將故障消滅于萌芽中。

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