AMETEK4200型中文说明书要点.docx

1、AMETEK4200型中文说明书要点使用手册 Model 4200烟尘浓度/不透明度监测仪 出版号770.026燃烧和环境监测公司目 录1.0 操作原理1.1 原理1.2比尔（Beer-Lambert）定律1.3 测量路径校正系数（PLCF）1.4 不同的测量路径校正系数例子（PLCFS）2.0 系统说明2.1系统2.2 键盘功能2.3 显示面板发光二极管3.0 安装3.1 预备安装系统事项3.2 安装指导要点3.3 支撑管安装3.4 对准工具4.0 电气安装4.1 电缆考虑事项4.2 插座和插头4.3 电气和信号接线5.0 调整5.1 初步调整5.2最后调整6.0 组态6.1 显示模式6.2

2、 基本显示流动图表6.3 显示说明7.0 标定7.1 标定检查7.2 线性过滤7.3 方法1 实际标定（不透明性）7.4 方法2 交替再标定（不透明性）7.5 等动力取样灰尘测量8.0 维护8.1 例行维护周期8.2 清洁光学表面8.3 推荐备件8.4 可用的选项9.0 故障消缺9.1 故障代码9.2 小数点闪烁9.3 优先维修10.0 规格说明10.1 4200型灰尘和不透明度监测1.0 操作原理 1.1 原理当一柱光穿过含有烟气和灰尘颗粒的介质时，一部分光传输过去而另一部分光因为散射而损失掉。传输过去的部分我们称之为透明性，损失的部分我们称之为不透明性。历史上烟囱口烟的不透明度测量是用林格

3、曼（Ringelman）方式，这种方法是用训练有素的观察员给出一个烟气外形的估算值。现代的不透明度测量还使用烟囱气体的黑度（不透明度），来测量当前烟气的量。Land 4200型使用一个高强度的发光二极管（LED）射出一柱光穿进烟囱，在穿过烟囱的过程中损失的光是不透明度，不透明度与当前灰尘和烟量的关系见1.2节所描述的内容。 1.2 比尔( Beer-Lambert)原理一束光穿过介质，其与已知的介质所含污染物的量的数量关系，根据比尔（Beer-Lambert）原理，如下： =I/I0=e-acl其中： =透光度（传导度）（见下图1） I0=进入介质的光强度（见下图2） I=穿过介质的光强度 a

4、=衰减系数 c=灰尘浓度 l=光穿过介质的距离（见下图3）因为不透明度（Op）=1-，上面的方程式可以转换成：（1- Op）= e-acl or Op =1- e-aclc是测量光路中的灰尘浓度，于是消光度为： OD=-log10 =-acl/2.303 或者c=KOD ， 其中K=-2.303/al通过比较同时测量的光密度和灰尘重量，可以得到K的值。1.3 测量长度校正系数不透明度监视仪表不总是安装在烟囱出口。因为林格曼（Ringelman）观察员总是观察烟囱出口处的不透明度，所以提供一个换算系数以便把测量距离换算成烟囱出口处的直径。同时要指出的是：Land 4200型烟尘仪是双路径仪表。这

5、表示测量光柱穿过介质两次。因此有两倍路径的损失光量。如下图举例，这个也要在系统中被修正。测量长度校正系数只是与不透明度测量有关（PLCF），它是烟囱出口处的直径和仪表安装点的直径的比率。对于直筒式的烟囱，PLCF是1.0,对于出口处比底部小的烟囱，PLCF小于1.0。光学长度比率（OPLR）是烟囱出口处的直径和测量光穿过烟气的长度的比率。对于双路经仪表，如Model 4200,OPLR等于PLCF的一半。 OPLR=PLCF/24200型使用的是OPLR参数，一个默认的值为0.5，对应圆筒式烟囱，早期的仪表参数选用PLCF。这个参数不能由用户修改。我们可以用前面提供的等式计算烟囱出口处的不透明

6、度，如果我们使用测量长度修正因素（PLCF）： PLCF=Ie/Im 其中：Ie=出口处直径 Im=测量处直径 OPLR=PLCF/2 OPe=1-10-ODPLCF双路径系统1 光源2 检测器3 光柱穿过介质的路径（l）4 反射器5 分光器1.4 不同的测量路径校正系数举例例子一 直桶式烟囱测量路径和烟囱出口路径相等PLCF=1.00,OPLR=0.5例子二 直桶式烟囱监视仪安装在狭窄的烟道上测量路径小于烟囱出口路径PLCF1.00,OPLR0.5例子三 烟囱出口处狭窄测量路径大于烟囱出口路径PLCF1.00,OPLR0.52. 系统说明2.1 系统Land 4200型烟尘和不透明度检测仪由

7、两个主要部分组成：发收器（发射头）和安装在烟囱或烟道对面的反射器（反射头）。这两个部分组成已知的双路经混浊度仪。混浊度仪信号的模拟量输出到用户的数据采集系统。可选净化空气单元可提供清洁空气，保护光学表面免受烟尘的污染。没有净化空气单元，烟尘会很快粘附在光学表面，引起超高不透明度读数，并且最后导致仪表完全损坏。可选件，自动关断装置。正确安装时，在净化空气供应失败时，可以保护光学表面，不受烟气的腐蚀。重点自动关断装置是提供临时性的保护，如果净化空气长时间不好，需要另外的保护措施。可选件防雨罩可以为浊度仪提供额外的保护浊度仪。见可选件说明。2.1.1 混浊度仪LAND 4200型已经开发成最精确和经

8、济实用的不透明度/烟尘仪之一。它使用高亮度的LED光源，非常低的电子干扰和高级的恢复系统使标定偏差减到最小。LED灯被调成3KHZ频率以减少干扰和消除由于背景光而引起的误差。电子调制消除了必需的机械消波器，以使仪表用没有运动部件。4位数字，7段LED显示，带保护面板，由4个单元键组成，可直接使用界面进行调整和设置。图1.1为仪表带有可选件故障保护器的示意图。从LED1发出的光穿过扩散器，到达50/50分光器上。射出部分的光到一个透镜上，通过透镜射出明确的、平行校准光穿过测量路径到达远端的反射器上。光从反射器返回并由透镜聚焦到测量检测器Dm上。最初由分光器反射的一部分光射到一个凹镜上，并被聚焦到

9、参考检测器Dr上。不透明度可由这两个检测器的信号比率计算出。只有当检测器和它们相关的电子元件保持稳定时，检测才正确。实际上，温度的变化和元件的老化，使得这样的情况不可能实现。4200型用一个有专利的技术，用第二个LED灯（LED2）的灯光泛照两个检测器Dm和Dr来补偿这种变化。因为它使用不聚焦的光学系统，没有失调的可能。因此，检测器Dm和Dr之间任何光敏度相对的改变，都导致从LED2检测到的信号按比率改变。通过大约每秒一次交替对LED1和LED2进行检测和校正模式操作，校正就有效持续下去。仪表由完善的微处理器电子系统控制，执行计算和必要的校正。 1.测量单元 8.满度标定滤光器2.反射头 9.

10、零点反射器3.安全关断装置 10.反射器4.分光器 11.LED1灯5.检测器(测量) 12.LED2灯6.检测器(参考) 13.镜子7.平行校准镜头图 1.1 2.1.2 反射头反射头是一个小型无源盒子。IP65/NEMA4保护等级，可拆卸反射镜（特别容易清洁），反射镜由一组嵌入式三面直角棱镜组成，它把光直接按传输过来的路径反射回去。制造厂根据客户需要的测量路径选择光圈，使仪表在使用场所不需要进一步校正。一对调整观察部件也在设备中。2.1.3 检测仪防雨罩（可选）玻璃纤维防雨罩也有提供，可以给仪表在使用环境中提供额外的保护。防雨罩 安全关断装置2.1.4 自动安全关断装置（可选）发射头和反射

11、头都可以选用自动关断装置，从而在清洁空气失效时得到更深一级的保护。关断器在任何清洁空气供应，如风机、鼓风机失效时动作，自动遮蔽仪表精密的光学部件和进口处烟、灰尘的接触。自动关断装置（动作时）不能长期起保护作用，只能起临时保护作用直到问题得到解决。仪表安装在烟道上时送风机要一直运行，否则可能损坏仪表。参考送风机安装说明。2.1.5 标定滤光器（可选） 两个标定滤光器（可选）可供，用于手动标定检查或线性度标定检查。2.2 键盘功能键盘在发射头的显示面扳上，有四个键。见图4.3。 操作键 操作和显示说明 Mode（模式键） 连续按，可以进入下列功能： 标准的不透明度/烟尘显示标定检查烟尘设置报警设置

12、输出范围。电流输出回路，输出不透明度可调整在10100%(5%一次可调)，烟尘范围在101000mg/m3(一次可调10 mg/m3)。阻尼时间设置在0999之间设置电流回路低电流值（0，2或4mA）设置调节模式注意：把键按下10秒，也可以进入标定模式。F1 保存键，主要功能把修改的参数保存到存储器中。F2 改变由模式键选择的参数，相当于向上键改变参数。在不透明度/灰尘选项时，可轮回翻转。F3 改变由模式键选择的参数，相当于向下键改变参数。在不透明度/灰尘选项时，可轮回翻转。图 4.32.3 显示面板发光二极管指示灯（LEDs） +5V -发光表示5V电压提供给了电路板。 Alarm -发光表

13、示高不透明度/烟尘浓度报警条件发生。 Systom ok -发光表示没有故障，仪表运行正常（不在标定或调整模式）。2.3.1 继电器两对继电器接点接线端子在发射头的信号插座上，它提供了报警和系统好提示。见第6章更多的详细内容。2.3.2 信号电流输出回路信号电流回路1. 电流回路输出，可以组态低电流0、2或4mA三种选择，高电流限制是20mA。2. 当选择不透明度时，电流输出量程可在10100%之间，每5%一步调整。3. 当选择烟尘浓度时，电流输出量程在101000 mg/m3之间，每10 mg/m3一步调整。注意： 由于显示限制，1000 mg/m3显示成999 mg/m3RS232接口只是

14、Land在服务使时用的。3.0安装 3.1 预备考虑事项仪表安装在烟囱或烟道的地点，其直径应能典型检测穿过烟道的烟尘浓度。对于新的设备系统，仪表安装位置在设计阶段需要考虑。对于老厂，最佳地点要求比较严。如果显示器受规章限制，安装地点要被专门机构确认。安装地点尽可能在负压的地方，例如，烟囱的上升气体段。安装区域要有足够大的安全平台（见图3.1）。如果仪表安装在强烈振动或烟囱/烟道改变形状而使烟气温度改变的地方，会引起测量误差。如果这个问题不可避免，可安装一个振动消除装置。仪表国际部按用户需要推荐振动消除装置。仪表使用环境温度在-20+55（-4和131）之间，如果必要时使用加热、通风或隔离措施，

15、使仪表的使用环境温度不超限。 侧视图 顶视图图 3.1 测量区域平台Model 4200 仪表安装尺寸要求仪表安装尺寸1 发射头2 安全关断装置3 反射头4 发兰与发兰之间路径3.2 安装指导要点1. 从安装发兰算起，带有自动安全关断装置的发射头(1)需大约400mm（16）的最小安装距离，不带自动安全关断装置的发射头需大约250mm的最小安装距离（另外，要为操作要留有适当的空间）。2. 从安装法兰算起，带有自动安全装置的反射头(3)需大约300mm(12)的最小安装距离，不带自动安全关断装置的反射需大约165mm（7）的最小安装距离。3. 另外，需要大约1m(39)距离用于安装和更换仪表工作

16、。4. 在仪表的下面，清洁空气和电缆接线需要最小200mm(8)的距离。5. 风机和仪表之间最长的空气管7m(23英尺)。安装风机时不要超过这个距离。6. 测量长度由制造厂设置,用户不能更改。7. 参考运风机或鼓风机安装说明。图 3.2 支撑管发兰尺寸图 3.3 支撑管发兰1. 3个螺栓100(2.54)PCD 4. 橡胶密封圈2. 球形垫圈 5. M10 螺帽3. 碟形弹簧垫片3.3 支撑管安装LAND4200型提供两个带有短管的法兰，把仪表安装到烟囱或烟道上。短管长128mm5.24（见图3.2/3.3）。如果需要，在安装时可以缩短或接长短管以便获得合适的测量路径。安装地点不稳固，如很薄的

17、金属壁，需要加装加强筋（图3.4）。重点：法兰必须安装,以使发射头穿过烟道中心直接对着反射头。因为大多数应用在垂直的烟囱，所以两个法兰的轴线必须水平或垂直对准烟气流向。两法兰必须对准，在安装时偏差不能超过1。在烟道上精确地给每个法兰中心作好标记，用冲头划好短管在烟道上位置线。沿着线割一个孔，孔的直径要足够大以使焊接法兰短管直接穿过去。发射头侧按划线位置割好了孔。这时在烟道的反射头一边，根据定位标记割一个6mm到12mm0.25to 0.50引导孔。确保安装法兰位置标记在12点的位置，并把法兰点焊。安装法兰面要与烟道壁平行，要仔细地确保调节到位。图 3.4 带有加强筋的安装发兰1 安装位子标记

18、2 加强筋(用户提供)沿反射头的引导孔割一个孔，孔要足够大，使焊接法兰直接穿进烟道。安装法兰面要与烟道壁平行。重点：Land 4200型不透明度仪由制造厂设定法兰与法兰之间的测量长度，长度由客户在订购时确认。在焊接和调整时，确信法兰与法兰之间的测量长度不要超过1%的订购长度误差。如果测量路径很容易接近或足够短，法兰调节可以用一个调整管（图3.5）。首先把调整管穿过两个法兰。接着，确认法兰之间的距离小于1%订购距离，点焊反射头安装法兰定位。作必要的调整和焊接发射头法兰，最后作必要的调整并焊接反射头法兰。发兰与发兰之间的距离图 3.53.4 调整工具当测量长度太长,以至于不能使用调整管，LAND公

19、司也可以提供调整工具，来辅助调整发兰。如果需要调整工具，联系LAND公司或代理商。法兰调整工具由两块金属板组成，安装在法兰上（图3.6A）,其中一块配有光源，另外一块中心配有一个光学图标。当法兰正确定位时，光点一定在中心的光学图标上（图3.6A）。使用调整工具，按下列方法进行：重点:在焊接和调整工序时,确信发兰与发兰之间的距离保持精确。确保发兰的方向准确。1. 把法兰短管点焊在烟囱直径的位置。2. 把3个防松螺母和24个碟形垫片取下来，并保存好。3. 用普通螺母代替防松螺母配调整工具。4. 根据图3.6B安装调节工具，打开灯光。5. 调节第一个法兰短管，通过观察调整工具光点应在中心图标上的方法

20、。焊接第一个法兰短管。6. 对换法兰调整工具。7. 调整第二个法兰，观察调整工具光点，焊接第二个法兰短管。8. 把碟形垫片和防松螺母装回原处(图3.2/3.3)。带有光源的发兰调整工具 带有光学图标的发兰调整工具图 3.6A光源 支撑管2 支撑管1图 3.6B4.0 电气安装 警告：在执行任何电气工作前,一定要切断电源。4.1电缆考虑事项1仪表电源和配线85264V、5060HZ，最大额定功率10VA。2报警和信号接线从仪表到用户的数据采集系统。注意：信号线用屏蔽电缆。最大回路电阻600。概要说明 参考风机使用手册和风机安装的指导。 系统必须有隔离的功能，一个合适的电流断路器或保险丝必须安装在

21、电流回路中。 连接可以用电缆软管。4.2 插座和插头仪表有两个雄插头，由拧紧的密封罩保护。只要设备断开，在连接和更换时插头必须取下以保护终端。单独包装由两部分组成：1. 九针插座用于信号电缆，有波纹形状的接头，可以接24/28AWG线（0.10.2mm2）。2. 电源插座，有3路，并有接地螺丝端子。见4.3节关于终端接线的部分。4.2.1 软管尺寸插座带有PG9螺纹，可以直接连接到软管上。PG是欧洲的管螺纹尺寸，广泛应用于欧洲大陆电力系统。4.3 电气和信号接线信号电缆插座/插头针脚端子插头针脚编号说明正常的终端状态接线盒1蓝系统好开2白系统好关3灰系统好公共断4绿高报警开5黄高报警关6综高报

22、警公共断7红信号电流输出+118黑信号电流输出-109接地信号电流输出屏蔽层1电源电缆插座/插头针脚端子插头针脚编号正常的终端状态接线盒1火线22零线33不用接地1注意：正常的继电器状态，当系统好时，报警不动作。5.0 调整 5.1 初步调整正确的安装和精确的调整，是LAND Model 4200型仪表正确地运行和满足设计要求的必要条件。重点：在安装前，首先要确保空气净化装置，风机/风扇已经运行，并把风送进发射头和反射头。安装发射头和反射头，需要把3个M10的螺母（315.044）和球形垫圈（703.022）从安装螺栓上拆下来，把蝶型垫片留在上面。把发射头的安装法兰装到安装发兰的螺栓上，把球形

23、垫片和M10螺母装回去。拧紧螺母直到仪表的法兰和安装法兰之间间隙为13.50.5mm（0.530.02）。不要过分拧紧螺母，要给碟型垫片留有足够的余量给最后的调整用。在仪表法兰和安装法兰之间用橡胶密封圈来密封，不过要在调整后装上。图 5.11. 3个螺栓100(2.54)PCD 4. 橡胶密封圈2. 球形垫圈 5. M10 螺帽3. 碟形弹簧垫片接上电源线并送上电。5.2 最终调整危险：当看热的烟气时一定要戴上眼镜和脸护具。按下列步骤调整执行最终调整:5.2.1 反射头调整1.仪表必须安装好并且已被初步调整，调整螺母不要太紧2.风机和净化空气系统完全运行。3.发射头送上电。4.把反射头顶部的两

24、个保护面板螺丝拆下，从反射头上向上提起面板。注意：察看保护在面板后面的两个调整观察管。5.第一级从反射头前面的孔看过去，并且调节X和Y向的螺母（如图7.1），直到发射头发射过来的闪光中心对准（见注意）。X螺母调节水平方向，Y螺母调节垂直方向。第三个螺母只用来调整紧度，确保弹簧垫圈在中等的松紧度。如果弹簧垫圈太紧，很有可能第三个螺母拧过头或安装法兰没有正确安装好。6.第二级从盖板上取下两个调整显观察管中短的一个。按上面的方法，通过观看短的观察管，重新检查并改进调整精度。把短的调整管放回反射头盖板上。7.第三级从盖板上取下两个调整显像管中长的一个。按上面的方法，通过观看长的观察管，重新检查并进一步

25、改进调整精度。把长的调整管放回反射头盖板上。把反射头盖板装回反射头上。8.检查调整螺母松紧度。反射头现在调整好了。注意：如果看不到闪烁的光，可能发射头很偏或仪表故障。5.2.2 发射头反射头调整好以后，按同样的方法调整发射头。调整目标在观察窗上清晰可见并不动，简单地通过调整发射头的X和Y螺母，把反射的闪烁光点调整到目标中心。方法如下：1.把发射头上的前盖板取下（图5.2）。可以看到观察孔、显示发光二极管（LEDs）和键盘。通过在电路板上的孔，可以观察到光亮的圆形目标，清晰地位于仪表电路板后面的铸件上。2.按左手边MODE键-直到显示器显示器左边显示。3.调节发射头上X和Y螺母直到光点在目标的中

26、心。在调节模式光是连续的（不闪烁）。在显示器右边的读数显示一个大约500任意数。现在仪表调整好了。图 5.21 前盖板 3 反射头顶部盖板2 发射头顶部盖板 4 观察孔6.0 组态 有几个参数由用户设置，并且必须在调试Model 4200前设置。通过键盘可以操作并在显示器上显示。6.1 显示模式显示器上第一位的符号说明正在显示的模式，除了SET、OUTPUT。模式 第一位符号 显示OPACITY（不透明度） o XXXDUST（灰尘浓度） d XXXDUST GAIN FACTOR（灰尘浓度增益系数） F XXXCAL CHECK（标定检查） c XXXSET ALARM LIMIT（设置报警

27、限值） A XXXSET OUTPUT RANG（设置输出范围） r XXXSET OUTPUT（设置输出电流） 0-20,2-20,4-20 XXXTIME CONSTANT（时间常数） t XXXINTENSITY（强度） i XXX6.2 基本显示流程表 空白显示 OPACITY（不透明度） o DUST（灰尘浓度） dCAL CHECK（标定检查） c cSELECT UNITS（选择设备） OPAC dustDUST GAIN（灰尘浓度增益） FSET ALARM（设置报警） A ASET O/P RANG（设置量程） r rSET OUTPUT（设置输出电流） 4-20mA 4-2

28、0mATIME CONSTANT（时间常数） t tINTENSITY（强度） i i上面的表格说明两个显示路径：根据显示需要选择OPACITY（不透明度）或者DUST（灰尘浓度）。流动路径从空百显示开始，可以用Mode键操作，也可以在没有键操作10分钟后自动返回空白显示。注意：正常的运行/操作显示不透明度（OPACITY）或灰尘浓度之一。6.3 显示说明按Mode键可以选择显示。OPACITY（不透明度）/DUST（灰尘浓度）显示-通常不透明度显示为%值，灰尘浓度显示为mg/m3 值。根据选择的显示，不通明度在00.0%100%之间，灰尘浓度在0999 mg/m3之间。 注意：如果数值超出显

29、示范围，小数点会闪烁。要是发生严重故障，显示器显示出错信息。第一个符号为Er后面显示出错代码。请联系Land仪表服务部门或代理商。CAL CHECK（标定检查）显示 c-总是显示不透明度。这个显示用来标定检查（检查零点和量程）。SELECT UNITS（选择设备）显示 OPAC-dust可按F2或F3键选择，不透明度或灰尘浓度读数被选择显示和输出。DUST GAIN FACTOR（灰尘浓度增益系数） F-只有选择灰尘浓度才可以进入这个显示。增益系数可以在1-9999之间设置。 在显示器上代表0.001-9.99。SET ALARM（设置报警） A-高报警限值对于不透明度在1.0-99%之间被设置。对于灰尘浓度在1999 mg/m3之间被设置。注意： 如果输出改变了，如从灰尘浓度改成不透明度，这个限值需要重新设置。SET RANGE（设置量程） r-设置电流输出回路满量程20mA对应的值。对于不透明度在10%到100%之间，每调一步5%，灰尘浓度在101000 mg/m3之间。每调一步10 mg/m3。注意：由于显示的局限，电流输出1000时，显示为999。TIME CONSTANT（时间常数） t-信号阻尼功能，在0999秒计之间可调。设置值应使仪表能很好的反应信号的变化，但又不会产生尖峰和