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小身材大作用!一探究竟快速筛选量热仪的核心部件

更新时间:2026-01-08      点击次数:9
  快速筛选量热仪是一种用于高效、高通量测定物质热力学性质的精密分析仪器,广泛应用于药物研发、材料科学、化工过程安全评估及新能源材料筛选等领域。其核心功能是在短时间内对多个样品的热效应(如反应热、溶解热、相变热、比热容等)进行同步或快速依次测量,从而加速新材料或新配方的研发进程。
  该仪器通常基于等温或非等温微量量热技术,结合自动化进样系统、高灵敏度热电堆传感器和智能温控模块,实现对微克至毫克级样品的精准热流检测。与传统量热仪相比,快速筛选量热仪显著提升了测试效率:一方面通过多通道设计(如8位、16位甚至96位样品盘)实现并行测试;另一方面优化热响应时间与数据采集频率,单次实验周期可缩短至几分钟至几十分钟。同时,仪器配备专业软件,支持自动数据分析、热力学参数拟合及异常放热事件预警,尤其适用于评估化学反应的热稳定性、药物多晶型筛选、催化剂活性比较以及电池材料的热安全性等关键应用场景。
  快速筛选量热仪其核心组成部分可归纳为以下八大模块:
  一、样品池
  功能:用于放置待测试的样品,确保样品在测试过程中与外界环境良好隔离。
  特点:
  具有一定的容量和特定的材质,以适应不同类型样品的测试需求。
  材质多为不锈钢、Hastelloy等耐腐蚀材料,确保在高温高压条件下的稳定性。
  体积较小(常见10-100mL),适配不同样品量需求。
  二、加热系统
  功能:按照设定的速率对样品进行加热,使样品达到预定的温度条件,以引发样品发生物理或化学变化,从而释放出热量。
  组成:一般由加热棒或加热块等组成。
  特点:
  加热方式多为电阻加热,确保加热速率和温度的精确控制。
  部分仪器还配备制冷系统(如半导体或压缩机制冷),实现温度范围的扩展(如-40℃至300℃)。
  三、温度传感器
  功能:实时监测样品池内样品的温度变化,为后续的分析和计算提供关键数据。
  类型:常用热电偶(如K型、J型)或铂电阻(PT100)。
  特点:
  精度需达到±0.1℃以内,确保温差测量的准确性。
  部分仪器还配备外部传感器,用于监测环境或参照温度。
  四、压力传感器(可选)
  功能:监测样品在反应过程中的压力变化,对于一些可能产生气体或体积变化的反应,压力传感器可以提供重要的信息,帮助判断反应的剧烈程度和安全性。
  特点:
  压力范围广泛,可达0-20MPa或更高。
  压力分辨力高,如1kPa,确保压力变化的精确监测。
  五、炉体
  功能:为样品提供一个相对封闭的测试环境,减少外界因素对测试结果的干扰。
  特点:
  具有良好的保温性能,确保测试过程中温度的稳定性和均匀性。
  部分仪器采用双通道设计,提高测试效率和准确性。
  六、温控系统
  功能:负责控制加热系统的加热速率和温度,根据实验设定的参数,精确地调节加热功率,使样品按照预定的条件进行升温或恒温测试。
  特点:
  支持多种温控模式,如恒温模式、扫描模式、双梯度扫描模式等。
  配备高精度控温算法,确保温度控制的精确性和稳定性。
  七、数据采集与处理系统
  功能:包括数据采集卡、计算机软件等。数据采集卡负责采集温度传感器、压力传感器等传来的信号,并将其转换为数字信号传输给计算机。计算机软件则对采集到的数据进行分析和处理,生成温度-时间曲线、压力-时间曲线等,并计算出样品的热力学参数,如反应起始温度、放热温升、比放热量等。
  特点:
  数据采集频率高,如超过500点/秒,以提高快速温度或压力事件的分辨率。
  数据分析软件功能强大,可自动生成测试总结文件,提供测试设置参数、操作人员操作和最终条件的电子记录。
  八、安全装置
  功能:确保操作者和设备的安全,防止意外事故的发生。
  类型:包括超温报警装置、超压报警装置、炉盖自动锁止装置等。
  特点:
  超温报警装置可在温度超过设定值时及时发出警报,防止样品或设备受损。
  超压报警装置可在压力超过安全范围时及时发出警报,确保操作人员的安全。
  炉盖自动锁止装置可在炉内压力、温度达到安全区间方能开启,防止意外开启导致的危险。
 

快速筛选量热仪

 

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