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第1篇

關鍵詞：AT89C2051MC145436ISD33060電話遙控

1主要芯片簡介

(1)AT89C2051

AT89C2051是Atmel公司生產的與MCS-51系列兼容的單片機。內含:2K字節FlashEEPROM、128字節RAM、15根I/O引線、2個16位定時器/計數器、1個五向量兩級中斷結構，1個全雙工串行口、1個精密模擬比較器等，其引腳如圖1所示。

(2)MC15436

MC145436是Motorola公司生產的DTMF（雙音多頻）解碼器，負責將DTMF信號轉變為二進制數字信號，其引腳如圖2所示。7腳(AIN)為信號輸入端；2、1、14、13腳D1、D2、D3、D4為解碼輸出端；12腳(DV）為輸出數據有效端，當輸入的DTMF信號經IC解碼成功后該腳轉變為高電平；3腳(EN)為解碼輸出控制端；6腳(XEN)為CLK信號控制端。

（3）ISD33060

ISD33060是ISD公司的第3代3V的單片語音IC，其引腳如圖3所示。

該芯片總存儲時間達60s，其與外部微處理器的接口采用SPI（SerialPeripheralInterface）串行外設接口或MSI（MircowireSerialInterface）微傳輸線串行接口，ISD33060的錄放音時間可任意進行分段，每段最短長度為150ms。

使用SPI接口協議時，主要用到5條控制線：

①1腳（SS）--芯片選擇輸入端，低電平有效；

②2腳（MOSI）--串行數據輸入端，ISD芯片從該腳接收來自單片機的控制命令數據；

③3腳（MISO)--串行數據輸出端，單片機從該腳獲得ISO的返回數據；

④28腳（SCLk）--SPI接口串行時鐘輸入，用于同步數據的傳送；

⑤25腳(INT)--當語音放結束或錄放音溢出時，該腳變低電平，在下一個SPI周期開始時，該信號被清除并返回高電平。

2硬件原理圖

硬件原理如圖4所示。上電后單片機在不斷查詢P1.4腳。無來電時，P1.4呈高電平，當有鈴流來到時，光電耦合器PC817導通，P1.4呈現低電平。單片機檢測到P1.4的低電平后，為了防止正常來電話本裝置過快動作，先延時一段時間（這里初定為7s），然后再查詢有無鈴流存在，如沒有，繼續進入查詢狀態；如還有，則P3.7輸出高電平，驅動9012導通，繼電器J動作，接通線路。這時P1.5、P1.6、P1.7、P3.0、P3.1發出配合信號，啟動語音電路ISD33060，通過13腳AUDOUT端發出語音提示："請輸入密碼，以#字結束"。用戶聽到提示后，通過電話發出DTMF密碼信號，此信號通過C1進入MC145436的AIN腳，經內部解碼得到4位二進制信號從D1～D4腳輸出；同時DV端輸出高電平，單片機不斷查詢P3.2腳，將密碼信號從P1.0～P1.3端輸入，檢測到"＃"字信號即0CH后說明已輸入完密碼，然后判斷密碼是否正確。不正確，可輸入3次，3次再不正確就結束。如正確，則ISD33060再發語音提示："請選擇：1開燈，2關燈,3開空調,4關空調，5開總閘，6關總閘，7改密碼，8退出"（這里初定只對燈具、空調和總閘進行控制，也可改為控制其它電器）。單片機再通過MC145436接收控制選擇，如想開空調，則用戶發出信號3，單片機P3.4送出高電平，控制固態繼電器SSR2動態，使空調運轉；如想退出，則用戶通過電話按8,單片機P3.7送出低電平，9012截止，J切斷線路。每次可進行多個電器的控制。

圖4

3軟件設計

主程序框圖如圖5所示。

圖5

第2篇

1 發熱量測定原理

現在大多數電廠化驗室都采用自動熱量計測定煤的發熱量，其原理是將一定量的試樣置于密封的氧彈中，在充足的氧氣條件下，令試樣完全燃燒，燃燒所放出的熱量被氧彈周圍的水（即內筒水）和量熱系統所吸收，其水的溫升與試樣燃燒放出的熱量成正比。量熱系統：指發熱量測定過程中，試樣放出的熱量所能達到的各個部件，除了內筒水外，還包括內筒、氧彈及攪拌器、感溫探頭浸于水中的部分。用恒溫式熱量計測定發熱量的過程中，它的內外筒水溫總是存在一定的溫差。為了消除內外筒的熱交換對溫升的影響，須對內筒溫升加上一校正值，稱為冷卻校正值，用符號C表示。彈筒發熱量的計算公式為：

Qb=（E（tn-to+C）-q1-q2）/m（1）

式中：Qb——彈筒發熱量（J/g）;m——試樣質量;to——量熱系統的起始溫度（℃）;tn——量熱系統吸收試樣放出的熱量后的最終溫度（℃）;E——量熱系統的熱容量（J/K）;q1——點火絲熱值（J）;q2——添加物熱值（J）。

2 影響熱量計測定準確性的因素及解決辦法

影響熱量計測定準確性的因素有很多，現以自動熱量計為例，依據國標GB/T213-2008，結合實際工作中積累的工作經驗，著重分析以下主要影響因素。

2.1 環境溫度不穩

國標GB/T213-2008煤的發熱量測定方法[1]中對發熱量測定試驗室規定要滿足以下條件：

（1）進行發熱量測定的試驗室，應為單獨房間，不應在同一房間內同時進行其他試驗項目;

（2）室溫要保持相對穩定，每次測定室溫不應超過1℃，室溫以在（15-30）℃范圍為宜;

（3）室內應無強烈的空氣對流，因此不應有強烈的熱源、冷源和風扇等，試驗過程中應避免開啟門窗;

（4）試驗室最好朝北，以避免陽光照射，否則熱量計應放在不受陽光直射的地方。

大多數試驗室都能保證（1）、（3）、（4）條，但對（2）條中的室溫要求卻沒有嚴格執行，造成測量誤差。具體分析：熱量計是通過測量內筒水溫來計算出被測物質熱值的，環境溫度不穩定，會給測試結果帶來明顯的影響。如果室溫越來越高，比如第二次試驗時的室溫比第一次高（超出規定范圍），則第二次的內筒水溫要比第一次多吸收外界熱量，測得的發熱量會越來越大。反之，如果室溫越來越低，測得的發熱量會越來越小。如果室溫上下擺動較大的話測試結果也會擺動比較大。國標GB/T213-2008中規定標定熱容量和測試發熱量時的內筒溫度相差超過5℃就要重新標定熱容量，我們以室溫相差5℃分別測量同一煤樣的發熱量，結果見表1：

表1 不同室溫下同一煤樣的發熱量

從表1看出，同一煤樣的發熱量隨著室溫的升高而增大。因此要嚴格控制發熱量測定房間的室溫，保證每次測定室溫變化不應超過1℃，并且和標定熱容量時的室溫盡量接近，兩者相差越小越好。

解決辦法：在很多試驗室，測定發熱量房間的室溫是靠空調調節的，如果剛打開空調，室溫還未穩定，要嚴禁開始測定發熱量，最好是測定發熱量房間的空調不關或者是頭天晚上就把空調打開，保證室溫穩定。在實際工作中，我們有時會碰到這樣的情況，用熱量計測定標煤的發熱量在其不確定范圍內，是合格的，但測得的煤樣發熱量再現性卻不合格，這其中很大的一個原因就是在試驗室的室溫還未穩定時就開始測定煤樣，使得測定標煤時和測定煤樣時的室溫相差較大，造成測量不準確。所以化驗員在測定發熱量時，要嚴格控制室溫符合國標要求，最好記錄發熱量測定前后的室溫，時時提醒自己關注室溫，并檢查外筒溫度與室溫相差不得超過1.5℃。

2.2 熱容量

在測定發熱量時，熱量計的熱容量是通過熱容量標定得出的，這就要求在進行熱容量標定時，要對試驗條件和操作技術仔細認真檢查，確認無問題后再進行標定，并且在使用新型熱量計前，要按國標要求確定其熱容量的有效工作范圍。如果熱容量值與溫升無相關性，則熱量計的熱容量可視為常數，如果熱容量值與溫升有明顯的相關性，則要用一元線性回歸的方法求得熱容量E和溫升Δt的關系式：E=a+b*Δt——（2）.在測定試樣的發熱量時，要根據實際的溫升Δt用公式（2）確定所用的熱容量值。

在保證熱容量標定的準確性后，還要保證熱容量的變化在允許范圍內。國標GB/T213-2008[1]中規定：熱容量標定值的有效期為3個月，超過此期限應重新標定。如果熱量計的量熱系統沒有顯著改變，重新標定的熱容量值與前一次標定的熱容量值不應大于0.25%。對于熱容量約10000 J/K 的熱量計來講，兩次標定熱容量的值不應大于25J/K.即使熱量計的硬件、軟件都沒有任何改變，但環境條件是不可能保持不變的。例如上次室溫高于外筒水溫1K，這次室溫低于外筒水溫1K，又如上次室溫與水溫相差1.5K，這次室溫與水溫相差0.5K等條件的變化都會引起熱容量的變化。而我們在測定發熱量時，計算公式中所用的系統設置中所設置的熱容量值是一個固定值，它實際上不是該次測定發熱量時熱量計的真實熱容量。如果這兩個值差20J/K，則對發熱量產生明顯的影響，見表2

表2 不同熱容量時的發熱量比較

從表2可看出，兩次彈筒發熱量相差60 J/K，可見，當熱容量變化時，發熱量的變化值約等于熱容量變化值乘以溫升再除以試樣質量，誤差是顯而易見的。

解決辦法：化驗員要做的就是要嚴格按照國標GB/T213-2008的要求標定熱容量，使熱容量值盡量接近理論真值，并且保證測定發熱量時的溫度與標定熱容量時的溫度在小于5K的情況下盡量接近。

2.3 試樣的水分未測準

試樣的水分，將直接影響到干基高位發熱量的計算。如果試樣水分測得比真值大，則會使干基高位發熱量結果偏大;反之，則會使干基高位發熱量結果偏小。國標GB/T213-2008中發熱量的再現性臨界差是以干基高位發熱量進行 比較的，規定發熱量測定的再現性臨界差為300J/g.如果試樣水分未測準，則在抽查煤樣時，再現性臨界差容易超差。

例如：某日測得某試樣Mad=2.00%，Qgr，ad=25000J/g，則Qgr，d=25000*100/（100-2.00）=25510 J/g，改日抽查該樣品測得，Qgr，ad=24880J/g，若水分未測準，測Mad=1.30%，則Qgr，d=24880*100/（100-1.30）=25208J/g，兩者相差25510-25208=302J/g，，再現性臨界性超差。正確水分為Mad=1.80%，則Qgr，d=24880*100/（100-1.，8 0）=25336J/g，兩者相差25510-25336=174J/g，符合再現性臨界差。可見水分的正確測定是保證高位發熱量準確的前提。

解決辦法：對電廠煤化驗室來說，要保證水分的正確測定，除了要嚴格按照國標GB/T212-2008[2]的規定操作外，可以采用兩人同時測定水分，或采用工業分析儀與烘箱同時測定水分來形成數據比對，保證水分數據的正確。

2.4 試樣質量不準

化驗員在使用天平時未進行天平校準或未正確讀數都會帶來測量誤差，造成試樣質量不準。試樣質量不準會引起熱容量的誤差：設苯甲酸熱值Q=26450J/g，點火絲熱量q1=50J，+C=2.6125K

下面是同一片苯甲酸，由于稱量不準而引起的后果：

當稱得苯甲酸質量m=1g時，

E=■=10158.7272J/g

當稱得苯甲酸質量m=1.0005g時，

E1=■=10163.7971 J/g

當稱得苯甲酸質量m=0.9995g時，

E1=■=10153.6575 J/g

E1-E=10163.7971J/k-10158.7272J/k=5.0699J/k≈5J/K

E-E2=10159.7272J/k-10153.6575J/k=5.0697J/k≈5J/K

結論：試樣質量若差0.0005g，將使熱容量大約相差5J/K。

解決辦法：化驗員在進行試樣稱量時，要正確使用天平。天平要定期進行檢定，天平移動后要重新校正，每次使用前要檢查天平水平，在開啟和關閉天平門時要動作輕緩，待天平數據穩定后再讀數，保證試樣質量稱量準確。

2.5 高灰分、高揮發分、高硫、低熱值的煤樣容易引起較大的誤差

高灰分的煤樣在坩堝中燃燒時，上層開始燃燒產生的灰會影響下層煤樣的充分燃燒，使得測試結果偏低，解決辦法是：

（1）提高充氧壓力至3.2MPa，延長充氧時間30s以上;

（2）在坩堝底部墊一層經800℃灼燒后的酸洗石棉絨;

（3）用擦鏡紙包（結果要減去擦鏡紙的熱量）;

（4）減少試樣的質量（熱量不要低于18000J，否則要加苯甲酸作為添加物）;

（5）選用薄壁、開口較大的淺坩堝。

化驗員可根據試驗室的條件和試樣情況選用上述的某一種方法。

高揮發分的煤樣在燃燒過程中容易濺出，掉入氧彈底部水中的那一部分就不會燃燒，因而使結果偏低，解決辦法：

（1）點火絲不接觸煤樣，離開（1～2）mm;

（2）在煤樣上面蓋一薄層經800℃灼燒后的酸洗石棉絨;

（3）用擦鏡紙包（結果減去擦鏡紙的熱量）;

（4）選用開口較小的深坩堝;

（5）氧彈中不放10ml水，但計算彈筒發熱量時要將熱容量值減去42J/K;

（6）可以壓成餅來測。

高硫的煤樣在氧彈中燃燒時，有一部分SO2與CaCO3中分解出來的CaO化合生成CaSO4，而沒有生成硫酸，這部分硫酸生成熱就沒有得到，而在計算高位發熱量時，是按全硫來減去硫酸生成熱的（減94.1×St.ad），生成的少，減去的多，結果當然偏低。解決的辦法是：減少試樣質量（熱量不要少于18000J），以減少在氧彈中硫的絕對量，因而減少CaSO4生成的機會，對結果會有改善。

低熱值的試樣在氧彈中燃燒后產生的熱量較少，使主期溫升較小，可能終點時內筒水溫沒有高于外筒水溫1.5K以上，因此難以出現明顯的水溫下降趨勢，往往容易出現拖尾現象，即主期時間會超過10min，有時更長，直接影響冷卻校正值的大小，因而結果不好，解決辦法是：

（1）加添加物（最好是苯甲酸），增加放入氧彈中的總熱量;

（2）如果是可以調內筒水溫的量熱儀，可將內筒水溫調到使終點的內筒水溫高于外筒水溫1.5K以上。

2.6 氧彈漏氣

氧彈漏氣是發熱量測定中的常見故障，若不及時消除，則會導致試樣燃燒不完全，使發熱量測定值偏低，或發生點火失敗。因為測定發熱量，氧彈中都要求有過量氧氣才能保證結果準確，如果氧彈漏氣則氧彈內的氧氣不足，碳將不會全部生成CO2，而有一部分生成CO，就會少產生熱量，硫酸生成熱、硝酸生成熱也會減少，因此會使試驗結果偏低。

解決辦法：國標中規定氧彈裝好試樣并充好氧氣后，要進行氣密性檢查：把氧彈放入裝好水的內筒中，如氧彈中無氣泡漏出，則表明氣密性良好，如有氣泡出現，則表明漏氣，應找出原因，加以糾正，重新充氧。這里就存在一個情況，現在電廠化驗室一般都采用自動量熱計，在水進入內筒之后再進行氧彈氣密性檢查，若氧彈漏氣，就要拿出氧彈檢查原因，還要停掉發熱量測試程序，會很耽誤很多時間，尤其對來煤量很多的化驗室，其工作壓力非常大。我們可以在發熱量測試試驗前就進行氧彈氣密性檢查，或者準備一個裝滿水的水桶，在氧彈充氧后進行氣密性檢查，這樣就很方便工作。

氧彈漏氣后，正確的做法可以按照《燃料分析技術問答》[3]中的要求，將氧彈充氧后浸沒在水中，如發現彈蓋與彈體結合處漏氣，可能是墊圈干澀或存有物屑，應用水潤濕或剔除。氧彈進出口閥漏氣，多數是因該閥 [本文轉自DylW.Net專業提供寫作本科畢業論文和職稱論文的服務，歡迎光臨Www. DylW.NEt點擊進入DyLw.NeT 第一 論 文網]墊圈不合適或老化造成的，應更換合適的墊圈。針型閥漏氣，通常是由于針型閥受含硫氣體的腐蝕、磨損造成的，應更換新針型閥。所以氧彈要很好地維護，以延長使用壽命，保證安全，每次測定發熱量后，務必將氧彈各部件仔細用水沖洗并擦凈。

3 結語

影響熱量計測定準確性的因素有很多，任何一個很小的細節都會造成測定不準確。上述分析的影響因素及解決辦法是我化驗室在長期的工作中遇到的問題并經過實踐切實可行的辦法，對各電煤化驗室有一定的借鑒意義。作為火力發電廠燃煤化驗室，要保證熱量計測定的準確性，不光要注意本文列舉的幾點，化驗員要在日常操作中嚴格按照國標要求，規范自己的操作，并且要提高工作責任心，不斷加強自身專業學習，提高素養，在發熱量試驗中保證熱量計測定的準確性。

【參考文獻】