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碳硅仪,碳硅仪使用说明

来源:宁四分 作者:碳硅仪

碳硅仪(KS-5型炉前智能快速分析仪通过铸铁冶炼过程中,铁水温度下降曲线分析铁水中碳和硅元素的含量,系统采用ARM处理器和高精度A/D转换器作为温度处理单元,温度曲线采集精度高,稳定性好,抗干扰能力强。系统的图形显示功能强大,温度变化曲线显示直观清晰,温度点的计算采用多种方式,温度平台的捕捉能力强。系统还具有数据库的管理功能,数据打印功能等。系统具有绿色软件的特点,不需要安装,直接复制就可以使用,大大简化了系统维护的工作量。

1、系统的操作方式

1.1 系统基本运行:

       打开电源,稍候,将直接进入本系统主界面(1)。该界面分如下几个部分:

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图1  碳硅仪(KS-5型炉前智能快速分析仪主界面


一、系统菜单:主要用来进入系统的各种状态。

 

二、图形区,用来显示温度变化曲线以及相应的温度;

三、温度显示区,用来显示当前铁水相应的温度;

四、检测状态显示,用来显示当前的工作阶段,检测结果等;

五、测试温度,当系统进入检测状态,铁水温度达到950度以上时,显示铁水温度;

       六、指示灯,用来显示工作阶段;

       七、标准参数,这些数据来于系统数据库中,可以给出不同类型的牌号,铸铁材料的抗拉强度、硬度值、碳含量和硅含量等;

       八、测量结果,用来显示本次检测得到的结果。

 

       系统的检测过程如下:

       首先开机进入图1所示界面,这时三个“指示灯”都是灰色的。在这种情况下,可以修改不同牌号的铸铁“标准参数”,通过滚动球将光标移动到“标准参数”区的牌号下拉列表,然后选择合适的牌号:

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图2  选择铸铁牌号


一旦选中以后,标准中显示当前牌号的抗拉强度、硬度值、碳含量和硅含量的数据范围。这些数据以后在检测过程中,也作为判断铁水含量的依据。

       当测量铁水的坩埚放到测量架上后,系统检测到热电偶传感器的接入,这时绿色指示灯点亮。系统提示准备检测。

       当铁水倒入坩埚后,温度迅速上升,这时系统的黄灯点亮,“测试温度”区开始显示当前铁水温度,图形区显示曲线。

       当温度达到最大值后,开始下降,在这个过程中会产生两个平台,第一个平台对应液相温度,这个平台区一般比较窄,如果元素的含量不达标,或者温度不

达标,第二个平台区一般比较长。本系统采用了多种算法,可以比较可靠地找到两个平台温度,一旦温度点找到后,系统会给出当前铁水的抗拉强度、硬度值、碳含量和硅含量的计算结果,如果相比标准,含量偏高,会在给出的数据右边标注“”,如过偏小,则会在给出的数据右边标注“”。

       检测完成后可以将检测结果保存起来,这只需要在“菜单条”中找到“保存”按钮,点击就可以完成保存数据和曲线的功能。

       系统可以连续工作,在这个过程中,不需要按键操作。

 

1.2系统菜单:

       系统菜单包含如下按钮或功能:

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图3  系统主菜单

1、重测按钮:该按钮可以用来重新启动一次检测,通常这个按钮是用不到的,如果检测过程中出现数据通讯故障时,可以使用该按钮恢复;

       2、放大按钮:可以对曲线整屏显示,这时可以通过整个屏幕观察曲线的变化情况,按“Esc”键退出整屏显示。如果没有检测结果,“放大”按钮是灰色的。

       3、结果按钮:检测完成后,点击该按钮,可以显示比较详细的检测结果,并给出进一步冶炼添加材料的建议。同样如果没有检测结果,“结果”按钮是灰色的。

       4、打印按钮:此按钮用来打印检测结果,这个按钮也是只有在检测完成以后才激活;

       5、保存按钮:保存检测结果,包括型号、日期、检测结果、最大温度、液相温度、固相温度、共晶度、调整参数、班号等信息,还可以保存完整的曲线;这个按钮也是只有在检测完成以后才激活;

       6、重算按钮:如果通过“设置按钮”修改了一些参数,如调整参数等,通过该按钮可以对检测结果再计算一次;该按钮在检测完成以后激活;

       7、分析按钮:按下该按钮可以进入分析界面,在这个界面中可以对历史数据进行分析。

       8、设置按钮:按下此按钮进入参数设置界面;

       9、关于按钮:按下此按钮,系统弹出一个窗口,显示有关信息:

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图4  关于”窗口

10、退出按钮:退出系统,按下后系统会弹出一个窗口,要求确认是否真的退出,避免误操作:

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图5  确认退出

1.3数据分析

       按下“分析”按钮可以进入历史数据分析界面,这个功能可以对当前正在检测的曲线进行分析,也可一个对以前保存下来的数据进行分析。

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图6  数据分析界面


在数据分析界面中和主界面有相似之处,不过该页面下方中间是以往保存的数据列表。

       在这个界面中,可以调出当前或者以前的数据,它的曲线显示在中间的图标窗中,检测结果显示在图标周边,格局和主界面也是类似的。在这个界面中,可以通过鼠标仔细观测每一个温度点的情况,也可以根据鼠标移动得到的新温度点,给出对应的参数,从而获取温度、材料等变化特点,具体操作如下:

       如果对当前刚刚检测完成的数进行分析,可以点击主菜单中的“当前数据”按钮,调入当前检测结果和温度变化曲线,可以看到现在有两种颜色的光标十字线,标出了液相温度和固相温度对应的位置,如果将鼠标移动到液相温度的光标十字线上,拖动鼠标,就可以变化液相温度(7),当拖动鼠标时,相应的含量、共晶度等等数据对应变化也显示出来;同样,也可以将鼠标移动到固相温度的光标十字线上,拖动鼠标,就可以变化固相温度,拖动鼠标时,相应的含量、共晶度等等数据对应变化也显示出来;

       可以点击“打印按钮”将数据打印出来;

       如果当前没有检测数据,系统会弹出图8所示窗口。

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图7  变化液相温度

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图8  没有当前数据

如果需要分析以前保存的数据,请移动光标到窗口下方,选择“数据库中数据”,这时下拉列表激活,可以拖动并选择数据库的检测数据了。

       注意:如果没有当前检测数据,进入分析界面时,系统自动选择“数据库中数据”,这时“当前数据”按键是灰色的。

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图9  选择数据库数据


对于当前数据,只要点击对应行就可以将数据调出来,其后的分析和前面所介绍的对“当前数据”的分析类似。

       如果要删除以前的数据,可以首先选择要删除数据对应行,然后右击鼠标,系统弹出窗口如图10,选择“删除记录”就可以删除对应数据。

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图10  删除数据库数据

1.4 系统参数设置

       该功能用来设置一些重要的系统参数,在主界面或者分析界面中都可以进入该功能,因为系统参数对检测结果有影响,所以进入时要求输入密码,点击“设置”按钮弹出密码输入窗口:

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图11 工作状态

输入正确的密码,点击确认键,可以进入设置环境,如果密码输入不正确,本能进入设置环境。

       由图1213可以看到,参数设置界面有两页,第一页设置各种工作参数,第二页是标准的铸铁型号数据库输入管理界面。

       首先看第一个界面,这里可以设置的数据分成三部分:热电偶标定区、环境传感器标定区和参数设置区(12)

       热电偶标定:

       热电偶标定用来对热电偶的输出数据进行标定,这时应该接好温度数据采集模块,数据通讯正常。可以采用标准的热电偶信号发生器作为温度数据采集模块的输入,请注意只需要标定一个温度点:1000˚C!操作过程如下:

1、将标准温度信号发生器调节到K型热电偶,对应温度值为1000 ˚C14

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图12 参数设置界面1

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图13 参数设置界面2


2、如果温度值显示有误差,请将点击1000度所在的行,然后点击下方“接收数据”按钮,这时传感器的数据就会移动到方框中,观测温度值,这时应该会变化的1000度,标定就完成了!

       说明:系统已经将热电偶的变化规律保存下来,因此只需要标定一点就可以了。但是标定点必须是1000 ˚C

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图14  热电偶补偿

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图15  热电偶补偿完成

点击方框中“保存”按钮保存数据。

       环境温度传感器标定:

参数设置界面下方的窗口是环境温度传感器标定区,环境温度的计算是根据传感器两个温度点构成的一条直线计算而来,也就是说需要知道传感器在两个不同的温度点的输出,就可以得到环境温度,这个标定出厂已经完成,一般不需要标定,如果发现环境温度误差比较大,可以标定修改,操作如下:

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图16  环境温度传感器标定

将温度传感器放在一个较高的温度点例如28 ˚C的环境中,等传感器温度达到平衡,输出稳定,在T2框中输入28,观察传感器输出数字值,将这个数字值输入到“LM35输出(T2)”框中,回车!完成28 ˚C的标定(17)

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图17  环境温度传感器标定方法


再将温度传感长期放置在一个较低的温度环境中,如7 ˚C,等传感器温度达到平衡,输出稳定,在T1框中输入7,观察传感器输出数字值,将这个数字值输入到“LM35输出(T1)”框中,回车!完成7 ˚C的标定。

       点击右边的“保存”按钮保存数据。

 

       其他系统参数的设置

       在参数设置的方框中有若干参数可以修改,它们的功能说明如下:

1、  显示温度带:指在分析界面的图形中,当曲线调入后,在液相温度和固相温度直接是否要显示一个彩色的稳度带,可以选择显示与不显示,分别是打勾和打叉;

2、  显示最大值标线:在测试主界面图形中,可以显示一个随着温度最大值变化的横线,这个横线可以清晰的显示最大温度,可以选择显示与不显示,分别是打勾和打叉;

3、  显示温度标志点:在测试主界面图形中,温度曲线上,用小方框标出液相温度和固相温度值。可以选择显示与不显示,分别是打勾和打叉;

4、  显示结束标志:在测试主界面图形中,当温度检测完成后,可以在图形框中显示“检测完成”的标志,可以选择显示与不显示,分别是打勾和打叉;

5、  输入班号:保存数据时,如果选中该项,会弹出一个窗口,要求输入班号,如果不选中该项,那么系统会用默认的班号;

6、  保存曲线:选中后,保存数据是会保存完整的曲线数据,如果不选中那么在保存数据时,不保存曲线。曲线一般会占用比较大的空间。

7、  修改环境温度:这种功能用来在主界面上对环境温度做调整,不建议使用!

8、  设置密码:用来修改进入系统参数设置的密码,注意修改后妥善保存,如果丢失就不能进入设置界面了。建议首先将系统所在目录做一个完整的备份,如果出现密码丢失或者数据库损坏等现象,可以复制一下就恢复了。

开始的密码是“111111”。

   9、打印口设置:设置打印机使用的串行口,可以在下拉菜单中选择,不过要注意不要选择“COM1”,因为这个口已经分配给数据采集模块了。如果你还是选择了COM1,那么在存盘时,系统会报错:

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图18  打印机串行口设置错


10、  碳调整量,硅调整量:通常不需要修改,如果出现偏差,发现温度测量没有错误,但是测量结果又固定的偏差,可以通过这两个调整量来调整;

11、  “炉水吨位”:单位吨;

12、  增碳剂:输入增碳剂碳含量的百分比;保留1位小数点;

13、  硅铁:输入硅铁中硅含量的百分比;保留1位小数点;

14、  班号台头:保存数据时,系统会自动选择班号台头+铸铁型号+日期+次数作为班号保存,便于以后的数据查询;

15、  默认铸铁型号:系统进入主界面后,默认的铸铁型号,据此得到碳、硅含量等参数;

16、  时间坐标上限,温度坐标上限:用来设置主界面和分析界面中坐标上限。

设置完成后,点击“保存”按钮保存设置。

 

2、温度采样模块

       KS-5型炉前智能快速分析仪采用了上下位机的工作方式,温度传感器热电偶的结果通过高精度、高分辨率的数据采集芯片完成,既简化了电路,也提高了温度测量的准确性,系统的处理采用高性能ARM处理器,数据处理能力强。

       温度采集模块工作时采用独立的电源系统,数据输出通过串行口和上位机通讯,串行口采取了隔离措施,避免了上位机对温度采集模块电气影响。

温度采集模块固定使用COM1

温度采集模块是系统准确测量的关键,出厂时已经做了仔细处理,包括冷端补偿的处理,因此尽量避免对该模块的随意拆卸。


 

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