赵旭东 代新英 王娟

摘 要：量热仪作为测量燃料发热量的设备，其具广泛的应用范围。在发热量测量工作过程中，影响其测定的因素很多，这些因素会导致出现各种不同程度的故障，而影响正常运行。本文对量热仪结构与功能进行了简述，并对量热仪故障分析与维护进行了分析研究，有助于提高量热仪故障分析与维护水平，提高故障排除效率，对于从事发热量测量的技术人员具有借鉴意义。

关键词：量热仪;故障分析;维护;发热量

1前言

量热仪主要用于测量可燃性固体或液体的发热量，进而能够为实际工作提供科学合理的数据支持，在工业领域获得了广泛的应用。但是在量热仪运行过程中，会受到各種不利因素的影响，这就会导致其现各种出不同的故障，影响测量结果的精密度，这就会进一步影响发热量测量的顺利进行。因此，为了尽快恢复量热仪的性能，确保其测量精密度符合要求，就要及时排除其中存在的故障。通过对其故障进行系统全面的分析，明确各种不同故障形成的原因，并结合其运行情况，采取针对性的维护措施，及时排除量热仪中存在的故障，确保量热仪始终处于良好的工作状态，进而为后续测量提供准确的数据支持，从而为企业带来良好的经济效益。

2 量热仪的结构与工作原理

量热仪主要由氧弹、内筒、外筒、温度传感器、搅拌器以及点火装置等构成，其整个测量过程是在高级单片机系统的控制下进行的。其中，作为量热仪核心部分的主机，主要由机壳、外筒、内筒、备用水箱、搅拌器、温度传感器、点火电极、水循环系统以及控制电路等部分组成。量热仪在单片机系统的控制下能够进行自动注水、排水、控温、搅拌、点火以及打印等工作，其具有较高的自动化程度，这就有助于大大降低人工操作所带来的误差，提高其测量精密度。同时，其还具有非常高的可靠性，能够进行长时间的连续测量，降低操作人员的劳动强度，提高测量效率。

量热仪在进行测量过程中，首先在内筒中装入盛有样品和氧气的氧弹，其中氧气的压力要符合规定;其次，开始进行水循环，当水温逐渐稳定后，向内筒中注入适量的水，确保内筒与外界环境的温度相对稳定，两者相差不超过1.5℃，在整个过程中，温度传感器进行实时的温度测量并将温度数据记录到单片机中;最后，当内筒水温达到一个稳定的状态后，控制系统就会将点火指令下达至点火电路中，样品被点燃，在氧气的作用下剧烈燃烧并释放大量的热量，进而引起内筒的温度逐渐升高。随着样品完全燃烧后，内筒得不到热量的供应，其温度就会逐渐降低，控制系统检测到水温降低后，就会停止搅拌并释放内筒中的水，至此完成整个测量过程。

3 量热仪故障分析与维护

3.1量热仪氧弹漏气

氧弹各个部件之间连接的密封主要是通过橡胶密封圈实现的，密封圈能够确保氧气在氧弹内而不致外泄，将氧弹的压力控制在合理的范围内，确保测量工作的顺利开展。在测量过程中，密封圈长期使用会受到磨损，而导致其逐渐变细变形，并且橡胶自身也会发生老化而导致其弹性降低，这就会导致橡胶圈的密封性能发生不同程度的降低，而造成其密封失效，导致氧弹压力无法维持，影响量热器的正常工作。。

对于长时间使用发生老化而失去密封性能的橡胶圈而言，需要进行及时的更换，确保橡胶圈的密封性能符合要求，同时，在测量过程中，还要对橡胶圈的密封性能进行定期的检查，确保橡胶圈具有良好的弹性，这就为其密封性提供了可靠保障。此外，为了延缓橡胶的老化速度，提高橡胶圈的弹性，延长其使用寿命，在进行测量之前需要对其进行充分的浸水处理，确保其能够得到充分的溶胀，进而能够在一定程度上缓解橡胶的老化，延长其使用时间。溶胀完成后，在进行测量之前，还要将橡胶圈上的水分擦拭干净，避免其影响后续的测量。

3.2搅拌器无法旋转

在进行测量过程中，能够造成搅拌器无法旋转的因素主要有：

（1）搅拌器的电动机损坏无法正常运行，导致电能无法顺利的转换为动能，搅拌器也就无法正常运行;

（2）电机轴与搅拌之间的固定螺丝发生松动，导致电机无法将旋转传输至搅拌杆上，在运行过程中表现为电机正常运转，而搅拌杆静止不动，这在实际的工作过程中较为常见，需要予以充分的关注;

（3）搅拌叶片上的固定螺丝发生松动，导致搅拌杆在转动的过程中无法带动叶片一起旋转，由于固定螺丝长期处于腐蚀的环境中，极易造成其松动失效，因此，需要同样需要进行重点关注。

对于搅拌电机发生故障，严禁私自拆卸进行维修，避免造成电机的进一步损坏，需要专业技术人员进行维修，当已经无法维修或者维修成本高于更换成本时，则需要及时更换相同型号的电机，确保电机能够与搅拌器之间进行有效的配合运行;对于螺丝松动而导致的搅拌器故障，则需要明确松动位置，并按照规定的预紧力进行紧固处理，确保旋转能够有效的传输至叶片上，严禁采用过高的预紧力拧紧螺丝，虽然能够保证螺丝不会出现松动，但是可能会损伤搅拌杆，导致其发生一定程度的弯曲变形，会影响其搅拌效果，导致测量结果存在一定的误差。

3.3燃烧皿点火失败

对于燃烧皿点火失败的原因主要有以下几方面：

首先对样品的燃烧程度进行检查，若已经燃烧完全，则可以称之为假失败，究其原因主要有：温度传感器中的铂电阻位于探头的中上部，而影响对燃烧温度的探测，导致燃烧效果较差、温度传感器插入的位置不准确，未插入内筒中、点火板提前点火，测量结束之前，样品已经燃烧完全、温度传感器与单片机之间的传输线路故障，温度数据没有准确的传输至单片机中，这就会影响温度数据的有效处理;其次，当点火丝已经烧断，而样品没有燃烧，其原因主要有：点火电极的表面覆盖有厚厚的氧化层，导致接触电阻大大增加，这就在一定程度上提高了点火失败的概率，并且还会造成点火丝的损伤，影响最终的点火效果、氧弹表面附着有一定厚度的氧化层，导致其接触电阻过高，而过高的电阻会造成其发热量过高，超过点火丝所能承受的温度，长此以往就会造成点火丝的熔断、氧弹内置的挡火板和点火电路之间发生不同程度的短路故障，短路会造成电流过大，其发热量也成倍增加，会对点火丝造成严重的损害、氧弹连接位置处的密封性较差，导致样品受水浸湿，水分含量过高会增加燃烧的难度，导致无法正常点火。

对于温度传感器与单片机之间的连接线路故障，需要对传输线路进行系统全面的检查，明确故障线路的具体位置，并根据实际的工作需求，对损坏的线路进行更换处理，确保其处于良好的连接状态，同时还要定期检查其工作情况，一旦发现问题就要进行及时处理，避免造成更严重的损失;对于点火装置故障，当氧弹头与点火帽之间接触不良，则需要对内筒位置进行重新调整，确保其位置准确，进而保证氧弹头与点火帽之间能够进行良好的配合，确保点火的正常进行。点火丝和样品要按照规定有顺序的依次埋入，同時还要确保其深度符合要求，进而为点火的顺利进行建立良好的基础。对于氧弹表面的氧化层，需要结合量热器的工作情况，进行定期清理，确保氧弹表面能够保持干净的状态，进而避免接触电阻过高，而对于发生漏气的氧弹而言，则需要更换密封圈确保其密封良好。

3.4 燃烧皿内有未燃尽煤样

导致燃烧皿内试样燃烧不完全的原因主要有：

（1）氧弹内的充氧压力不足，也就是说样品燃烧所需要的氧气量不足，这就导致样品无法完全燃烧，所测得的发热量数值也就与样品的真实值之间存在较大误差;

（2）样品的质量较差，其中的挥发分含量较低，达不到完全燃烧的要求，或者样品中的含水量较高，以上这两种情况都会影响整个燃烧过程的顺利进行，导致样品燃烧不充分，其所释放的热量也就与真实值不符，而影响最重的测量结果。

（3）充氧速度控制不到位，导致样品被气流冲出，导致燃烧的样品质量减少，所释放的热量也会相应的降低，或者燃烧皿的位置摆放不到位，导致其受热效果较差，而影响最终的燃烧效果。

对于上述的问题，可以采取以下的改进措施：

（1）当氧气的压力不足时，可以根据实际需求，适当延长氧弹的充氧时间，若延长时间压力仍旧无法达到规定的压力时，则是由于氧气瓶中的压力较低而影响充氧效果，这就需要更换新的氧气瓶，确保其压力满足充氧要求。同时，在实际的工作过程中，还要对氧气瓶的压力进行定期的检查，一旦不满足充氧要求就要及时进行更换。

（2）样品质量不符合要求，则需要对样品进行更换，重新制作样品，确保其满足燃烧要求。在样品的制作过程中，需要严格按照操作规范的要求进行，这就能够为样品的制作质量提供可靠保证。

（3）在充氧的过程中，要缓慢操作开关，避免一次将开关开的过大，逐渐提高充氧压力，直至达到规定的充氧压力后再维持30 s～60 s，整个过程要小心操作，避免压力变化过快，而影响最终的实验结果。当燃烧皿的位置不准确时，则需要按照燃烧要求摆放燃烧皿，为样品的充分燃烧提供可靠保障。

4 结语

总而言之，量热仪作为一种非常重要的发热量测量设备，其具有比较广泛的应用范围，为企业后续工作的顺利开展提供了科学合理的数据支持。在量热仪的运行过程中会受到多种因素的影响，这就导致其会出现各种不同程度的故障，而影响其正常运行。因此，为了尽快恢复量热仪的性能，就要对其故障进行系统全面的分析研究，并采取有针对性的维护措施，及时排除其中的故障，确保其正常运行。同时，还要对量热仪进行定期的维护和期间核查，进而有助于及时发现其中存在的问题，将故障消灭于萌芽中。

参考文献：

[1] 陈庆鸿，路长杰.ZDHW-5全自动量热仪故障分析与维护[J].山东煤炭科技，2016，（07）：170-171.

[2] 袁朋，杨萍萍，徐瑞雪，周春燕，崔言顺.氧弹式量热仪的使用与维护[J].中国现代教育装备，2015，（07）：22-23.

[3] 路海来，高建文，张衡.Parr6200量热仪维护保养及常见故障分析[J].煤质技术，2014，（03）：39-40+43.

[4] 蒋守红，石文艳.差示扫描量热仪（DSC）使用中应注意的一些问题[J].企业技术开发，2013，32（22）：33-35.

[5] 黄艳.5E自动量热仪的使用与维护[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2013，（06）：290.

[6] 王勇.TE-C600自动量热仪的使用与维护[J].煤质技术，2012，（03）：20-21+45.

[7] 赵辉，何中华，郭怀文.美国Parr 6300氧弹量热仪点火失败故障解析[J].河北林业，2011，（04）：40-41.

[8] 孔传峰.自动量热仪的使用与故障排除[J].煤质技术，2008，（04）：40-42.

[9] 胡靖.自动量热仪的使用与维护[J].煤质技术，2008，（02）：28-30.

[10] 刘晴生，张珍.快速自动量热仪点火故障的排除[J].水泥，2007，（07）：28.

[11]代新英，赵旭东.煤炭发热量测定结果的有效性控制[J].中国检验检测，2020，28（01）：69-72+40.