微波测水仪制造技术

本实用新型专利技术提供了一种测定煤中水分的微波测水仪，包括微波干燥装置、程序选择器、微电脑、存贮器、显示器、功率控制器和发声装置。其存贮器为随机存贮器，该仪器具有断电保护电路，过零触发电路和功率控制电路。该仪器可根据需要输入各种程序，控制不同的测定工作方式，可适用于不同煤种的分析煤样水分和全水分的测定，测定结果准确。在微波干燥装置中设置有盛水器，可延长磁控管的使用寿命。（*该技术在2002年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种测定煤中水分的微波测水仪。目前国内外用于测定煤中水分的微波测水仪按测试原理可分为两种。一种是利用水在微波场中介质损耗大的特性，测定所发射的微波通过介质后的衰减量或相位移，再与预先通过实验测出的水份－衰减量曲线对照得到相应的含水量。这种仪器由微波发射装置和微波接收测量装置组成，通常用于在线测量，其不足之处在于测定结果误差较大，不适于实验室煤中水分的准确测定。另一种是利用微波能使煤样中水分子之间产生极高的摩擦热而迅速蒸发后，由煤样质量的减少计算出煤中的含水率。目前国外这类仪器采用家用微波炉，尚处于实验室研究阶段。家用微波炉包括微波干燥装置、程序选择器、微电脑、存贮器、显示器、功率控制器和发生装置，微波干燥装置中有磁控管。该仪器的存贮器为只读存贮器，将控制程序固化在其中，其不足之处在于适用范围窄，仅限于低变质煤含水率的测定。本技术的目的在于克服上述已有技术的不足之处，提供一种精确度高适用范围广的微波测水仪。该仪器可测定褐煤到无烟煤各种煤种，既能测定全水分，又能测定分析煤样水分。本技术的目的还在于延长磁控管的使用寿命。本技术的目的可以通过以下措施来达到本技术由微波干燥装置、程序选择器、微电脑、存贮器、显示器、功率控制器和发声装置组成。采取了以下改进措施(1) 采用随机存贮器。可根据需要输入各种程序，控制不同煤种不同要求的测定。(2) 有断电保护电路，该电路有稳压器、运算放大器、二极管、三极管、电池和电阻，运算放大器的负输入端通过电阻与稳压器的输入端相连接。运算放大器的正输入端通过电阻、三级管与电池的正极相连接，并通过电阻或二级管与微电脑相连接。运算放大器的输出端通过电阻与微电脑相连接。该电路在断电时保证测定数据不丢失，使测水仪可靠地工作。(3) 有过零触发电路，该电路有运算放大器及电阻。运算放大器的负输入端通过电阻接地；正输入端通过电阻与整流器输出端相连接，运算放大器的输出端通过电阻与微电脑相连接。该电路使电网电压的干扰达到最小，有利于提高测水仪的精确度。(4)功率控制电路有变压器、光电耦合器、两个功率放大器a和b、电阻和双向可控硅，光电耦合器的输入端与功率放大器a的极电极相连，另一端接地，功率放大器a的基极通过反向器与微电脑相连，射极接地，光电耦合器的输出端分别与功率放大器b的基极和电网电压相连接，功率放大器b的极电极通过电阻与可控硅相连接，可控硅与微波干燥装置的磁控管连接。该电路使微电脑准确地控制磁控管的发射功率。(5) 在微波干燥装置中设置有盛水器，以延长磁控管的工作寿命，提高测试精度。附附图说明图1是本技术实施例的外形图。附图2是附图1所示实施例的电路图。附图3是微波测水仪的工作框图。下面将结合实施例对本技术作进一步详述参见图1，该实施例的微波干燥装置为普通机械式功率控制和时间控制的微波炉1，在微波炉中有盛水器2。3是控制箱，其中装有程序选择器、微电脑、存贮器、显示器、功率控制器和发声装置及其它电路部分。控制箱面板上有程序选择器的K1、K2键4，显示器的显示屏5。微电脑为80C39型，存贮器为2732型，显示器为共阳极发光二极管字符式显示器。如图2所示，断电保护电路有稳压器WZD、运算放大器WICA、电阻R1、R2、R4、R9、R6、R12、R13二级管D9、三极管WTR1、电池E。运算放大器的负输入端通过电阻R1、R9与稳压器的输入端相连接。运算放大器的正输入端通过电阻R4、R12、三极管WTR1与电池E的正极相连接，并通过电阻R13或二极管D9与微电脑WIC1的Vcc相连接。运算放大器的输出端通过电阻R6与微电脑WIC1的P3.2口相连接。工作时稳压器输出＋5V直流电供各芯片工作。正常供电时＋5V直流电通过三级管射极向电池充电，一旦断电，稳压器输出端电压首先降低，运算放大器通过其输出端电压的变化，通过微电脑的P3.2口请求中断，并通过中断服务程序，立即将现场数据存入随机存贮器中，并自动使用电池E供电，保证随机存贮器中的数据不丢失。过零触发电路有运算放大器WICB、电阻R3、R8、R5、R9，运算放大器的负输入端通过R3、R8接地；正输入端通过R5与整流器D1－D4的输出端连接，运算放大器的输出端通过电阻R9与微电脑WIC1的P3.5口相连。运算放大器WICB的E、负输入端检测出正弦波电压过零点的瞬间，通过微电脑的P3.5口，利用过零同步脉冲触发功率控制电路工作，使电网电压对微波测水仪的干扰达到最小。功率控制电路有变压器BY、光电耦合器WGD、功率放大器WTR6、WTR5、电阻R27和双向可控硅BCR。光电耦合器WGD的信号输入端与功率放大器WTR6的极电极连接，另一端接地。WTR6的基极通过反向器WA1和WA2与微电脑P3.0口连接，射极接地。充电耦合器WGD的输出端分别与功率放大器WTR5的基极和电网电压连接。功率放大器WTR5的极电极通过电阻R27与可控硅BCR连接，通过可控硅BCR与微波干燥装置的磁控管WB连接。功率控制信号由微电脑的P3.0口发出，经过WTR6放大后送入光电耦合器，并通过WTR5再次将信号放大，控制双向可控硅BCR的导通与截止，进而精确控制微波炉磁控管的发射功率。该电路通过光电耦合器将电网提供的正弦交流电与经整流滤波后而获得的＋5V直流电Vcc隔离，防止相互干扰，使微电脑有一个准确的＋5V电压，而工作稳定。程序选择器有K1、K2键、电阻R24、电容C13。键K1一端接地，另一端与微电脑WIC1的P3.3口连接，键K2一端接电容C13，另一端与微电脑复位键连接。发声装置由三极管WTR3、WTR4、WTR2和电阻R25、电容C14、喇叭WSP组成。喇叭WSP一端接地，另一端通过电容C14与三极管WTR4、WTR3和R25与微电脑的P3.1口连接。图2中的盛水器2在试验时注入水，可吸收复杂的微波，保护磁控管，同时可使煤样较均匀地吸收微波，提高测定精度。本仪器可用多种程序控制工作方式。工作方式通过显示屏5上闪烁的0、1、2、3……等数字提供给用户。不同的数字代表不同的工作方式，如0为测定分析煤样水时选用的预处理工作方式；1、2、3、4、5、6、分别为测定褐煤、烟煤、无烟煤、焦炭、氯化锌减灰及未知煤种等分析煤样时选用的工作方式；7为测定煤样全水分时选用的预处理工作方式；8、9、10分别为测定褐煤、烟煤和无烟煤全水分时选用的工作方式。该仪器的工作过程如图3所示通过键4选择所需要的工作方式后，该工作方式所对应的数字即在显示屏上确定下来。程序选择器将工作方式信号输入微电脑，微电脑即根据该信号访问存贮器中的程序，由预定程序通过功率控制器控制微波干燥装置中的磁控管的功率和测定时间。测试完成后，微电脑即控制微波干燥装置的磁控管终止微波发射，同地控制发声装置发声，报告试验完毕，微电脑同时向显示器发出信号，显示器即恢复原始状态等待下一个工作指令。表1、表2、表3是采用本仪器测定煤中水分的试验数据与现有仪器设备试验的结果对照表。表1是褐煤和烟煤的分析煤样水分用本仪器测定的结果与GB212《煤的工业分析方法》采用的通氮烘烤法(仲裁法)所得结果的对照表；表2是烟煤的全水分用本仪器测定的结果与GB211《煤中全水分测定方法》采用的通空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测定煤中水分的微波测水仪，包括微波干燥装置、程序选择器、微电脑、存贮器、显示器、功率控制器和发声装置，其特征在于：（１）存贮器为随机存贮器；（２）有断电保护电路，该电路有稳压器ＷＺＤ、运算放大器ＷＩＣＡ、电阻Ｒ↓［１］、Ｒ↓［２］、Ｒ↓［４］、Ｒ↓［９］、Ｒ↓［６］、Ｒ↓［１２］、Ｒ↓［１３］、二极管Ｄ↓［９］、三极管ＷＴＲ１、电池Ｅ，运算放大器的负输入端通过电阻Ｒ↓［１］、Ｒ↓［９］与稳压器的输入端连接，运算放大器的正输入端通过电阻Ｒ↓［４］、Ｒ↓［１２］、三级管ＷＴＲ１与电池Ｅ的正级连接，并通过电阻Ｒ↓［１３］或二极管Ｄ↓［９］与微电脑ＷＩＣ１的Ｖｃｃ连接，运算放大器的输出端通过电阻Ｒ↓［６］与微电脑ＷＩＣ１的Ｐ↓［３．２］口连接；（３）有过零触发电路，该电路有运算放大器ＷＩＣＢ、电阻Ｒ↓［３］、Ｒ↓［８］、Ｒ↓［５］、Ｒ↓［９］，运算放大器的负输入端通过Ｒ↓［３］、Ｒ↓［８］接地，正输入端通过Ｒ↓［５］与整流器Ｄ↓［１］－Ｄ↓［４］的输出端连接，运算放大器的输出端通过电阻Ｒ↓［９］与微电脑ＷＩＣ１的Ｐ↓［３．５］口连接；（４）功率控制电路有变压器ＢＹ、光电耦合器ＷＧＤ、功率放大器ＷＴＲ６、ＷＴＲ５、电阻Ｒ↓［２７］和双向可控硅ＢＣＲ，光电耦合器ＷＧＤ的信号输入端与功率放大器ＷＴＲ６的极电极连接，另一端接地，ＷＴＲ６的基极通过反向器ＷＡ１和ＷＡ２与微电脑Ｐ↓［３．０］口连接，射极接地，光电耦合器ＷＧＤ的输出端分别与功率放大器ＷＴＲ５的基极和电网电压连接，功率放大器ＷＴＲ５的极电极通过电阻Ｒ↓［２７］与可控硅ＢＣＲ连接，通过可控硅ＢＣＲ与微波干燥装置的磁控管ＷＢ连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍世齐，朱成栋，贾延，周国耀，
申请(专利权)人：煤炭科学研究总院北京煤化学研究所，徐州分析仪器厂，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]