Calorímetro de Aceleración de Ritmo 254 (ARC®)

Calorímetro de Aceleración de Ritmo 254 (ARC®)

Calorimetro de velocidad de reacción acelerada

  • Datos más fiables y un mayor rango de aplicación debido a un ritmo de control más rápido hasta 200 K/min.
  • La tecnología patentada VariPhi® puede obtener phi test bajos incluso con una pequeña y segura cantidad de muestra. La detección efectiva de las transiciones exotérmicas y endotérmicas así como la Cp de la muestra, pueden ser obtenidas  con los versátiles modos de operación del ARC® 254.
  • Controlado por el igualmente potente software Proteus® que el usuario puede utilizar para operar todos los instrumentos de análisis térmico NETZSCH en el laboratorio. 

El Calorímetro de Aceleración de Ritmo 254 (ARC® 254) (calorímetro para medir la aceleración de la velocidad de la reacción) proporciona datos de calorimetría adiabática en un entorno seguro y controlado de laboratorio. Esta información ayuda a proporcionar una buena comprensión de los procesos físicos fundamentales implicados. Desde este punto de vista, diversos sistemas de operación seguros y procedimientos se pueden desarrollar para mitigar los riesgos que plantea un sistema de reacción.

El Calorímetro de Aceleración de Ritmo 254 (ARC® 254) mide simultáneamente la temperatura y la presión. El sistema sellado de presión también permite al usuario evaluar el efecto de diferentes atmósferas de gas en la estabilidad térmica del sistema.

Productos gaseosos de reacción pueden ser analizados al final de un experimento para ayudar a identificar y comprender los mecanismos de reacción involucrados.
El Calorímetro de Aceleración de Ritmo 254 (ARC® 254) está diseñado para modelar el curso de una reacción a gran escala o a pequeña escala. Una muestra es calentada exteriormente en un volumen fijo hasta que se detecta actividad exotérmica. Manteniendo la muestra en unas condiciones adiabáticas donde no se pierde energía, el calorímetro mide y registra la temperatura de la muestra y la presión.

Un único experimento proporciona los datos para su uso en el texto siguiente:

  • Evaluación de riesgos térmicos
  • Evaluación de riesgos de presión
  • Análisis Termocinético


La seguridad de los usuarios es un objetivo clave en el diseño Calorímetro de Aceleración de Ritmo 254 (ARC® 254). El usuario está protegido por una serie de sistemas de seguridad que son completamente independientes del sistema de control. Estos sistemas de seguridad protegen al usuario en caso de que el principal sistema de control falle. Totalmente controlado por ordenador y altamente automatizado, el Calorímetro de Aceleración de Ritmo 254 (ARC® 254) incorpora una interfaz gráfica que es fácil de aprender y usar.

El sistema está totalmente integrado en un diseño limpio y moderno donde todo el equipamiento de rutina es fácilmente accesible.

Key Features

Temperature Range:

  • RT to 500°C

Operation modes:

  • Heat-Wait-Search (primary mode of operation)
  • Iso-Fixed technique
  • Iso-Track technique
  • Ramp mode for fast screening of unknown samples
  • High tracking rate

With VariPhi®:

  • Heat-Wait-Search,
    with Phi = 1
  • Constant power
  • Constant heating rate
  • Fire exposure mode
  • True isothermal mode
Datos Técnicos

Datos Técnicos

(sujetas a cambio)

  • Pendiente mínima detectable:
    < 0.01 K/min
  • Rango de Temperatura de la celda de prueba:
    Ambiente a 500°C (sub-ambiente: opcional)
  • Rango de Presión de la celda de prueba:
    0 a 200 bar
  • Precisión de la presión:
    0,35% en toda la escala
  • Tamaño de muestra:
    0,5 ml - 8,5 ml
  • Operación adiabática
    hasta 200 K/min
  • Materiales de célula de ensayo:
    • Hastelloy,
    • Acero inoxidable,
    • Inconel
    • Vidrio
  • Precisión de temperatura:
    + / -0,1°C, además de la incertidumbre del termopar
  • Cumplimiento
    Norma ASTM
    :
    E1981

VariPhi®

VariPhi®

  • VariPhi® es un calefactor con control variable DC, utilizado en Calorímetros de Reacción Adiabática (ARC®) para proporcionar la más precisa simulación del mundo térmico real.
  • El sofisticado software de calibración VariPhi® regula y registra la cantidad de energía suministrada por el calentador interno.
  • VariPhi® permite la medición precisa del calor, presión, y la actividad dentro de una muestra, evitando la necesidad de correcciones matemáticas.
  • VariPhi® número de patente US 7,021,820 B2.
Diagram of the VariPhi®

Modo VariPhi® en Calorímetros de Reacción Adiabática

Los calefactores de los Calorímetros de Reacción Adiabática (ARC®)  (actuando como calentadores de guarda)  proporcionan un buen control, casi-adiabático, del entorno, bomba y portamuestras para el VariPhi®. Esto permite realizar el ensayo de la muestra bajo los modos de funcionamiento de la norma de los ARC® como: Heat-Wait-Search, Iso-Fixed o Iso-Track.
 
Las principales características de VariPhi® en modo Calorímetro ARC® son:

  • El calentador interior compensa la pérdida de calor hacia la bomba de la muestra durante un proceso exotérmico.
  • El usuario puede definir la inercia térmica o PHI(Φ) durante la prueba. El calentador devuelve la totalidad o parte de la pérdida de calor de la bomba en la pared a la muestra. Un usuario puede definir exactamente la inercia térmica a la que ejecutar la prueba.
  • Los ensayos se pueden ejecutar a la inercia térmica exacta en que se ejecutarán en la planta o en el contenedor de almacenamiento.
  • La capacidad calorífica de la muestra se mide en función de la temperatura.
  • Cinéticas que dependen de la inercia térmica, como reacciones complejas que no se pueden compensar matemáticamente, ya no son un problema.
  • La inercia térmica puede corregirse sin necesidad de extrapolar la cinética de la superposición y la cinética de reacciones múltiples.
  • Los datos obtenidos  corresponden directAmente a la ejecución real de las condiciones de almacenamiento, lo que hace más fácil transmitir la información a las personas que  no son especialistas en calorimetría.

VariPhi® en modo escaneo

Mediante el uso de VariPhi® como calentador adicional, el usuario puede ejecutar las rampas de los ensayos con el Calorímetro de Aceleración de Ritmo (ARC®) que dan información mejorada sobre la actividad en la muestra.

Al operar en modo de escaneo, VariPhi® puede medir la actividad exotérmica y endotérmica, la capacidad calorífica, y la presión dentro de la muestra, más rápido y eficientemente que un Calorímetro Diferencial de Barrido - DSC estándar.

En modo de escaneo, VariPhi® ofrece las siguientes características principales:

  • Adquisición más rápida de datos de la actividad exotérmica que los de Heat-Wait-Search
  • Capacidad calorífica medida directAmente como función de la temperatura
  • Mejores ensayos y prestaciones respecto a los tradicionales análisis de DSC
  • Actividad Endotérmica
  • Datos de Presión
  • Capacidad de inyectar muestra
  • Capacidad de agitar la muestra
  • Capacidad para establecer inercia térmica para la comparación directA con el mundo real

VariPhi® en modo isotermo


Mediante la tecnología VariPhi®, se puede realizar calorimetría isoterma real en el ARC® 254 para muestras químicas y baterías.


En este modo, VariPhi® ofrece las siguientes características principales:

  • Operación isoterma real
  • Reacciones endotérmicas y exotérmicas
  • Carga y descarga isoterma de baterías.

VariPhi® en modo Exposición al Fuego


Mediante la tecnología Vari Phi®, se puede añadir potencia para compensar a phi = 1.0 (Los casos de exposición al fuego deben hacerse siempre como una prueba a phi=1) y la afluencia de energía del fuego calculada se puede añadir directAmente a la muestra a un ritmo constante.


En este modo, VariPhi® ofrece las siguientes características principales:

  • Prueba de exposición al fuego más precisa
  • Determinación del Calor de la Reacción.
  • Determinación de la cinética

Software

Software

NETZSCH Proteus® Measurement software: Líder en Tecnología

  • El software se configura automáticamente por sí solo para el instrumento y aplicación.
  • Intuitiva configuración Windows de métodos de prueba  con control de entrada para reducir errores tipográficos.
  • Los métodos pueden salvarse y recuperarse para un uso posterior.
  • Ayuda on-line, exhaustiva y fácil de entender, disponible a través del software
  • Los datos se guardan automáticamente en el disco duro durante la operación.
  • Firmware inteligente  monitoriza el estado y condición de sensores clave en la operación y componentes activos.
  • Seguridad integrada con controles de hardware y firmware.
  • Integración continua de archivos al Proteus® Analysis, NETZSCH Advanced Software Tools o software desarrollado por terceros.

Aplicaciones

Aplicaciones

Los Calorímetros de Aceleración de Ritmo se pueden usar para análisis térmico de productos químicos sólidos o líquidos, o para mezclas gas/líquido, líquido/líquido,  gas/sólido, y liquido/solido. Pueden también ser usados para procesos de simulación de reacciones batch y semi-batch, test de baterías, exposición al fuego,  venteo de emergencia  y medida de propiedades físicas.


Accesorios

Accesorios

  • Diferentes contenedores de muestra
  • Accesorio especial para baterías: Heat-Wait-Search
  • Sensor VariPhi®: modo isotermo para 18650, D-cell, pouch cell.
  • Nail penetration test
Accelerating Rate Calorimeter ARC® 254 AccessoriesAccelerating Rate Calorimeter ARC® 254 Accessories

Literatura

Literatura

Póster

Libro blanco

Libro blanco

Lithium Ion is becoming the technology choice for HEV, PHEV, as well as many stationary applications. The White Paper explains how the unique combination of adiabatic and isothermal testing are best suited for looking at thermal runaway of cells within packs for the design of safety features and to minimize the risks of internal shorting leading to thermal runaway.

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