弹式量热计_中国百科网
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弹式量热计
量热仪的别称氧弹量热仪，氧弹式热量仪，氧弹式量热计，氧弹式热量计，氧弹仪 分为煤炭量热仪，微机全自动量热仪，全自动量热仪，自动量热仪，全自动汉字量热仪，智能 量热仪，氧弹式量热仪，此量热仪的氧弹使用注意事项都适用。 量热仪的氧弹实际操作...
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Mail: Copyright by ；All rights reserved.　　发热量是煤质分析的一个很重要的项目，是动力用煤的主要质量指标，根据其热值可推测煤的变质程度，成为煤炭分类指标的重要参数。煤的发热量测定对煤炭生产和销售有着重大贡献的指导意义。　　从煤炭化验设备方面来讲，煤的发热量测定仪器的使用大体经历了传统的贝克曼温度计量热仪、智能汉字半自动量热仪和全自动量热仪3个阶段，其中全自动量热仪在煤炭检验系统中己得到推广，并且不断更新换代，大大提高了工作效率和测试结果的精度。　　全自动量热仪的结构：　　量热系统由氧弹、内筒、外筒、温度传感器、搅拌器、点火装置、温度测量和控制系统以及水构成。自动量热仪的主机一般由机壳、外筒、内筒、备用水箱(或定容器)、搅拌器、温度传感器、点火电极、水循环系统、控制电路等组成。　　有些量热仪还有外筒水温地节系统和外筒子温度控制系统，可以保持外筒子水温和整个量热仪体系温度保持在一个很小的范围内波动，为整个量热体系创造一个相对稳定的测量环境。　　全自动量热仪的工作原理：　　目前国产的量热仪多为恒温式。其工作原理一般配是将装好煤样并充氧至规定压力的氧弹放入内筒子系统开始进行水循环，稳定水温，然后向内筒子注水，达到预定水量后，开始搅拌，使内筒水温均衡至室温(相差不超过1. 5℃)，此时感温控头测定水温并记录到计算机中。当内筒子水温基本稳定后，控制系统指示点火电路导通，点火后，样品在氧气的助燃下迅速燃烧，产生的热量通过氧弹传递给内筒，引起内筒水温上升。当氧弹内所有的热量释放出以后温度开始下降，计算机检测到内筒水温下降信号后判定该产供销试验结束，系统停止搅拌并放出内筒水。计算机对采集到的温度数据进行结果处理。但是，有些量热仪不是用试验区终点温度来计算发热量，而是根据主期中一段时间内的温度速度通过预先标定出的数学模型来预测终点温度，通过软件中的数据处理程序来计算发热量，就更加缩短了试验周期。　　以上有郑州文泰整理发布，煤质化验设备/量热仪
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新型绝热式智能量热仪的研制
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摘 要： 基于传统量热仪技术升级换代要求，利用严格水套密封包围工艺结构设计了新型绝热式智能量热仪系统。采用ARM嵌入式技术开发了量热仪的定制触摸屏操作系统，利用ARM微处理器开发了系统的主控制器，采用具有高增益、高分辨率、低漂移特性的数模转换器,设计了量热仪的四路温度数据采集调理电路，采用分段式PID控制原理设计了量热仪的内、外筒水温自动跟踪控制算法，并对系统进行了测试实验。关键词： 量热仪； 绝
摘 要： 基于传统技术升级换代要求，利用严格水套密封包围工艺结构设计了新型智能量热仪系统。采用ARM嵌入式技术开发了量热仪的定制触摸屏操作系统，利用ARM微处理器开发了系统的主控制器，采用具有高增益、高分辨率、低漂移特性的数模转换器,设计了量热仪的四路温度数据采集调理电路，采用分段式PID控制原理设计了量热仪的内、外筒水温自动跟踪控制算法，并对系统进行了测试实验。关键词： 量热仪； 绝热式； ； ； 温度采集 我国是产煤大国，而衡量煤炭质量的最重要指标之一是其燃烧发热量。目前国内普遍采用以发热量作为动力煤计价的主要依据[1]。由于煤炭的发热量主要是利用量热仪来测定，其测量精度和效率直接影响着煤炭企业的经济效益，同时也在节能减排、环境保护等方面发挥着极其重要的作用。 传统的煤发热量分析方法是利用氧弹热量计进行人工测定，操作繁琐、费时费力[2]，并且容易产生偶然误差和计算错误。鉴于此，本文采用ARM嵌入式系统开发了一种新型绝热式智能量热仪，该系统以ARM微处理器为主控制单元，采用严格水套密封包围工艺结构，选用高精度的铂电阻PT1000为温度传感器;采用新型A/D芯片组成四路高增益、高分辨率、低漂移特性的温度数据采集调理电路，利用分段PID控制原理设计智能量热仪的外、内筒水温自动跟踪控制算法；采用触摸屏技术实时动态地显示内外筒水温。测试结果表明，该绝热式智能量热仪的性能指标满足设计要求。2.3 ADC转换电路 考虑本系统输入信号的变化非常灵敏，微机控制单元接收和处理PT1000热电偶感测的温度数据采集速度较慢，及极低噪声的要求，本文采用一种新型高精度24位ADC转换芯片CS5534设计智能量热仪的4路温度数据采集ADC转换器电路。 CS5534芯片是美国Cirrus Logic公司推出的一种具有极低噪音的多通道&D-&S型A/D转换器，该芯片采用电荷平衡技术和极低噪声的可编程增益斩波稳定测量，得到高达24位分辨率的输出结果，精度高，动态特性宽。可编程增益放大器可使放大倍数从1~32进行设定(以2倍步长增加)， 大大提高了系统的动态特性。该A/D转换器还有一个灵活而简便的同步串行接口，使转换数据以串行方式输出，并与SPI、Microwire兼容[4]，串行时钟输入备有一个施密特触发器。采用串行接口与中央处理器芯片通信工作，接口电路设计简单、易于扩展。2.4 ARM控制器 控制器主要控制4路PT1000温度传感器采集内外筒水温度数据，检测、显示量热仪的工作状态，控制量热仪的自动进水和出水，控制外筒水温度实时跟踪内筒水温度的变化，精确控制压缩机制冷和加热棒加热动作,实时控制量热仪的工作状态,检测燃烧物质的燃烧状态,控制搅拌电机工作等功能,并且能够与触摸屏及A/D装置进行实时数据通信,显示通信状态，与打印机实时通信完成试验结果的打印。 本文控制器采用具有ARM核的STM32F103单片机作为主控芯片。该芯片是一款基于CortexTM-M3核心的32 bit低功耗MCU[5],工作电压为2.0~3.6 V,主频达72 MHz，1.25 DMIPS/MHz。具有睡眠、停机和待机3种省电模式。内括12 bit的ADC、DMA控制器;支持定时器、ADC、DAC、SPI、I2C、UART等外设；提供欠压复位、ECC、MPU、侵入监测、双看门狗、32 bit CRC、I/O端口保护和JTAG熔断器等安全功能。综合各项参数，STM32是最适合本系统的微处理器之一。2.5 触摸屏 触摸屏的作用是通过触摸点检测装置接收触摸信息，并将其转换成触点坐标送给CPU，同时接收、执行CPU发来的命令。本系统采用威纶通公司的MT8000触摸屏，它与控制器采用Modbus协议进行数据通信。触摸屏系统采用组态软件设计，具有实时数据显示与存储、历史数据查询、故障报警等功能，并能将内外筒水温度状态进行动画显示。3 软件设计3.1温度控制算法设计 温度控制系统是一个大惯性、大滞后系统，绝热式智能量热仪的关键问题是：煤样在燃烧过程中发出的热量导致内筒水温度急剧升高。为杜绝内筒水热量与外筒间的热传导，需要实现外筒水温度实时跟踪内筒水温度的变化。鉴于此，在本系统中设计了分段PID控制算法，PID参数可随温区的不同自动调整到最佳值。整个测温范围分为平衡阶段和升温阶段，在平衡阶段仅仅接通外筒水槽中的小加热棒，PID控制算法驱动该加热棒与制冷压缩机工作状态平衡,其平衡温度点由系统工作需要设定；在煤样燃烧启动接通大加热棒时， 通过PID控制算法参数的调节作用控制外筒水温度, 并迅速跟踪内筒水温度的变化，从而消除内外筒之间水的热交换,保证内筒中PT1000热电偶测得的水温全部由煤样燃烧引起。3.2 STM32与A/D的数据传送控制设计 本系统需要完成四路PT1000温度传感器的数据采集与传送控制，STM32需要实现对A/D数据采集通道的选择、初始化操作、功能与时钟设置、A/D通道的读写操作、采集数据计算等。本设计采用STM32操作系统中的SPI函数来实现，具体程序代码略。3.3 STM32与MT8000触摸屏的通信设计 MT8000触摸屏采用Modbus协议和控制器单元进行数据通信。Modbus通信协议只能识别按地址发送的消息，这就要求得知每个控制器的设备地址，才能执行相应的控制动作。如果需要回应，则控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出，具体程序从略。3.4 STM32的串口通信设计 STM32控制芯片支持UART串口通信、I2C通信和SPI串行通信协议，本系统采用RS-323进行串口通信，具体程序从略。4 试验 仪器试验具体操作过程为： (1)水槽加水，仪器上电，加热棒或者压缩机自动工作调整水槽的水温度值，使水温和环境温度平衡(此时内筒底部的阀门处于关闭状态)，外筒和水槽是连通的。 (2)当水槽、外筒水温和环境温度达到一致时，打开内筒底部的阀门开始进水，当水位升至内筒壁水位计时，阀门自动关闭，内筒水和外筒水环境断开。此时为了满足外筒水温高于内筒水温1~1.5 ℃的国标要求，加热棒开始加热工作，并检测内外筒水温是否达到一致，若达到，则停止加热。 (3)仪器开始搅拌5 min使内筒水温度分布均匀，期间外筒水在加热棒和压缩机的共同作用下始终沿着内筒水温度改变。 (4)搅拌5 min结束时，氧弹仓中煤样点火，内筒水温度急剧上升，同时检测到内筒水温度上升信号，水槽中的1 000 W加热棒开始加热。通过外筒与水槽的水循环，该信号立刻被外筒水温度传感探头检测到，外筒水温度开始跟踪内筒水温度急剧上升,其跟踪曲线如图3所示。 由图3可以看出，开始时外筒水温度向内筒水温度平衡，达到两者温度一致时,搅拌5 min使内筒水温度分布充分均匀，氧弹试样点火后内筒水温度开始上升，几乎同时外筒水温度开始跟踪内筒水温度变化，且两者之间的跟踪误差最大不超过0.5 ℃。对于绝热式仪器设计来说，0.5 ℃温度差导致的热交换基本可以忽略，因此，绝热式量热仪能够很好地消除内外筒之间的热交换问题。内筒水温度不再变化时，外筒水温度基本以小于0.1 ℃的超调量围绕内筒水温度变化，直至试验结束。实验测试数据如表1所示。
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二、等温式量热仪产品更新换代迅速，已出现了一款自动充氧、氧弹自动升降、实验完成后自动释放氧弹废气的高自动化的量热仪。1.用户操作时只需要装好氧弹，余下联接电子天平读取试样重量、充氧气、升降氧弹、识别氧弹、定量内筒水水量、点火、完成试验、氧弹放气、实验结果统计等过程可全部实现自动化。2.自动调节内外筒温差，保证终点时内筒比外筒温度高1K左右，完全符合国标第8.2.4条要求 水上油卡位热值化验智能量热仪，测试结果长期稳定。3.能连续72小时以上做实验 量热仪，解决了无冷却装置的量热仪因外筒水温升高（过冲）而需暂停实验的技术难题。4.采用进口机械部件，自动充氧、自动放气、自动升降氧弹等运动。5.采用压缩机制冷和专用加热装置，实现自动控制外筒水温，控温精度达到国标第7.1.4要求（±0.1K）。
量热仪在日常保养方面要注意维护感温探头，防止碰撞探头一般由纯铂金丝在玻璃棒上绕至而成 煤泥尾矿热值大卡检测弹筒量热仪，外表覆盖一层薄的玻璃一旦玻璃碰碎就会渗水，使铂电阻阻值变化，此时温度显示值会乱跳 新能源热值大卡化验全自动量热仪，测温不准，马上停止试验，进行维修更换。经常用规范煤样检查仪器准确度当仪器准确度发生偏差时，应进行分析。如不属于试验操作问题，则应立即重新热容量。检查仪器准确度尽量不使用苯甲酸，如使用苯甲酸，注意知识点理论上讲，外筒水温与环境温度
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