CN104502560B - 用于煤炭质量验收的化验室系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于煤炭质量验收的化验室系统，属煤炭质量检测领域，该系统包括：采集控制单元分别与量热仪、量热仪天平、测硫仪、测硫仪天平、工业分析仪、工业天平、全水仪和全水天平连接，采集控制单元的输出端与处理单元连接，采集控制单元分别获取量热仪、量热仪天平、测硫仪、测硫仪天平、工业分析仪、工业天平、全水仪和全水天平输出的化验数据并传送至处理单元；处理单元，对采集控制单元传送的量热仪、量热仪天平、测硫仪、测硫仪天平、工业分析仪、工业天平、全水仪和全水天平输出的化验数据进行处理，得到化验结果数据。该系统可自动采集各仪器对所检测煤炭的化验数据，并处理得出结果化验数据，避免数据不准确的问题。
Description
技术领域
本发明涉及化验室系统，特别是涉及一种用于煤炭质量验收检测的化验室系统。
背景技术
煤炭是火力发电厂的主要原材料，煤炭成本占发电企业生产成本70％以上。煤炭入厂化验，是煤炭质量验收的重要环节，是检验来煤是否符合合同要求的主要依据，也是来煤合理存放、经济配烧的重要依据。
目前，电厂一般使用的方法是设备化验、人工抄数。这种方法存在以下弊病：
(1)化验室数据量巨大，手工操作处理速度慢；
(2)抄数或录入过程中，手误导致数据错误，降低化验数据可信度；
(3)存在人为舞弊的现象；
(4)化验流程无人监管，不遵循国家相关标准执行，存在因偷懒而简化化验流程的现象，影响化验结果的公平、公正。
因此，现有的化验室化验方法已不能满足当前市场环境下电厂对煤炭质量管理的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于煤炭质量验收的化验室系统，能准确监测煤炭质量化验结果的准确性和化验过程是否达到国家相关化验检测标准，并自动收集化验结果数据，避免出现数据错误，从而解决目前人工抄数或录入方式导致化验数据易出错可信度低的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种用于煤炭质量验收的化验室系统，包括：
量热仪、量热仪天平、测硫仪、测硫仪天平、工业分析仪、工业天平、全水仪和全水天平、采集控制单元和处理单元；其中，
所述采集控制单元分别与所述量热仪、量热仪天平、测硫仪、测硫仪天平、工业分析仪、工业天平、全水仪和全水天平连接，所述采集控制单元的输出端与所述处理单元连接，所述采集控制单元分别获取所述量热仪、量热仪天平、测硫仪、测硫仪天平、工业分析仪、工业天平、全水仪和全水天平输出的化验数据并传送至所述处理单元；
所述处理单元，对所述采集控制单元传送的所述量热仪、量热仪天平、测硫仪、测硫仪天平、工业分析仪、工业天平、全水仪和全水天平输出的化验数据进行处理，得到化验结果数据。
本发明的有益效果为：可自动采集各仪器对所检测煤炭的化验数据，并进行处理得出结果化验数据，避免了人工操作造成的效率低下及数据不准确的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的系统的示意图；
图2为本发明实施例提供的系统中的处理单元的结构框图；
图3为本发明实施例提供的系统中的量热仪称取样品流程图；
图4为本发明实施例提供的系统中的量热仪测量弹筒热流程图；
图5为本发明实施例提供的系统中的测硫仪称取样品流程图；
图6为本发明实施例提供的系统中的测硫仪硫分检测流程图；
图7为本发明实施例提供的系统中的工业分析仪称取样品流程图；
图8为本发明实施例提供的系统中的工业分析仪化验水分、灰分、挥发分流程图；
图9为本发明实施例提供的系统中的全水仪称取样品流程图；
图10为本发明实施例提供的系统中的全水仪全水分测定流程图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明实施例提供一种用于煤炭质量验收的化验室系统，可以实现对煤炭质量按标准进行检测，得出准确、真实的数据，如图1所示，该系统包括：量热仪、量热仪天平、测硫仪、测硫仪天平、工业分析仪、工业天平、全水仪、全水天平、采集控制单元和处理单元；其中，所述采集控制单元分别与所述量热仪、量热仪天平、测硫仪、测硫仪天平、工业分析仪、工业天平、全水仪和全水天平连接，所述采集控制单元的输出端与所述处理单元连接，所述采集控制单元分别获取所述量热仪、量热仪天平、测硫仪、测硫仪天平、工业分析仪、工业天平、全水仪和全水天平输出的化验数据并传送至所述处理单元；
所述处理单元，对所述采集控制单元传送的所述量热仪、量热仪天平、测硫仪、测硫仪天平、工业分析仪、工业天平、全水仪和全水天平输出的化验数据进行处理，得到化验结果数据。
上述系统中，采集控制单元包括八个采集控制模块(采集模块通过使用标准的RS232串口进行数据传输)，其中，采集控制模块一与所述量热仪连接，其输出端与所述处理单元连接，获取所述量热仪输出的化验数据并转换成数字信号后输出至所述处理单元；
采集控制模块二与所述量热仪天平连接，其输出端与所述处理单元连接，获取所述量热仪天平输出的化验数据并转换成数字信号后输出至所述处理单元；
采集控制模块三与所述测硫仪连接，其输出端与所述处理单元连接，获取所述测硫仪输出的化验数据并转换成数字信号后输出至所述处理单元；
采集控制模块四与所述测硫仪天平连接，其输出端与所述处理单元连接，获取所述测硫仪天平输出的化验数据并转换成数字信号后输出至所述处理单元；
采集控制模块五与所述工业分析仪连接，其输出端与所述处理单元连接，获取所述工业分析仪输出的化验数据并转换成数字信号后输出至所述处理单元；
采集控制模块六与所述工业天平连接，其输出端与所述处理单元连接，获取所述工业天平输出的化验数据并转换成数字信号后输出至所述处理单元；
采集控制模块七与所述全水仪连接，其输出端与所述处理单元连接，获取所述全水仪输出的化验数据并转换成数字信号后输出至所述处理单元。
采集控制模块八与所述全水天平连接，其输出端与所述处理单元连接，获取所述全水天平输出的化验数据并转换成数字信号后输出至所述处理单元。
上述系统中，处理单元如图2所示，包括：
标准数据存储模块、八个接收模块、化验数据存储模块和主控模块；其中，
用于存储标准数据的标准数据存储模块和所述化验数据存储模块分别与所述主控模块连接；
接收模块一至接收模块八分别与所述主控模块连接，接收模块一至接收模块八用于分别与采集控制模块一至采集控制模块八连接。
优选的，上述系统还包括：报警装置，与所述处理单元连接，接收所述处理单元发出的报警信号后发出警报。
优选的，上述处理单元还包括：报警处理模块，向所连接的报警装置发出报警信号。
通过该系统，可实现自动采集各化验设备的化验数据，避免因人工抄数产生的数据错误；
并且通过将燃料化验相关的国家标准(或企业标准)植入系统中，强制实行国家(或企业)的化验标准，避免化验人员因偷懒而简化化验流程。对化验过程中的实时数据和化验结果按相关标准进行即时核对、校验，针对化验不符合标准的情况，系统将提示报警，并强制进行重新化验，直到获得符合标准的数据。在线监控化验环境(温度、湿度)、标定物质(样品重量是否合规)、仪器检定(仪器是否在有效期)、化验流程(时间是否足够)。化验结束之后，系统提供准确的化验报告。
在数据采集过程中，通过本发明的化验室系统，对接收到的化验结果依据系统中预置的化验标准校验模块验证数据的正确性。
通过在化验室安装电子监控设备，实时的监测化验室环境中的即时温度、湿度自然条件，对于不满足化验标准的情况，系统能够在监测化验数据结果的同时给出化验环境变化报警。
在每次实验前(或者间隔一定时间)，进行化学标准物质的测定，达到鉴定仪器的精确度的目的，杜绝因此带来的实验误差。对于实验仪器产生故障或者不合规时，系统能够及时报警。
可进一步在系统中设置化验设备信息存储模块，与处理单元连接，用于登记各种化验室设备仪器的信息，所述处理单元能将设备仪器的信息发送至处理单元，用于管理设备仪器的使用期限。通过化验设备信息存储模块与处理单元配合，实现了在系统中将各种化验室设备仪器都登记在册，使系统中对设备仪器的使用期限进行有效管理，防止不合格的设备继续投入生产，导致化验结果的公正性。在整个化验指标的监测流程中，系统自动登记每次实验所用的时间，在时间测量上保证每次实验都能严格的按照国家实验检定标准进行。不满足国标的情况下，系统能够自动对其化验时间流程进行预警判断。
在化验室系统中一共实现了9个管理模块：样品交接登记、化验编码转码管理、化验分配、化验过程管理、试验报告管理、存查样管理、化验设备管理、环境管理、系统人员管理。
下面结合具体工作过程对本发明的系统作进一步说明。
本发明的化验室系统结构中的各采集控制模块控制采集各仪器和各天平上的数据，对不符合国标的操作提示报警。处理单元对所有的采集控制模块采集的数据进行处理，同时对仪器在规定时间内是否校验进行报警提示，保证采集数据的准确性，具体如下：
(1)采集控制模块一采集量热仪上的数据，并把采集的数据传输到处理单元上；采集控制模块二采集量热仪天平上样品的数据，并把数据传输到处理单元上。量热仪天平称取煤碳样品的重量，与量热仪天平连接的采集控制模块二，确保称取的样品重量和精度达到国标要求；量热仪对称取的符合国标的样品进行弹筒热测量(见图3、4)。得到的量热仪测得的数据和量热仪天平称量的数据分别通过采集控制模块一、二传输到处理单元上，整个控制过程一旦出现不符合国标的操作，系统的处理单元会发出提示报警，中止下一步操作，直到本次操作符合国标，系统才允许进行后续操作。
(2)采集控制模块三采集测硫仪上的数据，并把采集的数据传输到处理单元上；采集控制模块四采集测硫仪天平上样品的数据，并把采集的数据传输到处理单元上。测硫仪天平称取煤碳样品的重量，与测硫仪天平连接的采集控制模块四，确保称取的样品重量和精度达到国标要求。测硫仪对称取的符合国标的样品进行硫分检测(见图5)。硫分样品的检测，对同一煤样进行两次测定(通常称为重复测定)。两次测值的差如不超过规定限度(同一化验室允许差T)，则取其算术平均值作为测定结果，否则，需进行第三次测定。如三次测值的极差小于1.2T，则取三次测值的算术平均值作为测定结果，否则需进行第四次测定。如四次测值的极差小于1.3T，则取四次测值的算术平均值作为测定结果；如极差大于1.3T而其中三个测值的极差小于1.2T，则可取此三个测值的算术平均值作为测定结果(见图6)。最终得到的测硫仪测得数据和硫仪天平称量数据分别通过采集控制模块三、四传输到处理单元上，整个控制过程一旦出现不符合国标的操作，系统的处理单元发出提示报警，中止下一步操作，直到本次操作符合国标，系统才允许进行后续操作。
(3)采集控制模块五采集工业分析仪上的数据，并把采集的数据传输到处理单元上；采集控制模块六采集工业天平上样品的数据，并把采集的数据传输到处理单元上。工业天平称取煤碳样品的重量，与工业天平连接的采集控制模块六，确保称取的样品重量，烘干、灼烧后重量，检查性试验重量及精度达到国标要求。工业分析仪对称取的符合国标的样品进行水分、灰分、挥发分检测(见图7)。水分、灰分、挥发分检测，对同一煤样进行两次测定(通常称为重复测定)；两次测值的差如不超过规定限度(同一化验室允许差T)，则取其算术平均值作为测定结果，否则，需进行第三次测定。如三次测值的极差小于1.2T，则取三次测值的算术平均值作为测定结果，否则需进行第四次测定。如四次测值的极差小于1.3T，则取四次测值的算术平均值作为测定结果；如极差大于1.3T而其中三个测值的极差小于1.2T，则可取此三个测值的算术平均值作为测定结果(见图8)。最终得到的工业分析仪数据和工业天平称量数据分别通过采集控制模块五、六传输到处理单元上，整个控制过程一旦出现不符合国标的操作，系统的处理单元发出提示报警，中止下一步操作，直到本次操作符合国标，系统才允许进行后续操作。
(4)采集控制模块七采集全水仪上的数据，并把采集的数据传输到处理单元上；采集控制模块八采集全水天平上样品的数据，并把采集的数据传输到处理单元上。全水天平称取煤碳样品的重量，与全水天平连接的采集控制模块八，确保称取的样品重量，烘干重量，检查性试验重量和精度达到国标要求。全水仪对称取的符合国标的样品进行全水分检测(见图9)。全水分检测，对同一煤样进行两次测定(通常称为重复测定)；两次测值的差如不超过规定限度(同一化验室允许差T)，则取其算术平均值作为测定结果，否则，需进行第三次测定。如三次测值的极差小于1.2T，则取三次测值的算术平均值作为测定结果，否则需进行第四次测定。如四次测值的极差小于1.3T，则取四次测值的算术平均值作为测定结果；如极差大于1.3T而其中三个测值的极差小于1.2T，则可取此三个测值的算术平均值作为测定结果(见图10)。最终得到的全水仪数据和全水天平称量数据通过采集控制模块七、八传输到处理单元上，整个控制过程一旦出现不符合国标的操作，系统的处理单元会发出提示报警，中止下一步操作，直到本次操作符合国标，系统才允许进行后续操作。全部操作完成后，可通过处理单元自动生成报告，连接打印机即可打印生成的报告。
本发明的化验室系统能对国标进行结构化管理，有助于对化验过程中的各个校验点进行校验，同时在时间，煤样质量，化验方法，煤样粒度、化验结果精准度等方面，贯彻标准化管理要求。具有可实现自动化操作，保证化验数据的准确性，避免了手工操作，使化验室化验更加规范化、标准化，提高了化验室的工作效率，杜绝了人工操作的失误或舞弊现象。
本发明通过将燃料化验相关国家标准体系植入该化验室系统之中，对化验室样品、设备仪器、器皿、化验环境、化验过程、化验结果进行标准管理，对化验仪器的校验时长和化验过程中出现的违反国标操作，进行报警提示，保证化验数据的真实性和可靠性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种用于煤炭质量验收的化验室系统，其特征在于，包括：
量热仪、量热仪天平、测硫仪、测硫仪天平、工业分析仪、工业天平、全水仪和全水天平、采集控制单元和处理单元；其中，
所述采集控制单元分别与所述量热仪、量热仪天平、测硫仪、测硫仪天平、工业分析仪、工业天平、全水仪和全水天平连接，所述采集控制单元的输出端与所述处理单元连接，所述采集控制单元分别获取所述量热仪、量热仪天平、测硫仪、测硫仪天平、工业分析仪、工业天平、全水仪和全水天平输出的化验数据并传送至所述处理单元；
所述采集控制单元包括八个采集控制模块，其中，采集控制模块一与所述量热仪连接，其输出端与所述处理单元连接，获取所述量热仪输出的化验数据并转换成数字信号后输出至所述处理单元；
采集控制模块二与所述量热仪天平连接，其输出端与所述处理单元连接，获取所述量热仪天平输出的化验数据并转换成数字信号后输出至所述处理单元；
采集控制模块三与所述测硫仪连接，其输出端与所述处理单元连接，获取所述测硫仪输出的化验数据并转换成数字信号后输出至所述处理单元；
采集控制模块四与所述测硫仪天平连接，其输出端与所述处理单元连接，获取所述测硫仪天平输出的化验数据并转换成数字信号后输出至所述处理单元；
采集控制模块五与所述工业分析仪连接，其输出端与所述处理单元连接，获取所述工业分析仪输出的化验数据并转换成数字信号后输出至所述处理单元；
采集控制模块六与所述工业天平连接，其输出端与所述处理单元连接，获取所述工业天平输出的化验数据并转换成数字信号后输出至所述处理单元；
采集控制模块七与所述全水仪连接，其输出端与所述处理单元连接，获取所述全水仪输出的化验数据并转换成数字信号后输出至所述处理单元；
采集控制模块八与所述全水天平连接，其输出端与所述处理单元连接，获取所述全水天平输出的化验数据并转换成数字信号后输出至所述处理单元；
所述处理单元，对所述采集控制单元传送的所述量热仪、量热仪天平、测硫仪、测硫仪天平、工业分析仪、工业天平、全水仪和全水天平输出的化验数据进行处理，得到化验结果数据；
还包括：报警装置，与所述处理单元连接，接收所述处理单元发出的报警信号后发出警报；所述处理单元还包括：报警处理模块，向所连接的报警装置发出报警信号，以在整个控制过程一旦出现不符合国标的操作，该处理单元会发出提示报警，中止下一步操作，直到本次操作符合国标，系统才允许进行后续操作。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理单元包括：
标准数据存储模块、八个接收模块、化验数据存储模块和主控模块；其中，
用于存储标准数据的标准数据存储模块和所述化验数据存储模块分别与所述主控模块连接；
用于分别连接采集控制模块一至采集控制模块八的接收模块一至接收模块八分别与所述主控模块连接。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：化验设备信息存储模块，与所述处理单元连接，用于存储各种化验室设备仪器的信息，以发送至所述处理单元用于管理设备仪器的使用期限。
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |