專利名稱：帶電源穩(wěn)定裝置的量熱儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及到煤炭、石油化工或電力行業(yè)中用來測(cè)定煤、油或其它發(fā)熱物質(zhì)發(fā)熱量的測(cè)量?jī)x器，特指一種帶電源穩(wěn)定裝置的量熱儀。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，用來測(cè)定物質(zhì)發(fā)熱量的測(cè)量?jī)x器一般都由內(nèi)桶、外桶以及設(shè)置于內(nèi)桶頂部的桶蓋組成，其中內(nèi)桶設(shè)置于外桶中；測(cè)試時(shí)，將裝有測(cè)試樣品的氧彈放置于內(nèi)桶中，通過對(duì)樣品點(diǎn)火，讓樣品充分燃燒，并測(cè)量?jī)?nèi)桶中水的溫升來測(cè)定樣品的發(fā)熱量。為保證準(zhǔn)確地測(cè)定物質(zhì)的發(fā)熱量，測(cè)量?jī)x器的熱容量必須保持穩(wěn)定。當(dāng)外桶周圍的環(huán)境溫度保持恒定不變，且外桶溫度與環(huán)境溫度保持一致時(shí)，該儀器測(cè)熱體系的熱容量應(yīng)該確定的，從而可以獲得再現(xiàn)性和準(zhǔn)確性都不錯(cuò)的測(cè)試結(jié)果。換言之，除了儀器外桶溫度要保持穩(wěn)定外，溫升的采集和控制對(duì)于準(zhǔn)確測(cè)試物質(zhì)的發(fā)熱量是至關(guān)重要的。但大多數(shù)情況下給量熱儀各電器部分提供電源的市電，在用電高峰期頻率變化較大、電壓值不穩(wěn)定。而采集的溫升信號(hào)要求精確到0.0001℃，在經(jīng)過放大模塊時(shí)極易造成干擾，溫升不穩(wěn)定，精度不高，進(jìn)而對(duì)測(cè)試結(jié)果帶來很大影響。另外，為保證外桶、內(nèi)桶內(nèi)水溫各點(diǎn)一致而提供攪拌動(dòng)力的水泵也會(huì)因市電頻率的波動(dòng)而帶來攪拌速度不穩(wěn)定的問題，使內(nèi)外桶內(nèi)各點(diǎn)溫度不能保持一致，造成測(cè)試結(jié)果不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、成本低廉、整機(jī)穩(wěn)定可靠、測(cè)量精度高、適用范圍廣的帶電源穩(wěn)定裝置的量熱儀。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的解決方案為一種帶電源穩(wěn)定裝置的量熱儀，它包括內(nèi)桶、外桶、電源單元、水循環(huán)機(jī)構(gòu)以及設(shè)置于內(nèi)桶和外桶頂部的桶蓋，內(nèi)桶置于外桶內(nèi)并在內(nèi)桶和外桶之間設(shè)有空氣夾層，桶蓋與外桶內(nèi)連通，其特征在于所述電源單元包括與外界電源相連的開關(guān)電源和逆變器單元，開關(guān)電源通過逆變器單元與水循環(huán)機(jī)構(gòu)相連。
所述水循環(huán)機(jī)構(gòu)包括分別與逆變器單元相連的進(jìn)水閥、循環(huán)泵、循環(huán)閥、控溫裝置以及放水閥，進(jìn)水閥通過管路與桶蓋相連，進(jìn)水閥與桶蓋之間的管路上設(shè)有循環(huán)泵、循環(huán)閥和控溫裝置，放水閥通過管路與外桶相連。
所述內(nèi)桶內(nèi)設(shè)有攪拌機(jī)構(gòu)，該攪拌機(jī)構(gòu)通過逆變器單元與開關(guān)電源相連。
所述攪拌機(jī)構(gòu)包括攪拌噴柱和攪拌泵，攪拌噴柱裝設(shè)于內(nèi)桶內(nèi)，攪拌噴柱與外桶外的攪拌泵相連。
所述內(nèi)桶內(nèi)設(shè)有內(nèi)桶測(cè)溫探頭，外桶內(nèi)設(shè)有外桶測(cè)溫探頭，所述內(nèi)桶測(cè)溫探頭和外桶測(cè)溫探頭與一低壓?jiǎn)卧噙B，低壓?jiǎn)卧ㄟ^第二開關(guān)電源與逆變器單元相連。
所述外桶與桶蓋之間設(shè)有全密封層，空氣夾層與桶蓋之間設(shè)有半密封層。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)就在于1、本發(fā)明帶電源穩(wěn)定裝置的量熱儀，可將不穩(wěn)定的市電經(jīng)過逆變電源的處理后，轉(zhuǎn)變成頻率和電壓值都穩(wěn)定的交流電，提供給量熱儀的各電器部分，為量熱儀工作提供一個(gè)穩(wěn)定的動(dòng)力源，為獲得再現(xiàn)性和準(zhǔn)確性都不錯(cuò)的測(cè)試結(jié)果提供可靠保證；2、本發(fā)明帶電源穩(wěn)定裝置的量熱儀，采用逆變電源，能夠適用于各種復(fù)雜、惡劣的環(huán)境，其電壓適用范圍廣、不受外界電源波動(dòng)的影響、測(cè)試精度更高；3、本發(fā)明帶電源穩(wěn)定裝置的量熱儀，采用逆變電源，提供穩(wěn)定的交流電給量熱儀的各電器部分，不僅能夠優(yōu)化內(nèi)外桶溫升的采集，使其不受雜波的干擾，得到真實(shí)、準(zhǔn)確的溫度，保證了內(nèi)外桶溫度的受控精度及各點(diǎn)水溫的一致性；還能夠優(yōu)化量熱儀中攪拌水泵的工作，使其攪拌效率始終一致，保證了氧彈向內(nèi)桶水中傳遞熱量的速度及攪拌熱的穩(wěn)定，從而提高整機(jī)的測(cè)量精度。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明電源單元供電原理的框架示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例中逆變器單元的電路原理示意圖；圖4是現(xiàn)有技術(shù)為量熱儀通電時(shí)電壓的波形示意圖；圖5是本發(fā)明量熱儀通電時(shí)電壓的波形示意圖。
圖例說明1、開關(guān)電源單元2、逆變器單元3、進(jìn)水閥 4、循環(huán)泵5、循環(huán)閥 6、控溫裝置7、外桶8、空氣夾層9、內(nèi)桶測(cè)溫探頭10、內(nèi)桶
11、桶蓋12、全密封層13、半密封層14、外桶測(cè)溫探頭15、攪拌噴柱16、低壓?jiǎn)卧?7、放水閥 18、攪拌泵19、第二開關(guān)電源單元20、電源單元具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖1和圖2所示，本發(fā)明帶電源穩(wěn)定裝置的量熱儀，它包括內(nèi)桶10、外桶7、電源單元20、水循環(huán)機(jī)構(gòu)以及設(shè)置于內(nèi)桶10和外桶7頂部的桶蓋11，內(nèi)桶10置于外桶7內(nèi)并在內(nèi)桶10和外桶7之間設(shè)有空氣夾層8，桶蓋11與外桶7內(nèi)連通，水循環(huán)機(jī)構(gòu)包括進(jìn)水閥3、循環(huán)泵4、循環(huán)閥5、控溫裝置6以及放水閥17，進(jìn)水閥3通過管路與桶蓋11相連，進(jìn)水閥3與桶蓋11之間的管路上設(shè)有循環(huán)泵4、循環(huán)閥5和控溫裝置6，放水閥17通過管路與外桶7相連，電源單元20包括與外界電源相連的開關(guān)電源單元1和逆變器單元2，開關(guān)電源單元1通過逆變器單元2與進(jìn)水閥3、循環(huán)泵4、循環(huán)閥5以及放水閥17相連。開關(guān)電源單元1接入市電220V的電壓，經(jīng)過逆變器單元2后，將其轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的交流電。內(nèi)桶10內(nèi)設(shè)有攪拌機(jī)構(gòu)，該攪拌機(jī)構(gòu)通過逆變器單元2與開關(guān)電源單元1相連。本實(shí)施例中，采用噴注攪拌的攪拌機(jī)構(gòu)，該攪拌機(jī)構(gòu)包括攪拌噴柱15和攪拌泵18，攪拌噴柱15裝設(shè)于內(nèi)桶10內(nèi)，攪拌噴柱15與外桶7外的攪拌泵18相連。該攪拌噴柱15通過攪拌泵18的帶動(dòng)能夠?qū)?nèi)桶10內(nèi)進(jìn)行噴注，對(duì)內(nèi)桶10內(nèi)的水介質(zhì)產(chǎn)生攪拌的作用，保證了內(nèi)桶10內(nèi)各處的水溫基本保持一致，不會(huì)出現(xiàn)在不同水位上水溫不同的現(xiàn)象，從而提高了量熱儀的測(cè)量精度，能夠獲得更為精確的測(cè)量值。內(nèi)桶10內(nèi)設(shè)有內(nèi)桶測(cè)溫探頭9，外桶7內(nèi)設(shè)有外桶測(cè)溫探頭14，內(nèi)桶測(cè)溫探頭9和外桶測(cè)溫探頭14與一低壓?jiǎn)卧?6相連，低壓?jiǎn)卧?6通過第二開關(guān)電源單元19與逆變器單元2相連，通過內(nèi)桶測(cè)溫探頭9和外桶測(cè)溫探頭14可以對(duì)工作環(huán)境的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，進(jìn)而做出相應(yīng)的調(diào)整。外桶7與桶蓋11之間設(shè)有全密封層12，空氣夾層8與桶蓋11之間設(shè)有半密封層13，從而保證了該量熱儀工作環(huán)境的穩(wěn)定，也使內(nèi)桶10和外桶7內(nèi)的工作環(huán)境溫度相對(duì)恒定，因此提高了量熱儀的測(cè)量精度。
參見圖4所示，現(xiàn)有技術(shù)中，通電時(shí)工作電壓和頻率起伏變化較大，受外界的影響較大，從而對(duì)量熱儀的溫升采集、內(nèi)桶10的攪拌都會(huì)帶來很大影響(不同狀況下，Y1和Y2的曲線區(qū)別很大)。首先，頻率的改變、不穩(wěn)定，會(huì)影響攪拌機(jī)構(gòu)攪拌速度的一致性，產(chǎn)生的力矩就不穩(wěn)定，進(jìn)而影響到內(nèi)桶10的攪拌效率，即影響氧彈向內(nèi)桶10水中傳遞熱量的速度，測(cè)量到的內(nèi)桶10溫度難以反映出測(cè)試中氧彈真實(shí)的溫度變化，從而影響到測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。另外因攪拌效率的不一致而帶來的攪拌熱的不穩(wěn)定同樣也會(huì)給內(nèi)桶10溫度變化帶來一些不確定的因素，最終對(duì)測(cè)試結(jié)果的穩(wěn)定性帶來影響。再者，電壓不穩(wěn)定、有干擾或雜波，會(huì)影響內(nèi)桶10溫升的采集。溫度是一個(gè)弱信號(hào)，不能有干擾，而給放大單元提供電源的市電本身就不穩(wěn)定，這就會(huì)使經(jīng)過放大后的溫度信號(hào)雜波太多，直接影響到采溫值的準(zhǔn)確性，即得不到真實(shí)、準(zhǔn)確的內(nèi)桶10實(shí)驗(yàn)溫升，從而影響測(cè)量結(jié)果。另外，電壓不穩(wěn)定、有干擾和雜波也會(huì)影響到外桶7溫度的采集精度，而采溫是控溫的前提，采溫不準(zhǔn)控溫精度自然不高，也就無法提供一個(gè)穩(wěn)定的測(cè)試環(huán)境，最終影響的還是實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此必須將不穩(wěn)定的220V交流電進(jìn)行處理，先經(jīng)過開關(guān)電源單元1將其變成穩(wěn)定的12V直流電，為逆變器單元2提供工作電壓。逆變器單元2再將直流12V經(jīng)過逆變模塊處理產(chǎn)生穩(wěn)定的220V交流電輸出。參見圖3逆變器單元2的原理圖，DC12V輸入，經(jīng)ICl產(chǎn)生50Hz的PWM控制信號(hào)，兩路互補(bǔ)的PWM信號(hào)控制MOS管IRF540和變壓器X2的初級(jí)組成推挽輸出，X2升壓后濾波即得到穩(wěn)定的220V電源。經(jīng)過處理后頻率和電壓值均是穩(wěn)定的(波形參見圖5所示，能夠長期保持)，因此由它提供工作電源的攪拌泵18的攪拌效率是一致的，產(chǎn)生的攪拌熱是穩(wěn)定的；同時(shí)經(jīng)過放大后的采溫信號(hào)干凈有效無雜波。另外，因?yàn)樵谀孀冸娫辞氨仨毤右粋€(gè)將交流變成直流的開關(guān)電源，因此也就使所有泵、閥和采溫單元對(duì)電壓的適應(yīng)范圍更廣，可達(dá)到220V±20％。
通過長期的試驗(yàn)可知，本發(fā)明帶電源穩(wěn)定裝置的量熱儀在測(cè)量精度、穩(wěn)定性、適應(yīng)性方面明顯優(yōu)于普通量熱儀，下表1為提取的一組試驗(yàn)數(shù)據(jù)，由表中加電源穩(wěn)定裝置與不加電源穩(wěn)定裝置的數(shù)據(jù)比較可證明上述理論。
表1

權(quán)利要求
1.一種帶電源穩(wěn)定裝置的量熱儀，它包括內(nèi)桶(10)、外桶(7)、電源單元(20)、水循環(huán)機(jī)構(gòu)以及設(shè)置于內(nèi)桶(10)和外桶(7)頂部的桶蓋(11)，內(nèi)桶(10)置于外桶(7)內(nèi)并在內(nèi)桶(10)和外桶(7)之間設(shè)有空氣夾層(8)，桶蓋(11)與外桶(7)內(nèi)連通，其特征在于所述電源單元(20)包括與外界電源相連的開關(guān)電源單元(1)和逆變器單元(2)，開關(guān)電源單元(1)通過逆變器單元(2)與水循環(huán)機(jī)構(gòu)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶電源穩(wěn)定裝置的量熱儀，其特征在于所述水循環(huán)機(jī)構(gòu)包括分別與逆變器單元(2)相連的進(jìn)水閥(3)、循環(huán)泵(4)、循環(huán)閥(5)、控溫裝置(6)以及放水閥(17)，進(jìn)水閥(3)通過管路與桶蓋(11)相連，進(jìn)水閥(3)與桶蓋(11)之間的管路上設(shè)有循環(huán)泵(4)、循環(huán)閥(5)和控溫裝置(6)，放水閥(17)通過管路與外桶(7)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶電源穩(wěn)定裝置的量熱儀，其特征在于所述內(nèi)桶(10)內(nèi)設(shè)有攪拌機(jī)構(gòu)，該攪拌機(jī)構(gòu)通過逆變器單元(2)與開關(guān)電源單元(1)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶電源穩(wěn)定裝置的量熱儀，其特征在于所述攪拌機(jī)構(gòu)包括攪拌噴柱(15)和攪拌泵(18)，攪拌噴柱(15)裝設(shè)于內(nèi)桶(10)內(nèi)，攪拌噴柱(15)與外桶(7)外的攪拌泵(18)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶電源穩(wěn)定裝置的量熱儀，其特征在于所述內(nèi)桶(10)內(nèi)設(shè)有內(nèi)桶測(cè)溫探頭(9)，外桶(7)內(nèi)設(shè)有外桶測(cè)溫探頭(14)，所述內(nèi)桶測(cè)溫探頭(9)和外桶測(cè)溫探頭(14)與一低壓?jiǎn)卧?16)相連，低壓?jiǎn)卧?16)通過第二開關(guān)電源單元(19)與逆變器單元(2)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶電源穩(wěn)定裝置的量熱儀，其特征在于所述內(nèi)桶(10)內(nèi)設(shè)有內(nèi)桶測(cè)溫探頭(9)，外桶(7)內(nèi)設(shè)有外桶測(cè)溫探頭(14)，所述內(nèi)桶測(cè)溫探頭(9)和外桶測(cè)溫探頭(14)與一低壓?jiǎn)卧?16)相連，低壓?jiǎn)卧?16)通過第二開關(guān)電源單元(19)與逆變器單元(2)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶電源穩(wěn)定裝置的量熱儀，其特征在于所述外桶(7)與桶蓋(11)之間設(shè)有全密封層(12)，空氣夾層(8)與桶蓋(11)之間設(shè)有半密封層(13)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的帶電源穩(wěn)定裝置的量熱儀，其特征在于所述外桶(7)與桶蓋(11)之間設(shè)有全密封層(12)，空氣夾層(8)與桶蓋(11)之間設(shè)有半密封層(13)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶電源穩(wěn)定裝置的量熱儀，它包括內(nèi)桶、外桶、電源單元、水循環(huán)機(jī)構(gòu)以及設(shè)置于內(nèi)桶和外桶頂部的桶蓋，內(nèi)桶置于外桶內(nèi)并在內(nèi)桶和外桶之間設(shè)有空氣夾層，桶蓋與外桶內(nèi)連通，所述電源單元包括與外界電源相連的開關(guān)電源和逆變器單元，開關(guān)電源通過逆變器單元與水循環(huán)機(jī)構(gòu)相連。本發(fā)明是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、整機(jī)穩(wěn)定可靠、測(cè)量精度高、適用范圍廣的帶電源穩(wěn)定裝置的量熱儀。
文檔編號(hào)G01N25/20GK1995999SQ20061013698
公開日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月29日
發(fā)明者朱先德 申請(qǐng)人:湖南三德科技發(fā)展有限公司