红外定硫仪的研究与设计-论文.pdf

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1、第14卷第13期2014年5月科学技术与工程Vo1．14No．13May20141671—1815f2014)13—0220—05ScienceTechnologyandEngineering⑥2014Sci．Tech．Engrg．红外定硫仪的研究与设计陈新喜余娟(南京理工大学电子工程学院，南京210094；湖南铁道职业技术学院，株洲412001)摘要介绍一种红外测硫仪的校正方法和整个仪器的软件实现。现有条件下，在煤质分析、生铁和钢中硫含量的测定中，大多采用化学检测法，化学分析方法试验数据繁多，需要查表比对，计算工作量大，分析周期长，受人为因素干扰极大。采

2、用定硫仪分析能有效降低人为的误差，分析速度大大加快。设计过程中，对仪器进行了三级校正，对实验流程都进行了精心设计，通过准确度和重复度的试验验证，测试结果准确度符合国家标准，重复性好。仪器采用CAN总线实现上下位通讯并进行数据管理和系统设置，分析结果直观。关键词红外定硫仪仪器校正红外电调制CAN总线中图法分类号TP334．3；文献标志码A在煤质分析、生铁和钢中硫含量的测定中，大多煤样含硫的总质量百分数。采用化学检测法，化学分析方法试验数据繁多，需要1．2系统软件结构查表比对，计算工作量大，分析周期长，受人为因素上位机软件如图1所示。干扰极大卫J。采用定硫仪分

3、析能有效降低人为的误差，分析速度大大加快。本文在比较机械调制和电调制红外光源的基础上，分析采用电调制实现红外定硫的优点，减少了由于电机机械震动以及长时间运行容易破损引起的偏差，但是由于红外池中红外光源的衰减以及红外光接收装置接收能力发生变化等原因，必然产生漂移，因此，使用红外分析仪器，校正是必须的_3]，本研究对仪器进行了三级校正，一个工作日仅进行一次漂移校正即可满足要求，操作人员每天开机进行一次校正后即可无间断地开展样品测试，无需在实验过程中频繁校正，测试结果精度高，重复性好，效率高。仪器采用CAN总线实现上下位通讯并进行数据管理和系统设置，分析结果图1

4、上位机软件图直观5,6]。Fig．1PCsoftwarechart1测试原理与系统软件结构其中设置模块实现系统参数的设置、备份、恢复1．1系统测试原理等，系统参数主要包括：①实验参数：实验方法(快煤在1300—1350℃氧气流中燃烧，生成的二速法、定时法)，实验参数(温度、时间)，热机时间；氧化硫气体经过滤、干燥后送往红外检测装置，通过②温度设置：恒温箱温度，炉膛温度，热偶系数；③红外检测输出二氧化硫气体使红外光强度衰减信天平参数：串口号，波特率，校验码，型号等。号，经放大、线性转换及A／D转换，得到每单位时间温度模块主要实现升温、降温、休眠控制。检测所吸

5、收的质量数、积分后，经校正及质量修正后得到部分人工检测包括提供能进行仪器单部件或组合部件的功能检测接口；系统自检暴扣系统自动检测仪2013年9月6日收到，11月26日修改器进、出样，气密性，气泵等功能；气密性检测主要检第一作者简介：陈新喜(1969一)，男，湖南永州人，汉族，讲师。研究测仪器的气密性。方向：应用电子技术，计算机应用、软件开发。E—mail：weilijun2000@下位机软件主要包括以下功能模块，如图2126．como所示。其中控温模块主要完成控温和温度监视功能。13期陈新喜，等：红外定硫仪的研究与设计如图4所示，图中纵坐标代表硫含量。母褥

6、面积／cm2图2下位机软件模块图Fig．2LowercomputersoftwaremodulesFigure图4线性校正图机械动作管理模块主要完成进样机构、出样机构、阀Fig．4Linearcalibrationgraph门和气路吹扫机构等相关机械部件的动作控制。通(2)二次校正，如果分析的分布曲线向同一方讯模块包括CAN通讯(上下位机交互)和串口通讯向弯曲，则需采用二次校正，二次校正可采用回归法(下位机与红外传感器)模块。系统状态包括热电生成二次方程方式(图5)或分段校正方式(图6)，偶状态、机械装置状态、电源状态、压力和流量监视图5的数学表达式为等。

7、自检模块包括进出样机构霍尔信号检测。．s(硫)=cm+bm+0。2仪器的标定与校正式中，C为比例系数。2．1仪器的标定冰堰面积／crn图5二次校正曲线图6二次校正曲线Fig．5QuadraticFig．6QuadraticcalibrationCllrvecalibrationcurve三次校正，如果分析的分布曲线不是向一个方向弯曲，则需采用三次校正，三次校正的数学表达式如下：Js(硫)=dm+bm+Ct。式中，d为比例系数。二次方程只适合描述向同一方向弯曲的曲线，图3仪器标定流程图三次方程可描述向两个不同方向弯曲的曲线，而分Fig．3Instrument

8、calibrationflowchart段校正则不同，只要有足够的