激光气体分析仪LGA-4000用户手册.docx

LGA-4000 半导体激光气体分析系统21正文目录阅 读 说 明3用户须知3概况3注意事项3危险信息4供货和运输4一、简 介51.1 概要51.2 测量原理51.2.1 单线光谱技术51.2.2 激光频率扫描技术61.2.3 谱线展宽自动修正技术61.3 系统组成61.4 系统特点71.5 系统指标71.6 运行和维护81.7 激光产品安全分类及安全要求8二、系 统 介 绍102.1 基本组成102.2发射单元122.3接收单元122.4正压控制模块132.5吹扫单元14三、现场安装163.1 准备163.1.1 选择安装点173.1.2焊接法兰的焊接173.2 安装、调节发射和接收单元183.2.1 安装仪器法兰183.2.2 调节两仪器法兰的同轴性193.2.3 安装发射、接收单元193.3 安装吹扫单元193.4 电气连接203.5系统上电223.6 光路优化22四、软件操作234.1 操作面板234.2 系统模式234.2.1 启动模式244.2.2 正常模式244.2.3 故障模式254.3 系统菜单结构254.4数字软键盘的操作264.5输入方式选择方法274.6 主显示界面284.6.1 平均浓度的计算304.7主设置界面304.8在线测量314.8.1 在线测量各子选项324.9 离线标定334.9.1 调整零点子选项344.9.2 标定预览子选项344.9.3标定光程、标定温度、标定压力子选项354.10吹扫补偿354.10.1吹扫补偿模块调整零点364.10.2吹扫补偿模块标定预览364.11语言选择374.12密码修改384.13软件升级384.14辅助设置394.15报警码查询界面414.15.1报警界面414.15.2报警码查询42五、报警信息435.1 继电器报警435.2 4-20mA模拟输出445.3 LCD报警信息显示44六、维护和标定486.1 维护486.1.1 清洁光学元件486.1.2 优化测量光路496.2标定496.2.1 标定步骤51七、LGA-4000扩展通讯功能53阅 读 说 明用户须知非常感谢您选择使用本公司的LGA-4000半导体激光在线气体分析产品（以下简称：LGA-4000激光气体分析仪）。在使用本产品前，请仔细阅读本用户手册。本手册涵盖产品使用的各项重要信息及数据，用户必须严格遵守其规定，方可保证LGA-4000激光气体分析仪的正常运行。同时，相关信息可帮助用户正确使用该产品，并获得准确的分析结果，节省由咨询等服务产生的额外成本。概况本手册所介绍的产品在离厂前均经过严格的检验，以确保产品具有一流品质。同时为了保证其安全、优质的运行，获得正确的分析结果，用户必须严格按照制造商所述使用方法进行系统操作。另外，恰当的运输、仓储和安装及合理的操作和维护都有助于系统的安全和正常运行。本手册详细介绍了正确使用LGA-4000激光气体分析仪的所有信息。它为受过专门培训或具有仪器操作控制相关知识（例如自动化技术）的技术人员提供了准确的使用参考。了解本手册所涉及的安全信息和警告信息，以及如何从技术上对错误进行修正，是对所述产品顺利进行“零危险”安装、试运转和安全运行、维护的先决条件。只有合格的、具有专业知识的操作人员才能正确理解本手册所提到的安全信息和警告信息，并将他们运用到实际操作当中去。由于各种原因，该手册不可能对每一产品型号都进行细节性的描述，若用户需要进一步了解相关信息，或解决本手册涉及尚浅的问题，请与本公司技术支持部门联系并要求帮助解决。注意事项本手册介绍了LGA-4000激光气体分析仪的具体应用，以及如何启动、操作和维护。需特别指出的是，本手册中的警告和安全信息至关重要（在接下来的各个章节中被强调显示，并加有适当的图标），能有效地避免不恰当的操作。本手册所述产品的开发、制造、测试都把适当的安全标准放在首位。因此，如果用户按照本手册指导进行装配、核准使用和维护，可避免因操作不当而造成的常规使用中的财产损失和人身危害。危险信息为确保用户在使用和维护本仪器时的人身安全，避免财产损失，在本手册中有相关安全及警告信息。此类信息以特定图标显示，并附有相应的解释文字。本手册所使用用术语释意如下：NOTE 注意标记表示在产品使用过程中需注意的重要信息，或本手册中需特别关注的部分。WARNING警告标记表示在产品使用中，若没有遵守适当的安全措施，将会造成系统无法正确测量，特别严重的情况可能会造成重大人身伤亡或财产损坏事故。 供货和运输具体装运要求依照订购合同上相应条款。开箱时请认真阅读包装材料上的相应信息，确保开箱货物的完整与无损。请尽量保留产品外包装，以便在需要返退仪器时使用。一、简 介1.1 概要LGA-4000激光气体分析仪能够在各种高温、高粉尘、高腐蚀等恶劣的环境下进行现场在线的气体浓度测量。本手册对LGA-4000激光气体分析仪的安装、调试、操作和维护等内容作了详细的说明，同时也阐述了LGA-4000激光气体分析仪的测量原理、系统构成和性能特点。本手册指导用户正确地安装和操作LGA-4000激光气体分析仪，并对LGA-4000激光气体分析仪进行预防性的维护工作，以保障该系统的连续可靠运行。1.2 测量原理LGA-4000激光气体分析仪是基于半导体激光吸收光谱（DLAS）气体分析测量技术的革新，能有效解决传统的气体分析技术中存在的诸多问题。半导体激光吸收光谱（DLAS）技术利用激光能量被气体分子“选频”吸收形成吸收光谱的原理来测量气体浓度。由半导体激光器发射出特定波长的激光束（仅能被被测气体吸收），穿过被测气体时，激光强度的衰减与被测气体的浓度成一定的函数关系，因此，通过测量激光强度衰减信息就可以分析获得被测气体的浓度。1.2.1 单线光谱技术“单线光谱”测量技术利用激光的光谱比较窄、远小于被测气体的吸收谱线的特性，选择某一位于特定波长的吸收光谱线，使得在所选吸收谱线波长附近无测量环境中其它气体组分的吸收谱线，从而避免了这些背景气体组分对该被测气体的交叉吸收干涉，图1.1是“单线光谱”测量原理图。图1.1 “单线光谱”测量原理图1.2.2 激光频率扫描技术LGA-4000激光气体分析仪通过调制激光频率使之周期性地扫描过被测气体吸收谱线，激光频率的扫描范围被设置成大于被测气体吸收谱线的宽度，从而在一次频率扫描范围中包含有不被气体吸收谱线衰减的图1.1中的“”区和被气体吸收谱线衰减的“”区。从“”区得到的测量信号可以获得粉尘和视窗的透光率Td，从“”区得到的测量信号可以获得粉尘和视窗以及被测气体的总透光率Tgd=Td*Tg。因此，激光现场在线气体分析系统通过在一个激光频率扫描周期内对“”、“”两区的同时测量可以准确获得被测气体的透光率Tg=Tgd/Td，从而自动修正粉尘和视窗污染产生的光强衰减对气体测量浓度的影响。1.2.3 谱线展宽自动修正技术在气体温度和压力发生变化时，被测气体谱线的展宽及高度会发生相应的变化，从而影响测量的准确性。通过输入4-20mA方式的温度和压力信号，LGA-4000激光气体分析仪能自动修正温度和压力变化对气体浓度测量的影响，从而保证了测量数据的精确性。1.3 系统组成LGA-4000激光气体分析仪由激光发射、光电传感和分析模块等构成，如图 1.2所示。由激光发射模块发出的激光束穿过被测烟道（或管道）,被安装在直径相对方向上的光电传感模块中的探测器接收，分析控制模块对获得的测量信号进行数据采集和分析，得到被测气体浓度。在扫描激光波长时，由光电传感模块探测到的激光透过率将发生变化，且此变化仅仅是来自于激光器与光电传感模块之间光通道内被测气体分子对激光强度的衰减。光强度的衰减与探测光程之间的被测气体含量成正比。因此，通过测量激光强度衰减可以分析获得被测气体的浓度。L激光发射光电传感控制模块半导体激光驱动模块数据分析及控制数据采集过程气体图1.2 基于半导体激光吸收光谱（DLAS）测量技术系统组成示意图1.4 系统特点LGA-4000激光气体分析仪由于采用了半导体激光吸收光谱（DLAS）技术，从根本上解决了采样预处理带来诸如响应滞后、维护频繁、易堵易漏、易损件多和运行费用高等各种问题，并具有如下特点： l 原位测量，检测灵敏度高，响应速度快；l 一体化设计，结构紧凑，可靠性高；l 模块化设计，可现场更换所有功能模块；l 智能化程度高，操作、维护方便。1.5 系统指标为了方便用户进行产品选型，以下列出了LGA-4000激光气体分析仪的一些重要技术参数。技术指标光通道长度15米响应时间1秒线性误差1%测量范围量程漂移1%测量范围维护周期2次/年，清洁光学视窗（无消耗品需要）标定周期2次/年防护等级IP65防爆等级ExpxmdCT5接口信号模拟量输出2路4-20mA电流（隔离、最大负载500）模拟量输入2路4-20mA电流（温度、压力补偿）数字输出RS485/RS232/Bluetooth/GPRS继电器输出3路输出（规格：24V，1A）工作条件电源24VDC（可选220VAC），1000Pa)状态，此时正压控制单元仍会接通发射和接收单元的供电电源。2.5吹扫单元在较为恶劣的现场测量的场合里，为了能够保证LGA-4000激光气体分析仪能够长期连续运行，LGA-4000激光气体分析仪需用吹扫气体对发射和接收单元上的光学视窗进行吹扫，避免测量环境中粉尘或其它污染物对视窗造成严重污染（由于DLAS技术优势，一般视窗污染对测量无影响，详细信息可参见6.1），影响测量。LGA-4000激光气体分析仪的吹扫单元由过滤器、减压阀和稳流装置等组成，可为LGA-4000激光气体分析仪的吹扫气体和正压气体提供稳定流量的吹扫气源，图2.6是LGA-4000激光气体分析仪的吹扫单元的接口定义和尺寸图。图2.6 LGA-4000吹扫单元接口定义和尺寸图三、现场安装LGA-4000激光气体分析仪的现场安装工作主要包括焊接法兰的焊接、发射单元和接收单元的安装、吹扫装置的安装、光路的初步调节、电气连接和光路的优化调节等。本章介绍上述环节的正确操作。LGA-4000激光气体分析仪采用原位安装方式，具体的安装图请参见图3.1。图3.1 LGA-4000激光气体分析仪现场示意图3.1 准备本节阐述在安装LGA-4000激光气体分析仪之前的一些准备工作：准备安装所需的工具(详见本公司工程技术部门提供的项目实施方案)、选择正确的安装位置以及正确地在烟道（或管道）上焊接安装法兰。3.1.1 选择安装点NOTE为了保证气流在安装处管道内的均匀性，安装位置需选在一段直管道上,在测量点前的直管道长度至少为管道直径的2倍（最好5倍）以上，在测量点后的直管道长度至少为管道直径的0.5倍(最好2倍)以上；条件允许下避免安装在强电磁干扰、强辐射、强腐蚀的环境下。 由于LGA-4000激光气体分析仪测量的是激光束传播距离上的平均浓度（参见说明书1.2节）, 如无法找到满足上述要求的直管道，本项要求可以适当放宽（请联系本公司技术支持）。此外，为了方便安装和维护,应选择较容易安装和维护的安装位置,必要时需搭建安装检修平台。3.1.2焊接法兰的焊接LGA-4000激光气体分析仪的发射和接收单元分别安装在被测管道（烟道）上的两个焊接法兰上。发射和接收单元分别设计有光路调整机构，允许上述两法兰的同轴度有一定的偏差，但应符合图3.2所示要求, 即保证两法兰轴心线之间的角度不大于4o的误差。两焊接法兰一般应焊接在被测管道（烟道）上直径相对的水平位置。图3.2 两焊接法兰同轴度允许误差示意图3.2 安装、调节发射和接收单元在焊接完毕上述焊接法兰后，就可以开始安装与调节LGA-4000激光气体分析仪的发射单元和接收单元。本节介绍的工作包括：安装仪器法兰、安装发射和接收端、调节两仪器法兰的同轴性。 在安装发射和接收单元过程中，要注意对激光束的防护。否则发射单元中会射出不可见激光束，损害安装人员的眼睛（见说明书1.7节）。 3.2.1 安装仪器法兰仪器法兰安装详见图3.3，即用四对M16的螺栓、螺母固定在焊接法兰上，安装需注意以下几点：l 注意仪器法兰上的单向阀安装孔朝下；l 两片法兰间需加装O形圈。螺栓必须上弹垫和平垫；l 因螺栓与螺母间存在空隙，在紧固螺丝前需尽量使仪器法兰抬和焊接法兰保持同轴,然后依次按对角顺序逐步紧定四对M16螺栓；l 紧定后，两法兰面之间的保留约为3mm空隙，不可全部紧死，需留有光路调节的余量。锁箍玻环仪器法兰0形圈焊接法兰M16螺栓M16螺母图3.3 仪器法兰安装示意图3.2.2 调节两仪器法兰的同轴性采用专用的光路调节工装（用户若有需要，可与本公司技术支持部门联系），依照如下步骤调节发射和接收单元的仪器法兰的同轴性：1） 旋转光路调节的激光发射装置，使激光发射装置开关朝上，然后用锁箍把光路调节工装固定在仪器法兰上。打开光路调节工装，观察另一侧光斑是否在光路调节工装的光靶中央，如果不是，则调节光路调节工装端仪器法兰的4颗M16螺栓，把光束调至光靶分划板的中央，见图3.4；图3.4 用激光笔调节仪器法兰示意图2） 把光路调节工装和光靶互换，重复步骤1）；3） 多次重复步骤2)，直至把光路调节工装和光靶互换后，光斑始终在光靶分划板的中央；4） 在光路调节工装一直打开情况下，固紧光路调节工装端仪器法兰上的4颗锁紧螺栓，同时注意另一端光靶上的光斑是否移动，如果移动，须依次重复1)、2)、3)步骤，直至光斑不移动；5） 重复步骤4)固紧另一仪器法兰。3.2.3 安装发射、接收单元把发射单元的发射端装入仪器法兰（见图3.3），注意玻环的销钉方向，然后用锁箍固紧，并把紧定螺栓锁紧。相同方法装上接收单元。3.3 安装吹扫单元LGA-4000激光气体分析仪的吹扫单元可使用压缩空（氮）气为气源，安装时可使用M16螺栓固定在接收和发射单元之间的位置；并将气源总管接入进气口，使用8mm的铜管/不锈钢管把吹扫单元的出气口连接到发射、接收单元的仪器法兰上的单向阀接口上。气源总管进口减压阀压力表减压阀调节旋钮图3.5 吹扫单元示意图在LGA-4000激光气体分析仪停止工作时，请保持吹扫气流或关闭连接单元的维护切断阀门，否则测量环境中的粉尘等污染物会污染发射和接收单元中的光学元件。3.4 电气连接LGA-4000激光气体分析仪的电源采用标准24V直流电压输入，产品还提供了丰富的输入输出信号接口：继电器输出，4-20mA浓度输出，4-20mA补偿信号（温度和压力）输入和RS485通讯接口。上述这些接口信号在LGA-4000激光气体分析仪的发射单元的连接端座，图3.6给出各类接口信号的具体电气连接定义。用户可以根据需要选择连接信号。图3.6 LGA-4000激光气体分析仪接口信号图3.5系统上电在开机前，请确保气源、电源、接地电阻符合技术协议中的相关规定。1) 连接进吹扫单元的气源总管，调节减压阀调节旋钮。使吹扫气体减压阀压力表显示为0.3Mpa左右；打开维护切断阀，进行气源管道吹扫，清除管道内的铁锈等杂质；2) 给系统上电。对于防爆型的LGA-4000激光气体分析仪还需要经过以下4-6步骤才能完成全系统上电工作；3) 在正压控制模块接入电源之后，其电源状态（POWER）指示灯点亮；4) 观察正压控制模块的压力指示条（图2.5），微调减压阀调节旋钮，使系统达到正压工作范围压力指示条保持中间位置（500Pa-900Pa之间）；5) 根据防爆规范要求，系统在达到正压要求延时换气15分钟之后，发射和接收单元内部才正式通电运行，此时正压控制模块的电源指示灯变为绿色，发射单元LCD液晶屏界面显示出上电自检信息。3.6 光路优化在完成LGA-4000激光气体分析仪的安装、初调和通电之后，发射单元的LCD将显示开机、初始化和自检画面（图4.2）。等待自检完成后,LCD液晶屏上将显示各种测量、状态信息，观察状态条中的透过率数据，如果透过率大于80%，则安装、调节完毕，可以开始正常使用。否则需按下述步骤优化分析系统发射、接收单元的光路调节：1. 松开发射单元仪器法兰上的四颗紧定螺栓（见图3.3），调节四颗M16螺栓使LGA-4000发射单元LCD液晶屏上显示的透过率达到最大，然后锁紧四颗紧定螺栓；2. 松开接收单元仪器法兰上的四颗紧定螺栓，调节四颗M16螺栓使LGA-4000发射单元LCD液晶屏上显示的透过率达到最大，然后锁紧四颗紧定螺栓；四、软件操作LGA-4000激光气体分析仪内部集成了多块高性能微处理器，其内嵌的软件能实现信号处理、数据计算、实时监控以及人机界面中的键盘操作和LCD液晶显示、报警、设置等功能。此外，该软件还可以通过RS485、蓝牙、GPRS等方式实现与LGA-4000服务端软件的数据通讯和实时控制，实现LGA-4000激光气体分析仪的快响应、高精度的在线测量。（具体介绍参见LGA-4000服务端软件说明书。4.1 操作面板LGA-4000激光气体分析仪的操作面板嵌于发射端，操作面板包括19264 LCD液晶屏和四个功能按键。通过LCD液晶屏人性化的显示界面、配合四个功能按键，用户可以查看到LGA-4000激光气体分析仪的气体浓度、系统参数、报警等各项信息并完成所有用户设置操作，操作面板外观如图4.1所示。图4.1 LGA-4000激光气体分析仪操作面板图操作面板上四个按键功能如下：l “SET”键：主要用于进入下一级子菜单或者确认输入；l “”键：主要用于移动当前的光标位置向下或向右；l “ESC”键：主要用于退出子菜单返回到上一级菜单或者取消输入。4.2 系统模式在按照本说明书第三部分对LGA-4000激光气体分析仪完成正确的安装、调节和连线之后，LGA-4000激光气体分析仪便可投入连续在线测量。在测量过程中，根据运行状况的不同，LGA-4000激光气体分析仪设计了三种工作模式：l 启动模式l 正常模式l 故障模式4.2.1 启动模式LGA-4000激光气体分析仪正常上电之后，系统自动工作在启动模式。此模式下，系统执行自检工作。LCD液晶屏显示为开机画面，开机画面由公司的名称、仪器的型号、软件版本和系统状态等组成（见图4.2）。自检过程中，仪器检查内部各功能模块的工作状态是否正常，一般情况下，此过程大概要持续两分钟。图4.2为系统自检时LCD液晶屏显示的画面，画面中有“自检中”的提示，提示下方的进度条指示当前的自检进度。如果一切正常，系统自检完毕后进入正常工作模式。图4.2 系统自检时画面4.2.2 正常模式在该模式下LGA-4000激光气体分析仪执行测量任务，并可能处于正常和警告两种工作状态。正常工作状态：系统正常地进行测量工作，操作面板上的LCD液晶屏将显示被测气体浓度值及温度、压力、透光率等信息；LCD液晶屏右方显示“正常”字样。模拟量输出端口（4-20mA）输出对应的气体浓度测量值。警告工作状态：当LGA-4000激光气体分析仪检测到外部输入参数（主要是被测气体压力和温度）异常或者透过率过低等情况时将自动切换至警告工作状态。在此状态下，操作面板上LCD液晶屏将显示相应的警告信息；系统以各参数的默认值计算被测气体浓度并通过4-20mA输出（具体报警信息和解决办法请参见本文第五章）。NOTE警告工作状态下的测量值可能存在较大误差4.2.3 故障模式当LGA-4000激光气体分析仪检测到一些可能会永久性损坏分析系统的故障（如仪器内温度过高；激光器工作异常等）时，系统将从上述启动或正常模式立即转入故障模式。在此模式下，系统将停止气体浓度测量并且大部分系统功能进入保护状态，操作面板上LCD液晶屏将显示相应的错误信息，外部输出端口（4-20mA和继电器）将将输出报警信息（具体报警信息和解决办法请参见本文第五章）。4.3 系统菜单结构LGA-4000激光气体分析仪的操作界面采用简单快捷的菜单式界面。主要的界面包括主显示界面、主设置界面、在线测量、离线标定、吹扫补偿、语言选择、密码管理、软件升级和辅助设置等九个主菜单界面。整个菜单的组织结构简单、清晰（图4.3），便于操作。图4.3 菜单结构图下图描述了系统的主要界面、界面间的跳转操作以及数值输入的方法等：图中A、B、C、D、E、F区表意如下：A. LGA-4000的开机状态【开机显示界面】B. LGA-4000的正常工作状态【主显示界面】C. LGA-4000的正常工作状态【屏保界面】D. LGA-4000的警告/故障工作状态【主显示界面】跳转至报警界面E. LGA-4000的功能菜单选择方法F. LGA-4000的数值输入操作方法4.4数字软键盘的操作为了方便用户输入，LGA-4000激光气体分析仪的数值输入采用软键盘方式。当用户需要输入密码或者数据时，系统会弹出数字软键盘。用户可以通过数字软键盘完成密码或数值的输入。以修改“系统光程”参数为例。移动光标，使之落在“系统光程”选项上，按下“SET”键，弹出系统光程的数值输入数字软键盘，如图4.4所示意： abcde图4.4 数字软键盘图4.4数字软键盘上每个位置所代表的意义如下a. 数字软键盘已输入的数值；b. 数字软键盘的数字键；c. 数字软键盘的数值确认键/数字软键盘的光标；d. 数字软键盘的数值取消键；e. 数字软键盘的数值清除键。数字软键盘可以用系统操作面板上的“SET”,“” ,“ESC”等键进行操作，来选择输入数值。上述各按键的操作功能如下：按“” 键：使数字软键盘光标位置向右移/下移动一个位置。按“SET”键：如果数字软键盘光标停留在某个数字，则将该数字作为一位输入；如果数字软键盘光标停留在“OK”，则确认完成系统光程输入同时退出数字软键盘；当输入的系统光程数值超出系统接受范围时系统会弹出“数据超出范围”的提示框，并取消刚刚输入的系统光程数值；如果数字软键盘光标停留在“”，则清除上次输入的一位数字；如果数字软键盘光标停留在“CANC”，则取消输入系统光程同时退出数字软键盘。按“ESC” 键：直接取消输入系统光程并退出数字软键盘界面。本手册中出现的数字软键盘操作与此相同，下文不再重复叙述。4.5输入方式选择方法LGA-4000激光气体分析仪中部分参量支持多种输入方式，用户可通过操作菜单上的参数“输入方式”进行选择。当需要用户做出参数“输入方式”选择时，系统会弹出“输入方式选择”框供用户操作选择。以修改“气体温度”的“输入方式”为例。移动光标，使之落在“气体温度”输入方式选项上，按下“SET”键，弹出气体温度输入方式选择框，如图4.5所示：ab图4.5 气体温度输入方式选择画面图4.5输入方式选择框上每个位置所代表的意义如下：a. 参数名称；b. 输入方式选项/光标。在弹出输入方式选择框以后，用户可以用“”，“SET”键来选择自己需要的输入方式。将光标移动到需要选择的输入方式以后按下“SET”键确认。如果用户选择了“输入”选项，系统会弹出数字软键盘，用户需要输入“气体温度”数值。如果用户选择了“测量”选项，系统会选择“气体温度”为4-20mA或热敏电阻的测量方式，并退出“输入方式”选择框。本手册中出现的“输入方式”选择操作与此相同，下文不再重复叙述。4.6 主显示界面【主显示界面】是在系统开机自检完毕，进入正常工作状态后的界面。【主显示界面】主要用来显示系统的主要信息。如图4.6、4.7所示。abcda图4.6 主显示画面1图4.7主显示画面2在【主显示界面】，图4.6和图4.7会以3秒钟切换一次的方式交替显示全部信息。图4.6和4.7画面上每个位置所代表的意义如下（对于所有菜单都大致相同，以下不再重复叙述）：a. 当前显示的信息名称；b. 左边所示信息名称对应的具体数值；c. 左边信息对应的数值单位；d. 系统状态(正常、故障、警告)。【主显示界面】中各条信息意义如下：l 气体浓度：当前被测气体的测量平均浓度（见4.6.1）；l 透过率：激光束穿过被测环境的透过率；l 吹扫浓度：吹扫气体中含有被测气体的浓度；l 气体温度：被测气体温度；l 气体压力：被测气体压力。NOTE为了减少现场的噪声对测量结果的影响，LGA-4000激光气体分析仪的气体浓度是采用滤波算法（参见4.6.1）所计算得到的一段时间内的平均浓度.如果用户在【主显示界面】停留两分钟无任何操作，系统会自动切换到【屏保界面】，如图4.8所示。在【屏保界面】中，LGA-4000激光气体分析仪的LCD液晶屏会重点显示测量浓度信息，如下图4.8所示：图4.8 屏保画面当LGA-4000激光气体分析仪的LCD液晶屏停留在【屏保界面】，用户需要对分析系统进行操作时，可以按任意键回到【主显示界面】，然后操作“SET”键进入具体菜单。4.6.1 平均浓度的计算LGA-4000激光气体分析仪平均浓度的计算方法如下：平均浓度计算方法：其中为新计算出来的平均浓度； 为当次的浓度值； 为上一次计算出来的平均浓度（保存在系统内部存储器中）； 为平均次数。经此平均计算得到的平均浓度相当于将当次测量浓度值经过一个截止频率为Hz的低通滤波器滤波后的输出。其中为仪器完成一次测量所需的时间（LGA- 4000系列仪器一般在出厂时设为1 秒，但也可按照用户需要设为0.11 秒以满足一些需要较快测量时间响应的应用场合,请联系本公司技术支持）。正常使用情况下，仪器每完成一次测量（需时间），LCD液晶屏上显示的测量数据和4-20mA浓度输出端口电流值就更新一次。4.7主设置界面当用户需要对LGA-4000激光气体分析仪进行具体操作时，可以在【主显示界面】按“SET”键，系统会弹出系统密码输入框。如图4.9所示。图4.9密码输入画面利用数字软键盘输入正确密码后就进入系统【主设置界面】，如图4.10所示。ba图4.10主设置界面图4.10画面上每个位置所代表的意义如下：a 当前光标停留位置对应系统的菜单节点号；b 当前光标停留位置对应本节点菜单中的位置；【主设置界面】的菜单中，共有七个子菜单供选择。分别是在线测量、离线标定、吹扫补偿、语言选择、密码修改、软件升级和辅助设置。在【主设置界面】中，可以用“SET”,“”，“ESC”等键进行操作并进入相应界面。4.8在线测量【在线测量界面】是【主设置界面】菜单中的第一项，如下图4.11、4.12、4.13所示。系统设计有测量光程，气体温度，气体压力，吹扫光程，吹扫温度，吹扫浓度和测量方式等七个可供选择的子选项。用户可以通过“”和“SET”键来选择要设置的参数。按下“ESC”键将使系统返回到【主设置界面】。图4.11 在线测量画面1图4.12 在线测量画面2图4.13 在线测量画面3【在线测量界面】画面中各个信息意义如下：l 测量光程：设置被测气体光程长度；l 气体温度：设置被测气体的温度；l 气体压力：设置被测气体的压力；l 吹扫光程：设置吹扫光程（图4.14中LF2+LF1+LB1+LB2+LB3）；l 吹扫温度：设置吹扫气体的温度；l 吹扫浓度：设置吹扫气体中含被测气体成分的浓度；l 测量方式：设置气体的测量方式；l 确认参数：确认已设置的参数并且确认系统进入测量状态。图4.14 光程参数设置示意图NOTELF3中的气体在出厂时经过特殊处理，不会对测量结果产生影响。4.8.1 在线测量各子选项在线测量各子选项意义如下：l 测量光程：设定测量光程长度值（015）m；l 气体温度：设定被测气体温度（2003000）K，可以选择为输入方式或是测量方式。气体温度的测量方式又分为4-20mA测量方式或热敏电阻测量方式（这两种方式的选择只能通过LGA-4000服务端软件设置）。如果选择了4-20mA测量方式，4-20mA电流值对应气体温度值的设置请参见4.14“辅助设置”子菜单的“温度通道输入”设置；l 气体压力：设定被测气体压力（020）bar，可以选择为输入方式或是测量方式；气体压力的测量方式指的是4-20mA测量方式，4-20mA电流值对应的气体压力值的设置请参见4.14“辅助设置”子菜单的“压力通道输入”设置。l 吹扫光程：设定吹扫光程长度值（015）m；l 吹扫温度：设定吹扫气体温度（2003000）K；l 吹扫浓度：设定吹扫气体浓度，可以选择为输入方式或是测量方式；LGA-4000激光气体分析仪的内部集成了吹扫补偿模块，当用户选择吹扫浓度为测试方式后，系统会自动补偿吹扫气中含被测气体的气体浓度；NOTEl 确认参数： 确认参数设定。当选择“确认参数”并按“SET”键后，系统会存储输入参数并自动退回到上一级菜单；如果用户没有选择“确认参数”退出，而是通过“ESC”直接退出，参数输入无效！4.9 离线标定【离线标定界面】是【主设置界面】菜单中第二项。如下图4.15所示。图4.15 离线标定菜单画面在【离线标定界面】中，用户可以根据需要选择如下操作：l 调整零点：对仪器进行调零。把含有零浓度被测气体的校准气体（如高纯氮气）通入标定管，然后执行本操作调零仪器的示值；l 标定预览：对仪器进行预标定。把含有已知被测量气体浓度的校准气通入标定管，然后执行本操作对仪器示值进行标定。标定前请先进行上述调零操作；l 标定光程：设定标定管光程长度值；l 标定温度：设定校准气的温度，可以选择为输入方式或是测量方式；标定温度的测量方式又分为4-20mA测量方式或热敏电阻测量方式（这两种方式的选择只能通过LGA-4000服务端软件设置）。如果选择了4-20mA测量方式，4-20mA电流值对应气体温度值的设置请参见4.14“辅助设置”子菜单的“温度通道输入”设置。l 标定压力：设定校准气的压力，可以选择为输入方式或是测量方式。标定压力的测量方式指的是4-20mA测量方式，4-20mA电流值对应的气体压力值的设置请参见4.14“辅助设置”子菜单的“压力通道输入”设置。4.9.1 调整零点子选项【调整零点界面】是【离线标定界面】菜单中第一项。如下图4.16所示。图4.16 调零显示画面【调整零点界面】中显示有被测气体浓度和取消调零、确认调零等菜单。当用户选择“确认调零”后，仪器开始调零，图4.17为调零进度画面（其中进度条表示调零进度）。图4.17 调零进度画面4.9.2 标定预览子选项【标定预览界面】是【离线标定界面】菜单中第二项。如下图4.18所示。图4.18 标定预览画面【标定预览界面】中显示有被测气体浓度、标气浓度和取消标定、确认标定等菜单。此处标定浓度用于设置用户标定用的标气浓度。由于LGA-4000激光气体分析仪在推荐标定周期内漂移不会很大，如果测得的浓度值与输入的正确气体浓度相差较大，建议选择“取消标定”菜单项，先不接受该次标定。请检查“标定系数”菜单中的各个参数设置是否正确，标定气路是否有泄露，标准气体是否已搁置很长时间，标准气体浓度是否太低（建议用户使用本公司推荐浓度的标准气体来标定分析仪）等。图4.19 标定确认画面如果一切正常，请选择“确认标定”菜单（如图4.19所示）。仪器开始标定，显示标定进度画面，如图4.20所示：图4.20 标定中画面NOTE 半导体激光气体分析仪的测量准确性与标定密切相关，建议用户在进行标定操时要非常谨慎。标定前最好能备份标定参数（具体操作参见4.14“辅助设置”的“参数备份”子菜单），注意到任何异常情况请取消标定。4.9.3标定光程、标定温度、标定压力子选项标定光程、标定温度、标定压力子菜单用于设置预标定时用的相关标定参数，如下图4.21所示：图4.21 标定系数画面标定的精度与输入的标定参数有直接关系，所以需要用户认真设置各个标定参数，以确保测量精确。4.10吹扫补偿在一些吹扫气体含有少量被测气体的成分的应用场合，为了消除由吹扫气体带来的测量精度影响，LGA-4000激光气体分析仪中设计了吹扫补偿模块，当用户选择“吹扫浓度”输入方式为测量（参见4.8.1）后，吹扫补偿模块会自动检测出吹扫气体中含有被测气体的浓度，并将其补偿。在连续工作一段时间后，吹扫补偿模块也存在一定的漂移，因此吹扫补偿模块也需要定期标定。【吹扫补偿界面】是【主设置界面】菜单中的第三项。如下图4.22所示：图4.22 吹扫补偿菜单画面在【吹扫补偿界面】中，用户可以根据需要选择如下操作：l 调整零点：对吹扫补偿模块进行调零。把含有零浓度被测气体的校准气体（如高纯氮气）通入发射端和接受端的吹扫单元进气口，然后执行本操作调零示值；l 标定预览：对吹扫补偿模块进行标定。把以氮气为底的含有已知被测量气体浓度的校准气通入发射端和接受端的吹扫单元进气口，然后执行本操作进行标定。标定前请先进行上述调零操作。4.10.1吹扫补偿模块调整零点【调整零点界面】是【吹扫补偿界面】菜单中的第一项。如下图4.23所示：图4.23 吹扫补偿模块调零菜单画面当用户选择“确认调零”后，仪器开始吹扫补偿模块调零，图4.24为调零进度画面（其中进度条表示调零进度）。图4.24 吹扫补偿模块调零中画面4.10.2吹扫补偿模块标定预览【标定预览界面】是【吹扫补偿界面】菜单中的第二项。如下图4.25所示：图4.25吹扫补偿模块标定预览画面用户设置好标定浓度后，移动光标选择“确认标定”后，仪器开始吹扫补偿模块标定，如下图4.26、4.27所示：图4.26 吹扫补偿模块确认标定画面图4.27 吹扫补偿模块标定中画面4.11语言选择【语言选择界面】是【主设置界