WDDIVB型电磁式电导率浓度分析仪用于漏酸报警解读.docx
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WDDIVB型电磁式电导率浓度分析仪用于漏酸报警解读
WDD-IV-B型电磁式电导率浓度分析仪
（用于漏酸报警）
操作手册
南化集团研究院仪表自动化所
WDD-IV-B型电磁式电导率浓度分析仪
操作手册
一•概述1
二•技术参数及使用条件1
三.仪表工作原理2
四•仪表结构及作用2
5.仪表的安装及使用3
6.仪表处理器的操作方法6
七•附录13
一、概述
WDD-IV-B型电磁式电导率浓度自动分析仪，是我院在总结电磁式硫酸浓度测量仪表和电磁式漏酸报警仪表的现场应用基础上开发的新型产品。
其特点是：
1仪表传感器采用聚四氟乙烯外包插入式传感器，具有抗酸碱介质腐蚀物性。
传感器结构简单、性
能可靠、寿命长、维护量极小，长期使用无损耗。
2、仪表温度补偿范围宽、互换性强、便于部件的维修和更换。
3、信号处理采用具有较强数据和逻辑处理能力的MCS—51系列单片机构成。
通过软件实现仪表大部分功能。
同时大屏显示仪表的不同工作状态、测量值及历史曲线，便于操作和故障判断。
4、本仪表方便适用于化工、冶金、印染、氯碱、石油、造纸等行业中的各种溶液介质电导率的连续测量。
二、技术参数及使用条件
1、被测介质压力：
流通式0〜1Mpa;插入式0〜0.3Mpa
2、被测介质温度：
流通式0〜220C;插入式0〜100C
3、电导率最小测量范围：
500卩S/cm
4、电导率最大测量范围：
5S/cm
5、测量精度：
电导率误差1%温度误差1%
6、仪表稳定性：
24小时输出飘移w±2%;
7、重现性：
w±1%
&负载电阻：
0〜500Q（4〜20mA）;
9、输出信号：
4〜20mAD.C;
10、工作环境湿度：
w85%
11、报警功能：
壹组触点输出。
触头容量：
24V、2A;
12、电源电压：
AC220V±10%50Hz。
三、仪表工作原理
1、测量原理图1
本仪表基本原理是法拉第电磁感应原理，其测量原理见图1。
当励磁线圈Ti的绕组输入一交流电压
Ui时，副回路中（由被测介质构成）会产生感应电流le。
由于Ie的作用，在T2绕组就有感应电动势
U2产生。
采用环形磁芯绕制的传感器，放置于被测溶液中，包围传感器的溶液通过中心孔形
成电介质溶液回路，溶液回路等效电阻Re=K/Xe,（K为传感器常数），溶液回路感应电流le的大小，
由溶液等效电阻Re，也就是溶液导电率Xe决定。
这样在检测线圈上可得到随电导率而变化的感应电动势U2,通过温度补偿及计算能测量出溶液电导率值。
2、工作原理
仪器工作原理框图见图2由激励电路产生的励磁电压Ui作用在激磁线圈Ti上，当被测溶液电导
率一定时，将产生对应的感应电流le,在此电流作用下，检测线圈T2上产生了感应电势U2送至放大转
换级，进行电压放大，并转换为4〜20mA电导电流信号li。
同时，测温电阻Rt将被测溶液的温度信号
也送至放大器转换级，使之输出4〜20mA的温度电流信号I?
。
检测器输出的电流li和I2同时送至信号
处理器，通过计算机的软件进行温度补偿处理及线性化处理，输出与被测溶液电导率相对应的电流I。
。
图3A插入式检测器结构示意图
法兰标准：
HG20593-97（RF）
PN1.6MPa、DN25
图3B插入式检测器安装法兰图
⑴磁头
采用高磁体构成的环形激励线圈Ti和检测线圈T2通过氟塑料耐酸材料热压封装而成。
磁头安装于测
量槽内，当测量槽内浸满被测介质时，通过电磁感应原理，磁头输出一个和介质电导率及温度对应的电导信号；与此同时，磁头还输出和被测介质温度对应的温度电流信号。
⑵测量槽
测量槽为流通式结构。
主要为取样介质提供一个流通途径供磁头传感器进行测量，考虑到防腐性，测量槽的材质需与被测介质相适应，例对硫酸介质可采用铸铁材质用于酸温低于100C的浓硫酸测量或
钢内衬聚丙烯工程塑料用于酸温低于100C的稀酸测量。
测量槽的外形和法兰接口尺寸参见图3。
⑶变送器
变送器由带法兰的铝质防护罩及线路板组成是检测器的电路部分，其电路原理见图4。
由NE555提
供30KHZ方波振荡信号，经二级有源滤波后输出30KHZ的正弦波信号，为励磁线圈提供激励电压。
同时
输出的正弦波信号。
电压经检波后，与基准电压比较，控制振荡器的输出电压，从而使得输出的激励电压稳定。
检测线圈产生的电磁感应信号，经放大后进行精密检波及滤波，产生直流电压信号，最后由电压电流模块转换成4〜20mA的电流信号输出。
温度信号是以Pt100铂电阻作感温元件，由运算放大器OP07将电阻信号转换成4〜20mA的电流输出。
在检测器件中，变送器为一个组件板，装配在测量槽上部的防护罩内。
（二）信号处理器
信号处理器是将检测器传来的电导、温度信号经计算机处理，算出对应的浓度信号，送至液晶屏显示，并输出0〜10mA或4〜20mA的电流信号，其框图见图4。
1、计算机系统配置
计算机由89C51系列单片机作为中央芯片，AD7705用作数据采样芯片，X5045用作数据存贮器，外围配有AT24C512作为存储芯片，DS1302作为时钟芯片，HG160128大屏幕液晶显示器，五位按键由计算机直接识别。
2、输入通道
由检测器传来的两个4〜20mA信号，分别代表电导和温度大小信号，经过100Q标
准电阻，将其转换成电压信号。
并由AD7705转换成数字信号，送计算机进行计算。
图4信号处理器原理框图
3、输出通道
由计算机的T1口产生与电导率相对应的频率信号，经4N25光隔后，由OP07组成的F/I转换电路
输出0〜10mA或4〜20mA标准电流信号。
4、报警电路
当浓度信号超过“上限报警”值或低于“下限报警”值时，计算机触发报警电路，驱动继电器，输出报警信号。
五、仪器的安装及使用
（一）仪表的安装
整套仪表分为现场的检测器安装和控制室的信号处理器安装两部分进行。
1、检测器的安装
检测器的外形参见图3,其安装可以按图5中的二种方式之一。
右侧方式直接安装于工艺管道上，要求工艺管道充满液体。
左侧方式是将水从工艺管道中取出后测量，其特点是对仪表检修比较方便。
采样管路和检测器配合法兰，参见图3b及图5安装材料说明。
图5检测器安装示意图。
2、信号处理器的外形、开孔及安装信号处理器可安装于现场防护箱内，也可直接安装在控制室仪表盘上。
2.1信号处理器的外形及表盘开孔尺寸见图6。
信号处理器外形尺寸：
长X宽X高=144X144X200mm
信号处理器在仪表盘上开孔尺寸：
138+1X138+1mm
2.2信号处理器安装在现场时，应加防护箱。
距离检测器远近应以便于维护和接线调校方便及离腐
图6信号处理器外形开孔尺寸
2.3信号处理器应安装在无强磁干扰场所。
整套仪表之间的外部接线见图8，采用RVVP5X1.5讯号
电缆敷设。
信号处理器和检测器之间的距离一般要求不大于200米。
现场
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
电导
温
+11
-11
V
中
相
地
I+
I-
公共常闭常开
V地
检测器内部接线端子
图7WDD-W-B型检测器与信号处理器接线图
六、信号处理器的操作方法
在使用仪表前必须保证以下二点
1）正确的接线。
仪表卡入表盘后，请参照图7接线图接妥输入、输出及电源线，并请确认无误。
2）仪表的上电。
本仪表有电源开关，按下开关那接入电源，进入工作状态。
⑴操作流程
仪表设有5个键，依次为：
“功能键”、“切换键”、“增加键”、“减少键”、“确认键”。
仪表基本操作流程图如图8所示：
图8操作流程图
⑵操作说明
上机通电后，仪表直接进入主显示界面，显示当前瞬时电导值（单位为卩S/cm）,当前瞬时温度
值（单位为C），当前时间（年-月-日小时：
分），当前报警状态（瞬时电导值高于电导设定上限或低于电导设定下限时，在图面右下角会显示上限报警f或下限报警正常状态下不显示报警标志）。
通过不同按键或组合按键完成各个参数的调校。
各按键及组合按键功能如下：
功能：
进入调校菜单。
在测量状态，按“功能”键进入主菜单。
切换：
调校菜单画面及各个参数设置菜单画面各子菜单选择按键。
在各个菜单画面中，按“切换”键向前循环选择各子选项。
确认：
存储、退出功能按键。
在各个菜单画面中，按“切换”键选中“返回”选项，再按“确认”键可存储修改的参
数并退回到上一层画面；在历史记录画面中，直接按“确认”键退回到上一层画面。
增加、减少：
参数修改按键。
在调试菜单各子选项中，按“增加”减少”键来调节各参数设置值；在历史记录画
面中，按“增加”减少”键来向前或向后查询历史数据。
确认+增加：
三字节浮点数数位选择。
在测量范围和模型系数菜单中各子菜单浮点数数位选项中，按“确认+增加”来向
前选择各浮点数数位（由f箭头标志）。
确认+减少：
三字节浮点数数位选择。
在测量范围和模型系数菜单中各子菜单浮点数数位选项中，按“确认+减少”来向
后选择各浮点数数位（由f箭头标志）。
功能+增加、功能+减少：
浮点数十位修改。
在测量范围和模型系数菜单各浮点数选项中，按“功能+增加”“功能+减少”键来
调节各浮点数参数十位设置值；在历史记录画面中，按“功能+增加”“功能+减少”键来向前或向后翻页查询历史数据。
6子菜单选
在分析仪显示正常浓度时按下“功能”键进入主菜单。
调校菜单共分项，具体菜单如下表。
序号
参数
1
时间设置—
2
参数设置
3
范围设定:
4
模型系数
5
历史曲线
6
返回
在主菜单画面中选择时间设置子菜单，按“确认”键进入时间设置菜单画面。
时间
设置菜单共分6子菜单选项，具体菜单如下表。
序号
参数
设定范围
典型值
1
年
00-99
实际值
2
月
0-12
实际值
3n
日
0-31
实际值
4
时
0〜23
实际值
51
分
0〜59
实际值
6
返回
-
返回退出
在主菜单画面中选择参数设置子菜单，按“确认”键进入参数设置菜单画面。
参数
设置菜单共分11子菜单选项，具体菜单如下表。
序号
参数
设定范围
典型值
1丁
温度起点
0
0
2
温度终点
100，200
100或200
3
电导起点
电导测量范围低点
——
4
电导终点
电导测量范围咼点
——
5
电流起点
0〜255
4mA
6
电流终点
0〜255
20mA
7
报警上限
起点电导率+修正值
起点电导率
8
报警下限
终点电导率+修正值
终点电导率
9
记录周期
1,2,5,10
四者之一
10n
电导校正
起点电导率〜起点电导率
实际电导率值
11
返回
——
返回退出
参数设置菜单各功能操作如下:
1.温度起点：
显示温度起点值
图9温度调校示意图
电卩阻#2.UJ
冊1子亠
用标准电阻箱1取代铂电阻PtIOO,接到检测器两个铂电阻端子（如图9）。
将子菜单选项选择“温
度起点”项，将电阻箱1调到温度起点对应电阻值（Q）,按下“增力卩”或“-”键，将当前温度显示值调至0（在温度起点和终点子菜单选项行后部显示当前温度值）
2.温度终点：
显示温度终点值
用标准电阻箱1取代铂电阻Pt—100,接到检测器两个铂电阻端子（如图10）。
将子菜单选项选择“温度终点”项，将电阻箱1调到温度终点对应电阻值（Q）,按下“增力卩”或“-”键，将当前温度
显示值调至温度终点值（在温度起点和终点子菜单选项行后部显示当前温度值）。
图10电导率调校示意图
拆开检测器和测量槽相连的四个安装螺丝。
将磁头表面冲洗干净（勿使电路受潮），
擦干磁头表面液体，用电阻箱2模拟介质的等效电阻，取代电导率输入，用一根导线穿过磁头中心孔，
接在电阻箱2两端，如图10所示。
将子菜单选项选择“电导起点”项，将电阻箱2调到电导起点对应
电阻值（Q）,按下“增加”或“减少”键，将当前电导显示值调至电导起点数值（在电导起点和
终点子菜单选项行后部显示当前电导值）。
4.电导终点：
显示电导终点值
用拆开检测器和测量槽相连的四个安装螺丝。
将磁头表面冲洗干净（勿使电路受潮），擦干磁头表
面液体，用电阻箱2模拟介质的等效电阻，取代电导率输入，用一根导线穿过磁头中心孔，接在电阻箱2两端，如图11所示。
将子菜单选项选择“电导终点”叽将电阻箱2调到电导终点对应电阻值（Q）,按下“增加”或“减少”键，将当前电导显示值调至电导终点数值（在电导起点和终点子菜单选项行后部显示当前电导值）。
5.
将子菜单选项选择“电流起增加”键或“减少”键
将子菜单选项选择“电流
电流起点：
调整分析仪的输出起点电流
在仪器4〜20mA电流输出端子上接上万用表直流电流档，点”项，万用表显示输出电流应为4mA如果有偏差，按下’
调节电流起点参数（此参数具体值不显示），使之为4mA
6.电流终点：
调整分析仪的输出终点电流
在仪器4〜20mA电流输出端子上接上万用表直流电流档,
终点”项，万用表显示输出电流应为20mA如果有偏差，按下“增加”键或“减少
键调节电流终点参数（此参数具体值不显示），使之为20mA
7.报警上限：
调整上限报警数值
将子菜单选项选择“报警上限”项，按下“增加”键或“减少”键调节参数值使之与工艺要求高限报警数值吻合。
8.报警下限：
调整下限报警数值
将子菜单选项选择“报警下限”项，按下“增加”键或“减少”键调节参数值使之与工艺要求低限报警数值吻合。
9.记录周期：
设置历史记录存储周期
将子菜单选项选择“记录周期”项，按下“增加”键或“减少”键调节参数值（1,2,5,10），分别对应存储周期为1,2,5,10分钟。
10.电导校正：
电导率测量值微调
将子菜单选项选择“电导校正”项，按下“增加”键或“减少”键调节参数值，使显示的电导率与分析数值吻合。
11.返回：
返回上层菜单并保存已修改的数据
将子菜单选项选择“返回”项，按“确认”键存储参数并退回到上层菜单。
在调校菜单画面中选择模型调校子菜单，按“确认”键进入模型调校菜单画面。
模
型调校菜单共分7子菜单选项，具体菜单如下表。
序号
参数
A1
被测介质浓度值起点
A2
被测介质浓度值终点
A3
被测介质温度起点
A4
被测介质温度终点
A5
被测介质电导率起点
A6
被测介质电导率终点
返回
存储退出
注：
本菜单中参数由厂方仪表设计人员在出厂时设定，现场操作人员在无厂方人员指导下不得随意
改动参数，否则将影响仪表正常测量（具体数值见附表）！
在调校菜单画面中选择模型系数子菜单，按“确认”键进入模型系数菜单画面。
型系数菜单共分16子菜单选项，分别为15项模型系数和返回菜单，在此不列
表标明。
其中各项系数数值由厂方仪表设计人员在出厂时设定，现场操作人员在无厂方人员指导下不得随意改动参数，否则将影响仪表正常测量（具体数值见附表）！
在调校菜单画面中选择历史记录子菜单，按“确认”键进入历史记录画面。
在历史记录画面中每一屏显示40组历史记录数据，由增加减少键前后查询,
由竖线标志；在历史记录图像上方显示对应该组数据的时间及数值，并通过棒图图形显示测量值占量程的百分比，超过上下限的数据显示报警符号（T或J）。
七、附录
磁头常数K=
参数设置：
测量范围：
A1:
07CO00
A2:
07C600
A3：
07B400
A4：
05F000
A5：
7C9999
A6：
7F9B3D
电磁式电导率分析仪调校参数：
温度起点对应电阻值：
100Q
温度终点对应电阻值：
138.5Q
对应电阻值：
K/0.005Q
对应电阻值：
K/0.05Q
电导起点值：
0.005ms/cm
电导终点值：
0.05ms/cm
50C时理论浓度值与等效电阻值对照表：
用标准电阻箱1取代铂电阻Pt100,接到检测器两个铂电阻端子（如图10），使其值为被测介质中心
温度C时铂热电阻的阻值Qo
介质浓度%
Re（Q）
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