1.   概敘

1.1    適用范圍

ZDHW-900C型高精度嵌入式全自動量熱儀主要用于熱量檢測機(jī)構(gòu)與煤炭標(biāo)準(zhǔn)分析中對可燃物進(jìn)行發(fā)熱量的測定。能嚴(yán)格按照國標(biāo)GB/T213-2008有關(guān)規(guī)定和方法自動測量。因此，此款嵌入式量熱儀廣泛應(yīng)用于煤炭檢測、石油、化工、木材、科研、食品等各個行業(yè)中。

1.2    主要特點及功能

l  采用模塊化的24位AD溫度采集電路，保證了萬分之一位的測溫性。

l  測溫模塊采用超低溫漂特性電子元件，保證了測試結(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，實現(xiàn)了操作更簡單、靈活；直接的人機(jī)交互方式，使用更方便。

l  具備了計算機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能和極強(qiáng)的可擴(kuò)展能力，實現(xiàn)了對儀器的表達(dá)。歷史數(shù)據(jù)的查詢、打印變得簡單輕松，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“個人計算機(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  實時的冷卻校正，對環(huán)境溫度要求寬松。硫，氫，水?dāng)?shù)據(jù)可在實驗完成后補(bǔ)充輸入并自動換算高、低位發(fā)熱量，更符合常規(guī)實驗過程。

l  注水、排水、攪拌、點火、采溫、計算、校正、打印的實驗過程全自動，避免了人為誤差，準(zhǔn)確度及精密度大大提高。

l  顯示平臺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。可查看煤炭試驗方法標(biāo)準(zhǔn)要求、實驗方法和實驗步驟等。

l  設(shè)備一體化設(shè)計外形，安裝、更換方便，性能更可靠。

1.3    測試原理

煤的發(fā)熱量在氧彈熱量儀中進(jìn)行測定，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)熱量測定時，根據(jù)試樣點燃前后量熱系統(tǒng)產(chǎn)生的溫升以及系統(tǒng)熱容量，并對點火熱等附加熱進(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  點火電壓：  AC:220V

l  點火時間：  3-6秒（可調(diào)）；

l  測溫范圍：  0.0000℃-40.0000℃；

l  分辨率：    0.0001℃；

l  測量精度：  優(yōu)于國標(biāo)GB/T213-2008；

l  使用環(huán)境：  室溫5-40℃（每次測定室溫變化應(yīng)≤1℃），相對濕度≤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

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)容將更具實際情況隨時更新，恕不另行通知。本說明書中的信息可能包含技術(shù)和印刷錯誤。

?  本說明書的圖片可能與實物不同，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，不代表購買機(jī)型的配置。

2.2    安全警告

l  對儀器進(jìn)行接線操作時請斷開供電電源，禁止帶電進(jìn)行任何接線操作。

l  請勿重壓LCD液晶顯示屏，重壓可能會導(dǎo)致LCD液晶屏幕破碎或損壞

l  請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，否則會有損毀儀器的危險。

l  請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)定的實驗臺上，且陽光直射不到的地方。

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)到實驗所需的2.8-3.0MPa，高壓表用于指示氧氣瓶內(nèi)的氣體壓力，低壓表用于指示實驗所需的調(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  相對濕度≤85%；

l  單獨(dú)的實驗室。保證每次試驗過程中室溫變化不超1℃，且室內(nèi)無強(qiáng)空氣對流和熱源。

l  實驗室朝北，以免陽光直射儀器；

l  700mm*1500mm穩(wěn)固的試驗臺；

（2）      具備材料

l  工業(yè)級分析天平，精度萬分之一（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。

l  直徑小于20mm的注水軟管1.5m。

l  300*36活口扳手兩個。

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，氣瓶出氣口不對人，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)固試驗臺上的量熱儀主機(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，將注水軟管取出停止加水，同時等內(nèi)桶水排空后點擊屏幕，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)整注水時間：

按照（系統(tǒng)設(shè)置界面）下中注水時間的要求設(shè)置合適的注水時間，然后按。

注：建議整個安裝完成后，設(shè)備靜置8-10小時，待水溫、設(shè)備、室溫等溫度達(dá)到一致后，再做測試。

3.5    儀器精密度評價

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)確度評定

測定標(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現(xiàn)，也可通過操作鼠標(biāo)實現(xiàn)。具體見以下幾個界面類型的詳細(xì)介紹。

4.1    啟動界面

儀器上電啟動后打開觸摸屏電源，啟動后點擊發(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，點按相應(yīng)按鈕后會分別進(jìn)入對應(yīng)界面。：點此按鈕進(jìn)入圖，可查看溫度曲線。

：點此按鈕進(jìn)入圖，可輸入熱容量測試所需數(shù)據(jù)。

：點此按鈕進(jìn)入圖，可對發(fā)熱量測試的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、打印、修改和刪除操作。

：點此按鈕進(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)熱量測定時所需輸入的8數(shù)據(jù)和實驗過程控制的【實驗開始】、【試驗停止】兩個按鍵。

n  試樣編號：點按此數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)域框?qū)棾鰯?shù)字鍵盤，可輸入試樣的編號信息，見圖（16）、可輸入數(shù)字、字母及符號。詳見“4.7數(shù)字鍵盤”。

n  試樣重量：點按此數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)域框項彈出的數(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，可點按此項在彈出的數(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  點火絲質(zhì)量：在需要點火絲熱值的情況下，可點按此項在彈出的數(shù)字鍵盤內(nèi)輸入點火絲的重量，單位為g，到0.0001g。

（注：上兩項數(shù)據(jù)需要同→一項配合使用。）

n  全硫含量：點按此項可輸入被測試樣的硫含量，用于煤炭高位發(fā)熱量的換算。

n  氫含量：點按此項可輸入被測試樣的氫含量，用于煤炭低位發(fā)熱量的換算。

n  收到基水份：點按此項可輸入被測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：點按此項可輸入被測試樣的分析基水分含量，用于煤炭低位發(fā)熱量的換算。：點按此鍵開始抽水注水。

：點按此鍵將停止當(dāng)前實驗進(jìn)程。

（3）查看曲線：包括溫度、溫升、時間。

4.3    熱容量數(shù)據(jù)輸入界面

系統(tǒng)啟動后點按按鈕后，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、點火絲熱值和【實驗開始】、

【實驗停止】【保存】三按鍵。

n  試樣重量：點按此項在彈出的數(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：點按此項在彈出的數(shù)字鍵盤中輸入苯甲酸的標(biāo)準(zhǔn)熱值，單位為J/焦耳。

n  點火絲熱值：點按此項在彈出的數(shù)字鍵盤中輸入熱容量標(biāo)定時所用點火絲和棉線的熱值，單位為J/焦耳。

n  保存：