一种燃煤含水率测量仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种测量仪器仪表，特别是涉及一种燃煤含水率测量仪。
【背景技术】
[0002]燃煤的含水率是表征燃煤品质的主要参数之一。在很多场合都需要对燃煤的含水率进行测量。例如:在煤炭储存过程中，燃煤的含水率太低，容易引起煤炭自燃；燃煤的含水率过高，会影响燃煤的燃烧质量。目前，对于燃煤含水率的测量，大多还采用实验室分析等方法，测量效率较低。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种燃煤含水率测量仪，该测量仪采用电容法测量燃煤含水率，并且用所测燃煤的温度数据和重量数据来进行误差修正，测量效率较高，并且可将测量数据送外部PC (个人计算机)机进行分析、存储。
[0004]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0005]一种燃煤含水率测量仪，包括:测量电容器、测量盒、称重传感器、温度传感器、测量仪外壳和位于测量仪外壳内部的测量电路板；所述测量电容器包括测量电容器上电极、测量电容器下电极；在测量仪外壳的一个侧面上装有通信故障指示灯、系统运行指示灯、电源指示灯、USB (通用串行总线)通信插口、导出按键、存储按键、停止按键、启动按键、液晶显示器。测量仪外壳内部的测量电路板包括:电容检测电路、信号放大电路、模数转换器、单片机(型号为MSP430C413 )、电源模块、数字量输出模块、通信接口模块、显示接口模块、存储模块、键盘接口模块；所述测量盒位于测量电容器上电极、测量电容器下电极之间；所述称重传感器位于测量盒的下面；所述温度传感器位于测量盒内。
[0006]所述测量电容器上电极、测量电容器下电极分别通过电极引出线、经过信号电缆与电容检测电路相连；所述电容检测电路、温度传感器、称重传感器分别通过信号线与信号放大电路相连；所述信号放大电路通过信号线与模数转换器相连；所述模数转换器通过总线与单片机MSP430C413相连；所述单片机MSP430C413分别通过总线与数字量输出模块、通信接口模块、显示接口模块、存储模块、键盘接口模块相连；所述电源模块通过电源线与单片机MSP430C413相连。所述键盘接口模块分别通过信号线与启动按键、停止按键、存储按键、导出按键相连；所述数字量输出模块分别通过信号线与电源指示灯、系统运行指示灯、通信故障指示灯相连；所述通信接口模块通过信号线与USB通信插口相连；通过USB通信插口可以外接PC机；所述显示接口模块通过信号线与液晶显示器相连。
[0007]本实用新型的工作原理如下:
[0008]接通电源，此时电源指示灯点亮。按下启动按键，此时，系统运行指示灯点亮，测量仪处于工作状态。将待测燃煤粉末装满测量盒，位于测量盒内的燃煤粉末成为测量电容器的电介质，煤粉含水率不同，则介电常数不同，从而引起测量电容器的电容值不同。因此，测量电容器的电容值大小代表了燃煤含水率的情况。位于测量盒上面的测量电容器上电极和位于测量盒下面的测量电容器下电极分别通过引出线、经信号电缆将所述代表燃煤含水率大小的电容信号送入电容检测电路，经电容检测电路所检测出的电容信号送入信号放大电路进行放大处理。所述温度传感器所检测出的测量盒内燃煤的温度信号通过温度传感器信号线、经信号电缆送入信号放大电路进行放大处理；所述称重传感器所检测出的燃煤重量信号通过称重传感器信号线、经信号电缆也送入信号放大电路进行放大处理。经过信号放大电路放大后的所述燃煤温度信号、代表燃煤含水率大小的电容信号、燃煤重量信号经过模数转换器转换成数字量后送入单片机MSP430C413。单片机MSP430C413将所述代表燃煤含水率大小的电容数字量信号进行运算处理，得到燃煤含水率数据，并且分别用燃煤温度数字量信号和燃煤重量数字量信号对该燃煤含水率数据进行修正，以消除因燃煤温度变化、煤质变化引起的测量误差。单片机MSP430C413将修正后的燃煤含水率数据经过显示接口模块送液晶显示器上进行显示。按下存储按键，单片机MSP430C413会将所述燃煤含水率数据经总线送入存储模块进行存储；按下导出按键，单片机MSP430C413将所述燃煤含水率数据经通信接口模块、USB通信插口送入外部PC机进行数据分析、数据存储。当单片机MSP430C413与外部PC机通信出现故障时，单片机MSP430C413将通过数字量输出模块输出报警信号给通信故障指示灯，使其点亮。测量完毕，可以按下停止按键，停止本测量仪工作。
[0009]本实用新型的优点与效果是:
[0010]由于本测量仪采用了电容测量法并用温度和重量信号对所测得的燃煤含水率数据进行误差修正，因此，测量准确率较高；又由于本测量仪利用单片机MSP430C413作为数据处理、运算的核心控制器，因此测量效率较高。
【附图说明】
[0011]图1为燃煤含水率测量仪的结构示意图；
[0012]图2为燃煤含水率测量仪的电路方框图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图所示实施例对本实用新型进行详细说明。
[0014]图1中标号说明:1、测量仪外壳，2、通信故障指示灯，3、系统运行指示灯，4、电源指示灯，5、USB通信插口，6、导出按键，7、存储按键，8、停止按键，9、启动按键，10、温度传感器信号线，11、测量电容器下电极引出线，12、称重传感器信号线，13、称重传感器，14、测量电容器下电极，15、测量盒，16、测量电容器上电极，17、温度传感器，18、测量电容器上电极引出线，19、信号电缆，20、液晶显示器。
[0015]见图1，本实用新型包括:测量仪外壳1、通信故障指示灯2、系统运行指示灯3、电源指示灯4、USB通信插口 5、导出按键6、存储按键7、停止按键8、启动按键9、温度传感器信号线10、测量电容器下电极引出线11、称重传感器信号线12、称重传感器13、测量电容器下电极14、测量盒15、测量电容器上电极16、温度传感器17、测量电容器上电极引出线18、信号电缆19、液晶显示器20。
[0016]见图2，本实用新型测量仪外壳内的测量电路板包括:电容检测电路、信号放大电路、模数转换器、单片机MSP430C413、电源模块、数字量输出模块、通信接口模块、显示接口模块、存储模块、键盘接口模块。
[0017]接通电源,此时电源指示灯4点亮。按下启动按键9,此时,系统运行指示灯3点亮，测量仪处于工作状态。将待测燃煤粉末装满测量盒15，位于测量盒15内的燃煤粉末成为测量电容器的电介质，煤粉含水率不同，则介电常数不同，从而引起测量电容器的电容值不同。测量电容器的电容值大小代表了燃煤含水率的高低。位于测量盒15上面的测量电容器上电极16和位于测量盒下面的测量电容器下电极14分别通过测量电容器上电极引出线18、测量电容器下电极引出线11经信号电缆19将所述代表燃煤含水率大小的电容信号送入电容检测电路，经电容检测电路所检测出的电容信号送入信号放大电路进行放大处理。所述温度传感器17所检测出的测量盒15内燃煤的温度信号通过温度传感器信号线10、经信号电缆19送入信号放大电路进行放大处理；所述称重传感器13所检测出的燃煤重量信号通过称重传感器信号线12、经信号电缆19也送入信号放大电路进行放大处理。经过信号放大电路放大后的所述燃煤温度信号、代表燃煤含水率大小的电容信号、燃煤重量信号分别经过模数转换器转换成温度数字量信号、电容数字量信号和重量数字量信号后送入单片机MSP430C413。单片机MSP430C413将所述代表燃煤含水率大小的电容数字量信号进行运算处理，得到燃煤含水率数据，并且分别用燃煤温度数字量信号和燃煤重量数字量信号对该燃煤含水率数据进行修正，以消除因燃煤温度变化、煤质变化引起的测量误差。单片机MSP430C413将修正后的燃煤含水率数据经过显示接口模块送液晶显示器20上进行显示。按下存储按键7，单片机MSP430C413会将所述燃煤含水率数据经总线送入存储模块进行存储；按下导出按键6，单片机MSP430C413将所述燃煤含水率数据经通信接口模块、USB通信插口 5送入外部PC机进行数据分析、数据存储。当单片机MSP430C413与外部PC机通信出现故障时，单片机MSP430C413将通过数字量输出模块输出报警信号给通信故障指示灯2，使其点亮。测量完毕，可以按下停止按键8，停止本测量仪工作。
【主权项】
1.一种燃煤含水率测量仪，其特征在于，所述测量仪包括测量电容器、测量盒、称重传感器、温度传感器、测量仪外壳和位于测量仪外壳内部的测量电路板；所述测量电容器包括测量电容器上电极、测量电容器下电极；在测量仪外壳的一个侧面上装有通信故障指示灯、系统运行指示灯、电源指示灯、USB通信插口、导出按键、存储按键、停止按键、启动按键、液晶显示器；测量仪外壳内部的测量电路板包括:电容检测电路、信号放大电路、模数转换器、单片机、电源模块、数字量输出模块、通信接口模块、显示接口模块、存储模块、键盘接口模块；测量盒位于测量电容器上电极、测量电容器下电极之间；称重传感器位于测量盒的下面；所述温度传感器位于测量盒内。
2.根据权利要求1所述的一种燃煤含水率测量仪，其特征在于，所述测量电容器上电极、测量电容器下电极分别通过电极引出线、经过信号电缆与电容检测电路相连；所述电容检测电路、温度传感器、称重传感器分别通过信号线与信号放大电路相连；所述信号放大电路通过信号线与模数转换器相连。
3.根据权利要求1所述的一种燃煤含水率测量仪，其特征在于，所述模数转换器通过总线与单片机MSP430C413相连；所述单片机MSP430C413分别通过总线与数字量输出模块、通信接口模块、显示接口模块、存储模块、键盘接口模块相连；电源模块通过电源线与单片机 MSP430C413 相连。
4.根据权利要求1所述的一种燃煤含水率测量仪，其特征在于，所述键盘接口模块分别通过信号线与启动按键、停止按键、存储按键、导出按键相连；所述数字量输出模块分别通过信号线与电源指示灯、系统运行指示灯、通信故障指示灯相连。
5.根据权利要求1所述的一种燃煤含水率测量仪，其特征在于，所述通信接口模块通过信号线与USB通信插口相连；通过USB通信插口可以外接PC机；所述显示接口模块通过信号线与液晶显示器相连。
【专利摘要】一种燃煤含水率测量仪，涉及测量仪器仪表，所述装置包括测量电容器、测量盒、称重传感器、温度传感器、测量仪外壳和位于测量仪外壳内部的测量电路板。所述测量电容器包括测量电容器上电极、测量电容器下电极。在测量仪外壳的一个侧面上装有通信故障指示灯、系统运行指示灯、电源指示灯、USB通信插口、液晶显示器。测量仪外壳内部的测量电路板包括：电容检测电路、信号放大电路，测量盒位于测量电容器上电极、测量电容器下电极之间。所述称重传该测量仪采用电容法测量燃煤含水率，并且用所测燃煤的温度数据和重量数据来进行误差修正，测量效率较高，并且可将测量数据送外部PC机进行分析、存储。
【IPC分类】G01N27-22
【公开号】CN204389431
【申请号】CN201520052153
【发明人】刁芬, 王妍
【申请人】沈阳大学
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年1月26日