一种粉煤灰烧失量多样品测量方法及装置

本发明涉及粉煤灰烧失量检测和热分析检测设备，尤其涉及一种粉煤灰烧失量多样品测量方法及装置。

背景技术：

1、粉煤灰是燃煤过程中产生的固体副产物，常用于水泥、混凝土、建材及其他资源化利用领域。烧失量是指样品在规定温度条件下经灼烧后，因水分、挥发性物质、未燃碳及其他可分解或可挥发组分释放而产生的质量损失占原始样品质量的百分比。对于粉煤灰而言，烧失量通常用于反映其中未燃碳及部分可灼烧成分的含量，是评价粉煤灰品质、活性利用性能和质量稳定性的重要指标，其测定结果会影响粉煤灰的质量分级和后续工程应用。

2、现有粉煤灰烧失量检测通常采用测量灼烧前后质量差计算的方法进行。检测时，需要依次完成空坩埚称量、装样称量、高温反复灼烧至质量不再变化、冷却复称和结果计算等步骤。该方法虽然原理简单，但样品需要在称量设备、高温炉和冷却环境之间多次转移，容易受到人工操作、冷却时间、环境湿度和暴露时间等因素影响，从而引入称量误差和过程误差，影响烧失量检测结果的稳定性和准确性。

3、此外，在粉煤灰质量检测和工程应用评价中，烧失量检测通常需要对同一批次的多个平行样品、不同批次样品或不同来源样品进行连续测量。若仍采用人工逐个称量、逐个转移和逐个复称的方式，不仅检测效率较低，而且不同样品之间的操作时序和检测条件难以保持一致，影响多样品检测结果的重复性和一致性。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明旨在提供一种粉煤灰烧失量多样品测量方法及装置，以实现多个粉煤灰样品在同一设备内的同时加热、自动切换、在线独立称量和烧失量计算，具有操作简单、检测效率高、测量过程一致性好和检测结果可靠性高等优点。

2、本发明的第一方面提供了一种粉煤灰烧失量多样品测量装置，包括：

3、天平室，用于容纳称重模块并为称重提供稳定的温度环境。所述称重模块，用于对到达称量位置的样品坩埚及其内部样品进行称量。

4、炉体，用于形成加热环境并容纳多个粉煤灰样品坩埚。气体隔热缓冲腔，设置于所述炉体下方。中间保温层，设置于所述气体隔热缓冲腔与炉体之间。

5、多样品自动切换模块，用于承载多个样品坩埚，并通过圆周转动和升降移动使不同样品坩埚依次到达所述称量位置。

6、气氛控制模块，用于为样品灼烧提供反应气氛并将灼烧过程中产生的气相物质吹扫出炉体。

7、数据处理与控制模块，用于控制升/恒温、样品换位、升降称量、气氛通入和数据处理，并根据称量数据计算粉煤灰样品的烧失量。

8、本发明的第二方面还提供了一种粉煤灰烧失量多样品测量方法，应用于上述装置，包括以下步骤：

9、多样品自动切换模块依次将各空样品坩埚切换至称量位置，称量各空坩埚质量。向各样品坩埚内加入粉煤灰样品，再次称量装样后质量，计算各粉煤灰样品的初始质量。

10、启动气氛控制模块控制吹扫气体向上流动；启动水冷模块稳定天平室温度并降低炉体外表面温度。

11、在升温和恒温过程中，温度检测单元分别检测炉体温度和样品区域温度，数据处理与控制模块根据所述炉体温度调节加热丝输出功率。控制多个样品坩埚依次到达称量位置，称量各粉煤灰样品在对应时间下的质量数据，并将所述质量数据与所述样品区域温度进行关联记录。

12、数据处理与控制模块根据样品质量变化率、连续称量结果稳定性、样品区域温度及预设保持时间进行实验结束判断。实验结束后，根据各粉煤灰样品的初始质量和结束质量计算对应粉煤灰样品的烧失量。

13、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

14、（1）通过多样品自动切换模块，使多个样品坩埚能够在同一炉腔内按测试位依次切换至称量位置，提高了多样品烧失量检测效率。

15、（2）通过称量支撑杆和坩埚支撑架的相互独立设置，使称量位置处的样品坩埚重量仅通过称量支撑杆传递至称重模块，其余样品坩埚不参与本次称量，有利于提高称量稳定性。

16、（3）通过天平室盖水冷通道、隔离水冷层和炉体外壳内置循环水腔构成的水冷模块，可以稳定天平室温度、降低炉体外表面温度，在提高安全性的同时减少炉体热量对称重模块的影响。

17、（4）通过气体隔热缓冲腔、中间保温层以及吹扫气体通道的配合，可以降低炉腔热量、粉尘和气相物质向天平室传递扩散的影响，并将实验过程中产生的气相物质吹扫出加热炉，提高测量精准度。

18、（5）通过温度检测单元分别检测加热丝处炉体温度和样品坩埚所在区域温度，并将质量数据与样品区域温度关联记录，有利于提高粉煤灰烧失量测量结果的一致性和可靠性。

19、（6）采用全自动测量装置，无需采用人工逐个称量、逐个转移和逐个复称的方式，在省去冷却等待时间的同时提升安全性。

1.一种粉煤灰烧失量多样品测量装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述炉体的侧壁从外向内依次包括：炉体外壳、环形保温层、加热丝和炉膛内壁；

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述多样品自动切换模块包括：样品抬升托盘、抬升托盘支架、滚珠轴承、轴承支承结构、升降驱动组件、旋转驱动组件、样品加热支撑盘、多个坩埚支撑架、称量支撑杆、多个坩埚支撑盘以及多个样品坩埚；

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述滚珠轴承包括相对转动的滚珠轴承内圈和滚珠轴承外圈；所述滚珠轴承内圈与抬升托盘支架连接，为抬升托盘支架和样品抬升托盘的圆周转动提供支承。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述滚珠轴承内圈设置有滚珠轴承中心孔，孔内固定有连接轴承的一端；所述连接轴承的另一端与旋转驱动组件连接，二者带动样品抬升托盘绕中心轴线旋转，将不同样品坩埚依次置于称量支撑杆正上方。

7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述天平室、水冷模块、中间保温层以及样品加热支撑盘中均设置有抬升托盘支架让位孔和称量支撑杆让位孔；所述抬升托盘支架穿过各所述抬升托盘支架让位孔时与相应孔壁间隔设置，所述称量支撑杆同样与相应孔壁间隔设置。

8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述水冷模块包括：水冷通道、隔离水冷层和水冷管路；

9.根据权利要求3或8所述的装置，其特征在于，所述加热控制模块包括：

10.一种粉煤灰烧失量多样品测量方法，采用权利要求1-9任一项所述的装置，其特征在于，包括以下步骤：