lira2000红外气体分析仪的维护

lira2000红外气体分析仪的维护

珠海富亚斯鲁姆有限公司是一家以丙酮为溶剂的化工厂。在生产过程中，大量复杂的丙酮气体混合。由于安全生产的需要,该公司装有两台美国MSA公司生产的Lira3000红外气体分析仪,用于监测丙酮空气混合气中的丙酮体积分数。该仪器准确度高、工况稳定、可靠,以下是笔者在过去5a中对该分析仪进行日常维护时遇到过的故障实例,希望能与广大读者共飨。1两束红外光能量差检测如图1所示,该分析仪为双光路红外气体分析仪,通电后两个镍铬螺旋灯丝发射红外能量,通过分光马达带动的分光片,交替提供两束平行的红外光,分别通过测量光路和参比光路,测量光路由过滤单元和样品室单元组成,参比光路仅为1个密封单元——参比室,不同体积分数的丙酮气体通过样品室时,对红外光能量产生不同程度的吸收,而参比室则保持恒定的红外光能量,位于样品室和参比室后的检测器检测到两束红外光的能量差,并将能量差转换为电信号,放大后送入显示仪表,显示测得的混合气体中的丙酮体积分数。2.2分光马达片磨损1)故障现象:仪器显示值停留在-25,注入零位和标准校验气体时显示值皆无变化。2)故障原因:打开仪器外壳,发现很多黑色粉末。拆开光路前段,发现分光马达轴套严重磨损,分光片被卡住,无法转动,导致进入光路的红外光能量不能交替变化,从而使检测器输出固定信号。3)处理办法:更换分光马达、分光片,通过光通量微调和相位调整使光路平衡。重新校正后仪器恢复正常。2.3前置放大板保护1)故障现象:察看显示值记录,发现仪器零点漂移同时伴有强噪声。怀疑样品气含水引起光路污染,用氮气吹扫光路,但问题仍然存在。2)故障原因:可能为前置放大板损坏,或放大/温控板损坏。对放大板进行校正后,顺时针调节零点、量程旋钮旋到底,将放大板上的增益粗调跨片设至较低档。观察发现显示噪声消失,表明前置放大板需更换。调节前置放大板微调螺丝,测量输出电压得到异常的双峰13.1～5.0～15.6V,前置放大板确实损坏。3)处理办法:更换前置放大板,调节微调螺丝,输出电压得到正常的单峰14.0V,继续调节使其输出电压值停留在峰值的80%处。重新校正零点量程后,仪器恢复正常。使用时,前置放大板的输出电压会随着使用年限的增长而逐渐下降,但只要保持稳定,不影响正常使用。2.4仪入口前增设过滤减压阀1)故障现象:测量显示值偏低,且上下波动。察看分析仪入口处的可调流量计并无水痕。检测仪器内部温度不稳定。调节控温微调后仪器内温度恢复正常,但测量显示值仍上下波动。检查仪器气路,发现维修人员为除去样品气中的水分,在分析仪入口前增加了1个过滤减压阀,过滤减压阀的阀杯已充满了水。2)故障原因:这是气路配置不当引起的故障。由于被检测样品气的相对湿度约50%,在取样泵后段气路上增加过滤减压阀,导致泵后样品气压力升高,样品气中的部分气相水分液化,并积聚在过滤减压阀的阀杯中。因为丙酮与水可以以任意比互溶,部分被检测气体含有的丙酮溶入积水中,导致进入样品室的丙酮气体浓度下降或产生波动,从而出现仪器的检测显示值偏低或波动。3)处理办法:取消分析仪取样泵后气路上的过滤减压阀,增加一条连接分析仪出入口的旁通管道,旁通管道上装手动球阀1个,通过调节阀门开度,确保通过流量计进入Lira3000的气体流量、压力适中。用标准气体校正后投用,仪器恢复正常工作,处理后的气路图见图3。2错误实例的分析与处理2.1加入标准零位气体时,点线解决方案1)故障现象:在进行仪器校正时,向仪器注入标准校验气体(丙酮的体积分数为2.0%),仪器显示不正常,显示值由0降至-5后回0,再慢慢升至预期目标值20。而注入标准零位气体(氮气)时,仪器显示值为0,显示正常。2)故障原因:是因为光路能量不平衡。如图2所示,检测器的输出显示值正比于样品光路与参比光路的能量差的绝对值。在注入标准零位气体时,若样品光路能量大于参比光路能量,能量点则处于X点,通过仪器盘面的调零旋钮可轻易地得到显示0。而注入标准校验气体时,由于部分红外光能量被吸收,样品光路的能量迅速下降,显示值则由X点下降至C点再上升至D点处。3)处理办法:检查发现参比光路前的红外光源老化,灯泡表面发黑,导致参比光路能量下降。由于红外光源价格昂贵,且该光源仍可工作,决定暂不更换,仅对光路进行调整。在向仪器注入零位气体时,调节处于样品光路的光通量微调螺丝至尽头,仍无法得到最小显示值,即样品光路能量仍大于参比光路能量。于是在光源后加装遮光片,孔径较小的一边对应样品光路,以减小进入该光路的红外光通量,然后再向仪器注入零位气体,调节