Caratterizzazione di un prototipo di Calorimetro Adiabatico Modulato

This Master Thesis work has been performed at Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRiM). The characterization of an adiabatic AC calorimeter prototype was the aim of the project. The calorimeter was designed in order to achieve a relative uncertainty less than 0.5% on measurements of fluids specific heat at atmospheric pressure. The adiabatic properties of this ap- paratus are reflected on its very long relaxation times, namely the user has to wait very long time for the calorimeter thermostat to change its tempera- ture. In order to reduce the time required for the measurement procedure, I developed an automatic software for controlling the calorimeter thermostat which can drive calorimetric cell temperature to the desired equilibrium tem- perature and, by a PID algorithm, can hold it on that value with amplitude oscillations less than 0.5 mK. By means of this software it has been possible to characterize the calorimeter in reasonably short time using reference fluids (pure water, ethanol and aceton). Once characterized, the AC calorimeter has been used for measuring biofuels specific heat.

Questo lavoro di tesi magistrale è stato svolto presso l'Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRiM) con l'obiettivo di caratterizzare un prototipo di calorimetro adiabatico modulato utile a misurare il calore specifico nei fluidi con un'incertezza relativa inferiore allo 0.5%. Date le caratteristiche di adiabaticità del termostato del calorimetro, occorrono ore prima che la temperatura del sistema raggiunga quella di misura. Pertanto il primo intervento è stato quello di progettare un software di comando automatico del termostato del calorimetro al fine di ottenere una riduzione dei tempi di termostatazione. Per effettuare la misura con l'accuratezza richiesta occorre che la temperatura del termostato sia stabile entro ±0.5 mK. Grazie all'impiego di questo nuovo software è stato possibile caratterizzare il calorimetro in tempi ragionevoli servendosi prima di alcuni fluidi di riferimento (acqua pura, etanolo e acetone) e passando poi alle misure su biocarburanti.