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量热仪故障分析与维护

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。
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-全文完-