多功能等温量热仪的制作方法

本实用新型涉及一种热量测量实验用装置，尤其涉及一种多功能等温量热仪。

背景技术：

在物理化学的教学和科学实验中，常需要用量热仪测量不同元素或物体燃烧或溶解时发出的热量。而且要求量热精度越高越好。现在常用的量热仪有燃烧热量热仪和溶解热量热仪，如目前用于教学上有代表性的南京大展机电科技有限公司生产的DZ3310型燃烧热测定仪、南京多助科学仪器有限公司生产的ZR-2J型溶解热测定仪。长期以来，本领域技术人员根据燃烧热和溶解热不同的发热原理研制出不同的量热设备，由于燃烧热和溶解热的发热原理不同必须采用不同的热量发生和检测装置，因此其二种量热设备的结构不同，分别用于测量燃烧热和溶解热。

但是，目前现有技术的量热仪存在不足之处，主要表现为：用途单一，如前所述，由于燃烧热和溶解热的发热原理不同，其二种量热设备结构难以融合，本领域长期以来都是采用不同结构的量热设备分别测量燃烧热和溶解热，一台量热仪只能测定燃烧热或溶解热，测量不同热量需要添置多种量热设备，因此增加了成本；燃烧热量热仪氧弹都是静止的，热量传递不均匀，测量精度不高，不能保证测量精度；由于结构原因，设备密封性能不好，产生热漏，测量精度不高，不能保证测量精度；量热仪水槽环境温度不能满足恒温25℃而且不同位置水温不同，因此测得的数据无法与相关文献值进行比较，与科研要求偏差较大，测量精度不高，不能保证测量精度，不利于培养学生的科研的严谨性。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种测量精度高、能保证测量精度、成本低、一台量热仪能测定燃烧热和溶解热的多功能等温量热仪。

为了解决上述技术问题，本实用新型的多功能等温量热仪包括恒温系统和量热系统；所述恒温系统包括透明水槽、温度控制装置、水温探针、加热装置、电动搅拌装置；所述水温探针、加热装置、电动搅拌装置置于透明水槽内底部；所述水温探针、加热装置、电动搅拌装置与温度控制装置电连接；所述透明水槽通过水槽密封盖密封；所述量热系统包括热源保护装置、受测热源装置和热量监测装置；所述热源保护装置包括镀银真空杜瓦瓶、潜水磁力搅拌装置、玻璃搅拌子；所述镀银真空杜瓦瓶置于透明水槽中，杜瓦瓶上部开口伸出水槽密封盖；所述玻璃搅拌子置于镀银真空杜瓦瓶内底部；所述潜水磁力搅拌装置与玻璃搅拌子对应设置于镀银真空杜瓦瓶底部外、透明水槽内；所述受测热源装置置于镀银真空杜瓦瓶内；所述镀银真空杜瓦瓶通过杜瓦瓶盖密封；所述受测热源装置包括热发生装置和热量检出装置，热量检出装置与热量监测装置电连接；所述受测热源装置为燃烧热源装置或溶解热源装置。

所述燃烧热源装置的热发生装置包括微型转动氧弹、转动装置、点火装置和点火控制系统；所述转动装置包括电动机、集电环、转动吊杆、吊环；所述转动吊杆通过皮带轮和皮带与电动机连接；所述集电环与转动吊杆连接；所述吊环通过吊环螺母固定于转动吊杆；所述吊环与微型转动氧弹固定连接；所述转动吊杆通过轴承与杜瓦瓶盖连接；所述集电环通过支架固定于量热仪外壳；所述点火装置置于微型转动氧弹内并与点火控制系统电连接。

所述燃烧热源装置的热量检出装置包括氧弹热传感器和电标加热电阻；所述氧弹热传感器和电标加热电阻固定于微型转动氧弹外壳并与热量监测装置电连接。

所述微型转动氧弹包括充气头及点火正极、放气阀、弹簧、负极插头、电标加热电阻安装孔、螺栓、铂电极正极、铂电极负极、点火铂丝、棉线、铂坩埚、弹桶、氧弹热传感器安装孔、弹塞子、氧弹盖；所述铂电极正极与铂电极负极之间连接点火铂丝；所述点火铂丝中部连接棉线上端；所述棉线下端用于连接样品；所述铂坩埚与铂电极正极连接用于盛放样品；所述铂电极正极通过螺栓与充气头及点火正极连接；所述铂电极负极通过弹塞子和氧弹盖连接负极插头；所述电标加热电阻安装孔和氧弹热传感器安装孔设于氧弹盖外侧；所述弹塞子为中空圆柱体，一端设有外突沿，该外突沿置于弹桶开口内并固定连接于弹桶开口内壁；所述充气头及点火正极为中空圆柱体，一端内腔大一端内腔小，大内腔置放放气阀和弹簧；所述螺栓穿过弹塞子内腔，其螺纹端与充气头及点火正极大内腔内壁固定连接，其另一端置于弹塞子外突沿下方；所述螺栓和充气头及点火正极与弹塞子之间设有绝缘套；所述充气头及点火正极通过螺栓和弹塞子固定连接于弹桶；所述氧弹盖通过螺纹固定连接于弹桶，氧弹盖设有开口，弹塞子穿过氧弹盖开口；所述放气阀设有突沿的端头与弹簧一端连接，放气阀另一端置于充气头及点火正极小内腔；所述弹簧另一端连接于螺栓螺纹端头；所述螺栓中空；所述充气头及点火正极小内腔一端外壁通过螺母固定连接于吊环。

所述微型转动氧弹弹桶内表面设有0.1mm金属铂层。

所述氧弹弹桶底部外设有搅拌叶片。

所述氧弹盖下表面与弹塞子突沿之间设有密封环和压环。

所述放气阀突沿与充气头及点火正极大内腔端内壁之间设有小密封环。

所述溶解热源装置的热发生装置包括装样加样管、加样玻管、蛇形密封胶管、加样推杆；所述装样加样管置于镀银真空杜瓦瓶内，装样加样管上端开口、穿出杜瓦瓶盖并与杜瓦瓶盖固定连接，装样加样管上端开口密封；所述加样玻管穿过装样加样管上端开口密封盖置于装样加样管内并与该密封盖固定连接；所述加样推杆置于加样玻管内，其设有突沿的端头伸出加样玻管；所述蛇形密封胶管连接于加样推杆突沿与装样加样管上端开口密封盖之间。

所述溶解热源装置的热量检出装置包括溶解量热热敏电阻探针和溶解量热电标加热电阻；所述溶解量热热敏电阻探针和溶解量热电标加热电阻穿过杜瓦瓶盖固定于镀银真空杜瓦瓶内并与热量监测装置电连接。

所述镀银真空杜瓦瓶内设有防热隔板以将热源隔离于杜瓦瓶下部。

所述透明水槽外设有塑钢外套。

所述恒温系统还包括制冷循环装置和自动进排水装置；所述制冷循环装置和自动进排水装置置于透明水槽内底部；所述制冷循环装置和自动进排水装置与温度控制装置电连接。

采用本实用新型的结构，由于设置了统一的恒温系统和量热系统，统一的热源保护装置和热量监测装置，改变了现有技术燃烧热量热仪和溶解热量热仪的结构，一台量热仪既能测定燃烧热又能测定溶解热，在测量不同热量时只需变换受测热源装置即可，这样，既使用方便又节约了成本。由于热源保护装置采用了镀银真空杜瓦瓶、潜水磁力搅拌装置、玻璃搅拌子，杜瓦瓶上设有密封盖子和防止热辐射的隔板，尤其隔离设置了潜水磁力搅拌装置和玻璃搅拌子，能有效防止热漏，提高保温性能，温度漂移小，系统易达平衡，测量精度高，能保证测量精度。尤其燃烧热受测热源装置的结构，设置了精密的微型转动氧弹和转动装置，能保证热量均匀传递，测量精度高，保证测量精度。由于恒温系统设有密封透明水槽、电动搅拌装置、制冷循环装置和自动进排水装置，能够实现水槽水温的自动调节，水温均匀，确保环境温度保持在25℃的恒温状态，从而提高和保证测量精度。

经反复试验，本实用新型的多功能等温量热仪能集燃烧、溶解、反应、稀释热测量于一体，水槽环境温度能控制在(25.000±0.001)℃的恒温，热量温度测量精确度能达到0.0001℃。

附图说明

图1是本实用新型燃烧热测量时的结构示意图；

图2是本实用新型溶解热测量时的结构示意图；

图3是本实用新型微型转动氧弹的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细描述：

如图1、图2所示，本实用新型的多功能等温量热仪包括恒温系统和量热系统。恒温系统包括透明水槽7、温度控制装置14、水温探针12、加热装置15、电动搅拌装置11。水温探针、加热装置、电动搅拌装置置于透明水槽内底部。水温探针、加热装置、电动搅拌装置与温度控制装置电连接。透明水槽通过水槽密封盖6密封。量热系统包括热源保护装置、受测热源装置和热量监测装置。热源保护装置包括镀银真空杜瓦瓶19、潜水磁力搅拌装置17、玻璃搅拌子18。镀银真空杜瓦瓶置于透明水槽中，杜瓦瓶上部开口伸出水槽密封盖。玻璃搅拌子置于镀银真空杜瓦瓶内底部。潜水磁力搅拌装置与玻璃搅拌子对应设置于镀银真空杜瓦瓶底部外、透明水槽内。受测热源装置置于镀银真空杜瓦瓶内。镀银真空杜瓦瓶通过杜瓦瓶盖密封。受测热源装置包括热发生装置和热量检出装置，热量检出装置与热量监测装置1电连接。受测热源装置为燃烧热源装置或溶解热源装置。

温度控制装置14与水温探针12可以通过威斯顿电桥13连接。

为了增强恒温系统的恒温效果，恒温系统还包括制冷循环装置9和自动进排水装置10。制冷循环装置和自动进排水装置置于透明水槽内底部。制冷循环装置和自动进排水装置与温度控制装置电连接。

为了防止热辐射产生热漏，确保测量精度，镀银真空杜瓦瓶内可以设有防热辐射隔板25以将热源隔离于杜瓦瓶下部。隔板下面衬有铝箔。

为了防止热漏，保证环境恒温，以确保测量精度，透明水槽外可以设有塑钢外套8。

如图1所示，燃烧热源装置的热发生装置包括微型转动氧弹20、转动装置、点火装置和点火控制系统。转动装置包括电动机29、集电环35、转动吊杆26、吊环22。转动吊杆通过皮带轮30、34和皮带31与电动机连接。集电环与转动吊杆连接。吊环通过吊环螺母24固定于转动吊杆。吊环与微型转动氧弹固定连接。转动吊杆通过轴承33与杜瓦瓶盖连接。集电环通过支架36固定于量热仪外壳。点火装置置于微型转动氧弹内并与点火控制系统37电连接。

燃烧热源装置的热量检出装置包括氧弹热传感器21和电标加热电阻23。氧弹热传感器和电标加热电阻固定于微型转动氧弹外壳并与热量监测装置电连接。

如图3所示，微型转动氧弹包括充气头及点火正极38、放气阀39、弹簧41、负极插头42、电标加热电阻安装孔44、螺栓45、铂电极正极52、铂电极负极46、点火铂丝47、棉线48、铂坩埚50、弹桶53、氧弹热传感器安装孔54、弹塞子55、氧弹盖58。铂电极正极与铂电极负极之间连接点火铂丝。点火铂丝中部连接棉线上端。棉线下端用于连接样品49。铂坩埚与铂电极正极连接用于盛放样品。铂电极正极通过螺栓与充气头及点火正极连接。铂电极负极通过弹塞子和氧弹盖连接负极插头。电标加热电阻安装孔和氧弹热传感器安装孔设于氧弹盖外侧。弹塞子为中空圆柱体，一端设有外突沿，该外突沿置于弹桶开口内并固定连接于弹桶开口内壁。充气头及点火正极为中空圆柱体，一端内腔大一端内腔小，大内腔置放放气阀和弹簧。螺栓穿过弹塞子内腔，其螺纹端与充气头及点火正极大内腔内壁固定连接，其另一端置于弹塞子外突沿下方。螺栓和充气头及点火正极与弹塞子之间设有绝缘套43、59。充气头及点火正极通过螺栓和弹塞子固定连接于弹桶。氧弹盖通过螺纹固定连接于弹桶，氧弹盖设有开口，弹塞子穿过氧弹盖开口。放气阀设有突沿的端头与弹簧一端连接，放气阀另一端置于充气头及点火正极小内腔。弹簧另一端连接于螺栓螺纹端头。螺栓中空。充气头及点火正极小内腔一端外壁通过螺母固定连接于吊环。

为了防止热漏，确保测量精度，微型转动氧弹弹桶内表面衬有0.1mm金属铂层。

为了提高传热效果，确保测量精度，氧弹弹桶底部外设有搅拌叶片51。

为了防止热漏，确保测量精度，氧弹盖下表面与弹塞子突沿之间设有密封环56和压环57。

为了防止热漏，确保测量精度，放气阀突沿与充气头及点火正极大内腔端内壁之间设有小密封环40。

如图2所示，溶解热源装置的热发生装置包括装样加样管63、加样玻管65、蛇形密封胶管67、加样推杆68。装样加样管置于镀银真空杜瓦瓶内，装样加样管上端开口、穿出杜瓦瓶盖并与杜瓦瓶盖固定连接，装样加样管上端开口密封。加样玻管穿过装样加样管上端开口密封盖置于装样加样管内并与该密封盖固定连接。加样推杆置于加样玻管内，其设有突沿的端头伸出加样玻管。蛇形密封胶管连接于加样推杆突沿与装样加样管上端开口密封盖之间。样品池有吊线连接于装样加样管底部，是现有技术。

溶解热源装置的热量检出装置包括溶解量热热敏电阻探针61和溶解量热电标加热电阻62。溶解量热热敏电阻探针和溶解量热电标加热电阻穿过杜瓦瓶盖固定于镀银真空杜瓦瓶内并与热量监测装置电连接。

本实用新型的热量监测装置1包括电脑、功率放大器或A/D变换器、威斯顿电桥、精密稳流电源、精密时间计数器，以实现自动控制和数据收集、处理、显示。电脑、功率放大器或A/D变换器、威斯顿电桥相互电连接。精密稳流电源与精密时间计数器电连接。热量监测装置可以采用现有技术。