基于单片机的恒温式自动量热仪设计

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摘要:量热仪是能源生产和能耗企业必备的重要测量仪器,其测量精度和效率直接影响着经济效益。为了提高量热仪的测量
精度，整个量热系统的测温精度、准确性、稳定性等诸多方面都需要得到改善和提高。本文给出了采用单片机及铂电阻
2 {* n$ r$ i: q9 C8 IPT1000为核心器件的高精度恒温式自动量热仪设计。
1 O4 E' J/ |3 N& X% F5 R/ G关键词:量热仪;单片机;测温精度;发热量
引言
+ C2 k# r  d5 Q: U9 ]; e+ L3 v% M) V9 C燃料的价值就在于燃烧过程中能够发热,因此燃烧热量就
成为评估燃料质量最重要的指标,而燃烧热量通常是由量热仪
来测量的。因此,量热仪是能源生产和能耗企业必备的重要仪
器,其测量精度和效率直接影响着经济效益。量热仪可分别用于
电力、煤炭、焦炭石油、化工、水泥、军工、粮食、饲料、木材、木
炭以及科研等行业测量固体、液体等可燃物资的发热量。由于
其应用范围很广,因此研制出更高测量精度和效率的量热仪具
3 A1 A# C1 ~" ?% P. n有很好的发展前景及经济效益。
1 s/ U! ]! z6 _0 @9 o我国是产煤大国,而衡量煤炭质量的最重要指标之一是其
燃烧发热量。因而,目前国内普遍采用以发热量作为动力煤计
; ?4 A, M/ q+ \8 W- ~, \/ M价的主要依据。由于煤炭的发热量主要是利用量热仪来测定,
( r0 E5 m, Y& r4 }9 J因此,目前恒温式自动量热仪在包括煤炭生产以及用煤单位如
电力等系统广泛应用。但由于其在测温过程中不可避免地会受
, m& I( d2 L. Z/ N到客观和人为干扰,准确性受到-定影响。为了解决这- -问题
并根据现有量热仪存在的其它缺点,本文所设计的量热仪采用
( G4 w$ E" _" a' H了以单片机为控制单元，选用更高精度的铂电阻PT1000作为
: B0 f0 P% E8 c1 _! t5 [9 i, M3 N温度传感器,精心设计相关电路,增加信号处理单元,采用Lab-
VIEW设计操作界面等,不仅提升了量热仪的测量精度,而且具
有良好的性价比。
1基本原理
恒温式量热仪采用氧弹法来测定发热量。通过放在氧弹内
$ K9 ^! p- p* w# v& |9 U" |样品煤的燃烧发热引起水温变化,由温度传感器检测该温度变
化,其对应电信号通过运放电路送到CPU控制中心(单片机)后
$ K7 n0 C2 [/ E; _+ U进行AD转换。利用自行设计的测量控制软件对采样数据进行
  ^$ H+ V7 M" m+ V/ C7 i+ M( S
/ f: u2 Q4 Z1 K) \( n( a滤波、计算与分析,并利用经验公式进行修正,最后得出单位煤
的发热量。
根据氧弹法测量的基本原理,煤的发热量(高位发热量、低
$ @) h, _% y; E位发热量)计算公式如下:
由上述公式可知,只要能准确测量氧弹中水的温度及相关
参数(煤重、包纸热等),就能较准确地测出煤的发热量。
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Monika

恒温式量热仪采用氧弹法来测定发热量