1. 概敘
1.1 適用范圍
ZDHW-900C型高精度嵌入式全自動(dòng)量熱儀主要用于熱量檢測(cè)機(jī)構(gòu)與煤炭標(biāo)準(zhǔn)分析中對(duì)可燃物進(jìn)行發(fā)熱量的測(cè)定。能嚴(yán)格按照國(guó)標(biāo)GB/T213-2008有關(guān)規(guī)定和方法自動(dòng)測(cè)量。因此,此款嵌入式量熱儀廣泛應(yīng)用于煤炭檢測(cè)、石油、化工、木材、科研、食品等各個(gè)行業(yè)中。
1.2 主要特點(diǎn)及功能
l 采用模塊化的24位AD溫度采集電路,保證了萬(wàn)分之一位的測(cè)溫性。
l 測(cè)溫模塊采用超低溫漂特性電子元件,保證了測(cè)試結(jié)果的穩(wěn)定性。
l 以嵌入式ARM為主控芯片,配置7寸真彩觸摸液晶屏以及鼠標(biāo)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)了操作更簡(jiǎn)單、靈活;直接的人機(jī)交互方式,使用更方便。
l 具備了計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能和極強(qiáng)的可擴(kuò)展能力,實(shí)現(xiàn)了對(duì)儀器的表達(dá)。歷史數(shù)據(jù)的查詢、打印變得簡(jiǎn)單輕松,并為今后的設(shè)備組網(wǎng)和數(shù)據(jù)共享提供了兼容的可能。
l 具有以往“個(gè)人計(jì)算機(jī)+控制器”模式的相同數(shù)據(jù)處理速度,增強(qiáng)了可靠性。
l 實(shí)時(shí)的冷卻校正,對(duì)環(huán)境溫度要求寬松。硫,氫,水?dāng)?shù)據(jù)可在實(shí)驗(yàn)完成后補(bǔ)充輸入并自動(dòng)換算高、低位發(fā)熱量,更符合常規(guī)實(shí)驗(yàn)過程。
l 注水、排水、攪拌、點(diǎn)火、采溫、計(jì)算、校正、打印的實(shí)驗(yàn)過程全自動(dòng),避免了人為誤差,準(zhǔn)確度及精密度大大提高。
l 顯示平臺(tái)采用大尺寸彩色液晶觸摸屏顯示器,顯示信息量非常豐富、直觀、清晰,支持文件或文檔的查閱??刹榭疵禾吭囼?yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)要求、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)步驟等。
l 設(shè)備一體化設(shè)計(jì)外形,安裝、更換方便,性能更可靠。
1.3 測(cè)試原理
煤的發(fā)熱量在氧彈熱量?jī)x中進(jìn)行測(cè)定,量的分析試樣,在充有過量氧氣的氧彈內(nèi)燃燒,燃燒產(chǎn)生的熱量由彈筒壁傳導(dǎo)給量的內(nèi)筒水和量熱系統(tǒng)(包括內(nèi)筒、氧彈、攪拌葉、測(cè)溫探頭)吸收,水的溫升與試樣燃燒釋放的熱量成正比。
熱容量是量熱系統(tǒng)每升高1℃所吸收的熱量,單位為(J/K),熱容量通過在相似條件下燃燒量的基準(zhǔn)量熱物質(zhì)苯甲酸來確定。
發(fā)熱量測(cè)定時(shí),根據(jù)試樣點(diǎn)燃前后量熱系統(tǒng)產(chǎn)生的溫升以及系統(tǒng)熱容量,并對(duì)點(diǎn)火熱等附加熱進(jìn)行校正后即可求得試樣的彈筒發(fā)熱量,單位為焦耳/克(J/g)。
從彈筒發(fā)熱量中扣除硝酸形成熱和硫酸校正熱(硫酸與二氧化硫形成熱之差)后即得高位發(fā)熱量。
對(duì)煤中的水分(煤中原有的水和氫燃燒生成的水)的氣化熱進(jìn)行校正后求得煤的低位發(fā)熱量。
1.4 技術(shù)參數(shù)
l 參考熱容量:約10500(J/K);
l 外桶水容量:約40L;
l 內(nèi)桶水容量:約2.1 L;
l 點(diǎn)火電壓: AC:220V
l 點(diǎn)火時(shí)間: 3-6秒(可調(diào));
l 測(cè)溫范圍: 0.0000℃-40.0000℃;
l 分辨率: 0.0001℃;
l 測(cè)量精度: 優(yōu)于國(guó)標(biāo)GB/T213-2008;
l 使用環(huán)境: 室溫5-40℃(每次測(cè)定室溫變化應(yīng)≤1℃),相對(duì)濕度≤85%;
l 電 源: 220V±10% 50Hz;
l 儀器功率: 30W;
l 儀器尺寸:660mm×450mm×550mm ;
l 儀器重量:約25kg ;
2. 安全注意事項(xiàng)
2.1 權(quán)利聲明
? 本說明書所提到的產(chǎn)品規(guī)格及圖片文字信息僅供參考,內(nèi)容將更具實(shí)際情況隨時(shí)更新,恕不另行通知。本說明書中的信息可能包含技術(shù)和印刷錯(cuò)誤。
? 本說明書的圖片可能與實(shí)物不同,僅做說明之用。
? 未盡授權(quán)禁止復(fù)制和使用說明書中所涉及到的內(nèi)容。
? 本說明書提到的部件、組件和附件僅作說明之用,不代表購(gòu)買機(jī)型的配置。
2.2 安全警告
l 對(duì)儀器進(jìn)行接線操作時(shí)請(qǐng)斷開供電電源,禁止帶電進(jìn)行任何接線操作。
l 請(qǐng)勿重壓LCD液晶顯示屏,重壓可能會(huì)導(dǎo)致LCD液晶屏幕破碎或損壞
l 請(qǐng)不要用尖銳物品接觸或刮劃液晶觸摸屏,否則LCD 液晶屏可能被損壞。
l 溫控器儀表可靠接地,防止漏電發(fā)生意外觸電。
l 遠(yuǎn)離易燃、易爆、有腐蝕性、有放射性等物品和環(huán)境,防止損毀儀器或減緩儀器壽命以及防止意外事故的發(fā)生。
l 盡量保持儀器使用環(huán)境的清潔,避免灰塵,否則會(huì)有損毀儀器的危險(xiǎn)。
l 請(qǐng)遵循儀表說明書指導(dǎo)內(nèi)容進(jìn)行使用操作。
l 非人員不得隨意打開儀器外殼或者更換內(nèi)部元件。
l 請(qǐng)妥善保管好使用說明書,以便正確使用。
3. 結(jié)構(gòu)組成與安裝
3.1 安裝注意
Ø 開箱檢查儀器有無出現(xiàn)運(yùn)輸過程中的損傷和缺件。
Ø 將儀器放置于穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,且陽(yáng)光直射不到的地方。
Ø 溫控器儀表可靠接地,防止漏電發(fā)生意外觸電。
Ø 恒溫外筒應(yīng)加注蒸餾水或純凈水,并應(yīng)靜置一晚。
Ø 所有氣路連接部分禁止接觸油類,管路不得扭曲。
Ø 不得使用電解氧。
Ø 請(qǐng)妥善處理包裝材料,如干燥劑、塑料包袋等。
3.2 儀器的組成結(jié)構(gòu)
該儀器由量熱儀主機(jī)、氧彈、充氧儀、氧氣減壓器幾部分組成。
(1) 量熱儀主機(jī)(如圖1)由外殼、內(nèi)筒、外筒、攪拌器、溫度傳感器、熱敏打印機(jī)和嵌入式液晶顯示器組成,是整套儀器的核心部分。
圖1 量熱儀主機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖
(2) 氧彈(如圖2)由氧彈頭、氧彈蓋、彈筒、點(diǎn)火電極、燃燒坩堝幾部分組成,為試樣提供過量氧氣的密封燃燒環(huán)境。
圖2 氧彈外形與結(jié)構(gòu)示意圖
(3) 充氧儀(如圖3)由充氧頭、壓力表、手柄,支架和高壓輸氧管幾部分組成,它同氧彈配套使用,也可用于其他型號(hào)量熱儀的的氣壓自封式新型氧彈。
圖3 充氧儀外形示意圖
(4) 氧氣減壓器(如圖4)由閥體、高壓氧表、低壓氧表、調(diào)節(jié)手柄組成用來將氣瓶的高壓氧氣調(diào)節(jié)到實(shí)驗(yàn)所需的2.8-3.0MPa,高壓表用于指示氧氣瓶?jī)?nèi)的氣體壓力,低壓表用于指示實(shí)驗(yàn)所需的調(diào)整壓力。
圖4 氧氣減壓器外形示意圖
3.3 安裝環(huán)境和具備材料
(1) 安裝環(huán)境
l 環(huán)境溫度5-40℃。
l 相對(duì)濕度≤85%;
l 單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)室。保證每次試驗(yàn)過程中室溫變化不超1℃,且室內(nèi)無強(qiáng)空氣對(duì)流和熱源。
l 實(shí)驗(yàn)室朝北,以免陽(yáng)光直射儀器;
l 700mm*1500mm穩(wěn)固的試驗(yàn)臺(tái);
(2) 具備材料
l 工業(yè)級(jí)分析天平,精度萬(wàn)分之一(即0.0000g)。
l 有標(biāo)準(zhǔn)熱值的片狀苯甲酸一瓶。
l 粒度小于0.2mm的空氣干燥煤樣。
l 純度>99.5%,壓力大于4MPa氧氣一瓶。(警告:要求使用冷卻氧,不得使用電解氧)
l 50Kg蒸餾水或純凈水。
l 250mL燒杯一個(gè)。
l 直徑小于20mm的注水軟管1.5m。
l 300*36活口扳手兩個(gè)。
3.4 儀器安裝步驟
(1) 安裝減壓器:
將氧氣減壓器安裝于氧氣瓶出氣口,且安裝前要略打開氧氣瓶閥門,以吹除污物,防止灰塵和水分帶入減壓器,在開啟閥門時(shí),氣瓶出氣口不對(duì)人,以防高壓氣體傷人。(警告:氧氣瓶位置要遠(yuǎn)離易燃易爆、易產(chǎn)生明火等物品和環(huán)境)
(2) 安裝充氧儀:
將充氧儀高壓氧管的一端連接于氧氣減壓器的出氣口,打開氧氣瓶閥門,緩慢調(diào)節(jié)氧氣減壓器調(diào)節(jié)手柄使氧氣減壓器低壓表指示到3.0MPa。并檢查個(gè)接口處是否有漏氣。
(3) 連接導(dǎo)線:
將設(shè)備配套的電源連接線一端連接量熱儀主機(jī)電源接口,另一端連接符合要求的220V,50Hz交流電(警告:要求220V,50Hz交流電具備可靠的接地線)
(4) 給主機(jī)加注蒸餾水或純凈水:
將放置于穩(wěn)固試驗(yàn)臺(tái)上的量熱儀主機(jī)上蓋掀開,用注水軟管將準(zhǔn)備好的蒸餾水或純凈水小心加入內(nèi)同,并借助本設(shè)備軟件的手動(dòng)模式將注入內(nèi)筒的水排到外筒。(方法為:打開電源 → 選擇 → 選擇。注水過程要注意不要是內(nèi)桶水超過2/3,以免由于過快的注水使得內(nèi)筒溢水。注水過程直到量熱儀主機(jī)后部溢流孔有水流出時(shí),將注水軟管取出停止加水,同時(shí)等內(nèi)桶水排空后點(diǎn)擊屏幕,這樣就取消了內(nèi)筒放水過程。稍等,待水位面平穩(wěn)后,注水過程結(jié)束。此次加注使用期一般為一季度或半年更換一次。更換水時(shí)打開后部放水口讓外筒水流出完后,重新注水即可。
(5) 調(diào)整注水時(shí)間:
按照(系統(tǒng)設(shè)置界面)下中注水時(shí)間的要求設(shè)置合適的注水時(shí)間,然后按。
注:建議整個(gè)安裝完成后,設(shè)備靜置8-10小時(shí),待水溫、設(shè)備、室溫等溫度達(dá)到一致后,再做測(cè)試。
3.5 儀器精密度評(píng)價(jià)
n 為保證儀器的精度,應(yīng)在預(yù)熱30分鐘之后進(jìn)行。
n 外筒水溫與室溫之差要小于1.5℃。
n 取5次標(biāo)定極差不超40 J/K的熱容量平均值作為本儀器的有效熱容量。(注:zui多可以補(bǔ)做到8次,取其中5次平均值,否則查找原因后重新標(biāo)定)
3.6 儀器準(zhǔn)確度評(píng)定
測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)苯甲酸或標(biāo)準(zhǔn)煤樣進(jìn)行判定。
4. 儀器的界面與操作說明
本儀器的操作方式可由液晶觸摸屏實(shí)現(xiàn),也可通過操作鼠標(biāo)實(shí)現(xiàn)。具體見以下幾個(gè)界面類型的詳細(xì)介紹。
4.1 啟動(dòng)界面
儀器上電啟動(dòng)后打開觸摸屏電源,啟動(dòng)后點(diǎn)擊發(fā)熱量圖標(biāo),進(jìn)入初始化界面。
(1)功能選擇: 此區(qū)域包括以下4功能選擇按鈕,點(diǎn)按相應(yīng)按鈕后會(huì)分別進(jìn)入對(duì)應(yīng)界面。:點(diǎn)此按鈕進(jìn)入圖,可查看溫度曲線。
:點(diǎn)此按鈕進(jìn)入圖,可輸入熱容量測(cè)試所需數(shù)據(jù)。
:點(diǎn)此按鈕進(jìn)入圖,可對(duì)發(fā)熱量測(cè)試的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、打印、修改和刪除操作。
:點(diǎn)此按鈕進(jìn)入圖,可進(jìn)行【參數(shù)設(shè)置】
(2)發(fā)熱量數(shù)據(jù)輸入:包含發(fā)熱量測(cè)定時(shí)所需輸入的8數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)過程控制的【實(shí)驗(yàn)開始】、【試驗(yàn)停止】?jī)蓚€(gè)按鍵。
n 試樣編號(hào):點(diǎn)按此數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)域框?qū)棾鰯?shù)字鍵盤,可輸入試樣的編號(hào)信息,見圖(16)、可輸入數(shù)字、字母及符號(hào)。詳見“4.7數(shù)字鍵盤”。
n 試樣重量:點(diǎn)按此數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)域框項(xiàng)彈出的數(shù)字鍵盤,輸入試樣的重量,單位為g,
到0.0001g。
n 添加物重量:在需要添加物助燃的情況下,可點(diǎn)按此項(xiàng)在彈出的數(shù)字鍵盤內(nèi)輸入添加物(擦鏡紙、苯甲酸、或標(biāo)準(zhǔn)煤樣)的重量,單位為g,到0.0001g。
n 點(diǎn)火絲質(zhì)量:在需要點(diǎn)火絲熱值的情況下,可點(diǎn)按此項(xiàng)在彈出的數(shù)字鍵盤內(nèi)輸入點(diǎn)火絲的重量,單位為g,到0.0001g。
(注:上兩項(xiàng)數(shù)據(jù)需要同→一項(xiàng)配合使用。)
n 全硫含量:點(diǎn)按此項(xiàng)可輸入被測(cè)試樣的硫含量,用于煤炭高位發(fā)熱量的換算。
n 氫含量:點(diǎn)按此項(xiàng)可輸入被測(cè)試樣的氫含量,用于煤炭低位發(fā)熱量的換算。
n 收到基水份:點(diǎn)按此項(xiàng)可輸入被測(cè)試樣的收到基水分含量,用于煤炭低位發(fā)熱量的換算。
n 分析基水分:點(diǎn)按此項(xiàng)可輸入被測(cè)試樣的分析基水分含量,用于煤炭低位發(fā)熱量的換算。:點(diǎn)按此鍵開始抽水注水。
:點(diǎn)按此鍵將停止當(dāng)前實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。
(3)查看曲線:包括溫度、溫升、時(shí)間。
4.3 熱容量數(shù)據(jù)輸入界面
系統(tǒng)啟動(dòng)后點(diǎn)按按鈕后,進(jìn)入熱容量數(shù)據(jù)輸入界面。此界面下包括上部的功能選擇,中部的熱容量數(shù)據(jù)輸入和下部的狀態(tài)顯示三狀態(tài)。
圖7熱容量數(shù)據(jù)輸入界面
熱容量數(shù)據(jù)輸入部分包含試樣重量、苯甲酸熱值、點(diǎn)火絲熱值和【實(shí)驗(yàn)開始】、
【實(shí)驗(yàn)停止】【保存】三按鍵。
n 試樣重量:點(diǎn)按此項(xiàng)在彈出的數(shù)字鍵盤中輸入試樣的重量,單位為g,到0.0001g。
n 苯甲酸熱值:點(diǎn)按此項(xiàng)在彈出的數(shù)字鍵盤中輸入苯甲酸的標(biāo)準(zhǔn)熱值,單位為J/焦耳。
n 點(diǎn)火絲熱值:點(diǎn)按此項(xiàng)在彈出的數(shù)字鍵盤中輸入熱容量標(biāo)定時(shí)所用點(diǎn)火絲和棉線的熱值,單位為J/焦耳。
n 保存: