氧化锆说明指导书.doc

ThermoxWDG-1200/1210 直插式氧量表 使用手册企业代理商：上海旭能电子科技 地址：上海市长阳路2588号电力研究中心501室 Add：RM501 Electronic Research Centre No.2588 Changyang RD.Shanghai 电话（Tel）：/35303992/35303996/35303998 传真（Fax)： 邮编（ZIP）：90 E-mail： 安全注解本手册中危险！、警告！和注意！强调以下事项： 运行条件，假如不能严格实施，可能引发工作人员人身伤害或环境污染。 运行条件，假如不能严格实施，可能损坏设备。注意！ 不能忽略关键信息。电气安全分析仪机箱内部有超出5KV电压，每次进行维修或故障消缺前切断电源。只能由合格电气操作人员进行电气接线和接地检验。不遵守本手册使用会减弱设备原有安全防护等级。接地设备必需接地，假如设备在不合格接地情况下送上电源运行，不能确保安全和正确运行。危险！ 在送上电源前要确定全部设备已接地。概 述系统特点WDG1200/1210是一个直插式氧量传感器，其内部氧化锆元件直接放在燃烧产生烟气中。探头设计用于不超出1112（600）烟气中，而且不需要测量可燃气地方，外套管材料是RA330合金钢，耐腐蚀。注：RA330合金钢比316不锈钢更防磨、更耐腐蚀。因为其独一无二设计，现场能够很轻易更换全部部件。外套管留在烟道中，锆头、加热组件安装在内管中，内管能够方便取出。因为不需要把传感器返回制造厂，所以节省了宝贵时间和金钱。关键特点和优点：LED显示：氧量、锆头温度、传感器温度或锆头毫伏一路线性隔离氧量信号电流输出氧量报警诊疗能力，包含一个系统报警Modbus通信 传感器内部元件很热，即使在切断电源后很长一段时间，也足够引发烫伤，要引发合适注意。在传感器上工作时要切断控制器电源。传感器全部使用本分析仪人员全部要熟悉下列分析仪工作原理和组成部分。氧量测量元件仪器所使用氧化锆材料是一个在高温上烧结成稳定氧化体电解质。在（1200OF/650oC）以上高温条件下，它是氧离子良好导体，通常做成管状，成为锆管。假如在氧化锆管内外涂制铂电极，用电炉对氧化锆管加热，使其内外壁接触氧分压不一样气体，氧化锆就成为一个氧浓度差电池，在两个铂电极上将发生以下反应： 在空气侧（参比侧）电极上：O2+4e2O 2 在低氧侧（被测侧）电极上：2O -22O2+4e 即空气中一个氧分子夺取电极上四个电子而变成两个氧离子。氧离子在氧浓差电势驱动下，经过氧化锆管迁移到低氧侧电极上，留给该电极四个电子而复原为氧分子，电池处于平均状态时，两电极间电势值E恒定不变。当两边电极镀层接触到气体(在一样标准压力下)有不一样氧浓度，(或不一样压力下),依据氧含量百分比，锆管会产生一个电压。假如其中一个气体氧含量是已知(参比气常常是空气-20.9%)。另外一个氧含量直接被锆头电压反应出来。对于测量没有可燃物气体氧,分析器标定根据下述公式:E=ATLOG 20.9% AT=48.2 AT 700 O2Unk%A是常量，T是锆头绝对温度(+273), O2Unk%是被测气体氧量浓度,它由分析仪计算。当锆头两边全部是空气时，锆头不产生信号,当和空气比较,被测气体氧浓度降低时锆头电压升高。注意：当锆头在高温运行时,可燃性气体可能燃烧。出现这种情况时,锆头将产生一个比较高毫伏值,此时显示器指示氧量比实际氧量低。 图1-1. 氧化锆头操作原理 分析仪三个简单系统l 机械系统：内管和外管，安装发兰，接线盒。l 测量系统：测量元件，内部连接线，综合使用界面。l 温度系统：带有K型热电偶氧化锆电加热器，和控制器。分析仪测量元件运行在一个固定温度。内置电加热器。加热器中有一个热电偶用于温度控制回路。需要预防问题部分错误需要预防。假如预防了这些错误，分析仪运行在最小维护和故障消缺状态。l 在采样管道连接处不能使用涂料或含有可燃挥发气体污染物，以免造成测量误差。l 标气一定要含有氧气。不要用纯氮气或任何其它无氧气体作为零气。l 不能使用含有氧气和可燃气混合气作为校准标气。l 不能过分操作锆头和加热器。不要试图清洗锆管。当操作时，应抓住密封部位。 要注意： l 在传感器上操作时切断电源。l 传感器内部组件很热，假如接触到有可能严重烫伤。操作时应使用手套和扳钳。技术支持AMETEKThermox承诺提供给用户在工业应用中最好技术支持，假如用户需要技术服务或提供帮助，请打AMETEK电话[phone]，或AMETEKTermox代理商上海旭能电子科技(021)35303989/35303992/35303996/35303998或AMETEK上海代表处电话[phone]。上海旭能电子科技E-mail：shxuneng 和 E-mail：shxuneng在用户为提供技术支持而打电话给制造厂前，需要用标准气体测试并统计下述多个值（用户在接收服务时有可能被制造厂要求提供这些信息）。l 锆头毫伏l 锆头温度l 冷端温度l 任何故障指示假如用户想把设备返回制造厂，在用户取得（RMA）返修授权号前要提供下列信息。l 票据和发货地址l 型号l 序列号l 协议号l 电话号码注意：在返回设备前，用户一定要从制造厂拿到（RMA）返修授权号。说 明WDG1200/1210直插式氧量传感器概要烟气温度20600/681112加热温度7003（12925）压力适适用于全部通常正压和负压烟气探头材料RA330合金钢机盒材料铝合金机械数据WDG1200探头长度和重量整个探头长度重量0.457m/18”0.9144m/36”1.828m/72”2.743m/108” 9.3kg/20Ib11.5kg/25Ib18.3kg/40Ib22.9kg/50IbWDG1210探头长度和重量整个探头长度重量0.457m/18”0.9144m/36”1.828m/72”2.743m/108”7.3kg/16Ib9.5kg/21Ib16.3kg/36Ib20.9kg/46Ib顶部尺寸（长/宽/高）153152172mm/5.90”5.98”6.77”拆卸距离整个探头长度加25mm/1”控制器数据-WDG1210（只适用）尺寸152mm（6）高153mm（6）宽130mm（5.2）深重量2.7kg/6Ib控制器和传感器之间最大距离：150m（500ft）标气零标气推荐氮中氧1%O2 （可用0.1%到10%）跨标气推荐氮中氧20.9%O2（可用10%到25%）流量要求通常流量为3升/分钟最小：2.7升/分钟 最大：3.3升/分钟调整压力通常为10psi（0.7bar）（可能需要调到30psi（2.0bar）以达成要求流量）环境保护传感器头IP65/NEMA4防护等级运行温度-20+70/-4+158性能数据测量范围选择范围01到025%体积O2精度满量程1%反复性满量程模拟量0.5%响应时间满量程90%，5秒以内（标气）测量方法氧化锆传感器加热时间最大20分钟电气数据电压范围100240VAC10%电源频率4862Hz功率250W电流等级峰值4A外部回路绝缘等级CAT等级和特征3.15A（T）外部地线连接6mm母螺纹继电器等级单点30VAC/DC 时2A隔离开关等级4A微型断路器或带有熔丝开关隔离器 5A适宜（用户提供）注意：假如电源不符合要求将造成设备永久损坏。使用界面显示形式单行4位LED显示参数氧浓度标气锆头温度故障信息锆头/热电偶信息模拟量输出单通道隔离，菜单可选择010，020，220，420mA量程选择范围01到025%体积O2阻尼1100可选串行输出RS485 Modbus协议故障指示LED显示故障代码标定选择跟踪或锁定标定形式手动，自动（需要选择自动标气控制器）远程触发安 装 和 启 动 只有熟悉电气安全，合格技术服务人员才能操作这章节内容。在WDG-1200/1210传感器内部没有需要操作服务元件。维护传感器前一定先要断开电源，并让传感器冷却最少1小时。这一章介绍怎样安装WDG1200/1210传感器,包含下列多个部分:l 开箱检验l 机械安装l 电气接线l 最终检验开箱检验打开包装箱,拿开传感器和控制器全部包装物。检验有没有损坏。假如发觉有损坏,请立即通知发货人。机械安装l 位置l 安装过滤器/火焰消除器（可选）l 安装传感器l 标定设置位置 选择安装时遵守下列指导标准。安装位置选在没有强烈振动地方。环境温度必需在本手册说明范围，假如环境温度超出了说明书范围或振动很强烈，请联络Themox 销售和服务部门，有尤其可选件可用于处理环境温度超出说明书范围或振动强烈安装位置。搬运时小心，不要跌落传感器。传感器里有易碎陶瓷元件，很轻易损坏。当用高压水管来清洁烟道时，要把传感器取出，因为可能引发锆管破裂。选择一个适宜轻易抵达位置，能够把传感器插入烟气主流中。烟气温度必需在20/68600/1112之间。避免安装在阻碍烟气流动，有障碍物或弯曲地方，或阻碍传感器插入或取出地方。安装或取出传感器要留有足够距离。最小距离是从法兰或支架算起，整个传感器长度再加上25mm/1。假如烟气流量很大，对着烟气流动方向安装一块挡板。安装过滤器/火焰消除器（可选）注意：假如没有选择过滤器/火焰消除器，跳过这一节。火焰消除器，没有过滤器假如没有选择过滤器，火焰消除器已装配在传感器顶端而不需要安装。火焰消除器带有过滤器假如定购了带有过滤器火焰消除器，火焰消除器已安装在过滤器中。按下列方法把过滤器安装到传感器上。拧下传感器头部堵头，把过滤器拧上，并拧紧，见图3-1。松开过滤器挡板并把挡板套在过滤器上，挡板超出过滤器顶部大约1/2（1.27）。调整过滤器挡板位置使烟尘全部打在挡板上，而不是过滤器上。拧紧挡板夹环。图3-1 过滤器安装安装传感器注意：空制器环境温度不能超出160（70）。使用方法兰对法兰方法把传感器安装到烟道上，见（图3-2a和3-2b）。法兰短管最少要1（2.54）厚保温。图3-2a WDG-1200直插式传感器安装图3-2b WDG-1210直插式传感器安装安装控制器（只适用WDG-1210）（自动标定控制器是可选件）图 3-31210型氧量传感器系统关键组成部分：1.1210型氧量传感器 8.供给控制器制电源2.氧量控制器（必选） 9.信号输出继电器3.远程标定装置（可选） 10.自动标定触发和压力信号4.跨标气（经典标气20.9%氮中氧） 11.供给远程标定装置电源5.零标气（经典标气1%氮中氧） 12.电源开关6.供给传感器加热电源 13.标气输入到传感器7.从传感器输出锆头，热电偶， 冷端温度信号注意：使用自动标定控制器是可选，传感器能够手动标定。安装指导：1控制器安装应该横平、竖直，显示器和操作键轻易看到和使用高度。2控制器下面应有最少150（6）距离，使电缆能够连到控制器上。3确保抵达传感器和自动标定控制器路线通畅。4连接传感器和控制器最大长度不超出300米或1000英尺。图3-4 选择测量点安装控制器全部单位全部用mm（英寸）图3-5 控制器尺寸安装控制器用四个7mm安装孔把控制器安装在横平、竖直位置，见图3-5。图3-6 安装详图标定配制图3-7a和3-7b所表示，标气进口在两个传感器上位置。当标定时把标气通到标气进口。图3-7a WDG-1200标气口图3-7b WDG-1210标气口需要标定气和配管l 使用标气压力10 psig(0.7 bar)l 短传感器流量：用3scfh(1.41/min)l 69英尺传感器流量：用6scfh(2.81/min)跨标气氧量浓度必需高于零标气10倍。l 跨标气-用空气或10%25% O2浓度其它氮气。l 零标气-0.110O2其它是氮气（推荐使用1%）注意：使用1/4洁净无油特氟纶或不锈刚管。标定入口把标定气直接接到传感器标定气进口（见图3-7）。当不标定时要把堵头盖上。电气连接用户负责提供全部开关柜、分配相、熔丝和其它电器安装部件，包含电源连接。注意：在靠近传感器地方必需装上一个电源开关，在需要时间能够切断电源。电源连接需要电源设备：l 氧量传感器l 可选件自动标定气控制单元l 任何可选件（比如，图表统计仪等）自动标定气控制单元（可选）需要电源设置l 自动触发器l 压力信号注意：WD-1200/WDG-1210全部能够和自动标定单元一起运行。可选信号接线下列信号能够配线l 电流回路l 标定进行中继电器l RS485串行通信l 报警继电器l 系统正常继电器注意：正常（常开N/O或常闭N/C）表示分析仪在测量模式（不在标定或维护状态）没有故障或报警。插头连接器标号WDG-1200插头连接器标号（传感器底部）1. 电源输入2. 8路连接到自动标定控制单元（可选）3. 19路输出到用户端插头连接器标号WDG-1210插头连接器标号（传感器底部）1. 电源2. 连接到自动标定控制单元（可选）3. 用户I/O4.电源接到测量头5.从测量头来信号（锆头、热电偶、加热器）注意：确保不用连接器盖上防尘盖，防尘盖可预防灰尘和水进入。全部外部端子全部要装上插头或盖上盖子，使仪表维持IP65/NEMA4保护等级。系统电缆 在全部接线完成前，必需切断电源。电缆敷设提议l 电源和信号电缆必需分开敷设，假如不可避免有交叉情况，使二者成90。l 电缆不要靠近热表面或穿过很热区域，假如有机械损坏危险，要采取保护方法。电缆准备检验电源电缆对应电源电压等级和容量（参考说明书说明部分） 电源电压自动设置在100240VAC . 50/60HZ，不需要调整。接地分析仪必需接地，第一次送电前一定要检验接地，提议使用4A电源开关或熔丝。电缆标准WDG-1200INSITU WDG-1200INSITU电缆标准内容种类最大直径芯数量芯尺寸mm2芯尺寸股数/直径芯尺寸平均线屏蔽1电源1130.5016/0.222不2标定1360.27/0.224是3输出/继电器15170.27/0.224是THERMOX制造厂提供用户提供整个连接插头： 全部连接和电源电缆（如上表所述）电缆插头 插头针脚 端子盒电缆夹子 电源开关和熔丝（5A最大）垫片电缆标准WDG-1210WDG-1200电缆标准内容种类最大直径芯数量芯尺寸mm2芯尺寸股数/直径芯尺寸平均线屏蔽1电源1130.8024/0.218不2标定1360.27/0.224是3输出/继电器15170.27/0.224是4传感器电源1130.824/0.218不5连接线1360.516/0.222是THERMOX制造厂提供用户提供整个连接插头： 全部连接和电源电缆（如上表所述）电缆插头 插头针脚 端子盒电缆夹子 电源开关和熔丝（5A最大）垫片针脚分配1200/1210INSITU下面列出了接头1、2和3针脚分配 接头 接头排列 针脚号 功效 1.电源 1火线 2 零线 接地接头 接头排列 针脚号 功效 2.自动标定单元A 零气控制B 零气控制C 满度气控制D 满度气控制E 压力开关输入+F 压力开关输入-G 不用H 屏蔽接头 接头排列 针脚号 功效 3.输出/继电器A 电流回路-B 电流回路+C 标定能发器+D 标定触发器0E RS485屏蔽F RS485B（两线制半双向）G RS485A（两线制半双向）H 接地J 系统正常公共端K 系统正常常闭L 系统正常常开M 不用N 标定/维护常闭 P 标定/维护常开R 标定/维护公共端S 报警公共端T 报警常开U 报警常闭V 屏蔽（在用户端）注意:正常(正常常开和正常常闭)是指分析仪在测量模式(不在标定或维护模式)没有故障或报警。下列为4、5连接头针脚分配，只对应WDG1210 接头 接头排列 针脚号 功效 传感器连接 4.电源 Ground 接地 101 加热 火线 7 2 加热 零线 8 - 不用 9接头 接头排列 针脚号 功效 传感器连接 5.内部连接A CELL+锆头 （黑） 1 B CELL-锆头 （棕） 2 C 热电偶+ （红） 3 D 热电偶- （橙） 4 E 冷端温度+ （黄） 5 F 冷端温度- （绿） 6 G 不用 - H 屏蔽 -插头排列内视图以下传感器接线-WDG-1210（尽适用） 根据图3-8正确接线。图3-8 传感器接线解释2 CELL-锆头 （蓝色） 1 CELL+锆头 （白色） 4 热电偶- （红色） 3 热电偶+ （黄色） 5 冷端温度+ 6 冷端温度- 7 加热 火线 （黑色） 8 加热 零线 （黑色） 9 不用10 接地 连接插头部件注意：各个接头针脚分配在每个插头上反复。每个插头全部提供了。用三个包装袋里元件，组装插头。全部插头基础组成部分以下图所表示。插头连接器装配祈锲块1. 电缆2. 电缆夹件3. 金属平垫片4. 黑色橡胶垫片5. 连接器后附件6. 针脚7. 针脚/插槽，插座和连接器压接连接器装配步骤1剥去电缆皮大约15/0.6。露出内部芯线。2把露出芯线穿过电缆夹子。3把露出芯线穿过垫片，留出足够长度使芯线能够连到针脚上，能够经过切割内圈调整橡胶垫片。4用一个适宜压接工具把芯线压接到针脚上。使用正确压接工具很关键。5把针脚推进正确插槽中（7），当正确定位时，针脚会咬住（推拉检验）。把全部针脚装上，不管有没有连着电缆。注意：正确参考“针脚分配”。6把针脚/插槽，插座和连接器（7）拧到电缆罩壳上（5）。7把两种垫片（3和4）推进连接器后附件（5）保护芯线。8确保夹子（8）拧紧到电缆罩壳（5）上。9用两个调整螺丝把夹子（2）夹在电缆上（1）。10插头组装完成。注意：确保针脚上倒钩在正确位置。电源插头注意：确保有足够距离能够连接和拆下电源插头。电源插头组装步骤：1. 剥去电缆皮大约15/0.6。露出内部芯线。2把露出芯线穿过电缆夹子。3.依据电缆直径选择正确橡胶密封垫圈，把电缆穿过垫圈。4.把电缆穿过连接器5.把各个芯线接到螺丝端子上。6.把插头两个部分拧在一起，确保橡胶密封垫圈紧贴电缆。安装插头连接器不要用力推插头到插垫上，这么可能造成永久损坏。注意：插头只有一个方向何以插上连接器。在插头和插座上特殊突起帮助定位。经过旋转锁紧圈，插头稳固和可靠连接。注意：为了安全运行，电源接头保护地接线必需正确连接好，第一次送电前必需检验保护接地线是否完好。运行前检验最终检验检验堵头是否已安装在传感器标定气连接口。注意：假如堵头安装不好，空气漏进传感器会引发测量误差。烟气正压时，烟气漏到空气中引发管道腐蚀。在负压时，空气漏进传感器会引发高氧量测量误差。使用界面和标定控制面板菜单以四个字符形式显示氧量浓度以四位浮动小数点形式显示。故障资料：除了气体读数和系统组态，还能够获取系统故障全部诊疗信息。图4.1 控制面板AMode键用来进入菜单选项BReturn 键用来输入数值和选择菜单选项CUp/Down键用来选择要输入数值DHeater OK 指示灯闪烁表示加热器温度在改变ESystem OK表示分析仪功效正常FSystem Fault灯亮表示系统检测到故障控制面板使用缩写ALAR报警AO模拟量输出AUTO自动标定BASE模拟量输出020、 420mA等CAL标定CEL锆头电压CELT锆头温度CJC冷端赔偿温度CONF组态CTI标定时间间隔DIAG诊疗DPNG阻尼F故障PRAD传感器地址PRTY传感器型号RES电阻测试SCAL手动标定SETL标定稳定时间SGAS跨标气标定SYST系统组态TRAC在标定时间模拟量跟踪或锁定TTNC下次标定时间ZGAS零标气浓度第一次使用传感器给传感器通电前，检验下列几项：l 确保传感器上堵头已安装在标气口。空气可能经过标气口进入传感器引发氧量读数偏高。正压烟气扩散到大气中可能引发腐蚀。l 确保全部安装已完成，包含任何可送设备，比如自动标定单元。l 检验全部接线已完成。加热步骤1. 在送上电以后，Heater OK（加热正常）LED灯将闪烁，表示加热正在进行。2. 传感器达成工作温度以后，显示20.90。3. 传感器抵达工作温度后，System OK（系统正常）LED灯亮，整个过程大约需要20分钟。图4-2 系统LED灯操作结构操作结构被称为Menu Spine（主菜单），能够进入到五个其它菜单。在进入主菜单前需要输入密码和设置维护继电器。按F1滚动显示Menu Spine（主菜单），显示下列五个主菜单 Calibration标定 Diagnostics诊疗 Alarms报警 System Configuration系统状态 Analog Outputs模拟量输出当以上菜单在Menu Spine上出现时，可按Enter键进入。每个主菜单可进入子菜单选项。密码密码由四位数字组成，从09999。输入正确密码后，能够更改任何分析仪设置。没有输入密码，分析仪设置只能被查看，而不能改动和存放。维护继电器选项维护继电器必需选择YES激活或NO不激活，并在Menu Spine菜单出现前输入。依据需要按UP和DOWN键设置维护继电器。维护继电器给外部数据采集系统一个测量可能不正确信号。假如不按下任何键大约五分钟，它会自动回到不激活状态。密码 显示（氧量）O2时按F1可进入密码页面。用UP和DOWN键选择一个数值（密码）接着按ENTER键，输入密码。选项输入密码范围09999缺省417.0维护继电器维护继电器激活，表示分析仪读数可能不正确。用手动选择YES激活继电器或NO不激活继电器。一旦激活，显示器外面两个小数点会闪烁。按ENTER键继续。选项YESNO范围不用缺省NO传感器显示设置操作结构图CALIBRATION标定菜单显示 作用 显示 作用 Configuration组态 菜单 Auto Cal.自动标定 Y/NSpan gas conc.跨标气浓度 数值 Zero gas conc.零标气浓度 数值 Manual Cal.手动标定 菜单 Cal time interval标定时间间隔 数值 Zero零标定气 数值Time to next cal到下次标定时间 数值 Span 跨标定 数值Cal settling time标定稳定时间 数值 O2显示 ALARM报警菜单显示 作用Alarm报警 数值 密码 ANALOG OUTPUTS模拟量输出菜单 显示 作用 Zero 零 数值 Span满度 数值Damping阻尼 数值Base基数 数值Track跟踪 Y/N YES/NO DIAGNOSTICS诊疗菜单显示 作用Fault list故障清单 显示EMF of Cell锆头电压 显示Cel temperature锆头温度 显示Cold junction temp.冷端温度 显示Resistance Test电阻测试 显示 标定菜单 报警菜单 模拟量输出菜单SYSTEM系统菜单显示 作用Probe Type传感器型号 数值Baud波特率 数值Negative Reading阴极读数 Y/NProbe Address传感器地址 数值Rev No.版本号 显示 诊疗菜单 系统组态菜单 标定页面标定菜单确保分析仪安装完成，SYSTEM系统参数已设好。假如分析仪在维护模式，两边两个小数点会闪烁。在标定时，全部四个小数点闪烁。需要下列信息：l 跨标气（满度气）浓度l 零标气浓度l 到下次标定时间l 标定气稳定需要时间l 标定间隔时间显示 作用 CONFIGURATION组态 子菜单 Span gas conc.跨标气浓度 输入数值 Zero gas conc.零标气浓度 输入数值Cal time interval.标定间隔时间 输入数值 Time to next cal到下次标定时间 输入数值Cal settling time标定稳定时间 输入数值 显示 作用Auto cal.自动标定 Enter或F1 显示 作用Manual cal.手动标定Zero零气 Enter或F1Span满度气 Enter或F1 标定分析仪所需要菜单选项能够从Calibration（标定）菜单进入。标定菜单有下列三个子菜单：l Configuration组态l Automatic Calibration自动标定l Manual Calibration手动标定从Calibration （标定）菜单，按ENTER键进入子菜单。用F1键能够滚动菜单