烟尘浓度连续监测仪 使用说明书 (在线校准型) 成都宇澄科技有限公司 2010年 目 录 1概述………………………………………………………………………………3 1.1 用途…………………… ……………………………………………………3 1.2 工作原理…………………… ………………………………………………3 1.3 主要指标…………………… ………………………………………………4 2 设施安装…………………… …………………………………………………5 2.1 安装准备…………………… ………………………………………………5 2.1.1安装的地方选择…………………… …………………………………………5 2.1.2确定仪器光程…………………… …………………………………………5 2.1.3法兰准备……………………………………………………………………6 2.1.4控制电缆准备…………………………………………………………………7 2.1.5吹扫系统准备…………………………………………………………………7 2.1.6 其他配件和工具……………………………………………………………8 2.2 安装调试………………………………………………………………………9 2.2.1结构安装………………………………………………………………………9 2.2.2电气连接………………………………………………………………………10 (4～20)mA电流环接口………………………………………………………………10 RS-485接口…………………………………………………………………………12 3 测量范围设置……………………………………………………………………13 4 标定………………………………………………………………………………13 5 校准………………………………………………………………………………14 6 设备维护…………………………………………………………………………15 6.1 光学元件………………………………………………………………………15 6.2 吹扫系统………………………………………………………………………15 7 故障处理…………………………………………………………………………16 1 概述 1.1 用途 LSS系列（MODEL 2030)型烟尘浓度连续监测仪是新一代在线监测仪器，可以在风、雨、雷电、粉尘、高低温度等恶劣环境下长期连续不间断地监测污染源的烟尘排放情况，目前已经大范围的应用以下领域：固定污染源烟气排放连续监测系统（CEMS）中颗粒物浓度测试、除尘设施效率监测、燃烧效率监测、工业制作的完整过程中粉尘浓度的测量、工矿企业职业健康保护粉尘监测、生产车间、厂房的粉尘负荷监控、科学研究、实验现场测试等。涉及行业包括水泥、火电、钢铁、冶金、炼油、铝业、石化、造纸、玻璃工业等。 1.2 工作原理 烟尘仪采取了激光后向散射测试原理完成对被测烟道的烟尘浓度的测定。烟尘仪内嵌的高稳定激光信号源穿越烟道，照射烟尘粒子，被照射的烟尘粒子将反射激光信号，反射的信号强度与烟尘浓度成正变化。烟尘仪检测烟尘反射的微弱激光信号，通过特定的算法即可计算出烟道烟尘的浓度。 仪器由电气系统、光学系统、结构件三大部分组成。 电气系统采用数字信号处理技术，分为激光发射模块、光接收模块、中央处理模块、接口模块四大部分，用先进的微处理器及嵌入式软件控制管理系统，实现包括光功率自适应稳定、大动态自适应锁相放大、极低零点漂移设计、抗恶劣环境等功能，提供快速、可靠和准确的定量烟尘排放数据。 仪器的光学系统主要由光源Po，挡尘镜片G，聚光透镜L组成。光路示意图如下： 探测激光源输出功率为Po，经挡尘窗口镜片衰减K1后照射烟尘，如果烟尘的等效散射系数为K2（与烟尘的组织架构、浓度相关），烟尘反射的功率为Po×K1×K2×D，穿过窗口镜片G后的功率为Po×K1×K2×D×K1，经透镜L聚焦后的功率Pr为Po×K1×K2×D×K1×K3。 Po：探测激光源输出功率，与激励电压Vt成正比(系数k)； D： 烟道烟尘浓度； K1：挡尘片衰减，受积尘影响； K2：烟尘反射系数，与烟尘组成的结构颗粒有关； K3：透镜会聚增益，认为是常数； 烟尘仪接收到的信号电压：Pr= Po×K1×K2×D×K1×K3。 若Po、K1、K3恒定，Pr与K2×D成正比，设备安装后，通过标定能够获得Pr与D的对应关系，即可计算出烟尘浓度值： D =A/K2×Pr。 假定A=1/(Po×K1×K1×K3） 1.3 主要指标 工作原理 激光后向散射测量 测定对象 工业粉尘 机械特性 外 壳：全金属外壳 外型尺寸：205×160×160 mm (H×W×D) 重 量：2 Kg 防护等级：IP66 光学特性 工作波长： (650 ±20)nm, 10mW 测量性能 测量范围：(0～100,500,1000,2000)mg/m3，可设定 零漂：±2%F·S/24小时 量程漂移：±2%F·S/24小时 示值误差：±2% FS 响应时间：≤ 10S 烟道直径：（0.7～20）米 电源要求 直流24V/0.3A 环境工作条件 工作时候的温度： －20o℃～+50o℃ 接口特性 模拟输出：(4～20)mA 数字接口：RS485 执行标准：HJ/T 76-2007 固定污染源排放烟气连续监测系统技术方面的要求及检测的新方法 2 设备安装 2.1 安装准备 2.1.1安装的地方选择 选择正确的安装的地方是烟尘仪可靠、有效运行的前提，请参照HJ/T 76－2007标准文件相关条款要求，以下几点请注意： 1．安装点的环境条件，如振动、温度、气流的稳定性、气流上下游弯管或变径的距离。 2．环境中腐蚀和有害化学气体的存在会使电子元件（如IC插座，连接器等）易出现故障，快速缩短产品常规使用的寿命，有害化学气体也往往使得维护人没办法维护。 3．安装点要易于到达，安装和维护通道的安全性。 4．信号线的排布（距离、路由与其它电磁设备的互相干扰）。 5．为了抗击雷电、浪涌等干扰的冲击，要求安全保护地的接地电阻不大于10欧姆。 2.1.2确定仪器光程 选择好安装的地方后，则可测量该安装点的烟道直径，以便确定仪器的光程。 如果更换安装的地方，烟道直径发生明显的变化，则在大多数情况下要重新调试仪器光程。 提示：调整光程请直接与厂家联系，获得帮助。 2.1.3法兰准备 需在烟道上安装点开孔，并事先固定（预埋或焊接）过渡法兰，其通径需大于70mm。厂商配送的过渡法兰螺栓孔心距130mm，管外径70mm，如下图1所示： 图1 烟尘仪法兰结构尺寸 注意： 1）焊接法兰时注意螺栓孔的方向，如上图1所示，便于安装防雨罩。 2）焊接法兰时应与烟道垂直（下图a）或稍微向下倾斜（下图b），不能向上倾斜（下图c）。避免烟气湿度较高时仪器窗口镜片处积聚水汽。 a) 与烟道垂直 b) 向下倾斜 c) 向上倾斜（错！） 有以下几种安装方法： a) 直接将厂商提供法兰焊接到烟道。则烟道开孔需大于76mm。 b) 如果另行预埋自备法兰，且在室内安装或者自备法兰已配防雨罩，能不用过渡法兰，确保预埋法兰螺孔径为(130~136)mm就可以直接与烟尘仪相连，4只直径8的连接螺栓和螺母也由厂商配备，不用另行准备。 c) 如果另行预埋自备法兰，且在室外安装，则需要厂商配送的法兰来固定防雨罩。确保自有法兰内径大于72mm，便于过渡法兰的插入，或者订购不带圆管的法兰片。过渡法兰配有8只直径8的螺栓，其中4只与烟尘仪连接，另4只与预埋法兰连接。 2.1.4控制电缆准备 主控制室与安装地点的控制电缆到位（多芯电缆，带外护套，线mm）。控制电缆与烟尘仪的接口连线吹扫系统准备 吹扫系统为仪器提供保护气，用于防止光学窗口镜片污染。 2.1.5.1 吹扫系统的组成： 1、气咀：如下图2所示。气咀是固定在仪器上，与吹扫系统相连的接口，标配的气咀外径40mm，内设1寸管螺纹。 图2 烟尘仪吹扫口(气咀)结构尺寸 2、风机：为系统的选配件。示意图如下：风机的压力应大于测点压力200Pa以上。 3、空气过滤器：风机的入风口需配空气过滤器，以保证无尘、干燥的洁净空气。 4、软管：与仪器的气咀和风机的出风口连接，由安装单位自行选购。内径40mm，长度则根据安装的位置确定。在连接处需用管箍扎紧。 5、风机气候防护罩。选配的风机本身有防水功能，为了更安全，一般配防护罩。尺寸如下图： 2.1.5.2 如电厂有充足的压缩气源，能不用单独配风机，通过一个转接头（1寸管螺纹转8mm，如下图）分别与压缩气源和仪器气咀相连即可。 2.1.5.3在选择吹扫装置安装的地方时，要注意以下几点： ???在室外安装时，须安装气候防护罩。 ???风机通常要220V交流电源，故安装平台上需预留电源。 ???风机的入风口配过滤器，以保证尽量无尘，干燥的洁净空气。且空气温度不超过40℃。 ???安装时要注意过滤器的摆放位置，保证不让雨水等通过过滤器进入风机及仪器内。 ???留有单独的地方，以便更换过滤器。 ???烟尘仪安装好，吹扫装置必须永远处于开启状态，即使工厂停电时。 2.1.6 其他配件和工具 如果要使用厂商提供的UserMonitor控制系统软件，要求用户PC带有RS485接口，或者配备485-232转接头。 准备内六角扳手、剪刀、万用表等普通工具。 2.2 安装调试 2.2.1结构安装 步骤如下： 1. 把烟尘仪固定到预先埋设或焊接的法兰上，如下图3所示。 图3 安装说明示意图 注意按上述2.1.3要求的方向和角度来安装。假如发现焊接法兰有误，应及时修正。 2. 将准备好的控制电缆穿过连接器外罩（厂商提供的安装件），如下图4所示。①与烟尘仪的连接器插头相连； ②插入连接器插座。具体接线 烟尘仪接口连接示意图 3. 确保电源没接通，仔细检查控制电缆标记，按照其标明的定义与烟尘仪连接器插头对应的线相接。最后把连接器外罩固定到仪器上。 4. 安装防雨罩：防雨罩和过渡法兰之间用3个螺钉固定。 5. 安装吹扫系统。 至此，安装点的结构安装工作全部完成。 注意： 室外安装，请务必安装防雨罩，否则易引起仪器损坏！ 2.2.2电气连接 1. 供电：烟尘仪的供电采用直流9~24V电源供电。注：烟尘仪需要给电流环和仪器分别供电。 2. 接口：烟尘仪采用一个连接器与主控制中心接口，它包括(4～20)mA电流环、RS485输出（可选）。每个接点的定义如下图5所示： 图5 烟尘仪接口控制信号定义 (4～20)mA电流环接口 烟尘仪提供一个电流环模拟量输出，4mA代表零点，20mA代表满量程。 连接器的4号接点?? Loop（+）。 连接器的5号接点?? Loop（－）。 连接器的6号接点?? 屏蔽地。 电流值I与烟尘浓度值D（mg/m3）的换算公式为： D = 量程÷16 X (I－4) 外接直流电源Vcc和负载电阻RL的选取需要满足： 2 ≤ [(Vcc－5) － I×(40+RL)] ≤ 50； I×(Vcc－5) – I2×(40+RL) ≤ 0.3； 其中：Vcc：伏特；I：安培； RL：欧姆。 例如：Vcc=24V，RL =250Ω 具体接线)mA电流环接线线芯导线将仪器接线端子的V+和GND分别与24VDC电源的正极和负极相连，为仪器工作供电；用1根短导线将仪器接线端子的LP+和V+短接，用1根导线VDC电源负极相连，并在LP－和24V负极之间串联电流表或负载电阻（如250Ω）即可测得(4～20)mA或(1～5)V信号。示例图如下: b) 4线芯导线将仪器接线端子的V+和GND分别与24VDC电源的正极和负极相连，为仪器工作供电；用2芯导线将仪器接线端子的LP+和LP－分别与另一24VDC电源的正极和负极相连，并在LP－和24V负极之间串联电流表或负载电阻（250Ω）即可测得(4～20)mA或(1～5)V信号。 RS-485接口 接口电平符合TIA/EIA－485－A 标准，接口连接为
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