碳硅仪，碳硅仪使用说明

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*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(图1)。该界面分如下几个部分：

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：

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zui大值后，开始下降，在这个过程中会产生两个平台，*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：

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、zui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：

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：

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。

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(图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。

图7  变化液相温度

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。

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。

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：

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12、13可以看到，参数设置界面有两页，*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*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(图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 ?C图14：

图12 参数设置界面1

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！

图14  热电偶补偿

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：

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(图17)。

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zui大值标线：在测试主界面图形中，可以显示一个随着温度zui大值变化的横线，这个横线可以清晰的显示zui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：

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。