煤的发热量是衡量煤质的主要指标,准确测定煤、石油等能源资源的发热量是耗煤企业必须的一道工序,仪器的测量精度将直接影响企业的经济效益。仪器的测试速度也直接影响着化验员的工作效率,企业的整体运行效率。目前国内的快速量热仪在测量精度、可靠性、快速算法等方面存在一定的缺陷。所以,研究并开发一种高精度、高可靠性的快速量热仪具有很重要的现实意义。论文首先阐述了量热仪的发展历程、国内外现况、研究的意义以及现实问题,其次探讨了热值测量的基本原理、方法、步骤、过程以及所用到的公式,在此基础上研究了系统的功能和设计原则,针对机械结构的几个关键部件进行了相关论述和改进,确定了系统硬件设计方案,软件设计方案和软件流程图。为了充分利用现代计算机的PCI总线资源,围绕硬件设计方案,采用PCI9052桥接芯片构建了PCI总线平台,通过模式设置实现了传统ISA总线到PCI总线的平滑过渡,既解决了量热仪系统中主控制器与扩展板卡之间的通讯问题,又可直接利用原有的量热仪扩展板卡等硬件单元。给出了高精度、高分辨率的内桶温度采集电路的详细设计和相关计算,同时也给出了其他硬件电路的设计与相关说明。本文根据燃烧热的基准以及燃烧热计量器具检定系统的相关理论知识,提出了采用电能标定系统代替苯甲酸标定仪器热容量的方法。首先给出了设计思路和电能采集电路图及相关计算,然后在实验经验和数据归纳的基础上,充分考虑电热转换因子的相关影响因素,提出了求解转换因子的模糊分类算法。最后通过实验验证得出电能标定系统能够代替苯甲酸标定仪器热容量。此方法环保、经济,进一步完善后可以得以推广应用。本文在现有量热仪快速算法的基础上,根据热力学相关理论提出一种动态预测的数学模型,该数学模型采用复合的指数函数作为余热的基函数,充分考虑搅拌热与内外桶热交换的影响,并且通过MATLAB进行仿真与推导,在现有相关数据的比较下,可以得出该预测方法准确性高、可靠性好,适用性强等优点。该算法对快速量热仪的研究具有一定的指导作用和理论意义。