UV-I型硫化氢紫外光度在线分析仪

UV-I型硫化氢紫外光度在线分析仪 HS说明书 2 UV-I ] 1 HS说明书 2 第一章 功能特点 1.1概述 1.2系统的用途 1.3主要技术参数 1.4工作原理 1.5 系统的构成 1.6电路及组成 1.7防爆结构与防爆要点 第二章安装投运 2.1开箱与检查 2.2 装配 2.3 取样系统安装 2.4 电气连接 第三章 操作使用说明 3.1系统启动 3.2 零点调节 3.3 量程调节 3.4用手操器调整参数 3.5系统投运 3.6系统停机 第四章 常见故障处理及保养 4.1 现场仪检查 4.2 试验和调整 4.3 保养 4.4 气路的清洁 4.5一般常见故障分析及处理 第五章 运输及贮存 第六章 特别说明 附1 接线端子分布 附2 测量池装配示意 2 HS说明书 2 本说明书介绍了紫外光度在线分析仪的系统构成及工作原理、仪器 的操作方法及简单故障的分析，以便正确的使用和维护该仪器。 本仪器用于对工业生产装置含硫化氢气体进行连续的取样，并对其 中的硫化氢浓度进行连续在线分析；并可用于形成自动控制回路，以 提高生产效率。 1.3.1 仪器由现场安装部分与操作室安装部分组成，二者之间靠电 缆连接，如下图（图1）。 现场安装 控制室安装 记录 显示控制器 （手操器） 图1 仪器布置图 a.现场安装部分为仪器柜，柜内装有彼此独立的光源箱、检测箱和 气室组件，它们之间通过石英窗依靠紫外光相联，检测箱与光源箱为隔 爆型防爆结构，防爆标志为Ex、d?BT4；防护等级：IP54。 3 HS说明书 2 b.操作室安装部分包括显示控制器、记录仪，均为非防爆结构。 1.3.2量程范围 0～100％HS（vol.）。 2 0～10％HS（vol.）。 2 (可以根据用户需要，选择、定制不同的量程) 量程范围 仪表分三个量程 0---10% HS（vol.）。 2 0---100% HS（vol.） 2 正常工作条件 . 环境温度 －10～40?； . 相对湿度 ?90%（40?时）； . 大气压力 86～106kPa； . 供电电源 220 VAC 2KW。 预热时间不大于 １h 重复性误差 误差极限?3％F?S 线性误差 误差极限 ?3％F?S 响应时间 不大于60s 稳定性 漂移极限?3％F?S/24h 测量精度 5% 防爆等级 Ex、d?BT4 防护等级 IP54 1.5.1.光的吸收 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’系指分析器使用的具 有特殊波长的电磁波。 4 HS说明书 2 光在气体或溶液中的吸收一般遵从比尔定律 ,kALI,Ie 0 I——代表吸收后光的强度 I——代表物质浓度为零（即不存在吸收物质）时光的强度 0 A——是气体或溶液的浓度 L——是工作气室（比色皿）的长度 K——是与物质及波长有关的常数 本分析仪正是利用光吸收的这一规律来测定硫化氢的浓度的。 本分析仪检测硫化氢浓度使用的波长为：测量波长用 228.3nm，参 比波长用326.3nm。 a 光电回路方框图 系统光学分析原理如下图（图2）所示。 半透半反镜 测滤 量光 池片 测量光电管 紫外光源 滤光片放大器手操器 放大器参比光电管 放大板记录仪计算机板 图2 光路结构图 b 光路工作原理 试样流过测量池时，由光源部发出的光通过测量池到达检测部。 测定波长中一部分光在通过试样时，被试样中的硫化氢吸收。 通过试样的光，在进入检测器后，通过半透半反镜分成两道光束， 其中一道光束为透射光束，并通过测量光学滤光片，到达光电管。另 5 HS说明书 2 一光束为反射光束，则通过参比光学滤光片，到达光电管。各光学滤 光片只能透过特定波长的光。这样，到达和它们配套的光电管上就成 为单一波长的光。 测量光的光学滤光片仅通过测定波长的光。测量光的波长是经过选 择的，选择的原则是当试样中的硫化氢浓度变化时，到达测定侧光电 管的光强度有大的变化（被测气体的特征吸收光谱）。 参比光的光学滤光片，仅能通过参比波长的光。参比光的波长也要 作选择。选择的原则是：当试样中的硫化氢浓度变化时，到达比较侧 光电管的光强度基本没有变化（被测气体各组分都不吸收的光谱）。 1.5.2.电路工作原理（图3所示） a.当各光束到达光电管时，在相应光电管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，对数计算补偿，计算出硫化氢浓度并显示输出。 高精度交采样测量光直流 DCS流放大保持计算机电管P1放大 记录仪控制板 手操 高精度交采样器参比光直流 流放大保持电管P2放大 同步（来自灯板） 图3电路工作原理图 b.当硫化氢浓度增大时，到达测定侧光电管的光强减弱，测定侧 光电管的电流减小。但比较侧回路的信号不变。测定侧产生的电压随 光电流的减少而降低，通过对数计算，最后控制器显示硫化氢浓度增 加。 c.本电路的设计，对整个光的强度变化也作了固有补偿。由于光源变 化和测量池窗污染等因素对测量和参比的光强有相同的影响，所以参 6 HS说明书 2 比侧输出电压与测量侧输出电压变化也是相同的。通过调整平衡后再 作减法运算，这两个的影响被补偿，即光源强度变化和窗口污染对最 后输出电压的影响相互抵消。 参见图4） 整个系统分成可以分成光源，测量池，检测器，取样四部份也可以按 内容分成采样系统，光学分析系统，电气控制系统三个部分 测量池 流 量 计检测箱光源箱 压缩空气除硫器喷射泵 工艺管道 图4 系统的构成 1.6.1.采样系统构成 a、喷射泵 喷射泵使用0.2～0.3Mpa净化空气或氮气，在工作气室中形成微弱真 空以吸入试样气体，经过工作气室进行分析，而后由喷射泵返回生产系统。 如果被测气体从高压取样，低压返回，则喷射泵可不用。 b、采样头 采样头主要是由过滤器构成，其材质可根据具体情况选用炭化硅或不 锈钢。由于过滤器是直接插入工艺管道中的，管道内的气流必然会对过滤 器产生一定的冲刷，从而达到自然清洗作用。 C ．除硫器 除硫器是一段不锈钢软管，内有填充物，用于将被测气体中的硫蒸汽 冷凝，使之以液态回流到设备管道，从而达到除硫和除其它杂质的目的。 1.6.2.光学分析系统 光学系统由下列部分组成： a 光源部分：利用镉元素灯发出紫外区域的光。并采用透镜形成平 行光束。 b 检测器部分：接收经过测量池吸收的平行光束，并将其分光后再 经光电管转化为电信号。在检测器内，内置半透半反镜、光学滤光片、 光电管等检测部件。 7 HS说明书 2 c 测量池部分：安装在光源部分和检测部分之间具有特殊绝热结构 的工作气室。 1.6.3.电气放大控制系统及二次信号处理器 电气放大控制系统共有2块线路板及一个二次信号处理器。2块线 路板分别用于光电信号放大板、电源供电板、计算机控制板（包括计 算、补偿、温度控制等）、紫外灯电流控制板（紫外灯工作电源）。 二次信号处理器为可选用件，此信号处理器可以显示硫化氢浓度， 也显示分析仪内部各参，并可对各参数进行设置和修改。 1.7.1.光源电路 光源电路是由灯、电源变压器和配套灯电路板一块组成，配线在里面已 接好，只需接上220V交流电源即可工作。 本电路利用555产生占空比可调脉冲序列，经功率放大后，提供给 紫外灯主、副二路高压恒流电源，驱动紫外灯工作。本电路中包括了电路 工作所需的高，低压直流电源。电路板各接线端如下图（图5）。 副主 阴阴 图5 电源板接线图 线路板上部8脚插脚分布为： 1， 2端为光信号同步脉冲输出，供放大板采样保持电路用。1为正 端，2为地端。 3，4，5端为?12V交流电源输入端，其中4端为地。 6 端为空端 7，8端为350V交流电源输入端其中8端为地。 线路板下部3脚插脚分布为： 1为主阴极，2端为辅阴极，3端为500V直流正端。 光接收箱前置放大器、控制电路 光接收箱前置放大器电路共有三块电路板。分别为前置放大板， 电源板和计算机控制板。 前置放大板为检测放大器，它将测量光和参比光各自进行光电转 换及放大。 a.测量侧的光照在光电管P1上，产生与强度成正比例的电流，通 过电流——电压转化器转换为电压信号。信号通过放大及滤波后、 输出0-5.0V电压信号，供计算机板处理。 8 HS说明书 2 b.参比侧的光电转换与上述测量侧的完全相同。信号通过放大及滤 波后、 输出0-5.0V电压信号，供计算机板处理。 前置放大板有二组电位器,电位器排列如下图（6）: 量程量程零点零点 参比侧测量侧 图 6 电位器排列图 其作用是分别将测量和参比的输出电压分别调整为0-5.0V。 计算机控制板主要是由微处理器为核心的控制、计算部份。这部份 主要实现对恒温箱的温度控制；对前置放大电路输出的测量和参比信号 进行A-D转换、对数变换及进行浓度计算和补偿。并具有通信能力，能 与二次信号处理器（手操器）通信，实现相互数据交换。 前置放大板和计算机控制板通过金手指接插件与底板（电源板）相 连。 底板主要是将变压器的交流电变换为直流电源，向光电管提供+48V电压，向放大器板提供?12 V电压，向计算机控制板提供+5V, ?12V, +24V 电压；将前置放大板和计算机控制板联接起来，同时输出4～20mA电流和控制信号。 电源板有二个接头和四个插头（见附图），电源板无需用户调整。 二次信号处理器（手操器）部分电路 本部分由单片微处理器构成的控制系统组成，具有通信能力，能与 现场计算机板实现数据交换， 可以实现对硫化氢浓度显示以及对分析 仪器各参数的设置和修改。手操器原理如图7 数码显示 通讯输出 （RS485）89C52单片机 键盘输入 图7 手操器电路原理图 信号处理器带有RS-485接口，通过这一接口与计算机板相连。可以 9 HS说明书 2 实现对现场控制部分的参数修改，以及各种数据显示。对单一的 用户可以不需要控制器部份。其接线端说明和正面按键说明如图8所示。 UV-I型紫外光度法硫化氢分析仪 CONABGNDGND+5V 设置选择返回 温度 南 化 集 团 研 究 院仪表自动化研究所 图8 手操器面板图和接线图 手操器外型尺寸如图9。手操器开孔尺寸如图10。 +96mm91mm130mm13mm + 91mm96mm90.5mm 图9 手操器外型尺寸 图10 手操器开孔尺寸 仪器布线图 LNG~220V 现场部分手操器 数据线 记录仪4~20mA或DCS仪表地 图9仪器布线图 10 HS说明书 2 信号处理器的显示HS为100倍HS PPm浓度。即如显示10，则为22 1000ppm（0.1%）HS; 如显示10000，则为1000000ppm（100%）HS22。 二次信号处理器的面板上共有5个按键，分别为设置，选择，返回， ?（增加），?（减少）五个键，其中?键与温度键为复用键。有关二次 信号处理器的详细使用方法，详见3.5 节：用手操器调整仪器的参数。 光度计箱与光源箱的防爆结构符合“Ex d?BT4”防爆结构要求。 光度计箱与光源箱在安装、使用和维护过程中，必须严格 注意以下各点： a. 防爆螺纹及防爆面不允许刮、粘、碰伤及敲打弯曲变形。 b. 防爆螺纹的螺钉应全部拧紧，以保证防爆性能，应严格按照规 定，安装过程中不能换错、丢失。 c. 防爆螺纹应注意保护，安装时应拧紧，不能松动，以保证螺纹 的吻合扣数。 d. 安装电缆时，压帽与接线体之间要旋紧，使橡皮垫被压紧无间 隙。每年检修时应更换橡皮垫，以保证线结构符合防爆要求， 避免因橡皮垫老化而破坏防爆性能，从而发生爆炸危险。 e. 在通电情况下，不允许拆下或松动任何螺钉，不允许带电操作。 停电一小时后才能进行检修作业。 f.当控制器部分电路故障时，应立即修复或更换以免影响该部分安 全运行。 本章讲述该系统的装配、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。 为了避免光学零件和电器零件损坏，开箱取出所有系统组件时要特别 小心，并对照清单进行核对。打开仪表箱，将所有的壳罩拆下，检查一 下零件是否有损坏或松动。另外，应确认在光路中无垫片等障碍物。如 果发现损坏，请立即与有生产单位联系。 装配主要指测量池装配，装配图见附页，装配时要保证灯、测量池、 接收箱在一条直线上。详细情况请与生产供应单位联系、培训。 1.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。 2.仪器系统与外部的连接 仪表进气管线与出气管均用不锈钢管连接，使用前应试压检漏， 防止因泄露而导致 其它严重事故。 11 HS说明书 2 1系统电源输入直接与本仪表内置防爆开关输入端相连（采用RVV2 ×2m/m2）。 2.输出信号有二种： A. 输出4～20mA HS浓度标准电流信号:2 直接与4～20mA标准显示记录仪或计算机相连。B. 串行线:与 专用控制器（手操器）相连，在专用控制器上显示HS并进行相2 应参数调整。(采用RVVP5×1m/m2) 3.仪表内部接线如附图。 4.在某些地区，仪器应埋设专用仪表地线。以保证仪器的稳定运行。 1. 检查仪表的电气联接后,接通电源，用二次仪表设定各项参数， 检查光源是否点亮。 2.接通保温箱电源，大约1 小时后保温箱热平衡。 3. 保温箱恒温后,接通工艺取样气体，进入测量仪表，气量控制在 300～600ml/min。 4.检查仪表输出是否正常，并与工艺分析进行对比，并进行调整。 光源发出强紫外线，对眼睛及皮肤有！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。 按下面步骤进行零点调节： 1.将气泵压缩空气代替工艺取样气 2.用压缩空气将取样工作气室净化10～15分钟。 3.调节放大板电位器，使它输出0-10V，再调整二次信号处理器中 的零点参数，使表头显示00.0，仪器自动跟踪输出相应的电流信 号。 量程调节 a.在仪器流路系统标准气接口上连接好标准气瓶。 b.打开标准气瓶开关，并注意调整气瓶阀门，保持标准气流量与 实际测试流量相同，都为300-600ml?min。 c. 调节放大板电位器，使它输出0-10V。调节二次信号处理器中 的量程参数，使表头显示标准气瓶对应值。 d.反复调整零点和量程后，再按3.4节b项检验平衡是否调好。 e．拆下标准气瓶，量程调节结束。 按下面的方法调节放大器的输出平衡。 a. 零点、量程调好后，在通空气条件下（0％）插入丝网； b.调节二次信号处理器中的平衡常数，使显示读数在 0％； c.取下丝网，重复上面的调节过程，直到插入丝网时表头读数不变化 为止； d.去掉丝网，至此平衡调节结束。 注意：如果对光学系统进行调整或清洗，一般要调整此参数。平衡的调整也 12 HS说明书 2 可以在通标准气时按此方法检验，此时表头显示为标气浓度。 控制器的第一位显示符号所对应的参数及设定范围如表1。 表1 符 号 参 数 设定范围 F 二氧化硫浓度值 — E 测量池温度值 — P 测量池温度设定值 0—200 U 二氧化硫浓度零点值 -100—100 L 二氧化硫浓度平衡值 0—100 C 二氧化硫浓度增益 0—750 H 加热脉冲周期 0—250 T 加热脉冲宽度初始值 0—100 Π 加热控制增益 0—50 仪器通电后，如没有和现场进行连接，只显示F0000，和现场连接成功，显示实时浓度F××××。当按下“?”键时，显示E××××，显示测量池温度。在延时一定时间以后，自动返回浓度显示。 按下设置按键，进入设置状态，如需设置某个参数，按表1所列，反复按下“选择”按键直到所要设置的参数代表的符号出现，按下“?”键 进行设定值的增加，按下“?”键进行设定值的减小，如达到所选参数的 设定范围的上限或下限（见表1），这时数值将不在变化。参数设定完毕可 按“返回”键返回进入设定状态时的显示模式，如果不按下“返回”键， 等待一段时间后控制器可自动返回进入设定状态时的显示模式，返回后设 定后的数据自动保存。本控制器设定后的数据在控制器断电后不能保存， 但在下一次上电后，设定的数据会自动从现场读入，在现场有数据存储器， 断电后数据不会丢失。 具体操作方法如下： a. 零点、量程在放大板上调好后，还可以用手操器进行细调。方法 是：?零点调整按设置键，再按选择键直到显示U（零点）再按 13 HS说明书 2 ?（加1）?（减1），直到显示工艺零点。 ?量程调整按设置键，再按选择键直到显示C（放大倍数）再按?（加1）?（减1），设置适合的放大倍数，直到显示工艺量程。 b.平衡调整方法：? 零点、量程调好后，在通空气条件下插入丝 网；?调节二次信号处理器中的平衡常数，使显示读数在 0％； ?取下丝网，重复上面的调节过程，直到插入丝网时表头读数不 变化为止；?去掉丝网，至此平衡调节结束。 注意：如果对光学系统进行调整或清洗，一般要调整此参数。平衡的 调整也可以在通标准气时按此方法检验，此时表头显示为标气浓度。 c.恒温温度的设定：按设置键，再按选择键直到显示P（温度设定值）， 再按?（加1）?（减1），设置适合的恒温箱温度。加热器自动加热并恒 定到设定的温度。 仪器上电升温，直到恒温后，就可以打开进样阀，样气进入仪器 后，仪器会显示测量值。 系统运行期间应时常关注流量计显示，应确保试样流量的稳定。 一般说来，仪器应连续运行，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下，关闭取样阀，换压缩空气或氮气继 续运行，当不得不停止仪器运行时应将压缩空气通入仪器。吹扫3 小时以上。 系统停车一周以上，应按上述要求停掉仪器。短时间停车，可以 保持通电状态。 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 调整、零件的更换和故障分析。 检查的内容主要是流量显示及净化空气或氮气压力显示，以及显示 指示，参比变化，恒温箱温度，灯发光是否正确。 1.一般运行状态，对系统试验和保养的要求很少。在开始运行初始 一周内，请每天做零点和量程范围的检查，并保存好这些检查结果， 以确定调整的间隔。一周以后，检查的次数根据用途和具体情况而改 变。 2.根据3.4节，定期进行放大器的平衡试验（约三个月一次）。若 在插入丝网后显示值变化，凡变化超过1％的场合，必须使用手操器 调整平衡。 3.在检查零点和量程范围前，要确定气室窗是基本干净的。 1. 除清洁工作气室外，该仪器无特殊的保养事项。有关其它零件的 更换，可根据其工作状况进行。打开气室前，应切断试样，用空 气吹扫。 14 HS说明书 2 2. 定期清洁透镜（可用无水酒精），避免灰尘污染。 3. 在参比电压低与0.5V时，应更换紫外灯。 1.接入压缩空气或氮气。 2.将工作气室用空气吹扫30分钟； 3.停电，降温 4.戴上手套，拆下石英柱。 5.在不太脏的情况下，用镜头纸或无水酒精擦拭即可。 6.较脏时，用水、氯仿或丙酮清洗石英柱和工作气室。 7.再按拆卸步骤安装石英柱和垫圈。安装时要特别小心，防止损坏石 英柱。 4.5 a. 显示不稳定，数字乱跳：?系统接地不良，重新接地；?不能良好 屏蔽电磁干扰，重新接地；?放大倍数过大，引入交流干扰；?光 路不正，调整光路；?紫外灯强度减弱，更换新灯。 b. 显示值与分析值差距大：光路污染，调整平衡参数；清洁测量池及 石英窗。 c. 信号大副减弱，似乎灯的寿命很短：光路污染，清洁测量池及石英 窗；被测气体杂质多，检查预处理装置的性能。必要时增加一套预 处理装置。 分析仪运输时，必须按原包装形式包装，搬运过程中小心轻放，不 允许猛烈撞击，运输过程中应防雨、防潮。 保存环境温度：－20～＋50? 环境相对湿度：小于85％ 仪器外形尺寸及重量 表1 部件名称 高×宽×厚（mm） 重量（kg） 仪器柜 1200×1000×350 100 控制器 80×80×200 1 成套性 a. SO紫外光度在线分析仪 1台； 2 b. 控制器（选用） 1台 c.紫外灯(备用) 1只； e.四氟垫圈(备用) 2片； f.空气泵 1个 g.说明书 1份 h.合格证 1份 15 HS说明书 2 1. 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。 2.正常情况下，仪表不需要特别维护，请注意防潮防尘。 3.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。终身维护。 4. 本院保留产品升级和更改接线权力，恕不另行。如有不到之 处，请联系我们： 16 HS说明书 2 豆丁致力于构建全球领先的文档发布与销售平台，面向世界范围提供便捷、安全、专业、有效 的文档营销服务。包括中国、日本、韩国、北美、欧洲等在内的豆丁全球分站，将面向全球各地 的文档拥有者和代理商提供服务，帮助他们把文档发行到世界的每一个角落。豆丁正在全球各地 建立便捷、安全、高效的支付与兑换渠道，为每一位用户提供优质的文档交易和账务服务。 17