吴艳敏,郭凌云,丁国强

(1.郑州轻工业学院 电气信息工程学院,河南 郑州450002；2.郑州轻工业学院 外语系,河南 郑州450002)

我国是产煤大国，而衡量煤炭质量的最重要指标之一是其燃烧发热量。目前国内普遍采用以发热量作为动力煤计价的主要依据[1]。由于煤炭的发热量主要是利用量热仪来测定，其测量精度和效率直接影响着煤炭企业的经济效益，同时也在节能减排、环境保护等方面发挥着极其重要的作用。

传统的煤发热量分析方法是利用氧弹热量计进行人工测定，操作繁琐、费时费力[2]，并且容易产生偶然误差和计算错误。鉴于此，本文采用ARM嵌入式系统开发了一种新型绝热式智能量热仪，该系统以ARM微处理器为主控制单元，采用严格水套密封包围工艺结构，选用高精度的铂电阻PT1000为温度传感器;采用新型A/D芯片组成四路高增益、高分辨率、低漂移特性的温度数据采集调理电路，利用分段PID控制原理设计智能量热仪的外、内筒水温自动跟踪控制算法；采用触摸屏技术实时动态地显示内外筒水温。测试结果表明，该绝热式智能量热仪的性能指标满足设计要求。

1 量热原理

量热仪的基本工作原理是把一定量的分析煤样放入充有定量氧气的氧弹中，在充足的氧气条件下令试样完全燃烧[3]，燃烧所放出的热量被氧弹周围的水(即内桶水)吸收，从而通过内筒水温的变化测算出煤的发热量。为了准确测定燃烧物质的发热量，要求内筒与外界环境隔绝，即不发生热交换，使燃烧物质的发热量能够被内筒水完全吸收，根据热力学公式准确测出燃烧物质的发热量：