一种氧弹热量计电热标定装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种氧弹热量计电热标定装置，包括电热部件、电源单元、功率采集单元和控制单元，所述电热部件分别与电源单元和功率采集单元连接，所述电源单元和功率采集单元分别与控制单元连接；所述功率采集单元采集所述电热部件的电压和电流信息并传输至所述控制单元；所述电热部件设有锁紧装置，该锁紧装置可使电热部件固定在热量计的氧弹外壁。本实用新型采用电热标定装置代替苯甲酸标定热量计，此方式操作简单、数据可靠、经济环保，此电热标定装置抗环境干扰强，数据采集精准，电热转换效率高，此电热标定装置可以便携到试验现场进行热量计检定，并适应绝大部分的热量计，热量计无需改造升级。
【专利说明】
一种氧弹热量计电热标定装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种氧弹热量计电热标定装置。
【背景技术】
[0002]氧弹热量计是用于测定固体、液体燃料热值的计量仪器。测量的基本原理是:一定量的燃烧热标准物质苯甲酸在热量计的氧弹内燃烧，放出的热量使整个量热系统(包括内筒、内筒中的水或其它介质、氧弹、搅拌器、温度计等)由初态温度升到末态温度，然后将一定量的被测物质再与上述相同条件进行燃烧测定。由于使用的热量计相同，而且量热体系温度变化又一致，因而可以得到被测物质的热值。
[0003]使用热量计进行发热量测试前，需要对热量计进行热容量的标定，根据国标规定，一般情况下，三个月之内需要标定一次热容量，如有维修与搬动等原因则需要重新标定。国标规定采用二级苯甲酸标定热容量，每台仪器标定一次热容量需要(5?7)g苯甲酸饼。苯甲酸的热量值比较稳定，但时间长了会因苯甲酸饼吸水导致样品不纯；当苯甲酸饼没有压紧时，可能会造成燃烧时样品飞溅，致使样品燃烧不完全;苯甲酸具有腐蚀性，微晶或粉尘对皮肤、眼睛、鼻子、咽喉等有刺激作用，对化验员身体健康造成一定影响；另外苯甲酸饼的市场价格比较昂贵，致使标定热容量的成本比较高。
[0004]目前某些仪器生产厂家对电热标定装置进行了一些探索，但是所有的电热标定装置是依赖于热量计而存在，电热标定装置安装在仪器内，与仪器系统集成与一体，不能独立成为标定装置。并且由于加热电源与仪器电源为同一电源，其电源的抗干扰能力差，纹波大，易受环境影响。
【实用新型内容】
[0005]为了克服现有技术的缺点与不足，本实用新型公开了一种氧弹热量计电热标定装置，包括电热部件、电源单元、功率采集单元和控制单元，所述电热部件分别与电源单元和功率采集单元连接，所述电源单元和功率采集单元分别与控制单元连接;所述功率采集单元采集所述电热部件的电压和电流信息并传输至所述控制单元;所述电热部件设有锁紧装置，该锁紧装置可使电热部件固定在热量计的氧弹外壁。
[0006]进一步地，所述电源单元为线性直流电源，并且包括整流电路、滤波电路、稳压电路，过压过流保护电路。
[0007]进一步地，所述电源单元电压输出纹波在1mV以内，电流输出纹波在20mA以内。
[0008]进一步地，所述电热部件为筒体，可套在热量计氧弹的外壁。
[0009]进一步地，所述电热部件包括电热丝，所述电热丝以往复的之字形布线绕在所述电热部件主体外壁。
[0010]进一步地，还包括设置在所述电热部件的主体上的锁紧装置，所述锁紧装置为调节螺栓，所述电热部件的主体外壁设有通向内部的螺纹孔，该调节螺栓的一端穿过所述螺纹孔到达所述主体内部。
[0011]进一步地，所述电热丝为猛铜丝。
[0012]进一步地，所述功率采集单元包括电压采集电路、电流采集电路、信号转换电路和数据传输端口。
[0013]进一步地，所述控制单元为逻辑运算的PC机或单片机。
[0014]本实用新型采用电热标定装置代替苯甲酸标定热量计，此方式操作简单、数据可靠、经济环保，此电热标定装置抗环境干扰强，数据采集精准，电热转换效率高，此电热标定装置可以便携到试验现场进行热量计检定，并适应绝大部分的热量计，热量计无需改造升级。
[0015]为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型中各部件的连接示意图。
[0017]图2是本实用新型实施例中电热部件与氧弹配合示意图。
[0018]图3是本实用新型使用方式一的流程图。
[0019]图4是本实用新型使用方式二的流程图。
【具体实施方式】
[0020]请参阅图1-4，一种氧弹热量计电热标定装置，包括电热部件1、电源单元2、功率采集单元3和控制单元4，所述电热部件I分别与电源单元2和功率采集单元3连接，所述电源单元2和功率采集单元3分别与控制单元4连接;所述功率采集单元3采集所述电热部件I的电压和电流信息并传输至所述控制单元4;所述电热部件I设有锁紧装置，该锁紧装置可使电热部件I固定在热量计的氧弹5外壁。
[0021]所述电热部件I的主体为筒体，可套在热量计氧弹5的外壁。所述电热部件I包括电热丝10，所述电热丝10以往复的之字形布线绕在所述电热部件I的主体外壁。还包括设置在所述电热部件I主体上的锁紧装置，所述锁紧装置为调节螺栓11，所述主体外壁设有通向内部的螺纹孔，该调节螺栓11的一端穿过所述螺纹孔到达所述主体内部。
[0022]本实施例中，所述电热部件I的主体为筒体，可套在热量计氧弹5的外壁。本实施例中所述锁紧装置为调节螺栓11，所述调节螺栓11穿过电热部件I侧壁设置的螺纹孔，通过调节插入到电热部件I内部的深度来让电热部件I固定在氧弹5外壁，调节螺栓11的一端顶触在氧弹5外壁，利用调节螺栓11对氧弹5外壁的预紧力来固定锁紧装置。
[0023 ]所述电热部件I由高稳定性能的耐热材料制成。本实施例中，该耐热材料为猛铜丝，材料热稳定性高，不易氧化，电阻温度系数小，电热转换效率高。
[0024]所述电源单元2为高精度线性的直流电源，纹波小，自身干扰小，噪声小，输出功率恒定，受环境温度影响小。该单元包含:整流电路、滤波电路、稳压电路，过压过流保护电路。精密电源的电压调整范围(O?150)V，电流可在(O?5)A之间，电压输出纹波在1mV以内，电流输出纹波20mA。依据实际情况可以对加热电源进行调压和调流，满足各种不同热量计应用需求。
[0025]功率采集单元3为实时采集电热部件I的加热电压、加热电流。该采集模块，采样频率高，采样电阻温飘小。包含电压采集电路、电流采集电路、信号转换电路和数据传输端口。电压采集范围1mV?200V，电流测量范围ΙμΑ?6A，电压和电流测量准确度最高0.005级，功率准确度等级最高0.01级。
[0026]数据处理与控制单元4主要由逻辑运算的PC机或单片机(Μ⑶)为核心，数据传输、执行部件等组成。此单元主要负责采集后数据的逻辑运算，加热时间或加热量的控制以及电路部件的执行。控制执行部件采用快速晶闸管，响应时间在Ims以内。
[0027]由上述精密电源单元2和功率采集单元3、快速晶闸管的性能参数，可知电热标定装置的电能采集误差由:电源误差、功率采集误差、时间采集误差组成。可以计算出电热标定装置的精度在0.05级以内。满足JJG 2058-90《燃烧热计量器具检定系统》的关于二级燃烧热标准物质(苯甲酸)的精度在0.1级的要求。
[0028]本发明可以通过控制电热部件I的加热电压、加热电流、加热时间，并同步获取加热部件的加热电能，根据经修正的电热焦耳公式，计算出电热量，然后可以折算为某一固定热值的苯甲酸质量。通过热量计苯甲酸标定热容量程序与方法，可以计算出仪器的热容量。此标定方法，适应于各种热量计，无需对现有热量计进行升级改造。操作简单便捷，环保经济。
[0029]本实用新型的标定方式有两种。
[°03°]方式一:预设电能量
[0031]当对某热量计进行热容量标定时，可以把此电热标定装置携带现场实验室，待仪器和标定装置稳定后，把电热部件I放置被检热量计的内筒中，并固定好，不受环境和其他部件的影响。打开电热标定装置和热量计，热量计依照原有苯甲酸标定热容量的操作进行，设置好被模拟的苯甲酸重量m以及热值q。然后再依据Q = mq来设置好电热标定装置的电能量。当热量计进入主期点火时，启动电加热，此时精密电源单元2供电给电热部件I，电能逐步转换为热量，同时功率采集单元3采集试验时电功率，累加电能量。数据处理与控制单元4获取实时信息，判断加热时间。待加热电能达到预设电能量时，电热部件I停止工作。热量计计算出此时对应的热容量。
[0032]方式二:预设电加热时间
[0033]当对某热量计进行热容量标定时，可以把此电热标定装置携带现场实验室，待仪器和标定装置稳定后，把电热部件I放置被检热量计的内筒中，并固定好，不受环境和其他部件的影响。预设好加热时间，当热量计进入主期点火时，启动电加热，并同步计时，此时精密电源单元2供电给电热部件I，电能逐步转换为热量，同时功率采集单元3采集试验时电功率，累加电能量。数据处理与控制单元4获取实时信息，当到预设加热时间，电热部件I停止工作。通过所消耗的电能量复算被模拟的苯甲酸重量m，然后根据热容量计算公式计算此实验对应的热容量。
[0034]本实用新型采用电热标定装置代替苯甲酸标定热量计，此方式操作简单、数据可靠、经济环保，此电热标定装置抗环境干扰强，数据采集精准，电热转换效率高，此电热标定装置可以便携到试验现场进行热量计检定，并适应绝大部分的热量计，热量计无需改造升级。
[0035]本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变形不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形。
【主权项】
1.一种氧弹热量计电热标定装置，其特征在于:包括电热部件、电源单元、功率采集单元和控制单元，所述电热部件分别与电源单元和功率采集单元连接，所述电源单元和功率采集单元分别与控制单元连接;所述功率采集单元采集所述电热部件的电压和电流信息并传输至所述控制单元;所述电热部件设有锁紧装置，该锁紧装置可使电热部件固定在热量计的氧弹外壁。2.根据权利要求1所述的氧弹热量计电热标定装置，其特征在于:所述电源单元为线性直流电源，并且包括整流电路、滤波电路、稳压电路，过压过流保护电路。3.根据权利要求2所述的氧弹热量计电热标定装置，其特征在于:所述电源单元电压输出纹波在1mV以内，电流输出纹波在20mA以内。4.根据权利要求1所述的氧弹热量计电热标定装置，其特征在于:所述电热部件的主体为筒体，可套在热量计氧弹的外壁。5.根据权利要求4所述的氧弹热量计电热标定装置，其特征在于:所述电热部件包括电热丝，所述电热丝以往复的之字形布线绕在所述电热部件主体外壁。6.根据权利要求5所述的氧弹热量计电热标定装置，其特征在于:还包括设置在主体上的锁紧装置，所述锁紧装置为调节螺栓，所述主体外壁设有通向内部的螺纹孔，该调节螺栓的一端穿过所述螺纹孔到达所述主体内部。7.根据权利要求6所述的氧弹热量计电热标定装置，其特征在于:所述电热丝为锰铜丝。8.根据权利要求1所述的氧弹热量计电热标定装置，其特征在于:所述功率采集单元包括电压采集电路、电流采集电路、信号转换电路和数据传输端口。9.根据权利要求1所述的氧弹热量计电热标定装置，其特征在于:所述控制单元为逻辑运算的PC机或单片机。
【文档编号】G01K19/00GK205483337SQ201620021703
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月11日
【发明人】莫晓山, 胡彪, 罗建明, 熊知明, 谭中柱
【申请人】湖南省计量检测研究院