微电脑时温程控仪使用说明书
章 产品概述
适用范围
HWSK-4型微电脑温度程序控制器，是一种智能化仪器，主要用于煤质实验中对马弗炉加热时间和温度的自动控制。
HWSK-4微电脑时温程控仪是根据GB212-91中煤的灰分、挥发分测定原理设计的。具有缓慢挥发法、快速挥发法、挥发分测定专用室温控制程序。具有控温时间、控温温度的用户自选程序；由于采用了性能优良的八位单片微机控制电路和高精度的A/D转换器，时间和温度控制准确，能克服挥发分测定中温度过冲现象；本机使用液晶屏汉字显示轻触薄膜面板按键输入信息和数据，操作方便，可靠性高，是实验室理想的测控仪器。
性能特点
● 采用微处理器作为控制中心，利用微处理器的智能判断方法自动调整预加热温度，并存储记忆，确保试验顺利完成自动化程度高。
● 采用PID控制算法，控温精度优于国标要求，性能稳定可靠。
● 温度控制符合国标GB212、GB5447、GB5449规定，具有快速灰化法、缓慢灰化、 挥发分、粘结指数等专用加热程序，性能*，控制精度高。
● 具有自选程序，用户可根据需要分别设定二十段时间温度控制进程，完成多种升温曲线控制，应用广泛，操作简单。
● 采用液晶屏汉字显示界面，人机界面友好。同时显示时间、温度和功能。
使用条件及用户自备材料
1. 温度：0℃～40℃
2. 相对湿度：≤85%
3. 供电电源：AC220V±10%，50Hz±1Hz。
4. 使用环境不应有强蚀气体、强电磁设备和强磁场，通风良好。
5. 产品应牢固放置于试验室工作台上，室内面积宽敞、光线明亮适度。
6. 开机工作前，应该对使用的产品及其它仪器和设施进行仔细检查，特别是检查电气系统的接线应正确牢靠，发现异常情况应及时处理。
7. 操作人员是经过专业培训的人员，熟悉本使用说明书和有关配套的机电、仪器、设施等，不合格操作员不得上岗操作。
8. 自备40A以上的空气开关或闸刀开关。
第二章 主要技术指标
1. 测温范围：0℃～1000℃；
2. 测温精度：±3℃配用Ｉ级精度Ｋ型热电偶；
3. 控温精度：±5℃（在250℃～1000℃范围内）；
4. 热电偶：镍铬—镍硅热电偶（分度号K）；
5. 升温时间：（室温～850℃）≤60min；
6. 灰分测定精密度符合GB/T 212中4.4规定；
7. 挥发分测定精密度符合GB/T 212中5.6规定；
8. 电源：AC220V±10% 50Hz±1Hz；
9. 负载功率：≤5kW；
10. 重量：约2kg 。
第三章 仪器安装
电源线连接
① 输出：接马弗炉的接线柱，负载功率不超过5千瓦。
② 输入：接交流220伏单相电源，闸刀电容量不小于30A。
③ 保险管：装入0.5A保险管（5×20）
④ 地线：接实验室内的安全保护地线（切记！不能和电源线共用）。
⑤ 热电偶：接镍络——镍硅热电偶（分度号：K）
第四章 操作界面说明
操作界面介绍
开机、复位界面如下图：
功能选择界面如下图：
■ 1. 快灰 2. 挥发份 3. 粘结指数 4. 自选 |
实验项目界面如下图：
项目：快灰 预置：850 时间：000 温度：032 |
设置选择界面如下图：
1. 1. 设置自选 2. 2. 设置挥发份 3. 3. 设置粘结指数 4. 4. 设置快灰 |
设置项目界面如下图：
控制器面板按键操作说明
1. 【确认】键用于进入功能界面和启动实验项目。
2. 【复位】键用于控制器重新启动。
3. 【▲】或【▼】键用于选择实验项目（选中光标闪烁），在设置程序中用于设定数值的增减。
4. 【◄】，【►】键在设置程序中用于左右移位。其它时候用于退回上级界面和程序的下一步。
第五章 实验操作说明
缓慢灰化法（慢灰）
国标试验方法提要：称取1g的空气干燥煤样，放入马弗炉中，以规定的速度加热到（815±10）℃，灰化并灼烧到质量恒定。以残留物的质量占煤样质量的百分数作为煤样的灰分。
⒈ 在预先灼烧至质量恒定的灰皿中，称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样（1±0.1）g，称准至0.000 2g，均匀地摊平在灰皿中，使其每平方厘米的质量不超过 0.15g。
⒉ 开机、复位后，自动进入功能选择界面，然后按【▲】或【▼】键选择“慢灰”功能，并按【确认】键启动试验。
⒊ 自动检测炉温是否小于100℃，如大于100℃，请打开炉门降温；如小于100℃，将放有灰皿的灰皿架放入马弗炉恒温区中，关上炉门并使炉门留有10mm左右的缝隙。
⒋ 按【确认】键进入升温阶段：升温，在不小于30min的时间内炉温缓慢升至500℃。
⒌ 自动进入恒温阶段：在500℃温度下保持30min。
⒍ 自动进入升温阶段：继续升温至815℃。
⒎ 自动进入恒温阶段：在（815±10）℃温度下灼烧1h，时间到，音响提示。打开炉门，从炉中取出灰皿，放在耐热瓷板或石棉板上，在空气中冷却5 min左右，移入干燥器中冷却至室温（约20 min）后称量。
⒏ 从炉中取出灰皿后，应关上炉门，炉温保持在815℃等待指示。
⒐ 如果进行检查性灼烧，打开炉门，放入灰皿，关上炉门,请按【确认】键，进入检查性灼烧，（815±10）℃，20min。时间到，音响提示。打开炉门，取出灰皿，关好炉门。炉温保持在815℃等待指示。如欲进行下一次检查性灼烧，放入灰皿，关上炉门。按【确认】键即可再次进入检查性灼烧，（815±10）℃，20min。时间到，音响提示。打开炉门，取出灰皿，关好炉门。直到连续两次灼烧的质量变化不超过0.001g为止。按【复位】键结束慢灰试验，返回到功能选择界面。
快速灰化法（快灰）
国标试验方法提要：将装有煤样的灰皿由炉外逐渐送入预先加热至（815±10）℃的马弗炉中灰化并灼烧至质量恒定。以残留物的质量占煤样质量的百分数作为煤样的灰分。
1. 在预先灼烧至质量恒定的灰皿中，称取粒度小于0.2mm 的空气干燥煤样（1±0.01）g，称准至0.000 2g，均匀地摊平在灰皿中，使其每平方厘米的质量不超过 0.15g。将盛有煤样的灰皿预先分排放在耐热瓷板或石棉板上。
2. 开机、复位后，自动进入功能选择界面，然后按【▲】或【▼】键选择“快灰”功能，再按【确认】键启动试验。
3. 自动进入升温阶段：升温到850℃，音响提示。
4. 自动进入恒温阶段：保持850℃温度，等待试验。
5. 试验开始：打开炉门，将放有煤样的灰皿架缓慢地推入马弗炉中，先使排灰皿中的煤样灰化。待5～10 min 后煤样不再冒烟时，以每分钟不大于2cm的速度把其余各排灰皿顺序推入炉内炽热部分（若煤样着火发生爆燃，试验应作废）。
6. 送完试样，关上炉门并使炉门留有10mm左右的缝隙。按【确认】键，进入温度恢复阶段，升温至815 ℃。
7. 自动进入恒温阶段：在（815±10）℃的温度下灼烧40min，时间到，音响提示。打开炉门，从炉中取出灰皿，放在空气中冷却5min左右，移入干燥器中冷却至室温（约20min）后，称量。
8. 从炉中取出灰皿后，应关上炉门，炉温保持在815℃等待指示。
9. 如果进行检查性灼烧，打开炉门，放入灰皿，请按【确认】键，进入检查性灼烧，（815±10）℃，20min。时间到，音响提示。打开炉门，取出灰皿，关好炉门。直到连续两次灼烧的质量变化不超过0.001g为止。按【复位】键结束快灰试验，返回到功能选择界面。
10. 结果计算
空气干燥煤样的灰分按式（1）计算：
m1
Aad ＝ ----------×100 …………………………（1）
m
式中：
Aad—— 空气干燥煤样的灰分，单位为百分数（％）；
m —— 称取的空气干燥煤样的质量，单位为克（g） ；
ml —— 灼烧后残留物的质量，单位为克（g）。
灰分测定的重复性和再现性如表1规定：
灰分／％ | 重复性限Aad ／％ | 再现性临界差Ad／ ％ |
＜15.00 | 0.20 | 0.30 |
15.00～30.00 | 0.30 | 0.50 |
＞30.00 | 0.50 | 0.70 |
表1
挥发分测定
国标方法提要：称取1g的空气干燥煤样，放在带盖的瓷坩埚中，在（900±10）℃温度下，隔绝空气加热7min。以减少的质量占煤样质量的百分数，减去该煤样的水分含量作为煤样的挥发分。
1. 在预先于900℃ 温度下灼烧至质量恒定的带盖瓷坩埚，称取粒度小于0.2 mm的空气干燥煤样（1±0.01）g，（称准至0.000 2g），然后轻轻振动坩埚，使煤样摊平，盖上盖，放在坩埚架上。褐煤和长焰煤应预先压饼，并切成约3mm的小块。
2. 开机、复位后，自动进入功能选择界面，然后按【▲】或【▼】键选择“挥发分”功能，再按【确认】键启动试验。
3. 自动进入升温阶段：升温至920℃，音响提示。
4. 自动进入恒温阶段：保持910炉温，等待试验。
5. 开始试验：顺时针旋转烟囱开关手柄到底，隔绝空气。然后打开炉门，迅速将放有坩埚的架子送入恒温区，立即关上炉门，按【确认】键（以上操作要迅速），在3min内，炉温恢复到（900±10）℃，（如果在3min内，炉温没有恢复到900±10℃，音响提示，此试验作废。）
6. 实验过程：保持炉温（900±10）℃，从按键起准确加热７min，加热时间包括温度恢复时间在内。试验完成，音响提示（6分40秒时蜂鸣器间断音响为提示实验即将结束；7分钟时蜂鸣器长响为实验结束）。
7. 打开炉门，从炉中取出坩埚架，放在空气中冷却5min左右，移入干燥器中冷却至室温（约20min）后称量。
8. 从炉中取出灰皿后，应关上炉门，炉温保持在920℃等待指示
9. 分析结果的计算
空气干燥煤样的挥发分按式（2）计算：
m1
Vad ＝ ----------×100－Mad ……………………（2）
m
式中：
Vad——空气干燥煤样的挥发分率，单位为百分数（％）；
m——空气干燥煤样的质量，单位为克（g） ；
m1——煤样加热后减少的质量，单位为克（g） ；
Mad——空气干燥煤样的水分，单位为百分数（％）。
挥发分测定的重复性和再现性如表2规定：
挥发分／％ | 重复性限Vad／％ | 再现性临界差Vd／％ |
＜20.00 | 0.30 | 0.50 |
20.00～40.00 | 0.50 | 1.00 |
＞40.00 | 0.80 | 1.50 |
表2
粘结指数测定
粘结指数国标试验方法提要：将试验煤样和专用无烟煤，在规定的条件下混合，快速加热成焦，所得焦块在规格的转鼓内进行强度检验，用规定的公式计算粘结指数，以表示试验煤样的粘结能力。
测定粘结指数专用无烟煤应符合GB14181规定要求。
试验煤样按GB474《煤样的制备方法》制备成粒度小于0.2mm的空气干燥煤样，其中0.1mm～0.2mm的煤粒占全部煤样的20～35％。煤样粉碎后并在试验前应混合均匀。试验煤样应装在密封的容器中，制样后到试验的时间不应超过一周。如超过一周，应在报告中注明制样和试验时间。
1. 先称取5 g专用无烟煤样，再称取1g试验煤样放入坩埚内，称准到0.001g。
2. 用搅拌丝将坩埚内的混合煤样搅拌2min。搅拌的方法是：坩埚作45°左右的倾斜，逆时针方向转动，每分钟约15转。搅拌丝亦倾斜同样的角度；顺时针方向转动。每分钟约150转。搅拌时，搅拌丝的圆环接触坩埚壁与底相连接的圆弧部分。经1 min45 s 后， —边继续搅拌，一边将坩埚与搅拌丝逐渐转到垂直位置，2min时，搅拌结束。在搅拌时，应防止煤样外溅。搅拌后，将附在坩埚壁上的煤粉，用刷子轻轻刷到坩埚里的煤样上。再用搅拌丝将试样拨平，沿坩埚壁的层面略低1～2mm，以便压块将试样压紧后，使之处于同一平面。
3. 用镊子将压块于坩埚中心，然后将其置于压力器下，轻轻放下压杆静压30 s 。
4. 加压结束后，压块仍留在试样上，盖上坩埚盖。注意从搅拌时开始，带有试样的坩埚，应轻拿轻放，避免受到冲击与振动。
5. 开机、复位后，自动进入功能选择界面，然后按【▲】或【▼】键选择“粘结”功能，再按【确认】键启动试验。
6. 自动进入升温阶段：升温到850℃，音响提示。
7. 自动进入恒温阶段：保持850℃炉温，等待试验。
8. 试验开始：打开炉门，将带盖的坩埚放置在坩埚架中,用平铲放入预先升温到850℃的马弗炉的恒温区内，立即关上炉门。按【确认】键（以上操作要迅速），在6min内，炉温恢复到（850±10）℃。（如果在6min内，炉温没有恢复到850±10℃，音响提示，此试验作废。）
9. 实验过程：保持炉温（850±10）℃，从按【确认】键起15min，试验完成，音响提示（1.蜂鸣器间断音为提示实验即将结束；2.蜂鸣器长响为实验结束）。
10. 将坩埚从马弗炉中取出，放置冷却到室温。若不立即进行转鼓试验，则将坩埚放入干燥器中。
11. 从炉中取出灰皿后，应关上炉门，炉温保持在850℃等待指示。
12. 从冷却后的坩埚中取出压块。当压块上附有焦渣时，应刷入坩埚内，称量焦炭总质量。然后将其放入转鼓内，进行次转鼓试验，转鼓试验后的焦块用1mm圆孔筛进行筛分，再称筛上部分重量。然后，将其放入转鼓进行第二次转鼓试验，重复筛分、称重操作，每次转鼓试验5min即250转。重量都称准到0.01g。
13. 结果表述、补充试验、精密度及结果报告见GB／T5447中第八章至第十章。
自选控温程序
本机备有20段自选控温程序，设定方法见设置章节：
1. 开机、复位后，自动进入功能选择界面，然后按【▲】或【▼】键选择【自选】功能，再按【确认】键启动试验。
第六章 程序设定说明
挥发份的设定
煤炭的种类和参数很多很复杂，一般绝大多数的煤种在做挥发份实验时用本设备专用的挥发份功能即可完成实验要求，当遇到特殊煤种和异常情况时，用专用的挥发份实验功能无法达到实验要求，可按以下方法来完成本实验的目的，具体方法和步骤如下，请用户详看！
1. 开机、复位后，自动进入功能选择界面，然后按【▲】或【▼】键选择“设定”功能，再按【 确认】键进入设定功能界面。
2. 按【▲】或【▼】键选择“挥发份设定”功能，再按【确认】键进入挥发份的设定界面。
3. 按【◄】或【►】键移动设定值光标的位数，按【▲】或【▼】键设定温度与时间的数值。按【确认】键即可保存。
4. 在该设置中时间的单位为“秒”，是指挥发份实验启动后的前三分钟的连续加热时间。当时间设置为零时前三分钟的加热时间将自动控制；温度的设定是指挥发份实验的起始温度。
5. 总之：未恢复到设定温度就减小加热系数或提高实验的起始温度；恢复超于设定温度就加大加热系数或降低实验的起始温度。这两个参数可以单独调节也可联合并用。以上两种情况的方法请用户详细揣摩其中的意思，文字较多但方法很明确，只要明白了就很容易调节参数达到挥发份实验的目的，设定好的参数掉电有保存功能！
粘结指数的设定
（与挥发份的设定基本相同）
自选的设定
1. 开机、复位后，自动进入功能选择界面，然后按【▲】或【▼】键选择“设定”功能，再按【确认】键进入设定功能界面。
2. 按【▲】或【▼】键选择“自选设定”功能，再按【确认】键进入自选的设定界面。
3. 按【◄】或【►】键移动设定值光标的位数，按【▲】或【▼】键设定温度与时间的数值。控制温度设定为（1～999）℃，控温时间设定为（1～999）min。进程1设定完成后，按【►】键进入自选程序下一进程的设定。以此类推，自选程序设定共有20段进程可供选择。自选程序设定完成后，先按【确认】键再【复位】键结束，返回到自选程序界面。
4. 自选程序设定完成后，在自选程序界面，按【确认】键即可启动自选程序进行试验。
例1：控温要求升800℃恒温等待实验，按【确认】键后恒温30min。
1）进入“自选设定”界面。
2）第0阶段为升温阶段：时间设定为000，温度设定为800；
3）第1阶段为恒温阶段：时间设定为030，温度设定为800；
4）按【确定】键保存再【复位】键即可；
例2：控温要求升800℃恒温，无时间要求。
1）进入“自选设定”界面。
2）第0阶段为升温阶段：时间设定为000，温度设定为800；
3）按【确定】键保存再【复位】键即可；
例3：控温要求升800℃后自动恒温30min，再通过不小于20min的时间升到到850℃自动恒温40min。
1）进入“自选设定”界面。
2）第0阶段为升温阶段：时间设定为025（设定时间应大于升到该设定温度的所用时间），温度设定为800；
3）第1阶段为恒温阶段：时间设定为030，温度设定为800；
4）第2阶段为升温阶段：时间设定为020，温度设定为850；
5）第3阶段为恒温阶段：时间设定为040，温度设定为850；
6）第4阶段为恒温阶段：时间设定为000，温度设定为850；
7）按【确定】键保存再【复位】键即可；
第七章 使用注意事项
1. 请详细阅读完本说明书后，再进行操作。
2. 在使用时,设备应该可靠接地,以免发生危险。
3. 马弗炉次使用或长期停用后再次使用时，应该进行烘炉，烘炉时间共为六小时，应分别设定 200℃、300℃、400℃各烘二小时。
4. 所接电源线、负载线要连接正确，要有足够的线径，并接好40A的保险。安装好后， 在通电试验之前，请仔细检查炉丝接线是否牢固，尤其是不能短路，也不准接壳和接地。热电偶的正负极要正确连接。如果接反，则在升温时，温度显示值下降。
5. 本仪器在做“慢灰”、“快灰”、“粘结”、“挥发分”等试验时，应根据要求按【确认】或【►】键，增加进程。以使试验顺利进行。
6. 当正在开机工作时，一旦仪器产品发生故障时，应立即关闭电源，停机检查。重大故障应保护现场，以便故障分析。
7. 使用时, 设定炉温不得超过额定工作温度，此时炉丝寿命较长。设定炉温不得超过工作温度,以免烧毁电热元件。
8. 热电偶不要在高温时骤然拔出,以防外套炸裂。
9. 禁止向炉内灌注各种液体及易熔解的金属, 凡附有油质类的金属材料进行加热时,会有大 量的挥发性气体将影响和腐蚀电热元件表面,使之烧毁和缩短寿命,因此,加热附有油质类的金属材料时，应做好金属材料的密封工作。
10. 应定期检查接线连接是否良好。
11. 保持炉膛清洁,及时清除炉内氧化物之类滞留物。
? 特别注意：下班（或长时间不做实验）请务必断开电源。
第八章 常见故障及排除方法
1．显示“热电偶开路”检查热电偶线路，是否接触良好。否则与厂家联系。
2．炉温失控，控制电路中的固态继电器损坏，应立即切断电源，以免烧坏炉体或其它元件。然后通知厂家处理。
3．不升温，加热电路故障。请通知厂家处理。
