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《智能儀器在煤質(zhì)分析中的應(yīng)用》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、智能儀器在煤質(zhì)分析中的應(yīng)用1背景介紹工業(yè)分析儀是測量煤炭水分、灰分、揮發(fā)分的一類重要儀器，過去是利用烘箱、馬弗爐、電子天平等工具和設(shè)備，再由人工進(jìn)行測試，過程繁瑣又費(fèi)力，還容易產(chǎn)生誤差。很難實(shí)現(xiàn)高精度快速測試。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了觸摸式的自動化工業(yè)分析儀，極大簡化了操作人員的操作難度，測試速度更快，準(zhǔn)確度更高。本軟件是為TYGF-6000工業(yè)分析儀配套開發(fā)的嵌入式軟件系統(tǒng)，是一種將加熱爐體和稱量用的電子天平結(jié)合在一起，在特定的氣氛條件、特定的溫度條件、特定的時(shí)間條件下對受熱過程中的試樣進(jìn)行稱重，以此計(jì)算出試樣的水分、灰分及揮發(fā)分等工
2、業(yè)指標(biāo)的煤質(zhì)分析設(shè)備。圖1內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖本系統(tǒng)基于ARM11芯片(三星S3C6410)設(shè)計(jì)開發(fā)，使用WindowsCE嵌入式操作平臺，利用微軟基礎(chǔ)類庫MFC進(jìn)行編程，包含一個(gè)應(yīng)用程序框架及大量Windows句柄封裝類和很多Windows的內(nèi)建控件和組件的封裝類，大大減少了工作量，縮短的軟件開發(fā)時(shí)間，提高了編程效率。整體而言，該系統(tǒng)用戶界面友好，觸摸屏操作簡單，實(shí)時(shí)性高，支持多線程，能自動完成數(shù)據(jù)的采集、存儲、結(jié)果計(jì)算、打印等，功能強(qiáng)大。采用這種基于觸摸屏控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的電腦控制的分析儀系統(tǒng)相比有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：（1）系統(tǒng)整體體積較小，一臺嵌入式的觸摸屏加上傳
3、統(tǒng)工業(yè)分析儀就能組成一套系統(tǒng)，不需要專門配備電腦，不但減少了體積，也節(jié)約了成本。（2）人機(jī)交互性好，在日常使用的時(shí)候，與鼠標(biāo)鍵盤操作相比，該系統(tǒng)只需要在觸摸屏上進(jìn)行點(diǎn)按操作即可，界面簡單大方，靈敏度高，特別方便檢測人員上手操作。（3）軟件可移植性好，本軟件基于桌面WINDOWS系統(tǒng)改造而來，具有類似的界面以及操作方式，有低學(xué)習(xí)成本等特點(diǎn)。2儀器的硬件設(shè)計(jì)2.1熱電路測溫設(shè)計(jì)加熱爐是煤質(zhì)分析儀核心部分,其合理性直接影響到檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和精確程度,設(shè)計(jì)時(shí)要對加熱爐的結(jié)構(gòu)物理模型進(jìn)行分析,尤其是對水分和揮發(fā)分分析時(shí),有必要對流動介質(zhì)氮?dú)庾髁黧w理論熱傳導(dǎo)分析,得
4、到精確的分析結(jié)果,這樣有利于對加熱爐結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，所以在選擇熱電偶時(shí)，我們更加注意熱電偶的測溫范圍和測溫精度，所以工業(yè)分析儀主要采用k型熱電偶。溫差熱電偶（簡稱熱電偶）是目前溫度測量中使用最普遍的傳感元件之一。它除具有結(jié)構(gòu)簡單，測量范圍寬、準(zhǔn)確度高、熱慣性小，輸出信號為電信號便于遠(yuǎn)傳或信號轉(zhuǎn)換等優(yōu)點(diǎn)外，還能用來測量流體的溫度、測量固體以及固體壁面的溫度。微型熱電偶還可用于快速及動態(tài)溫度的測量。本儀器采用了MAXIM公司在2002年推出的一種K型熱電偶變換器集成電路MAX6675作為爐內(nèi)的冷端補(bǔ)償電路。該器件帶有冷端補(bǔ)償、信號放大，并將模擬電壓經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器
5、(ADC)轉(zhuǎn)換成12位數(shù)字信號輸出，這將使溫度測量儀表或溫度測量、控制系統(tǒng)變得十分簡單。圖2Max6674內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2.2控制器設(shè)計(jì)圖3控制器電路設(shè)計(jì)圖控制電路分以下幾個(gè)組成部分，atmel16芯片，電源電路，時(shí)鐘電路，系統(tǒng)氧氣控制電路，系統(tǒng)氮?dú)饪刂齐娐?，旋轉(zhuǎn)電機(jī)控制電路，風(fēng)扇控制電路，系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)控制，溫度控制模塊，串口電路，系統(tǒng)獨(dú)立保護(hù)。主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)總體動作控制，屬于煤質(zhì)分析儀的下位機(jī)部分。2.3觸摸屏設(shè)計(jì)在工業(yè)分析儀系統(tǒng)中采用了觸摸屏操作系統(tǒng)，觸摸屏面板一般包括兩個(gè)部分：觸摸檢測裝置和觸摸屏控制器。觸摸檢測裝置安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測用戶觸摸位
6、置，把接收到信息傳送到觸摸屏控制器；觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測裝置上接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)，再送給CPU，它同時(shí)能接收CPU發(fā)來的命令并加以執(zhí)行。觸摸屏的發(fā)展呈現(xiàn)專業(yè)化、多媒體化、立體化和大屏幕化等趨勢。隨著信息社會的發(fā)展，人們需要獲得各種各樣公共信息。以觸摸屏技術(shù)為交互窗口的公共信息傳輸系統(tǒng)通過采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，運(yùn)用文字、圖像、音樂、解說、動畫、錄像等多種形式，直觀、形象地把各種信息介紹給人們，給人們帶來極大的方便。可以預(yù)見，隨著觸摸屏技術(shù)的迅速發(fā)展，觸摸屏的應(yīng)用領(lǐng)域會越來越廣，性能會越來越好。觸摸屏是工業(yè)分析儀對外顯示的主界面
7、，通過這里我們可以看到工業(yè)分析儀的系統(tǒng)進(jìn)程，我們也可以通過觸摸屏對工業(yè)分析儀進(jìn)行操作，如在系統(tǒng)調(diào)試過程中對工業(yè)分析儀進(jìn)行升轉(zhuǎn)盤、打開或關(guān)閉氮?dú)庋鯕忾y門操作，我們也可以通過觸摸屏讀出系統(tǒng)狀態(tài)，看看系統(tǒng)是否處于不正常狀態(tài)和工業(yè)分析儀的溫度時(shí)間以及樣品的數(shù)量、當(dāng)前重量、當(dāng)前位置等，也可以出下方的列表中看出各個(gè)編號坩堝及其試樣的樣品質(zhì)量、殘重、以及試樣的水分、灰分、揮發(fā)分等。圖4觸摸屏工業(yè)界面3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)工作流程1、依次打開工業(yè)分析儀器主機(jī)、計(jì)算機(jī)、打印機(jī)電源預(yù)熱30min。2、打開氧氣、氮?dú)鈿怏w鋼瓶閥門。出口壓力調(diào)節(jié)為0.1Mpa，小于0.1Mpa需
8、更換氧氣。3、啟動測試程序。4、在菜單中點(diǎn)擊【系統(tǒng)設(shè)置】打開系統(tǒng)設(shè)
