第一章 仪器的性能和特点 1.1 概述 HR-5A型微机灰熔点测定仪利用微机对灰熔融性测定过程进行自动控制。摄像头采集灰锥图像，通过图像处理技术显示于计算机显示器的指定位置。炉温变化由前端单片微机进行PID调节控制，并通过串行口将温度传输到微机系统，显示时间-温度图像。试验结束可选择打印灰锥结果图像及相应温度数据，也可以保存结果文件。而试验过程图像及温度自动保存，下次试验开始后清除。该仪器可广泛应用在电力、煤炭、水泥、冶金等行业，目前该仪器在国内处于技术领先水平。 1.1.1 主要特点 1.1.1.1 微机自动控制温升，温升特性符合国标GB219-96； 1.1.1.2 灰锥图像显示在微机显示器图像采集区域； 1.1.1.3 系统具有对试验结果存储和调用功能； 1.1.1.4 可选择打印灰熔点图像及温度值； 1.1.1.5 显示温升-时间变化曲线； 1.1.1.6 系统运行于WINDOWS98及以上操作系统。 1.2 主要规格及技术参数 1.2.1 高温炉: 卧式炉（可旋转） 1.2.2 加热元件： 硅碳管 1.2.3 加热电源： 220V±10% 50HZ 1.2.4 最大加热电流: 30A 1.2.5 加热温度: 1500℃ 1.2.6 温度采集元件： 铂铑-铂热电偶 1.2.7 升温控制方式： 自动调节控制 1.2.8 升温速度： 900～1500℃ 5±1℃/min 说明：由于高温炉的热惯性较大，为保证900℃后升温速度满足5±1℃/分钟的要求，从(890℃ -900℃ )这个阶段温升速度为(15～5)±1℃/分钟。 灰锥观察方式：摄像机自动摄取，计算机系统显示。 本仪器符合国家标准《煤灰熔融性的测定方法》（GB219-96）所提示四点技术要求； 1、高温恒温带长约30mm。 2、能准确地控制升温速度（900℃以后为5℃±1℃/min），并在三小时候内加热到1600℃。 3、可用通气法或封碳法来控制炉内气氛为弱还原性，用空气于炉内自由流通的方法来控制为氧化性气氛。 4、900℃以后炉内试样即清晰可见。 第二章 仪器组成 本仪器由计算机、控制箱、高温炉组成，见图2-1： 图2-1 灰熔点正面图 1---氢气流量计 2----二氧化碳流量计 3----控制器 4---电源开关 5---控制器前支脚 6--- 装样孔 7---热电偶固定座 8---高温炉 9---高温炉转盘底座 图2-2 灰熔点正面图 1---控制器 2---摄像头 3---摄像机数据采集线 4---摄像机12V电源线 注：摄像机数据采集线接计算机图像采集卡 图2-3 灰熔点后面图 1——高温炉 2——控制器 3——电炉 4——220V电源接线柱 5——热电偶接线柱 6——数据线接口 7——氢气进气口 8——氢气出气口 9——二氧化碳进气孔 10——二氧化碳出气孔 11——炉体接线柱 注：红接线柱为正极，黑接线柱为负极。6数据线接口另一端接接计算机COM1口。 计算机主机板安装有图像采集卡。 控制箱内装有摄像机、流量计、控温元件及单片微机系统。 高温炉为卧式炉，加热元件为硅碳管，下有转盘，可随意转动炉体，以方便样品的安装。 第三章 仪器的安装与使用 敬告： 安装调试仪器时务必有中创公司专职人员在场主持。否则，造成不良后果，将由用户负责； 3.1 炉体安装 3.1.1 炉体放置水平，将硅碳管小心的插入刚玉外管内，再将刚玉内管插入硅碳管内。 3.1.2 在硅碳管喷铝部位装上电极卡，接上导线。 3.1.3 调节控制箱位置，使摄像头对准高温炉的观测孔。 注意：摄像头与高温炉观测孔应保持约25-30厘米的距离，以免距离太近，炉温过高辐射造成摄像头损坏。 3.1.4 安装高温炉的硅碳管和内套管，将热电偶从炉体后部插入高温炉内套管中恒温区内（一般在正中央），调节热电偶尾端使热电偶位于内套管上部，连接高温炉硅碳管的两极控制后同板上的负载接线柱。 3.1.5 用随机配备的电缆线将控制箱上的视频，控制插头与计算机上的对应插头连接起来。 3.1.6 连接热电偶两极与控制箱热电偶两极接口。 3.1.7 用电缆线将电源接在控制箱上的“电源”接线柱上。 3.2 软件安装 3.2.1 系统软件运行在WINDOWS98及以上版本。 3.2.2 系统的安装程序文件名为SETUP.EXE。运行之按提示信息逐步安装即可，应用程序将安装在系统程序菜单下。 3.3 仪器的使用 3.3.1 高温带测定，仪器安装好后，必须测量其高温带，以选择试样放置部位。 3.3.2 试样放置于灰锥托板上。 灰锥托板放置于刚玉舟之槽中，然后在刚玉舟里放置控制气氛用的物质，如木炭、无烟煤、石墨等。 3.3.3 炉内气氛控制。 （1）弱还原性气氛 本仪器之高温炉膛有两种，气密的刚玉管和气疏的刚玉管（通常仪器配套的是气疏的刚玉管）其弱还原性气氛的控制方法分别是： A、气密刚玉管：于炉膛中央放置石墨（粒度≤0.2mm，灰分≤15%）5～6g，或通入50±10％的H2和±10％的CO2混合气体，通气速度≥100ml/min。 B、气疏刚玉管：于炉膛中央放置石墨（粒度≤0.2mm，灰分≤15%）15～20g，石墨两侧放置无烟煤（粒度≤0.5mm，灰分≤15%）30～40g。 封入的含碳物质除石墨、无烟煤外，亦可是木炭、焦炭、石油焦等。它们的粒度、数量和放置部位视具体情况而定。 （2）氧化性气氛 炉内不放任何含碳物质，并使空气自由流通。 （3）炉内气氛鉴定 当采用封入含碳物质的办法来产生弱还原性气氛时，需用下列方法之一来判断炉内气氛。 A、标准锥法：选取含三氧化二铁20-30%的易熔煤灰，预先在强还原性（炉内通100%H2或封入大量无烟煤或木炭），弱还原性和氧化性气氛中分别测出其熔融性温度(在强还原性和氧化性气氛之T2或T3应比弱还原性气氛者高100～300℃)然后以它们为标准来鉴定炉内气氛。如测出的T2或T3还原与弱性气氛中的测定值相差不超过50℃，则证明炉内气氛为弱还原性；否则，应根据它们与强还原性和氧化气氛中的测定值的相差情况以及封入之含碳物质的氧化程度来判断气氛是强还原性还是氧化性。 B、取气分析法：从炉子高温带以5～7ml/min的速度取出气体进行万分分析如在1000～1300℃内还原性气体（主要是CO，也包括H2，CH4），为10～70%（1100℃下它们和CO2之体积比1：1）且O2含量0.5%则为弱还原性气氛。 3.4 操作步骤 打开计算机以后，再打开灰熔融性控制箱的电源，然后用鼠标单击“开始”按钮，屏幕出现“开始”菜单。单击“开始”菜单上的“程序”项，在“程序”项上找到“HR-5A微机灰熔点测定仪”并单击，即开始运行灰熔融性测定程序，屏幕显示出主程序画面，如下图： 图2-4 主程序操作界面图 3.4.1 开始按钮 用于起动程序。用鼠标点击开始按钮，则灰熔点开始进入工作状态，自动控温，当温度等于1500℃时系统将自动结束测试。 3.4.2 停止按钮 用于停止正在工作的灰熔点程序，如果您需要在测试过程中停止测试，可用鼠标单击“停止“按钮停止测试。 3.4.3 当您首次操作或图像不清晰时，可以调节摄像机的光圈和焦距，也可以在设置功能中调整图像的亮度和对比度。 a、单击“设置”键屏幕显示灰锥的即时图像。 b、打开控制箱的上盖，在炉温将到900℃时观察计算机的图像，调整摄像头的光圈，使图像亮度可辨，调节焦距使图像清晰无虚影。调节控制箱的底脚使图像位于图像监视窗的中央。 c、调节完毕后，单击设置上的“确定”退出设置。 3.4.4 特征温度的观察 在测试完成后，可通过“前翻页”、“后翻页”来观看测试过程图像。 用鼠标单击一次“后翻页”键可观看下一幅图像，单击“前翻页”可查看上一幅图像，如用鼠标按住翻页键不松或选中翻页键后按回车键，即可进行快速翻页。 当您挑出合适的图像后，可单击相应的结果图像框，该图像调入试样结果中。 如果要取消结果图像可用鼠标双击图像结果。 通过单击“试样1”、“试样2”、“试样3”、“试样4”键可在四个试样的结果浏览灰熔融性。 3.4.5 图像的存取操作 存盘时可通过“设置”功能选择存储全部的图像或只存储结果，使用方法见下一节内容。 按“存盘”或“读盘”键后屏幕显示选单：“读盘”标题栏显示“打开”，“存盘”时标题栏显示“另存为”。 系统图像文件目录默认为：C：\program files\HR-5A，您也可以自己选择合适的目录。 当选择好合适的目录后，在文件名一栏中输入需要读出或调用的试样文件名，然后单击“打开”或“存入”键，即可将计算机内存储的测试结果读出或将测试结果存入计算机。 注意：文件名不能用C：\program files\HR-5A\YUN_HRD.HRD以免与试验时的过程临时文件冲突。 如果要取消操作可单击“取消”键。 3.4.6 设置 通过设置功能观察图像变化情况，以便调整摄像头的对比度和亮度，通过调节光圈及焦距改变图像的清晰度。按“设置”键后屏幕弹出菜单。 注意：在此状态下图像连续在监视区显示，如设置完成，应及时退出设置状态。 3.4.7 打印 首先选择需要打印的试样为当前试样，即所观察到图像的试样，然后点击“打印”按钮，即可打印出当前试样灰熔点及图形。 3.4.8 图像自动识别 3.4.8.1 图像自动识别操作方法步骤（示例）： a、试验结束后或打开已保存的过程文件，其状态图为图示一： 图示一 b、点击右上角<图像原型>按钮，得到起始记录图像，所见图示二： c、将鼠标移动到灰锥左上角即试样1的左上角，其位置高于各灰锥高度，在试样1灰锥的点左侧，点击鼠标左键，然后向右下方拖动鼠标，滑动鼠标至右下角，其位置稍低于灰锥托板，在欲识别图形的右侧，所见图示三： d、点击鼠标左键确定识别图像区域，所见图示四： e、点击右测<试样确认>按钮，自动识别图像，试样变黑，并在窗口底边提示搜索到的试样个数，此时注意确认实际选中试样数和搜索到的试样数是否一致，不一致重复以上步骤，一致即可点击<自动识别>按钮自动识别灰熔点。所见图示五： 3.4.8.2 注意事项和说明： 图像自动识别是一项很复杂的事情，有很多制约因素，比如说图像不固定、图像亮度、清晰度、角度、背景干扰等原因，造成无法识别，请用人工选图方式。图像识别基础条件： a、在炉温900度以前调好设备，包括摄像机亮度、对比度，调好视角，固定位置，试验过程中禁止变动。 b、灰锥发生粘连时，首先用直线隔离，方法是自上而下，用鼠标左键点击联体上方，滑动鼠标至下方，点击鼠标左键确定，然后按以上操作方法再选取图像。所件图示六： c、自动识别完毕后，检查图像识别情况，发现不适合的图像，人工调整，方法是用主窗体的翻页键查找到适合的图像，双击试样图像窗口更改图像。 d、系统仅对采集图像的明暗度进行可选择方式，即高亮度、正常亮度、低亮度，通常设置为正常亮度，根据实际选择确定。点击主窗口<设置>按钮所见图示七： 第四章 使用注意事项 4.1 灰熔融性控制箱的电源应在开始实验时再打开，做完实验后应及时关闭，以免对炉体加热元件造成损坏。 4.2 计算机的显示分辨率应为800×600。 4.3 计算机禁止使用屏幕保护程序。 4.4 计算机的显示器电源管理应关闭。 4.5 仪器须有良好接地。 4.6 在安装或拆卸炉子时应小心，勿损伤硅碳管，勿使炉体受强烈振动。 4.7 最大使用电流勿超过30A。 4.8 仪器应放在干燥、通风的地方，不能在炉内处理水分较高的物质。 4.9 炉内严禁通入氯气，在用无烟煤控制气体成分时勿用硫分高者。 4.10 在安装炉子时注意使硅碳管与刚玉舟、外套管之间有一定的空隙，因为在煤灰熔融性测定中，炉内有CO生成，同时碳化硅在氧气不足时会按SiC+1.5O2=SiO2+CO反应式氧化生而成CO2，这些CO在氧气不足时会发生：2CO=CO2+C反应而析出碳，析出之碳如沉积在硅碳管之螺纹带缝隙处会形成短路而烧坏控制器，所以在硅碳管和刚玉舟、外套管之间应留适当的空隙使硅碳管周围保持少量的空气，将析出之碳烧掉并防止局部过热。 4.11 器背面有裸露高压线，请勿触摸。移动仪器时，须先切断电源。 4.12 计算机九针串行口上必须插上串行口隔离器。 注意：为了安全使用该系统，计算机设备必须可靠接地。 第五章 产品配套一览表 序号 名称 单位 数量 备注 1 电脑主机 台 1 2 显示器 台 1 3 打印机 部 1 4 摄像头 个 1 5 光盘 张 1 6 加密锁 套 1 7 采集卡 套 1 8 计算机和灰熔点连线 条 1 9 HR-5A控制器 台 1 10 炉体 台 1 11 硅碳管 支 1 易损件 12 硅碳管线 条 1 13 硅碳管卡子 付 1 14 刚玉管 支 1 易损件 15 刚玉舟 支 1 易损件 16 灰锥托盘 个 10 易损件 17 灰锥模子 付 1 18 热电偶 支 1 19 糊精 瓶 1 20 石墨粉 瓶 1 21 热电偶线 付 1 22 炉体线 付 1 23 九针转换器 个 1 24 使用说明书 份 1 25 产品合格证 份 1
