基于LabVIEW媒发热虚拟量热仪的设计与实现

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1、基于犔犪犫犞犐犈犠煤发热虚拟量热仪的设计与实现刘宇赵书俊张斌张雷（郑州大学物理工程学院郑州４５０００１）摘要：将虚拟仪器技术应用于现代化自动量热仪，并为深层次的应用做前期技术探索。从使用操作、数据采集处理系统、信息交换等方面对已有的自动化量热仪进行改进。详述了设计原理、具体改进方案；在保证测量准确、精确的要求下，与传统量热仪相比，本设计实现了降低成本、优化系统构成、维护与检测方便等目标。该探索对类似设备的改进有指导意义。关键词：量热仪；虚拟仪器；数据采集；ＬａｂＶＩＥＷ中图分类号：ＴＰ２７４文献标识码：Ａ犇犲狊犻犵狀牔狉犲犪犾犻狕犪狋犻狅狀狅犳狏犻狉

2、狋狌犪犾犮犪犾狅狉犻犿犲狋犲狉犳狅狉犮犪犾狅狉犻犳犻犮狏犪犾狌犲狅犳犮狅犪犾犫犪狊犲犱狅狀犔犪犫犞犐犈犠ＬｉｕＹｕＺｈａｏＳｈｕｊｕｎＺｈａｎｇＢｉｎＺｈａｎｇＬｅｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｈｙｓｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００２）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｖｉｒｔｕａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｍｏｄｅｒｎａｕｔｏｍａｔｉｃｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ，ａｎｄｔｈｉｓｗｏｒｋｃａｎｂｅｒｅｇａｒｄｅｄａｓｐｒｅｅｘｐｌｏｒａ

3、ｔｉｏｎｆｏｒｄｅｅｐｅｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｏｉｍｐｒｏｖｅａｕｔｏｍａｔｉｏｎｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒｆｒｏｍｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓ，ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｅｘｃｈａｎｇｅａｎｄｏｔｈｅｒａｓｐｅｃｔｓａｒｅｔｈｅｍａｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｐｏｉｎｔｓ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｐｒｏｇｒａｍｍｅａｒｅｇｉｖｅｎ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｗｏｒｋａｃｈｉｅｖｅｓｔｈｅｔａｒｇｅｔｗｉｔｈｌｏｗｅｒｃｏｓｔ

4、，ｉｍｐｒｏｖｅｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｅａｓｙｓｙｓｔｅｍｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｔｈｒｏｕｇｈｄｅｔｅｃｔｉｏｎｃｏｎｔｒａｓｔｉｎｇｗｉｔｈｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ，ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｔｈｅｗｏｒｋｈａｓｓｏｍｅｇｕｉｄｉｎｇｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｆｏｒａｍｅｌｉｏｒａｔｉｎｇｓｉｍｉｌａｒｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ；ｖｉｒｔｕａｌｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ；ＤＡＱ；ＬａｂＶＩＥＷ据的处理并记录和显示。从其结构与性能上又可分为恒０

5、引言温式和绝热式两种，两者的量热系统都被包围在充满水的燃料煤的发热量数值是通过量热仪（又称热量计）来双层夹套中，区别只在于外筒及自动控温装置。测量的。目前自动量热仪在电力系统及煤矿能源系统中工业上普遍采用氧弹法作为测量物体发热量的标准广泛使用，但其产品功能固定、单调，不能满足实际工作中方法。该方法先用已知热值的燃烧物对测量系统进行标现场需求，其设计有待改善。本文采用基于微机平台的虚定，然后在近似的工作条件下使待测定物充分燃烧，测量拟仪器技术对现有的自动式量热仪进行实用性改进。待测定物使系统温升的数值来确定其单位发热量。１．２虚拟量热仪特点１量热仪介绍

6、及虚拟量热仪特点对比传统量热仪，虚拟量热仪的硬件工作量明显减１．１量热仪介绍轻，节省了选购电子元件的工作，并且用软件操控面板替量热仪是能测定固、液态物，如煤炭、火药、粘度油、食代硬件可减少环境干扰造成的误差，系统运行易维护；印品、饲料等可燃物质热值的仪器。它一般是由燃烧氧弹、刷电路板设计难度被简化，安装调试过程中使用的仪器也内筒、外筒、搅拌器、温度传感器、点火装置、温度测量系统较少，仪器的可塑性也很大。传统量热仪设计固定，会因［１］及控制系统组成。其类型有普通型和自动型之分：普通不能适应变化的环境而被淘汰，而虚拟量热仪则可按照实型量热仪（即传统量热仪

7、）应用贝克曼温度计或棒式温度际情况增减功能，改进设计方案。简便的操作平台和丰富计进行测温，人工记录温度并计算结果；自动型应用各种的功能可满足用户自定义需求，因而更加贴近用户；根据先进的温度传感器进行测温，配备单片机或微机来完成数需求可更新控制设计；丰富的温升过程图画显示等都是其作者简介：刘宇，硕士，主要研究方向：智能化仪器仪表。—６６—中国科技核心期刊优点。２．２传感器与调理电路模块分析本文的设计遵循国标ＧＢ／Ｔ２１３２００３中恒温式氧弹要使微机系统能够测量物理信号，首先要使物理信号［２］量热法指定的试验室条件：环境温度：１５～３５℃；相对转换成电

8、压或电流信号，然后借助信号调理辅助电路，对湿度：≤８５％；大气压力：７０～１０６ｋＰａ；最佳温度、相对湿信号