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電池等溫量熱儀是測量多種型號電池?zé)崽匦詤?shù)的儀器,利用高精度多路溫度控制實現(xiàn)電池等溫工作環(huán)境模擬,采用功率補償法準(zhǔn)確測量不同溫度下電池充放電過程中的吸放熱功率、吸放熱總量、最大放熱功率、電池效率、電池容量等參數(shù)。同時,同步記錄不同條件下電池的電壓、電流、溫度、時間等狀態(tài)參數(shù)。集成電池比熱測量和儀器校準(zhǔn)功能,為電池?zé)岚踩阅茉u估和熱管理系統(tǒng)開發(fā)提供科學(xué)數(shù)據(jù)支撐。
等溫量熱儀規(guī)格
產(chǎn)品型號 | IBC Polaris | ||
最大電池長度mm | 400 | 700 | |
最大電池寬度mm | 230 | 350 | |
冷板材質(zhì) | A6061鋁合金 |
技術(shù)參數(shù)
參數(shù) | 值 |
控溫范圍 | -40℃~100℃ |
溫度穩(wěn)定性 | ±0.005°C |
溫度分辨率 | 0.001℃ |
電池規(guī)格 | 支持方形/軟包電池/18650/21700/26650/ |
最大補償功率 | 200w |
量熱靈敏度 | 15mW(功率補償模式)0.2mW(熱流模式) |
放熱焓測量精度 | ±1% |
加熱通道 | 2 |
傳感器通道 | 可支持8路 |
接口 | 網(wǎng)口 |
功率 | 1000w |
功能模式
測試模式 | 數(shù)據(jù)采集 | 控溫方式 |
功率補償模式 | 功率采集、溫度采集 | 等溫控制 |
熱流測量模式 | 溫度采集 | 恒溫控制 |
熱容測量模式 | 溫度采集 | 線性升溫 |
選配功能
功能 | 品牌/型號 | 參數(shù) |
恒壓恒流源 | 是德科技/E3634A | 輸出:50V/200w; 回讀精度:0.15% |
充放電設(shè)備 | 新威 | 按需選配 |
方型標(biāo)準(zhǔn)鑄鋁加熱器 | 定制 | 最大功率200W |
18650標(biāo)準(zhǔn)鑄鋁加熱器 | 定制 | 最大功率50W |
產(chǎn)品特點
兼容等溫功率補償和熱流測量模式,滿足不同尺寸電池測量的準(zhǔn)確性和靈敏度。
基于對比法測量電池不同溫度下的熱容值,操作快速便捷。
具備對充放電熱特性測量結(jié)果準(zhǔn)確性進(jìn)行校準(zhǔn)的功能。
電池充放電模塊可切換充放電模式、設(shè)置恒流/恒壓
安裝條件
電源 | AC220V/50Hz |
場地要求 | 設(shè)備至于實驗臺或地面上,避免震動,配備穩(wěn)壓電源及獨立接地。 |
環(huán)境要求 | 設(shè)備應(yīng)水平放置于通風(fēng)良好設(shè)備應(yīng)水平放置于通風(fēng)良好的試驗室內(nèi),周圍應(yīng)留有充足的空間供操作及維護(hù)之用。 溫度:(5~40)℃,,濕度:<85%RH |
環(huán)保要求 | 廢氣需經(jīng)活性炭過濾或外排處理,廢樣按危廢分類收集 |
等溫量熱儀是一種用于測量物質(zhì)在等溫條件下發(fā)生物理或化學(xué)變化時釋放或吸收熱量的精密儀器,廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域。其工作過程核心是在恒定溫度環(huán)境中,精確測量樣品與參比物之間的熱量差,并通過數(shù)據(jù)處理得到反應(yīng)熱、焓變等信息。以下是其詳細(xì)工作過程:
基于熱導(dǎo)式量熱法或熱流式量熱法,核心設(shè)計為“雙池結(jié)構(gòu)”:
樣品池:放置待測試樣(如化學(xué)反應(yīng)體系、生物樣本、材料相變體系等)。
參比池:放置與樣品池環(huán)境一致但不發(fā)生反應(yīng)的參照物(如純?nèi)軇?、惰性物質(zhì))。
兩池處于同一恒溫環(huán)境(等溫塊)中,當(dāng)樣品發(fā)生吸熱或放熱反應(yīng)時,樣品池與參比池之間產(chǎn)生溫度差,通過傳感器(如熱電偶、熱流傳感器)檢測熱量傳遞,最終轉(zhuǎn)化為熱功率(單位時間的熱量變化)曲線。
詳細(xì)工作過程
1.準(zhǔn)備階段
樣品與參比物準(zhǔn)備:
根據(jù)實驗需求處理樣品(如固體研磨、液體定容、生物樣本恒溫預(yù)處理),確保樣品均勻性。
參比物需與樣品在物理性質(zhì)(如熱容、熱導(dǎo))上盡可能接近(例如,樣品為水溶液時,參比物可用純水),且體積與樣品池匹配(避免因體積差異導(dǎo)致熱導(dǎo)誤差)。
儀器預(yù)熱與恒溫:
開啟主機,設(shè)置目標(biāo)溫度(如25℃、37℃,精度通常達(dá)±0.001℃),啟動恒溫系統(tǒng)(通過加熱/制冷模塊維持等溫塊溫度穩(wěn)定)。
預(yù)熱時間根據(jù)儀器型號而定(通常30分鐘至2小時),確保等溫塊、樣品池、參比池溫度達(dá)到平衡(溫差≤10??℃)。
安裝樣品與參比物:
用專用工具將樣品和參比物分別裝入樣品池和參比池(避免手指接觸池體,防止引入溫度干擾)。
若為密封體系(如測量揮發(fā)性樣品),需確保樣品池密封良好(使用配套密封蓋或密封圈)。
將兩池對稱放入等溫塊的池槽中,蓋好隔熱蓋,減少環(huán)境熱干擾。
2.測量階段
基線校準(zhǔn):
正式測量前,先進(jìn)行基線掃描(無樣品時,監(jiān)測兩池的熱流差),確保基線平穩(wěn)(波動≤±1μW)。若基線漂移過大,需檢查恒溫系統(tǒng)是否穩(wěn)定、池體是否清潔(如殘留雜質(zhì)可能導(dǎo)致熱導(dǎo)異常)。
啟動測量程序:
通過儀器控制面板或配套軟件設(shè)置測量參數(shù):
測量時長(根據(jù)反應(yīng)快慢設(shè)定,如幾分鐘至幾天);
數(shù)據(jù)采集頻率(如1次/秒至1次/分鐘,反應(yīng)劇烈時可提高頻率);
(可選)觸發(fā)條件(如溫度達(dá)到某值后開始測量,適用于分步反應(yīng))。
熱量檢測與記錄:
當(dāng)樣品發(fā)生反應(yīng)(如化學(xué)反應(yīng)、結(jié)晶、吸附、生物代謝等)時:
若樣品放熱,樣品池溫度高于參比池,熱量通過熱導(dǎo)路徑(如金屬熱導(dǎo)桿)從樣品池流向參比池(或等溫塊);
若樣品吸熱,樣品池溫度低于參比池,熱量從參比池(或等溫塊)流向樣品池。
熱流傳感器(如圍繞池體的熱電偶陣列)實時檢測兩池間的熱流差異,轉(zhuǎn)化為電信號(電壓或電流),經(jīng)放大器放大后傳輸至數(shù)據(jù)采集模塊。
儀器軟件實時記錄熱功率(μW或mW)隨時間的變化,生成熱流曲線(熱譜圖)。
3.數(shù)據(jù)處理階段
曲線分析:
熱流曲線中,峰值代表反應(yīng)速率最快的時刻,曲線與時間軸圍成的面積對應(yīng)總熱量(積分計算得到焓變ΔH)。
軟件自動扣除基線漂移,消除環(huán)境干擾(如室溫波動、儀器自身熱噪聲)。
參數(shù)計算:
基本參數(shù):熱功率(P,單位W)、總熱量(Q,單位J)、反應(yīng)起始時間、半衰期(反應(yīng)進(jìn)行到一半時的時間)等。
衍生參數(shù):根據(jù)實驗?zāi)康挠嬎悖ㄈ缁瘜W(xué)反應(yīng)的反應(yīng)焓、生物樣本的代謝率、材料的結(jié)晶焓、吸附熱等)。
數(shù)據(jù)輸出:
軟件生成原始數(shù)據(jù)(時間-熱功率)、積分熱量曲線、統(tǒng)計報告(如平均熱功率、總熱量值),可導(dǎo)出為Excel、PDF等格式,便于進(jìn)一步分析。
4.結(jié)束階段
停止測量與樣品處理:
測量結(jié)束后,先關(guān)閉數(shù)據(jù)采集,再取出樣品池和參比池,清理殘留樣品(避免腐蝕池體,如用有機溶劑清洗化學(xué)樣品殘留)。
若樣品有揮發(fā)性或毒性,需在通風(fēng)櫥內(nèi)處理,確保安全。
儀器維護(hù):
關(guān)閉恒溫系統(tǒng),待儀器降溫至室溫后關(guān)閉主機電源。
清潔樣品池、參比池及等溫塊表面,避免殘留物質(zhì)影響下次測量。
記錄實驗條件(如環(huán)境溫度、濕度、樣品信息),便于數(shù)據(jù)追溯。
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