微電腦時溫程控儀使用說明書
章 產品概述
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GB212-91中煤的灰分、揮發分測定原理設計的。具有緩慢揮發法、快速揮發法、揮發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；由于采用了性能優良的八位單片微機控制電路和高精度的A/D轉換器，時間和溫度控制準確，能克服揮發分測定中溫度過沖現象；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據，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，控溫精度優于國標要求，性能穩定可靠。
● 溫度控制符合國標GB212、GB5447、GB5449規定，具有快速灰化法、緩慢灰化、 揮發分、粘結指數等專用加熱程序，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. 使用環境不應有強蝕氣體、強電磁設備和強磁場，通風良好。
5. 產品應牢固放置于試驗室工作臺上，室內面積寬敞、光線明亮適度。
6. 開機工作前，應該對使用的產品及其它儀器和設施進行仔細檢查，特別是檢查電氣系統的接線應正確牢靠，發現異常情況應及時處理。
7. 操作人員是經過專業培訓的人員，熟悉本使用說明書和有關配套的機電、儀器、設施等，不合格操作員不得上崗操作。
8. 自備40A以上的空氣開關或閘刀開關。
第二章 主要技術指標
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）；
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規定；
7. 揮發分測定精密度符合GB/T 212中5.6規定；
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：
■ 1. 快灰 2. 揮發份 3. 粘結指數 4. 自選 |
實驗項目界面如下圖：
項目：快灰 預置：850 時間：000 溫度：032 |
設置選擇界面如下圖：
1. 1. 設置自選 2. 2. 設置揮發份 3. 3. 設置粘結指數 4. 4. 設置快灰 |
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，以規定的速度加熱到（815±10）℃，灰化并灼燒到質量恒定。以殘留物的質量占煤樣質量的百分數作為煤樣的灰分。
⒈ 在預先灼燒至質量恒定的灰皿中，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中，關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，關好爐門。直到連續兩次灼燒的質量變化不超過0.001g為止。按【復位】鍵結束慢灰試驗，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量恒定。以殘留物的質量占煤樣質量的百分數作為煤樣的灰分。
1. 在預先灼燒至質量恒定的灰皿中，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熾熱部分（若煤樣著火發生爆燃，試驗應作廢）。
6. 送完試樣，關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，關好爐門。直到連續兩次灼燒的質量變化不超過0.001g為止。按【復位】鍵結束快灰試驗，返回到功能選擇界面。
10. 結果計算
空氣干燥煤樣的灰分按式（1）計算：
m1
Aad ＝ ----------×100 …………………………（1）
m
式中：
Aad—— 空氣干燥煤樣的灰分，單位為百分數（％）；
m —— 稱取的空氣干燥煤樣的質量，單位為克（g） ；
ml —— 灼燒后殘留物的質量，單位為克（g）。
灰分測定的重復性和再現性如表1規定：
灰分／％ | 重復性限Aad ／％ | 再現性臨界差Ad／ ％ |
＜15.00 | 0.20 | 0.30 |
15.00～30.00 | 0.30 | 0.50 |
＞30.00 | 0.50 | 0.70 |
表1
揮發分測定
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。以減少的質量占煤樣質量的百分數，減去該煤樣的水分含量作為煤樣的揮發分。
1. 在預先于900℃ 溫度下灼燒至質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：順時針旋轉煙囪開關手柄到底，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，立即關上爐門，按【確認】鍵（以上操作要迅速），在3min內，爐溫恢復到（900±10）℃，（如果在3min內，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。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束；7分鐘時蜂鳴器長響為實驗結束）。
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，應關上爐門，爐溫保持在920℃等待指示
9. 分析結果的計算
空氣干燥煤樣的揮發分按式（2）計算：
m1
Vad ＝ ----------×100－Mad ……………………（2）
m
式中：
Vad——空氣干燥煤樣的揮發分率，單位為百分數（％）；
m——空氣干燥煤樣的質量，單位為克（g） ；
m1——煤樣加熱后減少的質量，單位為克（g） ；
Mad——空氣干燥煤樣的水分，單位為百分數（％）。
揮發分測定的重復性和再現性如表2規定：
揮發分／％ | 重復性限Vad／％ | 再現性臨界差Vd／％ |
＜20.00 | 0.30 | 0.50 |
20.00～40.00 | 0.50 | 1.00 |
＞40.00 | 0.80 | 1.50 |
表2
粘結指數測定
粘結指數國標試驗方法提要：將試驗煤樣和專用無煙煤，在規定的條件下混合，快速加熱成焦，所得焦塊在規格的轉鼓內進行強度檢驗，用規定的公式計算粘結指數，以表示試驗煤樣的粘結能力。
測定粘結指數專用無煙煤應符合GB14181規定要求。
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，稱準到0.001g。
2. 用攪拌絲將坩堝內的混合煤樣攪拌2min。攪拌的方法是：坩堝作45°左右的傾斜，逆時針方向轉動，每分鐘約15轉。攪拌絲亦傾斜同樣的角度；順時針方向轉動。每分鐘約150轉。攪拌時，攪拌絲的圓環接觸坩堝壁與底相連接的圓弧部分。經1 min45 s 后， —邊繼續攪拌，一邊將坩堝與攪拌絲逐漸轉到垂直位置，2min時，攪拌結束。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，避免受到沖擊與振動。
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”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℃的馬弗爐的恒溫區內，立即關上爐門。按【確認】鍵（以上操作要迅速），在6min內，爐溫恢復到（850±10）℃。（如果在6min內，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束；2.蜂鳴器長響為實驗結束）。
10. 將坩堝從馬弗爐中取出，放置冷卻到室溫。若不立即進行轉鼓試驗，則將坩堝放入干燥器中。
11. 從爐中取出灰皿后，應關上爐門，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，稱量焦炭總質量。然后將其放入轉鼓內，進行次轉鼓試驗，轉鼓試驗后的焦塊用1mm圓孔篩進行篩分，再稱篩上部分重量。然后，將其放入轉鼓進行第二次轉鼓試驗，重復篩分、稱重操作，每次轉鼓試驗5min即250轉。重量都稱準到0.01g。
13. 結果表述、補充試驗、精密度及結果報告見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：
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
揮發份的設定
煤炭的種類和參數很多很復雜，一般絕大多數的煤種在做揮發份實驗時用本設備專用的揮發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“揮發份設定”功能，再按【確認】鍵進入揮發份的設定界面。
3. 按【?】或【?】鍵移動設定值光標的位數，按【▲】或【▼】鍵設定溫度與時間的數值。按【確認】鍵即可保存。
4. 在該設置中時間的單位為“秒”，是指揮發份實驗啟動后的前三分鐘的連續加熱時間。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或降低實驗的起始溫度。這兩個參數可以單獨調節也可聯合并用。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節參數達到揮發份實驗的目的，設定好的參數掉電有保存功能！
粘結指數的設定
（與揮發份的設定基本相同）
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，按【▲】或【▼】鍵設定溫度與時間的數值。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”、“揮發分”等試驗時，應根據要求按【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，一旦儀器產品發生故障時，應立即關閉電源，停機檢查。重大故障應保護現場，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. 禁止向爐內灌注各種液體及易熔解的金屬, 凡附有油質類的金屬材料進行加熱時,會有大 量的揮發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。否則與廠家聯系。
2．爐溫失控，控制電路中的固態繼電器損壞，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。
