光谱仪和软件

1、 大家晚上好，今天我们共同把环保在线监测设备学习一下。虞晓晖类容简介l系统连线l控制电路l光学系统l监测软件l常见故障分析烟气系统连线烟气系统连线l 烟气系统整机线路连接可以分为三块： 1、设备内部连线：光学系统，控制器。 2、设备外部连线：机柜。 3、现场安装布线。测量探头光学系统采集电路DCS工控机工控机（ 光光 ） 信号（视频视频）信号（RS232）信号（毫安毫安）信号（RS232）信号数采仪数采仪烟气系统连线 现场安装布线（标准柜）光学系统显示器工控机控制器流速仪风机压缩机氧化锆皮托管室内配电箱防雷接地柱空调照明1234567891011121314接地柱烟气系统连线 现场安装布线（标

2、准柜）烟气测试分析仪、氧量分析仪、烟气测试分析仪、氧量分析仪、流速仪、数采仪等几部分。流速仪、数采仪等几部分。 烟气系统连线 内部连线：控制器24V开关电源电流互感器信号转换烟气系统连线 外部连线烟气系统连线 现场安装布线（标准柜）l 1：232通信线 RVVP 41.0l 2：AC220V电源线 RVV 31.0l 3：DC24V电源线 RVV 21.0l 4：氧量加热控制线 RVV 21.0，RVV 41.0 l 5：风机电源线 RVV 21.0l 6：烟温信号线 RVVP 30.75l 7：三色管 红色动压，蓝色静压l 8：压缩机电源线 RVV 21.0l 9：空调电源线 RVV 32.

3、0l 10：照明电源线 RVV 20.75l 11：系统总电源线 RVV 21.5l 12：站房总电源线 RVV 42.0(无三相电时用RVV 32.0）l 13：防雷接地线 2.0以上铜导线l 14：系统接地线 2.0以上铜导线烟气系统控制电路烟气系统控制电路 主控电路系统供电加热控制AD转换触发信号电机控制单板机加热板温度传感器步进电机光电开关PDA12345678光谱仪是将成分复杂的光分解为光谱线的仪器，由准直聚焦光谱仪是将成分复杂的光分解为光谱线的仪器，由准直聚焦组件，狭缝，衍射光栅和光探测器构成。组件，狭缝，衍射光栅和光探测器构成。 烟气系统连线 内部连线：光学系统步进电机温度传感器

4、系统电源氘灯电源加热控制烟气系统控制电路 主控电路信号及电源l 1：+15V，-15V，+5V三组电压，供PDA工作。l 2：+12V， +15V，-15V，+5V四组电压到CPU控制板。l 3：PDA触发信号、采集时序等四组逻辑信号。l 4：视频信号。l 5：三组步进逻辑电平。l 6：开关状态电平。l 7：数字信号。l 8：220V交流电源。烟气系统控制电路烟气系统控制电路l GM16C550-通讯接口芯片l UT62256-256KRAMl 74HC573-8数据锁存器 （高电平锁存 ）l 74HC574-地址锁存（数据上升沿脉冲锁存）l GMS90L32-8位单片机l MAX705-微处

5、理器监控芯片（看门狗）l 74HC04-反向器l 74HC11-3路三输入与门 烟气系统控制电路烟气系统控制电路lAT89C2051-8位单片机lADM202-串口电平转换lMAX194-16位AD转换lULN2803-八路功率驱动l74HC07-六高压输出缓冲器/驱动器 lADR292-XEFT基准电压源烟气系统控制电路 加热控制电路加热板光学头部SSR加热板光谱仪SSR温度传感器温度传感器转接板3芯2芯3芯2芯总线板CPU控制板烟气系统连线 内部连线：光学系统DC24V串口串口AC220V加热板加热板烟气系统控制电路 加热控制电路l 所用器件： 固态继电器 -SSR是一种全部由电子器件组成

6、的无 触点开关元件，由输入电路，隔离(耦合) 和输出电路三部分组成。 DS18B20 -美国DALLAS公司生产的可组网数字温 度传感器芯片 1脚- 接地 2脚- 信号输入输出 3脚- 可选电源管脚烟气系统控制电路 供电电路l 所用器件： 78L05 -三端集成稳压电路，输入和输出为正电源 左1为输入，中为输出，右为公用 79L05 -三端集成稳压电路，输入和输出为负电源 左1为公用，中为输入，右为输出烟气系统控制电路 氘灯电路氘灯板控制器24V电源CPU板+24V电源控制、状态信号加热、启动电源氘灯转接板烟气系统控制电路 氘灯电源电路烟气系统控制电路 氘灯电源电路l 氘灯的启动分三个状态 加

7、热 对氘气预热，预热时灯丝电压DC2.5V，预热时 间30秒。 触发 关闭预热，对氘灯进行点火启动，触发时阳极 电压为DC400V。 工作 维持氘灯发光状态，增加使用时间，阳极电压 变高，但不超过DC125V，电流一般为300mA。烟气系统控制电路 氘灯控制电路氘灯有两路控制信号 状态显示 开关量输出。 开关控制 通过高低电平控制氘灯亮灭。DC24V电源灯显示、开关控制lamp+,lamp- ： 灯状态显示+5V，lam-im: 开关软控制烟气系统控制电路 氘灯控制电路灯种类选择烟气系统控制电路 通讯电路工控机转接板总线板CPU板DP9口4芯16芯16芯RVVP4*1.0烟气系统控制电路 通讯

8、电路l 所用器件： ADM202 -串口通讯电平转换芯片。l 单片机的串口一般不符合RS-232标准，它是一种RS-232标准的变种，只是码制、波特率等等和RS-232定义都是一样的，只有一点不一样，就是高低电平的定义。 l 单片机高电平一般是VCC，而低电平一般是GND。而RS-232标准的高电平是负逻辑，而低电平是正逻辑。 l 电脑的COM口就是标准RS-232接口，它的高电平定义为-12V，而低电平定义为+12V。所以单片机的串口必须经过电平转换才可以和标准RS-232通信，这个转换芯片5V的一般是MAX232或ADM202。 光学系统光学系统 光学系统原理及组成 l 光学系统在烟气系统

9、中负责发射光源，接受光信号，对特定波长的光谱进行光电转换，是DOAS系统中的核心部分。l 光学系统由光学池、光谱仪和探头三个部分组成 光学系统 光学系统原理及组成光学系统 光学系统原理及组成氘灯聚焦镜光楔平面镜球面镜前窗镜光学系统 光学系统原理及组成光楔平面镜球面镜前窗镜准直筒球面镜前窗镜平面镜半反半透聚焦镜聚焦镜狭缝光栅CCD氘灯准直筒光学系统 光学系统原理及组成PDA光栅狭缝聚焦镜准直筒光学系统 光学系统的常见故障及排除方法 l 故障现象：吸收截面拟合偏差大，测量值与对比设备偏低很多。l 故障判断：排除参数影响，大部分原因为谱线偏移，可以用汞灯253.6特征峰进行验证。l 排除方法：平移P

10、DA，使汞灯特征峰顶点位于253.6nm处。l 故障原因：1、更换PDA是没有记录下原位置，随意安装。 2、震动较大，导致光栅偏移。光学系统 光学系统的常见故障及排除方法l 故障现象：内光和外光都很弱，测量时容易出现异常值。l 故障判断：造成这种现象主要有两种原因 1、氘灯老化；2、镜片污染。可以在开机状态下通过窗镜观察内部光斑和镜片进行确定。l 排除方法：1、更换氘灯；2、严重的返厂维修。l 故障原因：现场湿度大，由于温差导致镜片结露。 光学系统 光学系统的常见故障及排除方法l 故障现象：光学池有异响，无法通过自检。l 故障判断：造成这种现象主要有4种原因 1、电路故障；2、光耦损坏；3、定

11、位片位置错误；4、电机损坏。可以通过测量光耦信号和对换电机插座进行故障确定。l 排除方法：1、更换CPU板；2、更换 光耦；3、重新定位；4、返厂维修。l 故障原因：现场腐蚀气浓度太高或 震动太大。光学系统 光学系统的常见故障及排除方法l 故障现象：波形异常，谱线拟合误差大。l 故障判断：造成这种现象主要有两种原因 1、光栅受污染；2、CCD结露。根据波形情况进行确定。l 排除方法：1、返厂维修；2、表面结露可用干棉球擦除，并检查密封情况；窗镜内部结露更换PDA。l 故障原因：现场湿度大，PDA质量问题。监测软件监测软件系统常见故障分析系统常见故障分析烟气系统常见故障分析l烟尘测量值为零烟尘测

12、量值为零 分析：分析：1、探头堵塞、探头堵塞2、在烟道中进行了校准、在烟道中进行了校准3、系数设置错误、系数设置错误烟气系统常见故障分析l流速显示为0 分析：1、皮托管安装方向错误2、管路漏气3、电磁阀故障4、系统参数设置错误（通道号、系数）5、电路故障烟气系统常见故障分析l无线传输不稳定 分析：1、网络信号弱2、SIM卡接触不好3、模块故障烟气系统常见故障分析l系统出现“应用程序YDCE.exe执行一个非法操作将被关闭”提示 分析：1、程序组件被破坏2、电子盘故障烟气系统常见故障分析lSO2测量值波动异常 分析：1、探头堵塞2、信噪比设置过小3、氘灯老化4、光路问题烟气系统常见故障分析l内外光和背景信号一样分析：1、光学系统里的镜片被污染2、电机1故障3、镜片位置偏移烟气系统常见故障分析l设备跳电 分析：1、开关过载2、设备存在短路、漏电3、地线与零线连接错误烟气系统常见故障分析lSO2波动较小，尘值无波动分析：1、系数设置错误2、在烟道中进行了校准烟气系统常见故障分析l软件不自检，在系统重启后出现自检对话框但没有自检蓝条 分析：1、工控机串口故障2、CPU控制板通讯芯片故障3、通信线路问题4、AD卡故障烟气系统常见故障分析l背景信号很高，无法正常测量 分析：1、电机1故障2、光强太弱