1770年，Josef Black (英國化學家、物理學家)提出“量熱儀"一詞，1780年，拉瓦錫(法國化學家)和拉普拉斯(法國天文學家、數學家)zui早將量熱儀技術用于物理和化學實驗，他們將一只幾內亞小鼠放到一個冰桶內，通入空氣，小老鼠呼入空氣中的氧氣排出二氧化碳，其自身產生的熱量將一部分冰融化成了水，通過測定下部燒杯中收集到的水可以推算出老鼠釋放的熱量。為了防止熱量向外界散失，冰桶的外部包裹一層冰和水的混合物，由于冰及冰水混合物的溫度均為攝氏零度，所以天然構成了一個絕熱體系，現在后人也稱拉瓦錫等設計的系統為冰量熱儀或相變量熱儀。

氧彈量熱儀是用于測量固體或液體樣品在一個密閉的容器中(氧彈)，充滿氧氣的環境里，燃燒所產生的熱值。“氧彈量熱儀"是經常使用的名稱。測量的結果稱燃燒值、熱值、BUT值等。熱值測量結果可幫助對產品相關要素進行總結，如得出品質、生理、物理、化學以及成本方面的結論。譬如說，煤炭的發熱量是其定價的主要依據，飼料的能量是配方師在做配方設計時首先需要確定下來的重要指標。

測定時將1g的固體或液體樣品稱量后放入坩鍋中，將坩鍋置于不銹鋼的容器(氧彈)中。往燃燒容器/氧彈中充滿30bar壓力的氧氣，氧氣的純度為99.95%，樣品在氧彈內通過點火絲和綿線引燃，燃燒過程中坩鍋的中心溫度可達1200°C，同時氧彈內的壓力上升。在此條件下，所有的有機物燃燒并氧化。氫生成水，碳生成二氧化碳，樣品中的硫將氧化成SO2，SO3，并溶于水，釋放出一定的熱量（硫酸生成熱），空氣中的氮氣在高壓富氧的條件下，會有少量被氧化生產NO2，溶于水釋放出一定熱量（硝酸生成熱）。

氧彈量熱儀的內筒使用的傳熱介質為水，氧彈浸沒在水中，燃燒時產生的熱量通過水擴散出去，為確保燃燒產生的熱量不會從系統傳到外界和外界的熱量不會傳進系統里，使用另一個充滿水的容器（外桶OV）作為隔熱的裝置，依據不同的測定原理和外筒溫度控制，氧彈量熱儀可以分為絕熱式量熱儀和周邊等溫量熱儀。

絕熱量熱儀在實驗中，外桶的溫度（TOV）全程跟蹤內桶溫度（TIV）變化而變化。這種絕熱幾乎*隔絕熱傳遞。在保持空調環境溫度恒定的條件下，測量幾乎不受任何的外界影響。樣品燃燒所釋放出的熱量都將聚集在內筒，并通過內筒的溫度傳感器進行測量。實驗過程中沒有熱損失，無需像等溫量熱儀一樣做修正計算
其溫升曲線的典型特征為：實驗前期，實驗末期可以很快達到“穩態"，即內、外筒的溫度達到平衡，不會隨著時間的推移而變化。

絕熱模式的原理簡單，測定結果可靠，但由于其結構復雜，內外桶均需要有獨立的冷卻加熱控制系統，能實現內外桶溫度的跟蹤及控制，所需的技術難度較高，所以后人提出了一種理想化的模型，兩個理想的牛頓流體在一端溫度恒定時，另一端的溫度發生漸進性變化時，兩者間的熱量交換符合牛頓冷卻定律，可以通過瑞方公式、羅-李方程等公式對兩者間的熱量交換做出模擬計算，其結果就是我們常說的冷卻校正系數。

等溫測量模式，實驗過程中外桶的溫度（TOV）需要保持恒定。保持外桶溫度恒定不要求內外桶的*絕熱，內外桶有少量的熱交換。在空調環境溫度保持恒定的情況下，需要對內外桶間的少量熱交換進行修正計算， 其溫升曲線的典型特征是：實驗前期，實驗末期溫度存在“拐點"，對溫升終點的判斷較為關鍵，為了準確判斷溫度變化的趨勢，即嚴格按照瑞方公式進行測定時，所需的測試時間較長，通過“溫升趨勢"預斷來縮短測定時間的方法中，即“快速模式"，溫升趨勢的預判往往成為實驗成敗的關鍵。

早期的量熱儀產品外筒沒有獨立的冷卻加熱系統，為了在實驗的前期和末期之間盡量保持外筒水溫的基本一致，外筒的水箱容量通常為內筒的的5-10倍，通常為10-20L，但由于外筒沒有冷卻設備，測定結束后內筒的水也循環進入外筒，所以經過數次測定后外筒溫度容易出現緩慢升高的現象，影響了測定的準確性。

現在的氧彈量熱儀技術日新月異，從結構到功能上均發生了許多的變化，測定時間較早期的手工操作的量熱儀而言已極大地縮短，測定精度對于一些進口品牌而言，其5次苯甲酸標定過程中的相對標準偏差已可以達到0.05%，如德國IKA公司，對于國產儀器而言，一些好的品牌其相對標準偏差也可以控制在0.1-0.15%之間。

從結構而言，由于恒溫水浴等技術的使用，量熱儀已拋棄了傳統的大肚子外筒，內筒的水量也控制在標準要求的下限，這樣其熱容量（水當量）將相應減少，溫度的平衡時間也將縮短。

氧彈的結構發生了明顯的變化，充氧接口與放氣接口合并，點火電極與氧彈彈體構成點火電路，其主要目的是盡量減少在氧彈上的開口，因為每一個開口對氧彈都意味著增加了額外安全隱患，都意味著需要額外增加密封圈等配件和更多的操作者維護，氧彈的外形設計也發生著明顯的變化，氧彈一般由彈筒，彈蓋和螺紋環三個部件組成，傳統的氧彈其接口放在了上部，相互間用密封環密封，我們知道在點火燃燒時熱量集中在中上部，并通過上部對外擴散，由于密封環的阻隔其導熱速率將明顯下降，德國IKA公司推出的C6000系列氧彈，采用了*的倒扣式設計，接口放在了氧彈的下部，氧彈頂端是一體的圓形弧頂，實驗過程中的熱量將更易向內筒擴散，也更容易達到溫度的平衡，而且在保證其zui高330bar的耐壓測試標準的同時，將氧彈重量降低了30%，這樣實驗末期的溫度平衡時間將大大縮短，所以其絕熱模式的測定時間從原來的15分鐘降到了8分鐘，周邊等溫模式的測定時間從22分鐘降低到了12分鐘。

從功能而言，氧彈量熱儀已經高度自動化，自動充水，自動排水，有獨立的冷卻循環水浴和加熱系統構成了自動量熱儀的水循環系統，自動充氧，自動排廢氣，可以根據不同標準的要求對氧彈數次充氧放氣已完成氧彈內部空氣的凈化，氧彈自動識別，自動點火，像一些先進的儀器如德國IKA公司的C6000等，甚至可以每次測定點火的能量，自動扣除并自動計算熱值，測定結果更為準確。

如上所述，下一代的氧彈量熱儀產品必將是在滿足標準精密度，安全性等基礎上，逐步趨向于小型化，自動化，快速測定等優化操作減少勞動量的設計，而且儀器的工作表現需要更為穩定。



 

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