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構與煤炭標準分析中對可燃物進行發熱量的測定。能嚴格按照國標GB/T213-2008有關規定和方法自動測量。因此，此款嵌入式量熱儀廣泛應用于煤炭檢測、石油、化工、木材、科研、食品等各個行業中。

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，保證了測試結果的穩定性。

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設備，實現了操作更簡單、靈活；直接的人機交互方式，使用更方便。

l  具備了計算機強大的數據處理功能和極強的可擴展能力，實現了對儀器的表達。歷史數據的查詢、打印變得簡單輕松，并為今后的設備組網和數據共享提供了兼容的可能。

l  具有以往“個人計算機+控制器”模式的相同數據處理速度，增強了可靠性。

l  實時的冷卻校正，對環境溫度要求寬松。硫，氫，水數據可在實驗完成后補充輸入并自動換算高、低位發熱量，更符合常規實驗過程。

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準要求、實驗方法和實驗步驟等。

l  設備一體化設計外形，安裝、更換方便，性能更可靠。

1.3    測試原理

煤的發熱量在氧彈熱量儀中進行測定，量的分析試樣，在充有過量氧氣的氧彈內燃燒，燃燒產生的熱量由彈筒壁傳導給量的內筒水和量熱系統（包括內筒、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量熱物質苯甲酸來確定。

發熱量測定時，根據試樣點燃前后量熱系統產生的溫升以及系統熱容量，并對點火熱等附加熱進行校正后即可求得試樣的彈筒發熱量，單位為焦耳/克（J/g）。

從彈筒發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）的氣化熱進行校正后求得煤的低位發熱量。

1.4    技術參數

l  參考熱容量：約10500（J/K）；

l  外桶水容量：約40L；

l  內桶水容量：約2.1 L;

l  點火電壓：  AC:220V

l  點火時間：  3-6秒（可調）；

l  測溫范圍：  0.0000℃-40.0000℃；

l  分辨率：    0.0001℃；

l  測量精度：  優于國標GB/T213-2008；

l  使用環境：  室溫5-40℃（每次測定室溫變化應≤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    權利聲明

?  本說明書所提到的產品規格及圖片文字信息僅供參考，內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。

?  未盡授權禁止復制和使用說明書中所涉及到的內容。

?  本說明書提到的部件、組件和附件僅作說明之用，不代表購買機型的配置。

2.2    安全警告

l  對儀器進行接線操作時請斷開供電電源，禁止帶電進行任何接線操作。

l  請勿重壓LCD液晶顯示屏，重壓可能會導致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，防止漏電發生意外觸電。

l  遠離易燃、易爆、有腐蝕性、有放射性等物品和環境，防止損毀儀器或減緩儀器壽命以及防止意外事故的發生。

l  盡量保持儀器使用環境的清潔，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內容進行使用操作。

l  非人員不得隨意打開儀器外殼或者更換內部元件。

l  請妥善保管好使用說明書，以便正確使用。

3.   結構組成與安裝

3.1    安裝注意

Ø  開箱檢查儀器有無出現運輸過程中的損傷和缺件。

Ø  將儀器放置于穩定的實驗臺上，且陽光直射不到的地方。

Ø  溫控器儀表可靠接地，防止漏電發生意外觸電。

Ø  恒溫外筒應加注蒸餾水或純凈水，并應靜置一晚。

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    儀器的組成結構

該儀器由量熱儀主機、氧彈、充氧儀、氧氣減壓器幾部分組成。

（1）     量熱儀主機（如圖1）由外殼、內筒、外筒、攪拌器、溫度傳感器、熱敏打印機和嵌入式液晶顯示器組成，是整套儀器的核心部分。

圖1 量熱儀主機結構示意圖

（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境。

圖2 氧彈外形與結構示意圖

（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、調節手柄組成用來將氣瓶的高壓氧氣調節到實驗所需的2.8-3.0MPa，高壓表用于指示氧氣瓶內的氣體壓力，低壓表用于指示實驗所需的調整壓力。

圖4 氧氣減壓器外形示意圖

3.3    安裝環境和具備材料

（1）      安裝環境

l  環境溫度5-40℃。

l  相對濕度≤85%；

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

l  實驗室朝北，以免陽光直射儀器；

l  700mm*1500mm穩固的試驗臺；

（2）      具備材料

l  工業級分析天平，精度萬分之一（即0.0000g）。

l  有標準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：氧氣瓶位置要遠離易燃易爆、易產生明火等物品和環境）

（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，緩慢調節氧氣減壓器調節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）     連接導線：

將設備配套的電源連接線一端連接量熱儀主機電源接口，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）     給主機加注蒸餾水或純凈水：

將放置于穩固試驗臺上的量熱儀主機上蓋掀開，用注水軟管將準備好的蒸餾水或純凈水小心加入內同，并借助本設備軟件的手動模式將注入內筒的水排到外筒。（方法為：打開電源 → 選擇 →  選擇。注水過程要注意不要是內桶水超過2/3，以免由于過快的注水使得內筒溢水。注水過程直到量熱儀主機后部溢流孔有水流出時，將注水軟管取出停止加水，同時等內桶水排空后點擊屏幕，這樣就取消了內筒放水過程。稍等，待水位面平穩后，注水過程結束。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）     調整注水時間：

按照（系統設置界面）下中注水時間的要求設置合適的注水時間，然后按。

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

3.5    儀器精密度評價

n  為保證儀器的精度，應在預熱30分鐘之后進行。

n  外筒水溫與室溫之差要小于1.5℃。

n  取5次標定極差不超40 J/K的熱容量平均值作為本儀器的有效熱容量。（注：zui多可以補做到8次，取其中5次平均值，否則查找原因后重新標定）

3.6    儀器準確度評定

測定標準苯甲酸或標準煤樣進行判定。

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，也可通過操作鼠標實現。具體見以下幾個界面類型的詳細介紹。

4.1    啟動界面

儀器上電啟動后打開觸摸屏電源，啟動后點擊發熱量圖標，進入初始化界面。

（1）功能選擇: 此區域包括以下4功能選擇按鈕，點按相應按鈕后會分別進入對應界面。：點此按鈕進入圖，可查看溫度曲線。

：點此按鈕進入圖，可輸入熱容量測試所需數據。

：點此按鈕進入圖，可對發熱量測試的歷史數據進行查詢、打印、修改和刪除操作。

：點此按鈕進入圖，可進行【參數設置】

（2）發熱量數據輸入：包含發熱量測定時所需輸入的8數據和實驗過程控制的【實驗開始】、【試驗停止】兩個按鍵。

n  試樣編號：點按此數據輸入區域框將彈出數字鍵盤，可輸入試樣的編號信息，見圖（16）、可輸入數字、字母及符號。詳見“4.7數字鍵盤”。

n  試樣重量：點按此數據輸入區域框項彈出的數字鍵盤，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字鍵盤內輸入添加物（擦鏡紙、苯甲酸、或標準煤樣）的重量，單位為g，到0.0001g。

n  點火絲質量：在需要點火絲熱值的情況下，可點按此項在彈出的數字鍵盤內輸入點火絲的重量，單位為g，到0.0001g。

（注：上兩項數據需要同→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，用于煤炭低位發熱量的換算。：點按此鍵開始抽水注水。

：點按此鍵將停止當前實驗進程。

（3）查看曲線：包括溫度、溫升、時間。

4.3    熱容量數據輸入界面

系統啟動后點按按鈕后，進入熱容量數據輸入界面。此界面下包括上部的功能選擇，中部的熱容量數據輸入和下部的狀態顯示三狀態。

圖7熱容量數據輸入界面

熱容量數據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字鍵盤中輸入苯甲酸的標準熱值，單位為J/焦耳。

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

n  保存：