便携式松散煤体导热系数测试仪设计.pdf

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1、化工自动化及仪表第39卷便携式松散煤体导热系数测试仪设计王小燕(安徽J二贸职业技术学院．安徽淮南232007)摘要设计了一种洲定松散煤傩导热系数的便携式测试仪，在测定时时松散堞体恒功率加热，将其实时温度递八单片机．处理结果经串口通信传八笔记本电脑。妾测结果显示其方使程度大大增加，成本太幅降低。关键词松散煤体导热系数平行热线法便携式I卫bvIEw中圈分类号TH8l文献标识码^文章编号1000．3932(2们2)02-0260—04松散煤体导热系数的测定，能为煤堆自燃和火源定位研究获得基础参数。很多学者对此问题进行了研究和讨论。到目前为

2、止，松散煤体导热系数的方案较多，笔者通过分析对比，总结出以下特点：大多数测试装置体积较大．不适用于某些场合；温度测试和控制多半采用PLC加特殊模块的方式，花费昂贵且不利于集成和拓展功能；温度测点只有一个，不利于消除环境干扰的偶然误差‘⋯1。基于上述原因。设计了便携式测试仪，采用多分布传感器采集松散煤体温升数据，利用单片机对数据进行处理，通过上、下位机通信实现了良好的人机界面，减小了体积．降低了成本，提高了精度，并具有远程测试功能。1系统结构殛测试过程简介该测试装置由盛料桶、高精度稳压电源、加热棒、单片机系统、温度传感器和笔记本电脑组

3、成，系统组成如图1所示。图l系统组成测试时，在盛料桶里放入松散煤体(颗粒半径小于10mm)。单片机系统先测定环境温度并传输到计算机，然后驱动高精度稳压器用加热棒对松散煤体进行恒功率加热，加热过程中单片机系统实时读取3个传感器采集的温度信号，计算平均值并实时传输到计算机，计算机内使用Lab．VIEw编程实现平行热线法算法将松散煤体的导热系数计算井显示出来。2系统设计2．1盛料桶和加热棒盛料桶用来盛放需要测定导热系数的松散煤体，加热棒用来对煤体进行恒功率加热，其三维图如图2所示。温度传感器测头到加热棒中心距离为15±lmm．符合GB10

4、297．88规定。温度传感器型号为Dsl8820(由美国DALLAs公司生产)，精度可达o．0625。c，符合GB10297．88规定的温度误差0．1℃的要求，该装置在桶内均匀布置3个测头，安放3只Dsl8820温度传感器以减小测量误差，提高精度。图2盛料桶和加热棒三维图收疆日期：20ll-12一17(修改槁)基盒项目：安徽省高校省级优秀青年人才基金蕾点项目(20llsOR【“lZD)第2期王小燕便携式松散煤体导热系数测试仪没计2．2单片机系统单片机系统由AT89s52单片机、MAx232电平转换芯片．九针串口接头、上电复位电路、晶

5、振电路及供电usB接口等组成，电路如图3所示。图3单片机系统电路单片机系统采用实时读取3个温度传感器内部RAM的方法获得盛料桶卜均匀分布的三点温度信息⋯1。多个传感器，要分别写入序列号，共8位十六进制。其中对一个传感器的操作代码为：Jn“一DSl88201()；WnteOneCharl(0x(c)；WnteOneCharl(Ox44)；deIayl(125)；In认一DSl88201()；wnteoneChar“0xcc)；wnteoneChar“Oxbe)；然后读取温度，共两个字节数据，处理后凑成一个数据temperaturel：

6、tempLl=ReadOnecharl()；tempHI=Re“OneCha一()；tempemlurel=(tempHl·256)+tempLl；deIavl(20)；retu巾(tempemIu陀1)；值得一提的是，本设计将读得的温度传感器RAM数据先不转换为实际温度值，待传到上位计算机后再转换，避免了用单片机来处理浮点数据．既提高了处理速度和效率，又提高了温度值的精度。本设计将3个RAM数据平均值处理为4个字节，通过HEx方式与上位机通信。卜述目标由以下代码实现：a=ReadTempemlurc0()；b=ReadTemper

7、aIu仲l()；c=ReadTempemture2()；d：(a+b+c)／3；sBuF=shuju【d／4096]；deIav巾s(4)；sBuF=“uju[cd％4096)／256]：delaymB(4)；sBuF=shuju【(d％256)／16]；delayms(4)；sBuF=shu】u[d％16]；单片机系统总体程序流程如图4所示。(韭塑口世定州嚣读第1个温度传感器送串¨工预处理第3个温度传感器渡第2个温度传感器图4单片机系统程序流程2．3计算机操作界面及远程测试方案计算机操作界面通过LabVIEw编程实现”1，可设定采

8、样间隔时间，显示实时温度、环境温度f。、测试温度f．、测试温度c：、温度曲线图和计算导热系数。远程测试利用现有互联网无线网络实现，利用Dafasocket技术基于TcP／IP协议将在网上发布所编LabVIEw程序，具体实现可参见NI官