章 產(chǎn)品概述

適用范圍

HWSK-4型微電腦溫度程序控制器，是一種智能化儀器，主要用于煤質(zhì)實驗中對馬弗爐加熱時間和溫度的自動控制。

HWSK-4微電腦時溫程控儀是根據(jù)GB212-91中煤的灰分、揮發(fā)分測定原理設計的。具有緩慢揮發(fā)法、快速揮發(fā)法、揮發(fā)分測定專用室溫控制程序。具有控溫時間、控溫溫度的用戶自選程序；由于采用了性能優(yōu)良的八位單片微機控制電路和高精度的A/D轉(zhuǎn)換器，時間和溫度控制準確，能克服揮發(fā)分測定中溫度過沖現(xiàn)象；本機使用液晶屏漢字顯示輕觸薄膜面板按鍵輸入信息和數(shù)據(jù)，操作方便，可靠性高，是實驗室理想的測控儀器。

性能特點

● 采用微處理器作為控制中心，利用微處理器的智能判斷方法自動調(diào)整預加熱溫度，并存儲記憶，確保試驗順利完成自動化程度高。

● 采用PID控制算法，控溫精度優(yōu)于國標要求，性能穩(wěn)定可靠。

● 溫度控制符合國標GB212、GB5447、GB5449規(guī)定，具有快速灰化法、緩慢灰化、 揮發(fā)分、粘結(jié)指數(shù)等專用加熱程序，性能*，控制精度高。

● 具有自選程序，用戶可根據(jù)需要分別設定二十段時間溫度控制進程，完成多種升溫曲線控制，應用廣泛，操作簡單。

● 采用液晶屏漢字顯示界面，人機界面友好。同時顯示時間、溫度和功能。

使用條件及用戶自備材料

1.     溫度：0℃～40℃

2.     相對濕度：≤85%

3.     供電電源：AC220V±10%，50Hz±1Hz。

4.     使用環(huán)境不應有強蝕氣體、強電磁設備和強磁場，通風良好。

5.     產(chǎn)品應牢固放置于試驗室工作臺上，室內(nèi)面積寬敞、光線明亮適度。

6.     開機工作前，應該對使用的產(chǎn)品及其它儀器和設施進行仔細檢查，特別是檢查電氣系統(tǒng)的接線應正確牢靠，發(fā)現(xiàn)異常情況應及時處理。

7.     操作人員是經(jīng)過專業(yè)培訓的人員，熟悉本使用說明書和有關(guān)配套的機電、儀器、設施等，不合格操作員不得上崗操作。

8.     自備40A以上的空氣開關(guān)或閘刀開關(guān)。

第二章 主要技術(shù)指標

1.        測溫范圍：0℃～1000℃；

2.        測溫精度：±3℃配用Ｉ級精度Ｋ型熱電偶；

3.        控溫精度：±5℃（在250℃～1000℃范圍內(nèi)）；

4.        熱電偶：鎳鉻—鎳硅熱電偶（分度號K）；

5.        升溫時間：（室溫～850℃）≤60min；

6.        灰分測定精密度符合GB/T 212中4.4規(guī)定；

7.        揮發(fā)分測定精密度符合GB/T 212中5.6規(guī)定；

8.        電源：AC220V±10%  50Hz±1Hz；

      9.  負載功率：≤5kW；

10.     重量：約2kg 。

第三章 儀器安裝

電源線連接

①  輸出：接馬弗爐的接線柱，負載功率不超過5千瓦。

②  輸入：接交流220伏單相電源，閘刀電容量不小于30A。

③  保險管：裝入0.5A保險管（5×20）

④  地線：接實驗室內(nèi)的安全保護地線（切記！不能和電源線共用）。

⑤  熱電偶：接鎳絡——鎳硅熱電偶（分度號：K）

第四章 操作界面說明

操作界面介紹                     

開機、復位界面如下圖：

功能選擇界面如下圖：

實驗項目界面如下圖：

設置選擇界面如下圖：

設置項目界面如下圖：

 控制器面板按鍵操作說明

1.    【確認】鍵用于進入功能界面和啟動實驗項目。

2.    【復位】鍵用于控制器重新啟動。

3.    【▲】或【▼】鍵用于選擇實驗項目（選中光標閃爍），在設置程序中用于設定數(shù)值的增減。

4.    【?】，【?】鍵在設置程序中用于左右移位。其它時候用于退回上級界面和程序的下一步。

第五章 實驗操作說明

緩慢灰化法（慢灰）

國標試驗方法提要：稱取1g的空氣干燥煤樣，放入馬弗爐中，以規(guī)定的速度加熱到（815±10）℃，灰化并灼燒到質(zhì)量恒定。以殘留物的質(zhì)量占煤樣質(zhì)量的百分數(shù)作為煤樣的灰分。

⒈ 在預先灼燒至質(zhì)量恒定的灰皿中，稱取粒度小于0.2mm的空氣干燥煤樣（1±0.1）g，稱準至0.000 2g，均勻地攤平在灰皿中，使其每平方厘米的質(zhì)量不超過 0.15g。

⒉ 開機、復位后，自動進入功能選擇界面，然后按【▲】或【▼】鍵選擇“慢灰”功能，并按【確認】鍵啟動試驗。

⒊ 自動檢測爐溫是否小于100℃，如大于100℃，請打開爐門降溫；如小于100℃，將放有灰皿的灰皿架放入馬弗爐恒溫區(qū)中，關(guān)上爐門并使爐門留有10mm左右的縫隙。

⒋ 按【確認】鍵進入升溫階段：升溫，在不小于30min的時間內(nèi)爐溫緩慢升至500℃。

⒌ 自動進入恒溫階段：在500℃溫度下保持30min。

⒍ 自動進入升溫階段：繼續(xù)升溫至815℃。

⒎ 自動進入恒溫階段：在（815±10）℃溫度下灼燒1h，時間到，音響提示。打開爐門，從爐中取出灰皿，放在耐熱瓷板或石棉板上，在空氣中冷卻5 min左右，移入干燥器中冷卻至室溫（約20 min）后稱量。

⒏ 從爐中取出灰皿后，應關(guān)上爐門，爐溫保持在815℃等待指示。

⒐ 如果進行檢查性灼燒，打開爐門，放入灰皿，關(guān)上爐門,請按【確認】鍵，進入檢查性灼燒，（815±10）℃，20min。時間到，音響提示。打開爐門，取出灰皿，關(guān)好爐門。爐溫保持在815℃等待指示。如欲進行下一次檢查性灼燒，放入灰皿，關(guān)上爐門。按【確認】鍵即可再次進入檢查性灼燒，（815±10）℃，20min。時間到，音響提示。打開爐門，取出灰皿，關(guān)好爐門。直到連續(xù)兩次灼燒的質(zhì)量變化不超過0.001g為止。按【復位】鍵結(jié)束慢灰試驗，返回到功能選擇界面。

快速灰化法（快灰）

 國標試驗方法提要：將裝有煤樣的灰皿由爐外逐漸送入預先加熱至（815±10）℃的馬弗爐中灰化并灼燒至質(zhì)量恒定。以殘留物的質(zhì)量占煤樣質(zhì)量的百分數(shù)作為煤樣的灰分。

1.       在預先灼燒至質(zhì)量恒定的灰皿中，稱取粒度小于0.2mm 的空氣干燥煤樣（1±0.01）g，稱準至0.000 2g，均勻地攤平在灰皿中，使其每平方厘米的質(zhì)量不超過 0.15g。將盛有煤樣的灰皿預先分排放在耐熱瓷板或石棉板上。

2.       開機、復位后，自動進入功能選擇界面，然后按【▲】或【▼】鍵選擇“快灰”功能，再按【確認】鍵啟動試驗。

3.       自動進入升溫階段：升溫到850℃，音響提示。

4.       自動進入恒溫階段：保持850℃溫度，等待試驗。

5.       試驗開始：打開爐門，將放有煤樣的灰皿架緩慢地推入馬弗爐中，先使排灰皿中的煤樣灰化。待5～10 min 后煤樣不再冒煙時，以每分鐘不大于2cm的速度把其余各排灰皿順序推入爐內(nèi)熾熱部分（若煤樣著火發(fā)生爆燃，試驗應作廢）。

6.       送完試樣，關(guān)上爐門并使爐門留有10mm左右的縫隙。按【確認】鍵，進入溫度恢復階段，升溫至815 ℃。

7.       自動進入恒溫階段：在（815±10）℃的溫度下灼燒40min，時間到，音響提示。打開爐門，從爐中取出灰皿，放在空氣中冷卻5min左右，移入干燥器中冷卻至室溫（約20min）后，稱量。

8.       從爐中取出灰皿后，應關(guān)上爐門，爐溫保持在815℃等待指示。

9.       如果進行檢查性灼燒，打開爐門，放入灰皿，請按【確認】鍵，進入檢查性灼燒，（815±10）℃，20min。時間到，音響提示。打開爐門，取出灰皿，關(guān)好爐門。直到連續(xù)兩次灼燒的質(zhì)量變化不超過0.001g為止。按【復位】鍵結(jié)束快灰試驗，返回到功能選擇界面。

10.     結(jié)果計算

空氣干燥煤樣的灰分按式（1）計算：

m₁

A_ad ＝ ----------×100  …………………………（1）

m

式中：

A_ad—— 空氣干燥煤樣的灰分，單位為百分數(shù)（％）；

m —— 稱取的空氣干燥煤樣的質(zhì)量，單位為克（g） ；

m_l —— 灼燒后殘留物的質(zhì)量，單位為克（g）。

灰分測定的重復性和再現(xiàn)性如表1規(guī)定：

表1

揮發(fā)分測定

國標方法提要：稱取1g的空氣干燥煤樣，放在帶蓋的瓷坩堝中，在（900±10）℃溫度下，隔絕空氣加熱7min。以減少的質(zhì)量占煤樣質(zhì)量的百分數(shù)，減去該煤樣的水分含量作為煤樣的揮發(fā)分。

1.       在預先于900℃ 溫度下灼燒至質(zhì)量恒定的帶蓋瓷坩堝，稱取粒度小于0.2 mm的空氣干燥煤樣（1±0.01）g，（稱準至0.000 2g），然后輕輕振動坩堝，使煤樣攤平，蓋上蓋，放在坩堝架上。褐煤和長焰煤應預先壓餅，并切成約3mm的小塊。

2.       開機、復位后，自動進入功能選擇界面，然后按【▲】或【▼】鍵選擇“揮發(fā)分”功能，再按【確認】鍵啟動試驗。

3.       自動進入升溫階段：升溫至920℃，音響提示。

4.       自動進入恒溫階段：保持910爐溫，等待試驗。

5.       開始試驗：順時針旋轉(zhuǎn)煙囪開關(guān)手柄到底，隔絕空氣。然后打開爐門，迅速將放有坩堝的架子送入恒溫區(qū)，立即關(guān)上爐門，按【確認】鍵（以上操作要迅速），在3min內(nèi)，爐溫恢復到（900±10）℃，（如果在3min內(nèi)，爐溫沒有恢復到900±10℃，音響提示，此試驗作廢。）

6.       實驗過程：保持爐溫（900±10）℃，從按鍵起準確加熱７min，加熱時間包括溫度恢復時間在內(nèi)。試驗完成，音響提示（6分40秒時蜂鳴器間斷音響為提示實驗即將結(jié)束；7分鐘時蜂鳴器長響為實驗結(jié)束）。

7.       打開爐門，從爐中取出坩堝架，放在空氣中冷卻5min左右，移入干燥器中冷卻至室溫（約20min）后稱量。

8.       從爐中取出灰皿后，應關(guān)上爐門，爐溫保持在920℃等待指示

9.       分析結(jié)果的計算

空氣干燥煤樣的揮發(fā)分按式（2）計算：

m₁

V_ad ＝ ----------×100－M_ad  ……………………（2）

m

式中：

V_ad——空氣干燥煤樣的揮發(fā)分率，單位為百分數(shù)（％）；

m——空氣干燥煤樣的質(zhì)量，單位為克（g） ；

m₁——煤樣加熱后減少的質(zhì)量，單位為克（g） ；

M_ad——空氣干燥煤樣的水分，單位為百分數(shù)（％）。

揮發(fā)分測定的重復性和再現(xiàn)性如表2規(guī)定：

表2

粘結(jié)指數(shù)測定

粘結(jié)指數(shù)國標試驗方法提要：將試驗煤樣和專用無煙煤，在規(guī)定的條件下混合，快速加熱成焦，所得焦塊在規(guī)格的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)進行強度檢驗，用規(guī)定的公式計算粘結(jié)指數(shù)，以表示試驗煤樣的粘結(jié)能力。

測定粘結(jié)指數(shù)專用無煙煤應符合GB14181規(guī)定要求。

試驗煤樣按GB474《煤樣的制備方法》制備成粒度小于0.2mm的空氣干燥煤樣，其中0.1mm～0.2mm的煤粒占全部煤樣的20～35％。煤樣粉碎后并在試驗前應混合均勻。試驗煤樣應裝在密封的容器中，制樣后到試驗的時間不應超過一周。如超過一周，應在報告中注明制樣和試驗時間。

1.       先稱取5 g專用無煙煤樣，再稱取1g試驗煤樣放入坩堝內(nèi)，稱準到0.001g。

2.       用攪拌絲將坩堝內(nèi)的混合煤樣攪拌2min。攪拌的方法是：坩堝作45°左右的傾斜，逆時針方向轉(zhuǎn)動，每分鐘約15轉(zhuǎn)。攪拌絲亦傾斜同樣的角度；順時針方向轉(zhuǎn)動。每分鐘約150轉(zhuǎn)。攪拌時，攪拌絲的圓環(huán)接觸坩堝壁與底相連接的圓弧部分。經(jīng)1 min45 s 后，  —邊繼續(xù)攪拌，一邊將坩堝與攪拌絲逐漸轉(zhuǎn)到垂直位置，2min時，攪拌結(jié)束。在攪拌時，應防止煤樣外濺。攪拌后，將附在坩堝壁上的煤粉，用刷子輕輕刷到坩堝里的煤樣上。再用攪拌絲將試樣撥平，沿坩堝壁的層面略低1～2mm，以便壓塊將試樣壓緊后，使之處于同一平面。

3.       用鑷子將壓塊于坩堝中心，然后將其置于壓力器下，輕輕放下壓桿靜壓30 s 。

4.       加壓結(jié)束后，壓塊仍留在試樣上，蓋上坩堝蓋。注意從攪拌時開始，帶有試樣的坩堝，應輕拿輕放，避免受到?jīng)_擊與振動。

5.       開機、復位后，自動進入功能選擇界面，然后按【▲】或【▼】鍵選擇“粘結(jié)”功能，再按【確認】鍵啟動試驗。

6.       自動進入升溫階段：升溫到850℃，音響提示。

7.       自動進入恒溫階段：保持850℃爐溫，等待試驗。

8.       試驗開始：打開爐門，將帶蓋的坩堝放置在坩堝架中,用平鏟放入預先升溫到850℃的馬弗爐的恒溫區(qū)內(nèi)，立即關(guān)上爐門。按【確認】鍵（以上操作要迅速），在6min內(nèi)，爐溫恢復到（850±10）℃。（如果在6min內(nèi)，爐溫沒有恢復到850±10℃，音響提示，此試驗作廢。）

9.       實驗過程：保持爐溫（850±10）℃，從按【確認】鍵起15min，試驗完成，音響提示（1.蜂鳴器間斷音為提示實驗即將結(jié)束；2.蜂鳴器長響為實驗結(jié)束）。

10.     將坩堝從馬弗爐中取出，放置冷卻到室溫。若不立即進行轉(zhuǎn)鼓試驗，則將坩堝放入干燥器中。

11.     從爐中取出灰皿后，應關(guān)上爐門，爐溫保持在850℃等待指示。

12.     從冷卻后的坩堝中取出壓塊。當壓塊上附有焦渣時，應刷入坩堝內(nèi)，稱量焦炭總質(zhì)量。然后將其放入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，進行次轉(zhuǎn)鼓試驗，轉(zhuǎn)鼓試驗后的焦塊用1mm圓孔篩進行篩分，再稱篩上部分重量。然后，將其放入轉(zhuǎn)鼓進行第二次轉(zhuǎn)鼓試驗，重復篩分、稱重操作，每次轉(zhuǎn)鼓試驗5min即250轉(zhuǎn)。重量都稱準到0.01g。

13.     結(jié)果表述、補充試驗、精密度及結(jié)果報告見GB／T5447中第八章至第十章。

自選控溫程序

本機備有20段自選控溫程序，設定方法見設置章節(jié)：

1.     開機、復位后，自動進入功能選擇界面，然后按【▲】或【▼】鍵選擇【自選】功能，再按【確認】鍵啟動試驗。

第六章 程序設定說明

揮發(fā)份的設定

煤炭的種類和參數(shù)很多很復雜，一般絕大多數(shù)的煤種在做揮發(fā)份實驗時用本設備專用的揮發(fā)份功能即可完成實驗要求，當遇到特殊煤種和異常情況時，用專用的揮發(fā)份實驗功能無法達到實驗要求，可按以下方法來完成本實驗的目的，具體方法和步驟如下，請用戶詳看！

1.       開機、復位后，自動進入功能選擇界面，然后按【▲】或【▼】鍵選擇“設定”功能，再按【 確認】鍵進入設定功能界面。

2.       按【▲】或【▼】鍵選擇“揮發(fā)份設定”功能，再按【確認】鍵進入揮發(fā)份的設定界面。

3.       按【?】或【?】鍵移動設定值光標的位數(shù)，按【▲】或【▼】鍵設定溫度與時間的數(shù)值。按【確認】鍵即可保存。

4.       在該設置中時間的單位為“秒”，是指揮發(fā)份實驗啟動后的前三分鐘的連續(xù)加熱時間。當時間設置為零時前三分鐘的加熱時間將自動控制；溫度的設定是指揮發(fā)份實驗的起始溫度。

5.       總之：未恢復到設定溫度就減小加熱系數(shù)或提高實驗的起始溫度；恢復超于設定溫度就加大加熱系數(shù)或降低實驗的起始溫度。這兩個參數(shù)可以單獨調(diào)節(jié)也可聯(lián)合并用。以上兩種情況的方法請用戶詳細揣摩其中的意思，文字較多但方法很明確，只要明白了就很容易調(diào)節(jié)參數(shù)達到揮發(fā)份實驗的目的，設定好的參數(shù)掉電有保存功能！                             

粘結(jié)指數(shù)的設定

                   （與揮發(fā)份的設定基本相同）

自選的設定

1. 開機、復位后，自動進入功能選擇界面，然后按【▲】或【▼】鍵選擇“設定”功能，再按【確認】鍵進入設定功能界面。

2.  按【▲】或【▼】鍵選擇“自選設定”功能，再按【確認】鍵進入自選的設定界面。

3.  按【?】或【?】鍵移動設定值光標的位數(shù)，按【▲】或【▼】鍵設定溫度與時間的數(shù)值。控制溫度設定為（1～999）℃，控溫時間設定為（1～999）min。進程1設定完成后，按【?】鍵進入自選程序下一進程的設定。以此類推，自選程序設定共有20段進程可供選擇。自選程序設定完成后，先按【確認】鍵再【復位】鍵結(jié)束，返回到自選程序界面。

4.  自選程序設定完成后，在自選程序界面，按【確認】鍵即可啟動自選程序進行試驗。

例1：控溫要求升800℃恒溫等待實驗，按【確認】鍵后恒溫30min。

    1）進入“自選設定”界面。

2）第0階段為升溫階段：時間設定為000，溫度設定為800；

3）第1階段為恒溫階段：時間設定為030，溫度設定為800；

4）按【確定】鍵保存再【復位】鍵即可；

例2：控溫要求升800℃恒溫，無時間要求。

    1）進入“自選設定”界面。

2）第0階段為升溫階段：時間設定為000，溫度設定為800；

3）按【確定】鍵保存再【復位】鍵即可；

例3：控溫要求升800℃后自動恒溫30min，再通過不小于20min的時間升到到850℃自動恒溫40min。

    1）進入“自選設定”界面。

2）第0階段為升溫階段：時間設定為025（設定時間應大于升到該設定溫度的所用時間），溫度設定為800；

3）第1階段為恒溫階段：時間設定為030，溫度設定為800；

4）第2階段為升溫階段：時間設定為020，溫度設定為850；

5）第3階段為恒溫階段：時間設定為040，溫度設定為850；

6）第4階段為恒溫階段：時間設定為000，溫度設定為850；

7）按【確定】鍵保存再【復位】鍵即可；

第七章 使用注意事項

1.     請詳細閱讀完本說明書后，再進行操作。

2.     在使用時,設備應該可靠接地,以免發(fā)生危險。

3.     馬弗爐次使用或長期停用后再次使用時，應該進行烘爐，烘爐時間共為六小時，應分別設定   200℃、300℃、400℃各烘二小時。

4.     所接電源線、負載線要連接正確，要有足夠的線徑，并接好40A的保險。安裝好后，  在通電試驗之前，請仔細檢查爐絲接線是否牢固，尤其是不能短路，也不準接殼和接地。熱電偶的正負極要正確連接。如果接反，則在升溫時，溫度顯示值下降。

5.     本儀器在做“慢灰”、“快灰”、“粘結(jié)”、“揮發(fā)分”等試驗時，應根據(jù)要求按【確認】或【?】鍵，增加進程。以使試驗順利進行。

6.     當正在開機工作時，一旦儀器產(chǎn)品發(fā)生故障時，應立即關(guān)閉電源，停機檢查。重大故障應保護現(xiàn)場，以便故障分析。

7.     使用時, 設定爐溫不得超過額定工作溫度，此時爐絲壽命較長。設定爐溫不得超過工作溫度,以免燒毀電熱元件。

8.     熱電偶不要在高溫時驟然拔出,以防外套炸裂。

9.     禁止向爐內(nèi)灌注各種液體及易熔解的金屬, 凡附有油質(zhì)類的金屬材料進行加熱時,會有大   量的揮發(fā)性氣體將影響和腐蝕電熱元件表面,使之燒毀和縮短壽命,因此,加熱附有油質(zhì)類的金屬材料時，應做好金屬材料的密封工作。

10.   應定期檢查接線連接是否良好。

11.   保持爐膛清潔,及時清除爐內(nèi)氧化物之類滯留物。

  ? 特別注意：下班（或長時間不做實驗）請務必斷開電源。

第八章 常見故障及排除方法

1．顯示“熱電偶開路”檢查熱電偶線路，是否接觸良好。否則與廠家聯(lián)系。

2．爐溫失控，控制電路中的固態(tài)繼電器損壞，應立即切斷電源，以免燒壞爐體或其它元件。然后通知廠家處理。

3．不升溫，加熱電路故障。請通知廠家處理。