验证国产自动反应量热仪的准确性，性能赶上高端进口

杭州仰仪科技有限公司开发的可跟踪自动反应热计热精度验证方法，利用可编程直流电源和电加热器生成焦耳热程序变化，模拟了反应放热过程的不同动力学特征，全面验证了RC hp-1000a自动反应热计的热精度。结果，测量仪器的热误差在3%以内。

第一反应热仪是瑞士知名公司giba-geigy开发的一种先进的反应热测量装置，立升规模模拟间歇或半间歇合成工艺，在线测量和控制的关键工艺变量，如反应温度、剪刀温度、添加率和搅拌率等，可基于ldquo；热流rdquo；是ldquo是电力补偿rdquo；测量等量热方法，比材料的反应放热功率、参数等容量。目前，反应量热计广泛应用于精细化学反应热风险评估、反应动力分析和合成工艺优化等领域。

图1仰仪科技RC hp-1000a自动反应热量计。

反应量热计的诞生已经超过了45年的历史，但由于机器的高度复杂和操作的多样性，至今还没有形成整个机器的计量检定规程或校准规范。现在，标准反应mdash。mdash；将乙酸酐水解反应的量热结果与文献数据进行比较，作为机器是否正确的标准。这种方法无法跟踪计量值，存在较大的不确定性，且评价标准过于单一，不利于用户对仪器性能进行公平，有效的评价，同时也不便于对仪器进行日常维护。

针对上述问题，仰仪科技提出了一种方便、灵活、可跟踪的反应量热计热量准确性验证方法。程控可编程电源输出，利用与电源相连的电加热器，模拟不同动力学类型的反应放热，从而全面、准确地测量反应量热计的测量误差。

实验方法

1.实验条件

试验仪器：仰仪科技RC hp-1000a常压型自动反应热量计，Rigol可编程直流电源（3A，50V）

热流模式

实验样品：去离子水

实验温度：50℃。

2.测试过程

如图2所示，在ldquo中；模拟发热控制上位机rdquo；在软件中输入模型反应的力学方程式，控制反应釜内的加热棒以上位机实时计算的功率工作的直流电源。计算功率和电源的实际输出功率显示在右侧波形中。ldquo有热计反应；热流rdquo；在模式下，测量加热棒的热输出，并与电源的实际输出进行比较。

ldquo有热计反应；热流rdquo；模式下测量发热过程，比较测量数据和电源输出。

图2电源、热棒（左）及发热模拟上位机界面（右）

实验结果

用电源和加热器模拟了热产生，模拟了具有间歇式零次反应（60W恒功率放热）、间歇式二次反应、半间歇式二次反应、自加速特征的聚甲基丙烯酸甲酯聚合反应的放热变化[1]。上述模型反应的热量结果如图3所示，橙色热流曲线与各反应的力学特征非常吻合。

图3焦耳热模拟（a）间歇零反应、（b）间歇二次反应、（c）半间歇二次反应、（d）自由基聚合反应的放热测定结果

如图4所示，比较电源的实际输出功率和RC hp-1000a自动反应热量计的测量结果，两个功率曲线几乎完全一致。用温度计测量的热流数据，在放热初期的功率阶跃变化的定时有滞后。热滞后与量热系统固有的热特性（系统热容、样品/夹持热阻等）有关，因此不能完全去除，可以用一定的算法进行修正。

图4比较了实际的电源输出和反应热量计的测量结果

最后，通过对功率曲线进行积分，可以比较发热量的真实值和测量值。如表1所示，4个模型反应的热量误差为2-3%左右，证明RC hp-1000a在反应环境下可达到较高的热量精度。

表1按反应类型的热量计热量误差计算

本文采用可跟踪模拟发热方法验证RC hp-1000a的热量准确性，适用于测量反应热计性能的标准方法。

参考文献

[1] Carswell T G, D. J. T. Hill*, Londero D I,etal. Kinetic parameters for polymerization of methyl methacrylate at 60deg;C [J]. POLYMER, 1992, 33（1、：137-140