När en kolleverantör anger ett värmeinnehåll på 25 000 kJ/kg, eller ett dieselspecifikationsblad visar ett bruttovärmevärde på 45,5 MJ/kg, eller ett brandsäkerhetslaboratorium certifierar ett byggmaterial enligt ISO 1716 -, går vart och ett av dessa siffror tillbaka till en syrebombkalorimeter. Och för de flesta moderna laboratorier är instrumentet som gör jobbet en isoperibol bombkalorimeter.
Mätprincipen har inte förändrats på över ett sekel. Ett exakt vägt prov - några tiondelar av ett gram kol eller ett par milliliter bränsle - försluts inuti en tung bomb av rostfritt stål, som sedan trycksätts med rent syre till cirka 30 bar. Bomben sitter i en hink med vatten och en platinatråd smält in i provet antänder materialet. En fullständig förbränning frigör värme, vilket höjer temperaturen på bomben, vattnet och hinken. Mät den temperaturökningen, applicera instrumentets kända värmekapacitet, och du har bruttovärmevärdet - den totala värmen som frigörs genom att bränna provet med konstant volym.
"Isoperibol"-delen är det som skiljer moderna instrument från deras enklare förfäder. På grekiska betyder isoperibol "konstant miljö". Bomben och hinken är omgivna av en vattenmantel som hålls vid en konstant temperatur under hela körningen -, vanligtvis inom ±0,01 grad. Eftersom hinken startar nära rumstemperatur och bara värms upp med några få grader under förbränning, läcker en liten och beräkningsbar mängd värme över hinkens gräns-. Instrumentet mäter manteltemperaturen kontinuerligt, tillämpar en matematisk kylningskorrigering (Regnault-Pfaundler-korrigeringen i de flesta implementeringar) och kommer fram till en korrigerad temperaturökning som står för varje joule värme som utbyts med omgivningen.
Det som gör isoperibol till den industriella kalorimetrins arbetshäst är balansen som den uppnår. Helt adiabatiska system spårar jackets temperatur för att matcha skopan, vilket eliminerar korrigeringen men lägger till mekanisk komplexitet och långsammare körningar. Statiska-mantelsystem, utan temperaturkontroll alls, är enklare men kräver större korrigeringar och noggrann omgivningskontroll. En isoperibolenhet styr manteln med en elektrisk värmare och termometerslinga, kör ett komplett kol- eller bränsletest på cirka 8 till 12 minuter och levererar repeterbarhet inom ±50 J/g - bekvämt inom kraven i ASTM D5865 för kol, ASTM D240 för flytande bränslen och ISO 1716 för byggmaterial.