Calorimètre Adiabatique de Réaction 254 (ARC®)

Calorimètre Adiabatique de Réaction 254 (ARC®)

Calorimètre adiabatique de réaction

  • Données plus fiables et une plus large gamme d’applications grâce à la plus grande vitesse de suivi jusqu’à 200°C/min
  • La technologie brevetée VariPhi® permet de réaliser des tests avec de faibles phi même avec un échantillon petit et sûr. La détection efficace des transitions exothermiques et endothermiques peut être réalisée avec les modes d’opération polyvalents de l’ARC® 254
  • Contrôlé par le même logiciel puissant Proteus® que l’utilisateur peut également utiliser pour opérer sur tous les autres instruments d’analyse thermique NETZSCH dans le laboratoire. 

Le calorimètre adiabatique de réaction 254 (ARC® 254) fournie des données de calorimétrie adiabatique dans un environnement de laboratoire sûr et contrôlé. Ces informations aident à avoir une connaissance approfondie des processus physiques fondamentaux impliqués. Grâce à cette connaissance, différentes procédures et systèmes de sécurité peuvent être développés pour atténuer les risques liés à un système réactif.

Le calorimètre adiabatique de réaction 254 (ARC® 254) mesure simultanément la température et la pression. Ce système résistant à la pression permet également à l’utilisateur d’évaluer l’effet de différents gaz sur la stabilité thermique de l’échantillon.

Les produits de réaction gazeux peuvent être analysés à la fin de l’essai pour aider à identifier et à comprendre les mécanismes réactionnels impliqués.

Le calorimètre adiabatique de réaction 254 (ARC® 254) est conçu pour modéliser le comportement d’une réaction de grande envergure dans un petit volume. L’échantillon est chauffé de l’extérieur dans un volume fixe jusqu’à ce qu’une activité exothermique soit détectée. En gardant l’échantillon dans un environnement adiabatique où aucune énergie n’est perdue, le calorimètre mesure et enregistre alors la température et la pression de l’échantillon.

Ce système est complètement intégré dans un design moderne et propre où les équipements utilisés en routine sont facilement accessibles.

Une seule mesure fournie des données utilisées pour:

  • Evaluation des risques thermiques
  • Evaluation des risques liés à la pression
  • Analyse thermocinétique

La sécurité de l’utilisateur est l’objectif clé du design du calorimètre adiabatique de réaction 254. L’utilisateur est protégé par une série de systèmes de sécurité complètement indépendants du système de contrôle. Ces systèmes de sécurité agissent pour protéger l’utilisateur dans le cas où le système de contrôle primaire échoue. Totalement piloté par ordinateur et hautement automatisé, le calorimètre adiabatique de réaction (ARC® 254) possède une interface logicielle simple à utiliser.

Ce système est complètement intégré dans un design moderne et propre où les équipements utilisés en routine sont facilement accessibles.

Accelerating Rate Calorimeter ARC® 254Accelerating Rate Calorimeter ARC® 254

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
Spécifications Techniques

Spécifications Techniques

(pouvant évoluer)

  • Vitesse minimale détectable:
    < 0.01 K/min
  • Gamme de température:
    25 à 500°C
  • Gamme de pression de la cellule de test:
    0 à 200 Bar
  • Mesure de la pression:
    0.35% sur toute la gamme
  • Volume du container échantillon:
    0.5 ml - 8,5 ml
  • Vitesse de suivi en mode adiabatique
    jusqu’à 200°C/min
  • Cellules de mesure en:
    • acier inoxydable
    • inconel
    • hastelloy
    • verre
  • Mélange, injection et évacuation (options)
  • Norme ASTM:
    E1981

VariPhi®

VariPhi®

  • VariPhi® est un système de contrôle de chauffage utilisé dans les calorimètres adiabatiques de réaction (ARC®) pour fournir la simulation la plus précise de l’environnement thermique réel.
  • Le logiciel d’étalonnage sophistiqué de VariPhi® régule et enregistre la quantité d’énergie fournie par le système de chauffage interne.
  • VariPhi® permet la mesure précise de la chaleur, de la pression et de l’activité dans un échantillon, évitant l’utilisation de corrections mathématiques complexes.
  • VariPhi® brevet n° US 7,021,820 B2.
Diagram of the VariPhi®

VariPhi® en Mode Calorimètre adiabatique de réaction (ARC®)

Les systèmes de chauffage des calorimètres adiabatiques de réaction (agissant comme des gardes) fournissent un environnement adiabatique bien contrôlé pour les systèmes VariPhi®, bombe et échantillon. Cela permet de tester l’échantillon avec les modes d’opérations standards des calorimètres adiabatiques de réaction (ARC®) tels que Heat-Wait-Search, Iso-Fixed, ou Iso-Track.

Les caractéristiques importantes de VariPhi® en mode Calorimètre adiabatique de réaction sont:

  • Le système de chauffage interne compense la perte de chaleur vers la bombe échantillon durant un exotherme.
  • L’utilisateur peut définir l’inertie thermique ou PHI (Φ) pour le test. Le système de chauffage transfert tout ou une partie de la perte de chaleur à la paroi de la bombe puis à l’échantillon. L’utilisateur peut définir la valeur précise de l’inertie thermique à laquelle l’essai doit se faire.
  • Les tests peuvent être effectués à la même valeur d’inertie thermique que celle de l’usine ou du container de stockage.
  • La chaleur spécifique de l’échantillon est mesurée en fonction de la température.
  • Les cinétiques dépendantes de l’inertie thermique, telles que les réactions compétitives qui ne peuvent être compensées mathématiquement, ne sont plus un problème.
  • L’inertie thermique peut être corrigée sans avoir à extrapoler les cinétiques à partir de recouvrement ou de réactions multiples.
  • Les données obtenues correspondent directement à l’essai réel ou aux conditions de stockage, rendant la transmission plus facile des informations à des non spécialistes en calorimétrie.

VariPhi® en Mode Balayage

En utilisant VariPhi® comme système de chauffage additionnel, l’utilisateur peut effectuer des rampes d’essai avec le calorimètre adiabatique de réaction (ARC®) délivrant ainsi des informations précises à propos de l’activité dans l’échantillon.

En opérant en mode balayage, VariPhi® peut mesurer des phénomènes exothermiques et endothermiques, la chaleur spécifique et la pression dans l’échantillon, plus rapidement et de façon plus rentable qu’avec un calorimètre différentiel à balayage standard.

Les caractéristiques importantes de VariPhi® en mode balayage sont:

  • Acquisition plus rapide des données d’une activité exothermique que les tests en mode Heat-Wait-Search
  • Mesure directe de la chaleur spécifique en fonction de la température
  • Mesures améliorées et possibilités accrues par rapport aux analyses DSC traditionnelles
  • Détection des phénomènes endothermiques
  • Données de la pression
  • Possibilité d’injecter un échantillon
  • Possibilité d’agiter un échantillon
  • Possibilité de sélectionner l’inertie thermique pour une comparaison directe avec l’environnement réel

VariPhi® en Mode Isotherme


Avec la technologie VariPhi®, de vrais essais de calorimétrie isotherme peuvent être effectués avec l’ARC®254 pour des échantillons chimiques et des cellules de batterie.


Dans ce mode, les caractéristiques importantes de VariPhi® sont:

  • Véritable mesure isotherme
  • Phénomènes endothermiques et exothermiques
  • Charge et décharge isothermes de batteries

VariPhi® en Mode Exposition au feu


Avec la technologie VariPhi®, une puissance peut être ajoutée pour compenser le phi = 1.0 (les expositions au feu doivent toujours être effectuées avec un phi=1) et l’influx calculé d’énergie du feu peut être ajouté directement à l’échantillon à une vitesse constante.


Dans ce mode, les caractéristiques importantes de VariPhi® sont:

  • Test plus précis d’exposition au feu
  • Détermination de la chaleur de réaction
  • Détermination des cinétiques

Logiciel

Logiciel

Logiciel de mesure NETZSCH Proteus®: Leader des technologies éprouvées

  • Le logiciel se configure automatiquement par rapport à l’instrument et l’application
  • Interface Windows intuitive pour les paramètres de mesure avec vérification des entrées pour réduire les erreurs d’écriture
  • Les méthodes peuvent être enregistrées et réutilisées ultérieurement
  • Aide en ligne, complète et facile à comprendre, disponible dans le logiciel
  • Les données sont automatiquement enregistrées sur le disque dur pendant la mesure
  • Micro logiciel intelligent enregistrant l’état et le bon fonctionnement des capteurs principaux et des composants actifs
  • Sécurité intégrée avec contrôle par l’appareil et le logiciel
  • Intégration transparente des fichiers de données vers Proteus®, logiciels avancés NETZSCH ou autre logiciel

Applications

Applications

Les calorimètres adiabatiques de réaction peuvent être utilisés pour l’analyse thermique de produits chimiques solides ou liquides ou sur des mélanges gaz/liquide, liquide/liquide, gaz/solide et liquide/solide. Ils peuvent être également être utilisés pour simuler des procédés de réactions, tester les batteries, les expositions au feu, la ventilation de secours d’urgence et les mesures des propriétés physiques.


Accessoires

Accessoires

  • Différents containers échantillon
  • Accessoire spécial batterie: Heat-Wait-Search
  • Capteur VariPhi®: mode isotherme pour pile 18650, type D, de poche.
  • Test de perforation
Accelerating Rate Calorimeter ARC® 254 AccessoriesAccelerating Rate Calorimeter ARC® 254 Accessories

Documentation

Documentation

Poster

Guide pratique

Guide pratique

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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