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微機全自動量熱儀的使用
發(fā)布時間：2014-02-05 點擊次數(shù)：1539次
使用智能微機量熱儀可測煤炭的發(fā)熱量是煤質(zhì)分析的一個很需要項目，是動力用煤的主要質(zhì)量指標(biāo)，根據(jù)其熱值可推測煤的變質(zhì)程度，成為煤炭分類指標(biāo)的重要參數(shù)。煤的發(fā)熱量測定對煤炭生產(chǎn)和銷售有著重大貢獻的指導(dǎo)意義。
從煤炭檢測儀器方面來講，煤的發(fā)熱量測定儀器--智能微機量熱儀的使用大體經(jīng)歷了傳統(tǒng)的貝克曼溫度計量熱儀、智能漢字半自動量熱儀和全自動量熱儀3個階段，其中全自動量熱儀在煤炭檢驗系統(tǒng)中己得到推廣，并且不斷陳出新，大大提高了工作效率和測試結(jié)果的準(zhǔn)確度。
1、智能微機量熱儀的結(jié)構(gòu)和工作原理
1、1智能微機量熱儀的結(jié)構(gòu)
量熱系統(tǒng)由計算機，打印機，氧彈、內(nèi)筒、外筒、溫度傳感器、攪拌器、點火裝置、溫度測量和控制系統(tǒng)以及水構(gòu)成。微機全自動量熱儀的主機一般由機殼、外筒、內(nèi)筒、備用水箱（或定容器）、攪拌器、溫度傳感器、點火電極、水循環(huán)系統(tǒng)、控制電路等組成。
有些智能微機量熱儀還有外筒水溫地節(jié)系統(tǒng)和外筒子溫度控制系統(tǒng)，可以保持外筒子水溫和整個量熱儀體系溫度保持在一個很小的范圍內(nèi)波動，為整個量熱體系創(chuàng)造一個相對穩(wěn)定的測量環(huán)境。
1、2微機全自動量熱儀的工作原理
目前國產(chǎn)篡奪勸量熱儀多為恒溫式。其工作原理一般配是將裝好煤樣并充氧至規(guī)定壓力的氧彈放入內(nèi)筒子系統(tǒng)開始進行水循環(huán)，穩(wěn)定水溫，然后向內(nèi)筒子注水，達到預(yù)定水量后，開始攪拌，使內(nèi)筒水溫均衡至室溫（相差不超過1. 5℃），此時感溫控頭測定水溫并記錄到計算機中。當(dāng)內(nèi)筒子水溫基本穩(wěn)定后，控制系統(tǒng)指示點火電路導(dǎo)通，點火后，樣品在氧氣的助燃下迅速燃燒，產(chǎn)生的熱量通過氧彈傳遞給內(nèi)筒，引起內(nèi)筒水溫上升。當(dāng)氧彈內(nèi)所有的熱量釋放出以后溫度開始下降，計算機檢測到內(nèi)筒水溫下降信號后判定該產(chǎn)供銷試驗結(jié)束，系統(tǒng)停止攪拌并放出內(nèi)筒水。計算機對采集到的溫度數(shù)據(jù)進行結(jié)果處理。
但是，有些微機全自動量熱儀不是用試驗區(qū)終點溫度來計算發(fā)熱量，而是根據(jù)主期中一段時間內(nèi)的溫度速度通過預(yù)先標(biāo)定出的數(shù)學(xué)模型來預(yù)測終點溫度，通過軟件中的數(shù)據(jù)處理程序來計算發(fā)熱量，就更加縮短了試驗周期。
2、自動量熱儀的使用
2、1新微機全自動量熱儀需測定其熱容量有效工作范圍
自動量熱儀測定速度和自動化程度較高，但使得量熱系統(tǒng)的熱容量有可能會隨著溫度的變化而改變，因此不能在所有的情況下都使用同一個熱容量值。需要按GB/T213-1996規(guī)定的方法測定熱容量的有效工作范圍，確定在不同試驗溫升下需使用的實際熱容量熱儀值。
2、2 微機全自動量熱儀在以下情況下須重新標(biāo)定熱容量
（1）達到3個月有效期（自動量熱儀有效期應(yīng)適當(dāng)）。
?。?）更換感溫控有關(guān)當(dāng)局或測溫卡。
?。?）更換量熱儀較大部件（如攪拌器、氧彈）。
?。?）標(biāo)定熱容量和測定發(fā)熱量和測定發(fā)熱量時內(nèi)筒水溫相差5℃以上。
?。?）量熱儀經(jīng)較大搬動。
（6）更換外筒子水后。
?。?）用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)檢查儀器準(zhǔn)確度時，若發(fā)現(xiàn)測定值與標(biāo)準(zhǔn)值之差超過不確定度范圍，或用苯甲酸檢查測定值與標(biāo)準(zhǔn)值之差超過50J/G，而又非人為或外界原因造成時。
微機全自動量熱儀的維護
?。?） 經(jīng)常人工補水。標(biāo)準(zhǔn)要求外筒水量要比內(nèi)筒水量多5倍以上，由于儀器空閑時和測試中都會蒸發(fā)掉一部分水，并且試驗中取出氧彈時也會帶出一部分水（每次約2g），損失的水，最終都會造成務(wù)用水箱水量熱儀減少，久而久之導(dǎo)致外筒缺水，熱容量發(fā)生變化。有的量熱儀還會使內(nèi)筒進水量減少，會使內(nèi)筒水量達不到每次保持誤差小于1 g的要求。因此，需根據(jù)實驗量熱儀的大小不定期給量熱儀補水。
（2）經(jīng)常用標(biāo)準(zhǔn)煤樣檢查儀器準(zhǔn)確度。當(dāng)儀器準(zhǔn)確度發(fā)生偏差時，應(yīng)進行分析。如不屬于試驗操作問題，則應(yīng)立即重新熱容量。檢查儀器準(zhǔn)確度盡量不使用苯甲酸，如使用苯甲酸應(yīng)盡量熱儀讓苯甲酸應(yīng)盡量熱儀讓苯甲酸質(zhì)量為0.7-0.8克，因1克苯甲方酸產(chǎn)生的溫升與熱容量時基本一致，其測溫誤差檢測是出來。
?。?）控制好環(huán)境溫度。從理論上講，外筒水溫與環(huán)境溫度差值越大，其熱交換的量也越大，因而引起內(nèi)筒子的熱損失也越大，假設(shè)儀器的熱容量為10000J/K，則校正值每偏離0.01K，發(fā)熱量就會偏離100J/G，再加上其它因素影響，發(fā)熱量測值會偏離更大。從經(jīng)驗來看，每做一個發(fā)熱量，外筒溫度就會上升0.1～0.2，如果連續(xù)做10個樣，外筒就要上升，而環(huán)境溫度每升高，綠肥據(jù)經(jīng)驗，發(fā)師范測試值勤就會偏高左右，所以保持好一個好的環(huán)境和環(huán)境溫度，對保證發(fā)熱量測試結(jié)果表明準(zhǔn)確是很重要的
?。?）定期更換外筒子水。水筒子水長時間使用會混入雜質(zhì)，從而使量熱系熱空量產(chǎn)生變化。一般可視試驗次數(shù)多少6 個月到一年更換一產(chǎn)次，但如果發(fā)現(xiàn)水中有臟物時，就立即換水，以免水泵和閥門正常工作。
?。?）每次實驗結(jié)束后，應(yīng)將量熱儀上蓋打開，以便加速低筒內(nèi)水溫，如長時間不使用將量熱儀上蓋關(guān)閉，以防內(nèi)筒被污染。
（6）不要隨意拆卸儀器；沒有水的情況下不要啟動水泵；間斷使用的或備用的儀器應(yīng)經(jīng)常通電進行廢樣試驗，以防閥門和水泵長時間停用后不靈活或生銹。
?。?） 要保持內(nèi)筒清潔。點火電極應(yīng)經(jīng)常擦試，以免表面結(jié)垢，造成點火失敗；攪拌器扇葉應(yīng)注意清潔，防止沉積上面的贓物再產(chǎn)次洗入內(nèi)筒中。
?。?）注意保護感溫探頭，避免碰撞。探頭一般由純鉑金絲在玻璃棒上繞至而成，表面覆蓋一層薄的玻璃一旦玻璃碰碎就會滲水，使鉑電阻阻值變化，此時溫度顯示值會亂跳，測溫不準(zhǔn)，此時要馬上停止試驗，進行維修更換。
?。?） 使用過程中注意不要將水灑在內(nèi)筒邊緣，防止內(nèi)外筒夾層進水而導(dǎo)致平行樣超差。
?。?0）使用Windows版本測控軟件的，在試驗時電腦不能同時運行其它程序（包括病毒實時監(jiān)控程序、屏幕保護程序等），以免對測試過程產(chǎn)生干擾，影響測試結(jié)果。
?。?1)氧彈應(yīng)定期進行20.0MPa的水壓試驗。每次水壓試驗后，氧彈的使用時間一般不應(yīng)超過2年，平時應(yīng)注意觀察與氧彈強度有關(guān)的結(jié)構(gòu)，如彈筒和連環(huán)的螺紋、進氣閥、電極與氧彈頭的連接處，如發(fā)現(xiàn)顯著磨損或松動，應(yīng)進行修理，并經(jīng)水壓試驗合格后再使用。
自動量熱儀的使用與故障排除
煤炭的發(fā)熱量，是煤質(zhì)特性的重要指標(biāo)。燃料的管理和火力發(fā)電廠的生產(chǎn)運行、編制電廠燃料的消耗定額和供應(yīng)計劃、核算發(fā)電成本和能量利用效率等，都必須以煤的發(fā)熱量為依據(jù)；電廠進廠煤的定價及結(jié)算采用的是以發(fā)熱量為主的計價體系。煤的發(fā)熱量是鍋爐熱平衡計算的參數(shù)，也是估算鍋爐理論燃燒溫度和鍋爐運行時的配煤燃燒及負(fù)荷調(diào)節(jié)的重要依據(jù)。電廠主要經(jīng)濟指標(biāo)——發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗，就是將實際用煤根據(jù)收到其低位發(fā)熱量大小進行換算。因此，發(fā)熱量不僅是一項重要的煤質(zhì)特性指標(biāo)，也是重要的技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟指標(biāo)。準(zhǔn)確測定煤炭的發(fā)熱量，對電廠的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟運行具有重要意義。
GB/T213-2003中發(fā)熱量的測定方法是氧彈熱量法，其原理是將一定量的試樣放在我有過量熱儀氧氣的氧彈風(fēng)燃燒，放出的熱量補一定量的水吸收，根據(jù)水溫的升高來計算試樣的發(fā)熱量，分析人員就要熟練掌握自動量熱儀的系統(tǒng)原理，操作使用及維護。該文首先介紹自動量熱儀的工作原理及主要功能，再對其系統(tǒng)及硬件組成進行介紹，以IKAC5000為例子，分析其信息類和非信息類故障并進行相應(yīng)的排除。
1 微機全自動量熱儀控制儀的工作原理及主要功能
自動量熱儀控制儀工作原理是利用對溫度變化非常敏感的傳感器作為測溫元件，如伯電阻、石英或半導(dǎo)體構(gòu)成量熱溫度計。
當(dāng)溫度計測量熱儀的溫度發(fā)生變化時，其物理特征如電阻，晶振頻率等就會隨之而變，此變化精密電橋或其他方式輸出一模擬電壓信號，經(jīng)放大器放大后由AID轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，數(shù)字信號再用微機進行處理完成溫度測量和控制過程。
其主要功能與熱量計主機配套使用，在整個測量過程中能自動測溫，自動點火，自動顯示并打印溫度變化，自動計算冷卻校正值（恒溫式熱量計）和自動計算各種所需結(jié)果。
2微機全自動量熱儀系統(tǒng)及硬件組成
（1）微機全自動量熱儀按結(jié)構(gòu)和功能可分為量熱儀本體、微機系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，介紹如下。
?、倭繜醿x本體：氧彈、內(nèi)筒、外筒等；
?、谖C系統(tǒng)：主機、顯示器、打印機等；
③ 控制系統(tǒng)：點火、攪拌控制和開關(guān)電路等
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