第一章 儀器的性能和特點 1.1 概述 HR-5A型微機灰熔點測定儀利用微機對灰熔融性測定過程進行自動控制。攝像頭采集灰錐圖像，通過圖像處理技術顯示于計算機顯示器的指定位置。爐溫變化由前端單片微機進行PID調節控制，并通過串行口將溫度傳輸到微機系統，顯示時間-溫度圖像。試驗結束可選擇打印灰錐結果圖像及相應溫度數據，也可以保存結果文件。而試驗過程圖像及溫度自動保存，下次試驗開始后清除。該儀器可廣泛應用在電力、煤炭、水泥、冶金等行業，目前該儀器在國內處于技術領先水平。 1.1.1 主要特點 1.1.1.1 微機自動控制溫升，溫升特性符合國標GB219-96； 1.1.1.2 灰錐圖像顯示在微機顯示器圖像采集區域； 1.1.1.3 系統具有對試驗結果存儲和調用功能； 1.1.1.4 可選擇打印灰熔點圖像及溫度值； 1.1.1.5 顯示溫升-時間變化曲線； 1.1.1.6 系統運行于WINDOWS98及以上操作系統。 1.2 主要規格及技術參數 1.2.1 高溫爐: 臥式爐（可旋轉） 1.2.2 加熱元件： 硅碳管 1.2.3 加熱電源： 220V±10% 50HZ 1.2.4 最大加熱電流: 30A 1.2.5 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： 自動調節控制 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℃ )這個階段溫升速度為(15～5)±1℃/分鐘。 灰錐觀察方式：攝像機自動攝取，計算機系統顯示。 本儀器符合國家標準《煤灰熔融性的測定方法》（GB219-96）所提示四點技術要求； 1、高溫恒溫帶長約30mm。 2、能準確地控制升溫速度（900℃以后為5℃±1℃/min），并在三小時候內加熱到1600℃。 3、可用通氣法或封碳法來控制爐內氣氛為弱還原性，用空氣于爐內自由流通的方法來控制為氧化性氣氛。 4、900℃以后爐內試樣即清晰可見。 第二章 儀器組成 本儀器由計算機、控制箱、高溫爐組成，見圖2-1： 圖2-1 灰熔點正面圖 1---氫氣流量計 2----二氧化碳流量計 3----控制器 4---電源開關 5---控制器前支腳 6--- 裝樣孔 7---熱電偶固定座 8---高溫爐 9---高溫爐轉盤底座 圖2-2 灰熔點正面圖 1---控制器 2---攝像頭 3---攝像機數據采集線 4---攝像機12V電源線 注：攝像機數據采集線接計算機圖像采集卡 圖2-3 灰熔點后面圖 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——數據線接口 7——氫氣進氣口 8——氫氣出氣口 9——二氧化碳進氣孔 10——二氧化碳出氣孔 11——爐體接線柱 注：紅接線柱為正極，黑接線柱為負極。6數據線接口另一端接接計算機COM1口。 計算機主機板安裝有圖像采集卡。 控制箱內裝有攝像機、流量計、控溫元件及單片微機系統。 高溫爐為臥式爐，加熱元件為硅碳管，下有轉盤，可隨意轉動爐體，以方便樣品的安裝。 第三章 儀器的安裝與使用 敬告： 安裝調試儀器時務必有中創公司專職人員在場主持。否則，造成不良后果，將由用戶負責； 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，再將剛玉內管插入硅碳管內。 3.1.2 在硅碳管噴鋁部位裝上電極卡，接上導線。 3.1.3 調節控制箱位置，使攝像頭對準高溫爐的觀測孔。 注意：攝像頭與高溫爐觀測孔應保持約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套管，將熱電偶從爐體后部插入高溫爐內套管中恒溫區內（一般在正中央），調節熱電偶尾端使熱電偶位于內套管上部，連接高溫爐硅碳管的兩極控制后同板上的負載接線柱。 3.1.5 用隨機配備的電纜線將控制箱上的視頻，控制插頭與計算機上的對應插頭連接起來。 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 系統軟件運行在WINDOWS98及以上版本。 3.2.2 系統的安裝程序文件名為SETUP.EXE。運行之按提示信息逐步安裝即可，應用程序將安裝在系統程序菜單下。 3.3 儀器的使用 3.3.1 高溫帶測定，儀器安裝好后，必須測量其高溫帶，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，如木炭、無煙煤、石墨等。 3.3.3 爐內氣氛控制。 （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：于爐膛中央放置石墨（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：于爐膛中央放置石墨（粒度≤0.2mm，灰分≤15%）15～20g，石墨兩側放置無煙煤（粒度≤0.5mm，灰分≤15%）30～40g。 封入的含碳物質除石墨、無煙煤外，亦可是木炭、焦炭、石油焦等。它們的粒度、數量和放置部位視具體情況而定。 （2）氧化性氣氛 爐內不放任何含碳物質，并使空氣自由流通。 （3）爐內氣氛鑒定 當采用封入含碳物質的辦法來產生弱還原性氣氛時，需用下列方法之一來判斷爐內氣氛。 A、標準錐法：選取含三氧化二鐵20-30%的易熔煤灰，預先在強還原性（爐內通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出其熔融性溫度(在強還原性和氧化性氣氛之T2或T3應比弱還原性氣氛者高100～300℃)然后以它們為標準來鑒定爐內氣氛。如測出的T2或T3還原與弱性氣氛中的測定值相差不超過50℃，則證明爐內氣氛為弱還原性；否則，應根據它們與強還原性和氧化氣氛中的測定值的相差情況以及封入之含碳物質的氧化程度來判斷氣氛是強還原性還是氧化性。 B、取氣分析法：從爐子高溫帶以5～7ml/min的速度取出氣體進行萬分分析如在1000～1300℃內還原性氣體（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 打開計算機以后，再打開灰熔融性控制箱的電源，然后用鼠標單擊“開始”按鈕，屏幕出現“開始”菜單。單擊“開始”菜單上的“程序”項，在“程序”項上找到“HR-5A微機灰熔點測定儀”并單擊，即開始運行灰熔融性測定程序，屏幕顯示出主程序畫面，如下圖： 圖2-4 主程序操作界面圖 3.4.1 開始按鈕 用于起動程序。用鼠標點擊開始按鈕，則灰熔點開始進入工作狀態，自動控溫，當溫度等于1500℃時系統將自動結束測試。 3.4.2 停止按鈕 用于停止正在工作的灰熔點程序，如果您需要在測試過程中停止測試，可用鼠標單擊“停止“按鈕停止測試。 3.4.3 當您首次操作或圖像不清晰時，可以調節攝像機的光圈和焦距，也可以在設置功能中調整圖像的亮度和對比度。 a、單擊“設置”鍵屏幕顯示灰錐的即時圖像。 b、打開控制箱的上蓋，在爐溫將到900℃時觀察計算機的圖像，調整攝像頭的光圈，使圖像亮度可辨，調節焦距使圖像清晰無虛影。調節控制箱的底腳使圖像位于圖像監視窗的中央。 c、調節完畢后，單擊設置上的“確定”退出設置。 3.4.4 特征溫度的觀察 在測試完成后，可通過“前翻頁”、“后翻頁”來觀看測試過程圖像。 用鼠標單擊一次“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，如用鼠標按住翻頁鍵不松或選中翻頁鍵后按回車鍵，即可進行快速翻頁。 當您挑出合適的圖像后，可單擊相應的結果圖像框，該圖像調入試樣結果中。 如果要取消結果圖像可用鼠標雙擊圖像結果。 通過單擊“試樣1”、“試樣2”、“試樣3”、“試樣4”鍵可在四個試樣的結果瀏覽灰熔融性。 3.4.5 圖像的存取操作 存盤時可通過“設置”功能選擇存儲全部的圖像或只存儲結果，使用方法見下一節內容。 按“存盤”或“讀盤”鍵后屏幕顯示選單：“讀盤”標題欄顯示“打開”，“存盤”時標題欄顯示“另存為”。 系統圖像文件目錄默認為：C：\program files\HR-5A，您也可以自己選擇合適的目錄。 當選擇好合適的目錄后，在文件名一欄中輸入需要讀出或調用的試樣文件名，然后單擊“打開”或“存入”鍵，即可將計算機內存儲的測試結果讀出或將測試結果存入計算機。 注意：文件名不能用C：\program files\HR-5A\YUN_HRD.HRD以免與試驗時的過程臨時文件沖突。 如果要取消操作可單擊“取消”鍵。 3.4.6 設置 通過設置功能觀察圖像變化情況，以便調整攝像頭的對比度和亮度，通過調節光圈及焦距改變圖像的清晰度。按“設置”鍵后屏幕彈出菜單。 注意：在此狀態下圖像連續在監視區顯示，如設置完成，應及時退出設置狀態。 3.4.7 打印 首先選擇需要打印的試樣為當前試樣，即所觀察到圖像的試樣，然后點擊“打印”按鈕，即可打印出當前試樣灰熔點及圖形。 3.4.8 圖像自動識別 3.4.8.1 圖像自動識別操作方法步驟（示例）： a、試驗結束后或打開已保存的過程文件，其狀態圖為圖示一： 圖示一 b、點擊右上角<圖像原型>按鈕，得到起始記錄圖像，所見圖示二： c、將鼠標移動到灰錐左上角即試樣1的左上角，其位置高于各灰錐高度，在試樣1灰錐的點左側，點擊鼠標左鍵，然后向右下方拖動鼠標，滑動鼠標至右下角，其位置稍低于灰錐托板，在欲識別圖形的右側，所見圖示三： d、點擊鼠標左鍵確定識別圖像區域，所見圖示四： e、點擊右測<試樣確認>按鈕，自動識別圖像，試樣變黑，并在窗口底邊提示搜索到的試樣個數，此時注意確認實際選中試樣數和搜索到的試樣數是否一致，不一致重復以上步驟，一致即可點擊<自動識別>按鈕自動識別灰熔點。所見圖示五： 3.4.8.2 注意事項和說明： 圖像自動識別是一項很復雜的事情，有很多制約因素，比如說圖像不固定、圖像亮度、清晰度、角度、背景干擾等原因，造成無法識別，請用人工選圖方式。圖像識別基礎條件： a、在爐溫900度以前調好設備，包括攝像機亮度、對比度，調好視角，固定位置，試驗過程中禁止變動。 b、灰錐發生粘連時，首先用直線隔離，方法是自上而下，用鼠標左鍵點擊聯體上方，滑動鼠標至下方，點擊鼠標左鍵確定，然后按以上操作方法再選取圖像。所件圖示六： c、自動識別完畢后，檢查圖像識別情況，發現不適合的圖像，人工調整，方法是用主窗體的翻頁鍵查找到適合的圖像，雙擊試樣圖像窗口更改圖像。 d、系統僅對采集圖像的明暗度進行可選擇方式，即高亮度、正常亮度、低亮度，通常設置為正常亮度，根據實際選擇確定。點擊主窗口<設置>按鈕所見圖示七： 第四章 使用注意事項 4.1 灰熔融性控制箱的電源應在開始實驗時再打開，做完實驗后應及時關閉，以免對爐體加熱元件造成損壞。 4.2 計算機的顯示分辨率應為800×600。 4.3 計算機禁止使用屏幕保護程序。 4.4 計算機的顯示器電源管理應關閉。 4.5 儀器須有良好接地。 4.6 在安裝或拆卸爐子時應小心，勿損傷硅碳管，勿使爐體受強烈振動。 4.7 最大使用電流勿超過30A。 4.8 儀器應放在干燥、通風的地方，不能在爐內處理水分較高的物質。 4.9 爐內嚴禁通入氯氣，在用無煙煤控制氣體成分時勿用硫分高者。 4.10 在安裝爐子時注意使硅碳管與剛玉舟、外套管之間有一定的空隙，因為在煤灰熔融性測定中，爐內有CO生成，同時碳化硅在氧氣不足時會按SiC+1.5O2=SiO2+CO反應式氧化生而成CO2，這些CO在氧氣不足時會發生：2CO=CO2+C反應而析出碳，析出之碳如沉積在硅碳管之螺紋帶縫隙處會形成短路而燒壞控制器，所以在硅碳管和剛玉舟、外套管之間應留適當的空隙使硅碳管周圍保持少量的空氣，將析出之碳燒掉并防止局部過熱。 4.11 器背面有裸露高壓線，請勿觸摸。移動儀器時，須先切斷電源。 4.12 計算機九針串行口上必須插上串行口隔離器。 注意：為了安全使用該系統，計算機設備必須可靠接地。 第五章 產品配套一覽表 序號 名稱 單位 數量 備注 1 電腦主機 臺 1 2 顯示器 臺 1 3 打印機 部 1 4 攝像頭 個 1 5 光盤 張 1 6 加密鎖 套 1 7 采集卡 套 1 8 計算機和灰熔點連線 條 1 9 HR-5A控制器 臺 1 10 爐體 臺 1 11 硅碳管 支 1 易損件 12 硅碳管線 條 1 13 硅碳管卡子 付 1 14 剛玉管 支 1 易損件 15 剛玉舟 支 1 易損件 16 灰錐托盤 個 10 易損件 17 灰錐模子 付 1 18 熱電偶 支 1 19 糊精 瓶 1 20 石墨粉 瓶 1 21 熱電偶線 付 1 22 爐體線 付 1 23 九針轉換器 個 1 24 使用說明書 份 1 25 產品合格證 份 1
