应用案例 | 轻质油不同装样方式的燃烧热测试结果对比

2025-11-17 11:39:52, 浙仪应用研究院杭州之量科技有限公司

本文采用 ATC 300A 自动氧弹量热仪，系统评估了不同装样方式对高挥发性轻质油燃烧热测试结果的影响。测试结果表明，胶囊密封法相较于胶带密封法具有更优的测试稳定性与准确性，其相对标准偏差（RSD）不大于0.1%，准确性小于50 J/g。

图1 ATC 300A 自动氧弹量热仪

# 前言 #

燃烧热是评价燃料油品能量品质的核心参数，其测定结果的准确性会直接影响燃料的效率计算、贸易结算与工艺设计。对于高挥发性的轻质油（如汽油、石脑油、喷气燃料等），选择恰当的密封方式来进行燃烧热测试是获得可靠测试结果的关键因素。

传统氧弹测试中，装样方式所引起的系统误差常被忽视，导致数据重复性差、不同实验室间结果难以比对。不当的装样方法易造成样品在称量、转移及充氧过程中挥发损失，从而导致燃烧热测定值显著偏低。

为此，本文基于 ATC 300A 自动氧弹量热仪，对比分析了直接装样法、胶带密封法与胶囊密封法三种常见的装样方式，从异辛烷燃烧热测试的准确性、精密度及操作便捷性等维度进行系统评价，旨在推荐适用于轻质油燃烧热测试的最佳装样方案。测试结果表明：使用胶囊密封法进行测试的发热量结果重复性与准确性最好，相对标准偏差（RSD）不大于0.1%，准确性小于50 J/g。

# 实验方法 #

1. 实验条件

测试仪器：ATC 300A 自动氧弹量热仪
测试方法：GB/T 384-2025
环境温度：21.2~22.5 ℃
实验样品：异辛烷（AR）
实验耗材：棉线、明胶胶囊、压敏胶带（pe透明）

2. 测试过程

打开ATC 300A 自动氧弹量热仪；
Step1：称取一定质量样品，直接放入坩埚，或取一定质量样品放入坩埚后用胶带密封，或用胶囊密封一定质量样品后放入坩埚用于测试；
Step2：用棉线连接点火丝与样品并固定；
Step3：安装氧弹，并设置实验参数，填写样品质量等；
Step4：开始实验，在测试环境准备好后，仪器自动进行测试；
Step5：实验结束，取下氧弹观察是否完全燃烧并进行清理；
Step6：重复测试，记录实验数据。

# 实验结果 #

本实验选用异辛烷（标准燃烧热值为 47788 J/g）作为高挥发性轻质油样品，分别采用直接装样、胶带密封与胶囊密封三种方式进行燃烧热测试，装样方式如图 2 所示。

图2 异辛烷不同装样方式（a）直接装样（b）胶带密封（c）胶囊密封

测试前对密封材料本身的热值进行了标定：明胶胶囊的平均燃烧热为 20647.4 J/g，压敏胶带为 45653.3 J/g，该部分热值在后续样品测试中予以扣除。异辛烷在不同装样方式下的燃烧热测试结果汇总于表 1。

表1 异辛烷不同装样方式-燃烧热测试数据

装样方式	直接装样	胶带密封	胶囊密封
胶带/胶囊热值(J)	/	4697.9 4889.5 4839.2	2089.5 2062.7 2037.9
样品质量(g)	0.5732 0.5711 0.5795	0.4728 0.4419 0.4468	0.5237 0.5278 0.5252
样品热值(J/g)	45698.6 45956.0 45776.2	46996.4 46996.5 47326.8	47762.5 47790.9 47718.1
平均值(J/g)	45810.3	47106.6	47757.1
极差(J/g)	257.4	330.3	72.8
准确性(J/g) (平均值与标准值之差)	1977.7	681.4	30.8
RSD(%)	0.29	0.40	0.08

由测试结果可知，直接装样与胶带密封两种方式在样品称量后至氧弹组装完成期间，均存在不同程度的样品挥发，导致实际参与燃烧的样品质量减少，进而造成燃烧热测定值系统性偏低，且测试重复性较差。值得注意的是，胶带密封法的质量损失一部分来源于棉线接触样品后带来的挥发；若采用该方法，建议改用点火丝直接点火以减少挥发途径。

相比之下，胶囊密封法可有效抑制样品挥发，测试重复性良好，相对标准偏差（RSD）为0.08%，极差为72.8 J/g，燃烧热平均值与标准值偏差仅为30.8 J/g，显现出优异的准确性与稳定性。

在操作便捷性方面，胶带法与胶囊法均较直接装样更为复杂。其中，胶带法需在连接点火丝与样品后再次进行称重，然后继续完成点火丝与氧弹的连接，操作步骤繁琐，且引入的不确定因素较多。而胶囊密封法在有效排除大气泡干扰的前提下，测试过程受外部因素影响较小，其准确度与稳定性均优于胶带密封法。

# 结论 #

本文利用 ATC 300A 自动氧弹量热仪，以高挥发性异辛烷为研究对象，系统比较了三种装样方式对其燃烧热测试结果的影响。研究表明，胶囊密封法在重复性与准确性方面表现最优，适用于高挥发性轻质油的精确能量评价。该结果可为相关测试方法的优化提供实践依据与数据支持。