大學(xué)專用煤炭化驗(yàn)設(shè)備--灰熔點(diǎn)測(cè)定儀

1.1  概述

HR-5A型微機(jī)灰熔點(diǎn)測(cè)定儀利用微機(jī)對(duì)灰熔融性測(cè)定過程進(jìn)行自動(dòng)控制。攝像頭采集灰錐圖像，通過圖像處理技術(shù)顯示于計(jì)算機(jī)顯示器的指定位置。爐溫變化由前端單片微機(jī)進(jìn)行PID調(diào)節(jié)控制，并通過串行口將溫度傳輸?shù)轿C(jī)系統(tǒng)，顯示時(shí)間-溫度圖像。試驗(yàn)結(jié)束可選擇打印灰錐結(jié)果圖像及相應(yīng)溫度數(shù)據(jù)，也可以保存結(jié)果文件。而試驗(yàn)過程圖像及溫度自動(dòng)保存，下次試驗(yàn)開始后清除。該儀器可廣泛應(yīng)用在電力、煤炭、水泥、冶金等行業(yè)，目前該儀器在國內(nèi)處于技術(shù)水平。

1.1.1  主要特點(diǎn)

1.1.1.1  微機(jī)自動(dòng)控制溫升，溫升特性符合國標(biāo)GB219-96；

1.1.1.2  灰錐圖像顯示在微機(jī)顯示器圖像采集區(qū)域；

1.1.1.3  系統(tǒng)具有對(duì)試驗(yàn)結(jié)果存儲(chǔ)和調(diào)用功能；

1.1.1.4  可選擇打印灰熔點(diǎn)圖像及溫度值；

1.1.1.5  顯示溫升-時(shí)間變化曲線；

1.1.1.6  系統(tǒng)運(yùn)行于WINDOWS98及以上操作系統(tǒng)。

1.2  主要規(guī)格及技術(shù)參數(shù)

1.2.1  高溫爐:         臥式爐（可旋轉(zhuǎn)）

1.2.2  加熱元件：      硅碳管

1.2.3  加熱電源：      220V±10%  50HZ

1.2.4  大加熱電流:   30A

1.2.5  高加熱溫度:   1500℃

1.2.6  溫度采集元件：  鉑銠-鉑熱電偶

1.2.7  升溫控制方式：  自動(dòng)調(diào)節(jié)控制

1.2.8  升溫速度：      900～1500℃  5±1℃/min

說明：由于高溫爐的熱慣性較大，為保證900℃后升溫速度滿足5±1℃/分鐘的要求，從(890℃-900℃)這個(gè)階段溫升速度為(15～5)±1℃/分鐘。

灰錐觀察方式：攝像機(jī)自動(dòng)攝取，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)顯示。

本儀器符合標(biāo)準(zhǔn)《煤灰熔融性的測(cè)定方法》（GB219-96）所提示四點(diǎn)技術(shù)要求；

1、高溫恒溫帶長約30mm。

2、能準(zhǔn)確地控制升溫速度（900℃以后為5℃±1℃/min），并在三小時(shí)候內(nèi)加熱到1600℃。

3、可用通氣法或封碳法來控制爐內(nèi)氣氛為弱還原性，用空氣于爐內(nèi)自由流通的方法來控制為氧化性氣氛。

4、900℃以后爐內(nèi)試樣即清晰可見

1---控制器     2---攝像頭   3---攝像機(jī)數(shù)據(jù)采集線   4---攝像機(jī)12V電源線

注：攝像機(jī)數(shù)據(jù)采集線接計(jì)算機(jī)圖像 

圖2-3  灰熔點(diǎn)后面圖

  1——高溫爐     2——控制器      3——電爐     4——220V電源接線柱

  5——熱電偶接線柱    6——數(shù)據(jù)線接口   7——氫氣進(jìn)氣口  8——氫氣出氣口   

9——二氧化碳進(jìn)氣孔    10——二氧化碳出氣孔   11——爐體接線柱

注：紅接線柱為正極，黑接線柱為負(fù)極。6數(shù)據(jù)線接口另一端接接計(jì)算機(jī)COM1口。

計(jì)算機(jī)主機(jī)板安裝有圖像采集卡。

控制箱內(nèi)裝有攝像機(jī)、流量計(jì)、控溫元件及單片微機(jī)系統(tǒng)。

高溫爐為臥式爐，加熱元件為硅碳管，下有轉(zhuǎn)盤，可隨意轉(zhuǎn)動(dòng)爐體，以方便樣品的安裝。

第三章  儀器的安裝與使用

敬告：

安裝調(diào)試儀器時(shí)務(wù)必有中創(chuàng)公司專職人員在場(chǎng)主持。否則，造成不良后果，將由用戶負(fù)責(zé)；

3.1  爐體安裝

3.1.1  爐體放置水平，將硅碳管小心的插入剛玉外管內(nèi)，再將剛玉內(nèi)管插入硅碳管內(nèi)。

3.1.2  在硅碳管噴鋁部位裝上電極卡，接上導(dǎo)線。

3.1.3  調(diào)節(jié)控制箱位置，使攝像頭對(duì)準(zhǔn)高溫爐的觀測(cè)孔。

注意：攝像頭與高溫爐觀測(cè)孔應(yīng)保持約25-30厘米的距離，以免距離太近，爐溫過高輻射造成攝像頭損壞。

3.1.4  安裝高溫爐的硅碳管和內(nèi)套管，將熱電偶從爐體后部插入高溫爐內(nèi)套管中恒溫區(qū)內(nèi)（一般在正中央），調(diào)節(jié)熱電偶尾端使熱電偶位于內(nèi)套管上部，連接高溫爐硅碳管的兩極控制后同板上的負(fù)載接線柱。

3.1.5  用隨機(jī)配備的電纜線將控制箱上的視頻，控制插頭與計(jì)算機(jī)上的對(duì)應(yīng)插頭連接起來。

3.1.6  連接熱電偶兩極與控制箱熱電偶兩極接口。

3.1.7  用電纜線將電源接在控制箱上的“電源”接線柱上。

3.2  軟件安裝

3.2.1  系統(tǒng)軟件運(yùn)行在WINDOWS98及以上版本。

3.2.2  系統(tǒng)的安裝程序文件名為SETUP.EXE。運(yùn)行之按提示信息逐步安裝即可，應(yīng)用程序?qū)惭b在系統(tǒng)程序菜單下。

3.3  儀器的使用

3.3.1  高溫帶測(cè)定，儀器安裝好后，須測(cè)量其高溫帶，以選擇試樣放置部位。

3.3.2  試樣放置于灰錐托板上。

灰錐托板放置于剛玉舟之槽中，然后在剛玉舟里放置控制氣氛用的物質(zhì)，如木炭、無煙煤、石墨等。

3.3.3  爐內(nèi)氣氛控制。

（1）弱還原性氣氛

本儀器之高溫爐膛有兩種，氣密的剛玉管和氣疏的剛玉管（通常儀器配套的是氣疏的剛玉管）其弱還原性氣氛的控制方法分別是：

A、氣密剛玉管：于爐膛央放置石墨（粒度≤0.2mm，灰分≤15%）5～6g，或通入50±10％的H2和±10％的CO2混合氣體，通氣速度≥100ml/min。

B、氣疏剛玉管：于爐膛央放置石墨（粒度≤0.2mm，灰分≤15%）15～20g，石墨兩側(cè)放置無煙煤（粒度≤0.5mm，灰分≤15%）30～40g。

封入的含碳物質(zhì)除石墨、無煙煤外，亦可是木炭、焦炭、石油焦等。它們的粒度、數(shù)量和放置部位視具體情況而定。

（2）氧化性氣氛

爐內(nèi)不放任何含碳物質(zhì)，并使空氣自由流通。

（3）爐內(nèi)氣氛鑒定

當(dāng)采用封入含碳物質(zhì)的辦法來產(chǎn)生弱還原性氣氛時(shí)，需用下列方法之一來判斷爐內(nèi)氣氛。

A、標(biāo)準(zhǔn)錐法：選取含三氧化二鐵20-30%的易熔煤灰，預(yù)先在強(qiáng)還原性（爐內(nèi)通100%H2或封入大量無煙煤或木炭），弱還原性和氧化性氣氛中分別測(cè)出其熔融性溫度(在強(qiáng)還原性和氧化性氣氛之T2或T3應(yīng)比弱還原性氣氛者高100～300℃)然后以它們?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)來鑒定爐內(nèi)氣氛。如測(cè)出的T2或T3還原與弱性氣氛中的測(cè)定值相差不超過50℃，則證明爐內(nèi)氣氛為弱還原性；否則，應(yīng)根據(jù)它們與強(qiáng)還原性和氧化氣氛中的測(cè)定值的相差情況以及封入之含碳物質(zhì)的氧化程度來判斷氣氛是強(qiáng)還原性還是氧化性。

B、取氣分析法：從爐子高溫帶以5～7ml/min的速度取出氣體進(jìn)行萬分分析如在1000～1300℃內(nèi)還原性氣體（主要是CO，也包括H2，CH4），為10～70%（1100℃下它們和CO2之體積比1：1）且O2含量0.5%則為弱還原性氣氛。

3.4  操作步驟

打開計(jì)算機(jī)以后，再打開灰熔融性控制箱的電源，然后用鼠標(biāo)單擊“開始”按鈕，屏幕出現(xiàn)“開始”菜單。單擊“開始”菜單上的“程序”項(xiàng)，在“程序”項(xiàng)上找到“HR-5A微機(jī)灰熔點(diǎn)測(cè)定儀”并單擊，即開始運(yùn)行灰熔融性測(cè)定程序，屏幕顯示出主程序畫面，

3.4.1  開始按鈕   

用于起動(dòng)程序。用鼠標(biāo)點(diǎn)擊開始按鈕，則灰熔點(diǎn)開始進(jìn)入工作狀態(tài)，自動(dòng)控溫，當(dāng)溫度等于1500℃時(shí)系統(tǒng)將自動(dòng)結(jié)束測(cè)試。

3.4.2  停止按鈕    

用于停止正在工作的灰熔點(diǎn)程序，如果您需要在測(cè)試過程中停止測(cè)試，可用鼠標(biāo)單擊“停止“按鈕停止測(cè)試。

3.4.3  當(dāng)您操作或圖像不清晰時(shí)，可以調(diào)節(jié)攝像機(jī)的光圈和焦距，也可以在設(shè)置功能中調(diào)整圖像的亮度和對(duì)比度。

a、單擊“設(shè)置”鍵屏幕顯示灰錐的即時(shí)圖像。

b、打開控制箱的上蓋，在爐溫將到900℃時(shí)觀察計(jì)算機(jī)的圖像，調(diào)整攝像頭的光圈，使圖像亮度可辨，調(diào)節(jié)焦距使圖像清晰無虛影。調(diào)節(jié)控制箱的底腳使圖像位于圖像監(jiān)視窗的央。

c、調(diào)節(jié)完畢后，單擊設(shè)置上的“確定”退出設(shè)置。

3.4.4  特征溫度的觀察

在測(cè)試完成后，可通過“前翻頁”、“后翻頁”來觀看測(cè)試過程圖像。

用鼠標(biāo)單擊一次“后翻頁”鍵可觀看下一幅圖像，單擊“前翻頁”可查看上一幅圖像，如用鼠標(biāo)按住翻頁鍵不松或選中翻頁鍵后按回車鍵，即可進(jìn)行快速翻頁。

當(dāng)您挑出合適的圖像后，可單擊相應(yīng)的結(jié)果圖像框，該圖像調(diào)入試樣結(jié)果中。

如果要取消結(jié)果圖像可用鼠標(biāo)雙擊圖像結(jié)果。

通過單擊“試樣1”、“試樣2”、“試樣3”、“試樣4”鍵可在四個(gè)試樣的結(jié)果瀏覽灰熔融性。

3.4.5  圖像的存取操作

存盤時(shí)可通過“設(shè)置”功能選擇存儲(chǔ)全部的圖像或只存儲(chǔ)結(jié)果，使用方法見下一節(jié)內(nèi)容。

按“存盤”或“讀盤”鍵后屏幕顯示選單：“讀盤”標(biāo)題欄顯示“打開”，“存盤”時(shí)標(biāo)題欄顯示“另存為”。

系統(tǒng)圖像文件目錄默認(rèn)為：C：\program files\HR-5A，您也可以自己選擇合適的目錄。

當(dāng)選擇好合適的目錄后，在文件名一欄中輸入需要讀出或調(diào)用的試樣文件名，然后單擊“打開”或“存入”鍵，即可將計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)的測(cè)試結(jié)果讀出或?qū)y(cè)試結(jié)果存入計(jì)算機(jī)。

注意：文件名不能用C：\program files\HR-5A\YUN_HRD.HRD以免與試驗(yàn)時(shí)的過程臨時(shí)文件沖突。