UV_II二氧化硫分析仪新.doc

SO2浓度在线分析仪说明书UV-IS型紫外光度吸收法SO2浓度在线分析仪 安 装 使 用 说 明 书 南化集团研究院特 别 说 明欢迎使用我院研制的UV-IS型紫外光度吸收法SO2浓度在线分析仪。在使用本仪器前，请详细阅读说明书，以利于更好地使用该仪器。本仪器为精密光学电子仪器，正常情况下，仪表不需要特别维护，请注意防潮、防尘、防震。用户在遵守保管、使用规则的条件下，从制造厂发货之日起，一年内因产品制造不良发生故障时，制造厂无偿为用户修理和更换部件，并终身维护。本院保留产品升级和更改接线权力，恕不另行通知。如有不到处请联系我们。单位：南化集团研究院地址：南京市大厂区葛关路699#邮政编码：210048服务热线 录第一章 基本技术说明1.1分析仪的主要用途1.2分析仪技术指标1.3分析仪工作原理1.4分析仪的构成第二章 仪器安装投运2.1开箱与检查2.2取样系统安装2.3 分析仪电气连接第三章 操作使用说明3.1分析仪的启动3.2分析仪液晶显示屏及键盘操作3.3分析仪的运行与停止第四章 保养及故障分析4.1分析仪的检查 4.2分析仪的保养4.3测量池的清洁4.4一般常见故障分析及处理第五章 运输及贮存5.1 运输5.2 贮存5.3 仪器外形尺寸及重量5.4 成套性第一章 基本技术说明1.1分析仪的主要用途本分析仪采用紫外吸收光度法对硫酸装置或相近装置中SO2气体浓度进行连续在线分析,在分析仪的面板上显示被测介质浓度，并以420A标准信号进行远传，或送至其它仪器进行记录和显示。分析仪完整系统如图1所示：图1UVIS型紫外吸收光度法SO2浓度在线分析仪照片1.2分析仪技术指标a测量范围：允许多个量程由用户选择最小：0-1000 umol/mol（ppm）最大：0-15% Vol/Volb正常工作条件. 环境温度 2050；. 相对湿度 90%（40时）；. 大气压力 86106kPa；. 供电电源 220 VAC 2KW。c 初次通电预热时间不大于 3hd 重复性误差 小于3 FSe 线性误差 小于3 FSf 响应时间 不大于120sg 稳定性 3 FS/24hh 测量精度5% FSj 防护等级 IP541.3分析仪工作原理1.3.1.光学工作原理（图2所示）一般来说，光是用来形容电磁波中用肉眼所能看到的狭窄的波长范围，即可见光。但本说明书中所说的光系指分析仪使用的具有特殊波长的紫外光。紫外光在气体或溶液中的吸收遵从比尔定律：I代表吸收后光的强度I0代表物质浓度为零（即不存在吸收物质）时光的强度A被测介质的浓度L工作气室的长度K与物质及波长有关的常数特定物质对不同波长的紫外光的吸收是不一样的。我们利用比尔定律选择一个SO2吸收较大的紫外波长作为测量波长，来分析气体中SO2的浓度，选择一个SO2不吸收的紫外波长作为参比波长对测量波长进行补偿计算。本分析仪正是利用紫外光吸收的这一规律来测定二氧化硫的浓度的。分析仪光学原理如下图（图2）所示。样气流过测量池时，由紫外光源发出的紫外光通过测量池到达检测部。测量波长中一部分紫外光在通过样气时，被样气中的二氧化硫吸收。而参比波长的紫外光在通过样气时，没有被样气中的二氧化硫吸收。这两路光通过各自的光学滤光片，到达光电接收二极管。测量、参比光学滤光片只能透过相对应的283.3nm和496nm特定波长的紫外光。图2 紫外SO2分析仪光学工作原理图测量波长的紫外光学滤光片仅能通过测量波长的紫外光。测量波长的紫外光是经过选择的，选择的原则是当试样中的二氧化硫浓度变化时，到达测量侧光电接收二极管的紫外光强度有较大的变化（一般为被测气体的特征吸收光谱）。参比波长的紫外光学滤光片仅能通过参比波长的紫外光。参比波长的紫外光也要作选择，选择的原则是当试样中的二氧化硫浓度变化时，到达参比侧光电接收二极管的紫外光强度基本没有变化（被测气体各组分都不吸收的光谱）。从光谱图上看，在本分析仪选定的测量、参比波长紫外光（测量：283、参比：396nm）条件下，吸收这二波长紫外光的物质较少，故对本分析仪产生干扰的物质也较少。特别是水分子对这两种波长（283、396nm）的紫外光不吸收。故水汽对本分析仪不产生干扰。但强烈吸收这两种波长的物质（例硫的有机物）可能对本分析仪产生干扰。1.3.2.电路工作原理当各紫外光束到达光电二极管时，在相应光电两种极管上会产生与光强度成正比的电流，该电流分别通过电流电压变换放大器，变换成为电压信号，变换出来的电压再送入计算机板进行A-D转换和补偿并计算出二氧化硫浓度，通过液晶面板显示和输出（如图3所示）。测量光电二 极 管参比光电二 极 管高精度交流放大器高精度交流放大器采样保持采样保持直流放大直流放大计算机控制及显 示DCS或者其它仪器来自灯的同步信号图3 电路工作原理图当二氧化硫浓度增大时，到达测量侧光电接收二极管的紫外光强减弱，测量侧光电接收二极管的电流减小，产生的电压随光电流的减少而降低。但参比侧光电二极管的信号不变。通过对数计算测量和参比两路信号差，可以推算出试样中二氧化硫的浓度，并在分析仪的面板上显示二氧化硫浓度。在计算中，因参比紫外光的存在，可以对整个紫外光的强度和光学窗污染等变化进行补偿。 1.4分析仪的构成整个分析仪可以按内容分成取样系统，光学分析系统，电气控制系统三部份、也可以分成光源，测量池，检测器，取样、显示五个部分。分析仪的整机结构见图4。图4 分析仪结构图1.4.1.取样系统构成对于硫酸系统的尾气检测，可直接在二吸塔出口至排放烟囱之间取样，利用系统正压使样气流过分析仪的光学分析系统。在环境允许的情况下，分析仪的出口样气可以直接放空。如果环境不允许放空，则需将样气返回到管道中。当系统正压不足，也可以利用硫酸系统负压（例：净化部分或风机进口）抽气。或采用抽气泵进行抽气，抽气泵由用户自行配备。但要注意抽气泵寿命远小于分析仪寿命，尽量利用工艺系统的正压或负压为好。见附图1硫酸系统中高浓度SO2的检测，因工艺气体中含尘较少，故不需特别的取样装置。只需将样气引出即可。见附图2对于燃煤锅炉等含水汽及含尘高的尾气，易出现堵塞和冷凝水等情况。这种情况下，需要另购带过滤和样气拌热的取样装置，需按附图3安装取样系统，才能满足仪器的使用要求。1.4.2.紫外光学分析系统紫外光学分析系统采用单池、单光路方案,由下列部分组成（如图5）：a 紫外光源部分：利用紫外增强型频闪氙灯发出紫外区域的光，并采用透镜形成平行光束。紫外增强型氙灯有发光强度高，远紫外光尤为强；功耗低；寿命长等特点，尤其适合本仪器。b 检测器部分：紫外平行光束经过测量池吸收后，通过滤光片到达光电二极管并转化为电信号。检测器包括内置光学滤光片、紫外光电二极管及放大电路板等部件。c 测量池部分：安装在紫外光源部分和检测器部分之间，具有特殊加热恒温结构的工作气室。其允许样气保持取样时的温度状态通过测量池，并在测量池中完成紫外光度吸收测量。图5光学系统结构图1.4.3.分析仪内部控制及显示系统分析仪内部控制及显示系统包括紫外光源电气控制和信号放大、处理、控制两个部分。分别安装在紫外光源箱和信号接收箱内。紫外光源箱内是紫外光源电气控制部分。该部分产生一个脉冲高压电源，提供给氙灯。脉冲高压电源是利用NE555振荡器产生占空比可调的高频脉冲序列，经高频脉冲变压器升压后产生直流高压，再经恒压调节后提供给紫外脉冲氙灯，驱动紫外脉冲氙灯工作。信号接收箱内是信号放大、处理、控制系统部分。这部分共安装三块电路板，分别为二次信号放大板、计算机控制板及液晶显示屏驱动板。液晶显示屏是一个12864点阵式文本显示器，在液晶显示屏上可以显示二氧化硫浓度，也显示分析仪内部各参数，通过按键可对各参数进行设置和修改。计算机控制电路板带MCS51系列处理器，可实现对分析、参比二个信号的采样、计算，并与液晶显示板实现信号交换，实现对整个分析仪的控制。二次信号放大板实现对检测器送来的光电信号进行放大、采样保持、整形等功能，并将信号送计算机板进行进一步处理，包括对测量池温度测量和控制。第二章 分析仪安装投运本章讲述分析仪的系统的装配、试样源的连接、电源的连接、投运与动作是否正确等方面的说明。仪器安装除需满足它的使用特殊要求外，应遵循就近取样，方便操作为的原则。仪器需配备电源（交流220V约2 KW）、仪表风或小气泵。安装地点应有足够的空间，防雨、防尘、避开震动源。2.1开箱与检查为了避免光学器件和电器零件损坏，开箱取出所有系统组件时要特别小心，并按清单进行核对。打开仪表箱，将所有的壳罩拆下，检查零件是否有损坏或松动。另外，应确认在光路中无等障碍物。如果发现损坏，请立即与生产单位联系。2.2 取样系统安装取样系统中的某些部分是暴露在有毒、腐蚀性强等环境中的，因此，在处理这些部件时，应戴好护目镜、手套，穿好工作服。1、对于硫酸尾气，将取样点选于二吸塔出口到烟筒之间的管道设备上，预留法兰，保证其密封性。如果二吸塔出口压力足够，则可将取样器出口用10的氯乙烯管与分析仪的进口相联，如环境允许，分析仪出口用氯乙烯管引至适当位置放空。则分析仪取样安装可结束。2、如现场不允许放空则需将分析仪出口的气体反送至设备中，这时需用抽气泵，这里抽气泵的作用是将样气从管道中抽出并返送回管道。3、对燃煤锅炉，则需按附图3所示进行联接。需安装取样器，并且其取样器与分析仪的联接需用专用的恒温拌热管。取样器和恒温拌热管需与分析仪设备供应商联系，单独订购。在分析仪的供电开关旁设有恒温拌热管加热用空气开关。只需将恒温拌热管加热线接到加热专用空气开关即可。恒温拌热管是自限温拌热管，它是一根自带拌热的塑料管，加热元件为自限温加热带，温度维持在120左右，目的是防止水气冷凝而影响测量准确度。2.3分析仪电气联接2.3.1电缆规格分析仪电源输入:采用RVVP31.5mm2。直接与本仪表内置漏电保护空气开关输入端相连。信号联接： 420mA的SO2浓度信号采用RVVP21mm2电缆从仪表内部的I+和I-端子直接与420mA标准显示记录仪或计算机相连。2.3.2联接要求分析仪电缆联结如图6；对用户只需接电源即可，图中连线部分需检查一遍，各个端子的定义和功能见下表，其接线在出厂时应已接线完毕。信号接收箱内部接线如图7。紫外光源箱内部接线如图8。图中红线部分需检查一遍，各个端子的定义和功能见下表，其接线在出厂时应巳接线完毕。仪器应埋设专用仪表地线。以保证仪器的长期稳定运行。某些雷击高发区，仪器的供电及信号输出部分应采取防雷措施。图6分析仪电缆联结图.7信号接收箱内接线端及线图信号接收箱内各接线端说明如下端名功能端名功能前置放大板接线端二次放大板接线端GNDI分析仪浓度420mA输出正端分析仪浓度420mA输出负端CH1283nm信号ICH2396nm信号GND接地12V来自开关电源供电B整理后283nm电压信号12VC整理后396nm电压信号T整理后温度电压信号JR加热固态继电器触发信号开关电源接线端JR中接220V电源24V来自开关电源的供电相接220V电源5V地接220V电源12V12V直流输出12V12V直流输出PTA三线制测温铂电阻GND直流输出地PTB24V直流输出PTC5V直流输出TB采样同步信号TB图8紫外光源箱内接线图紫外光源箱内各接线端说明如下端名功能端名功能HV氙灯高压工作电源（接灯）NCNCHV氙灯高压工作电源（接灯）TB采样同步信号（去采样放大器）TBTR氙灯高压触发信号TR-氙灯高压触发信号AC24V变压器交流 24V输出AC68V变压器交流 68V输出相交流220V 相中交流220V 中地电源接地PTA铂电阻接线PTBC铂电阻接线第三章 分析仪使用说明3.1分析仪的启动分析仪的启动按以下程序：检查分析仪的电气联接后再接通电源，检查光源是否点亮，分析仪液晶显示屏上显示相关数据。分析仪液晶显示屏及键盘操作见下节。接通保温箱电源，大约1小时后保温箱热平衡。保温箱恒温后再通样气，气量约300600ml/min。注意：光源发出强紫外线，对眼睛及皮肤有伤害！在没有保护时，勿让身体暴露在强紫外线下，切勿用眼直视光源。 3.2 分析仪液晶显示屏及键盘操作仪器通电后，液晶显示“UVIS紫外SO2浓度在线分析仪”，延时3秒后进入正常测量状态画面。显示SO2浓度及测量池温度分析仪液晶显示面板上设置五个按键：“RST”“ENT”“SET” “”“”。各按键功能如下：RST：计算机复位按键。在计算机异常或死机的情况下，按此键复位重新启动。ENT：进入调试菜单/存储退出功能按键。在测量状态，按“ENT”键进入调试菜单。在调试菜单中，按“SET“键选中“返回”选项，再按“ENT”键可存储修改的参数并退回到测量状态画面。SET：调试菜单画面各子菜单选择按键。在调试画面中，按“SET”键向前循环选择各子选项。“”、“”：“增加”“减少”按键。在调试菜单各子选项中，按“增加”“减少”键来调节各参数设置值。在分析仪显示正常浓度时按下“ENT”键进入调试菜单。调试菜单共分11选项，具体功能如下表。序号参数设定范围典型值1参比电压25V4.00V2测量电压25V4.00V3量程设定1000ppm， 15%二者之一4温补系数0255205浓度零点-99999906浓度量程02555157电流零点02554mA8电流量程025520mA9加热周期025518010恒温周期02552011池温设定020012012返回返回退出调试菜单各功能操作如下： 1.参比电压:显示参比电压值 此选项显示参比信号当前电压值，此选项不可调只能显示。2测量电压：显示测量电压值此选项显示测量信号当前电压值，此选项不可调只能显示 3.量程设定:设定分析仪的测量范围 按“SET”键选中仪表调节菜单中量程设定子菜单，按下“”键或“”键选择被测工艺气体的量程。 4.温补系数:设定温度补偿系数 按“SET”键选中仪表调节菜单中量程设定子菜单，按下“”键或“”键选择仪表温度补偿系数。5.浓度零点：调整分析仪的起始零点值暗度（零点）、亮度（量程）调好后，在通空气条件下，按“SET”键选中仪表调节菜单中浓度零点子菜单，按下“”键或“”键调节为零（0）。 6.浓度量程：调整分析仪的放大倍数值 （1）在仪器流路系统标准气接口上连接好标准气瓶。（2）打开标准气瓶开关，通标气。 （3）按“SET”键选中仪表调节菜单中浓度量程子菜单，按下“”键或“”键将仪表调节菜单中浓度量程子菜单调节为标准气瓶浓度对应值。 （4）反复调整零点和量程后。 （5）拆下标准气瓶，量程调节结束（可用实验室化学分析工艺气代替标准气）。 7. 电流零点：调整分析仪的输出零点电流在仪器420mA电流输出端子上接上万用表，按“SET”键选中仪表调节菜单中电流零点子菜单，万用表显示，输出电流应为4mA，如果有偏差，按下“”键或“”键调节电流零点参数（此参数具体值不显示），使之为4mA。 8.电流量程：调整分析仪的输出满量程电流按“SET”键选中仪表调节菜单中电流量程点子菜单，万用表输出显示，输出电流应为20mA，如果有偏差，按下“”键或“”键调节电流量程参数（此参数具体值不显示），使之为20mA。 9. 加热周期：调整测量池的加热控制周期 按“SET”键选中仪表调节菜单中加热周期子菜单，按下“”键或“”键调节参数值，使加热过程中测量池较快恒温。参数值在出厂时调节完毕，保持预设值即可。 10. 恒温周期：测量池温度与设定值无偏差时调节器输出加热时间按“SET”键选中仪表调节菜单中加热脉宽子菜单，按下“”键或“”键调节参数值，使加热过程中测量池较稳定恒温。参数值在出厂时调节完毕，保持预设值即可。 11. 池温设定：测量池恒温值的设定 按“SET”键选中仪表调节菜单中池温设定子菜单，按下“”键或“”键调节参数值，设置测量池恒温温度。12.返回：返回测量界面并保存已修改的数据 按“SET”键选中仪表调节菜单中返回子菜单，按“ENT”键存储参数并退回到测量界面。3.3 分析仪运行与停止打开进样阀，样气进入工作气室后，大约20S左右液晶显示窗内的调试菜单中的测量电压会变小，分析仪的测量画面中测量值也会有指示。分析仪零点和量程修正系统投运一天后要作零点修正，步骤同3.2，调整之后打开进样阀门，系统就能开始连续运行。以后在分析数据有争议时或每三个月都需做零点和量程的校准。分析仪系统的停止一般说来，系统可以连续运行，没有特殊情况，不必停机。在生产停工或工况甚为恶劣的情况，关闭取样阀，换净化空气或氮气继续运行，当不得不停止系统运行时，应在最后才将出口处的阀门关闭。系统停止一周以上的场合，要关闭电源开关。停止时间短的话，可以保持通电状态。第四章 保养及故障分析本章记述了有关系统保养和故障分析等方面的资料，以便进行检查、试验