烟尘浓度检测仪.doc

HS-100
烟尘仪操作说明
在线烟尘监测仪
烟尘浓度测试仪

北京聚道合盛科技有限公司
1.系统简介
1.1. 概述
欢迎选购HS-100型粉尘分析仪。
本用户手册描述了HS-100型烟尘浓度监测仪的安装、操作、检验及维护。
HS-100基于烟尘粒子的背向散射原理，用于对固定污染源颗粒污染物进行在线连续测量。
特别注意：
● HS-100使用了一个10mw，650nm的半导体激光器，激光束及反射光光直射入眼睛会造成严重的损害。
● HS-100没被安装在烟囱/烟道前，不要进行上电操作。
● 禁止直视激光束及其反射光。
● 在没有得到相应培训时，不得进行超出本手册范围的操作。
1.2.
HS-100可用于各种污染排放源的颗粒污染物浓度实时连续测量,可配套烟气监测系统,也可单独一台或几台连接成一套烟尘监测网络,共用一个前台。 仪器可适用于电厂,钢厂,水泥厂等烟尘监测,也可用于除尘设备及其它粉体工程的过程控制。
1. 测量原理、特点与技术指标
2.1. 测量原理
系统原理框图示意如图2.1所示：

图2.1 系统原理图
光学部分包括激光光源、功率控制、光电传感、散射光接收部分。激光器发出的650nm束以一个微小的角度射入排放源,激光束与烟尘粒子作用产生散射光,背向散射光通过接受系统进入传感器转变成电信号进行处理.电路部分实现光电转换、激光束的调制、信号放大、解调、光源的功率控制、V/I转换及HMI显示功能。校准器用于产生稳定的光信号,对仪器进行零点及量程校准。
2.2. 技术特点
● 采用激光背散射原理,不怕烟道的机械振动及烟气温度不均造成的折射率不均造成的光束摆动。
● 单端安装,无需光路对中。
● 具有现场显示功能，可以直接在现场读取粉尘浓度。
● 激光束经过调制后，使得系统的抗干扰能力得以大幅度提升。
● 仪器设计贯彻“无工具”现场安装的思路，最大限度地降低现场安装的复杂度。
● 采用标准(4-20)mA工业标准电流输出,连接方便。
● 仪器整体功耗非常小,大约3w左右。
● 一般标准设置参数可适用于烟道璧厚小于400mm，烟道直径大于仪器名牌标示,在特殊的要求条件下测量区大小可以订制. 用户也可以经维护人员的认可和指导下调整.
注意：HS-100 采用一个128x64的图形型LCD进行显示，当需要调节LCD的对比度显示效果时，可以通过调节前面板的一个电位器进行调整。
2.3. 技术指标
尺寸、重量: 160×160×280mm 5Kg
环境要求: 温度：-40℃~65℃/相对湿度：0-100% R. H.
测量误差: ±2%FS
介质条件: 温度 最高300℃（高温需定制）
显示模式： 128x64 图形型LCD
信号输出: (4-20)mA
最大输出负载: 500Ω
灵敏度: 2mg/m3
测量范围: 0-200mg/m3 0-10g/m3 (量程可定制)
可以测量烟囱大小: 1-15m
功耗: 3 W
供电: DC 24V±10%
2. 粉尘仪安装及连接
3.1. 安装准备
HS-100正确安装对其有效运行是很关键的，在安装时应咨询相关环保法规选择合适的安装点，咨询相关的维护人员。必须要考虑的关键因素如下：
1、光学头的安装位置，要考虑诸如振动、温度环境、气流的稳定性，气流上下游弯管或变径的距离，安装和维护通道的安全性也必须考虑。
2、电源、电缆、布线管道、过载保护。
3、信号线的排布（距离、路由与其它电磁设备的互相干扰）。
4、进入烟道/烟囱，容易受到激光伤害，应禁止。
3.2. 设备安装
系统安装配置如图3.1。
● 法兰预埋及焊接
法兰必须焊接在一个内直径大于65mm的钢管上，钢管必须埋置或焊接在烟囱/烟道上。法兰的预埋及焊接强度应能承受约15KG的烟尘监测仪的本体重量。在焊接施工时注意法兰的方位（图3.2）。
● 保护气连接
当法兰焊接在烟囱上后，如果烟囱内压力为负压-100帕，则需要提供保护气源。在负压的情况，可以在气室入气口端直接连接一个空气过滤器。
在正压的情况，则需要一个风机或压缩气源，需要保证气体是干净的空气。
当测点为负压时可以直接将空气过滤器安装在烟尘仪本体上，如果测点为正压，则需在烟尘仪本体与过滤器之间串接一个高压风机。
● 电气连接
安装好系统后可以进行电缆连接，仪器提供了一个接线盒用于连接，图3.3示为接头的正面及反面接线端子。接线共有四个端子，其定义为：
0---机壳接地(安全地)
124VDAC电源正极
2---4-20mA电流输出正极
3---公共端（24VDAC电源负极和4-20mA电流输出负极）

测点压力为负压的情况

测点压力为正压的情况
图3.1 系统安装示意图

图3.2 法兰的固定焊接方向

图3.3 电气连接
1: 电源；2:；信号输出 3：地
3.3. 系统校准
系统配置一个校准器，用于进行量程的校准。校准时不需要把主机拿下，先将校准腔顶盖拿开，将校准器的定位销对准主机上的销孔插入，此时可以从显示屏上读取到测量值，也可以从输出端子测量(4-20)mA输出值。有镜面的一面就是满量程点；零点是挡牢激光器时的点：校准零点时仪器会自动关激光器，无需旋转校准器。
使用遥控器按以下步骤进行系统校准：
● 在主界面下，按遥控器的“”键，进入到维护界面；
● 维护界面下，使用“”和“”键，选择”校准”菜单；
● 按“”键，输入密码，按一次“”和“”；
● 进入校准界面，先选择Z值，设置zero:0000，再进入校满值，按“”键，选择数字的位数，按“”和“”调整数值，然后再进入“k值”界面，设置K=01.000，按“”键，确认零点和量程点。
注意：在选择调零/标定时，务必将校准器相对应的正确方向插入到校准腔。
按“”键，返回主界面，等待读数稳定。
图3.6 调节比对系数
图3.5 确认校满值
图3.4 进入维护界面

3.4. 仪器动态测量范围的设置
在HS-100出厂前已据用户的反馈信息对动态范围进行了调整，但由于烟尘散射与烟尘的光学特性相关，虽然对一个具体的排放源而言相同的烟尘浓度对应相同的信号输出，但不同的排放源即使排放浓度相同由于烟尘颗粒物的光散射特性不同输出信号却可能有差异。这就有可能导致出厂前的动态范围的设置不太适合用户的现场条件，导致仪器安装后信号输出太低损失仪器的灵敏度或太高超出HS-100的动态范围。
如果HS-100安装在排放源后，读数一直低于测量量程的5%，那么在进行参比试验前应增大信号的增益值，或者如果HS-100安装在排放源后读数超出满量程，那么进行参比试验前应减少信号的增益值。
使用遥控器按以下步骤调节信号的增益：
● 主界面下，按“”键进入到维护界面；
● 在维护界面下，选择“设置”菜单；按“”键，输入密码，按一次“”和“”；
● 进入到设置界面后，选择“增益”，按“”键确认；
● 按“”和“”选择增益，按“”键确认。

注意：
除非粉尘浓度特别小的情况，一般不要选择“X8”增益档。
粉尘仪在出厂的时候，默认为“X2”增益档,如无需要，不必调整。
增益档改变后，应重新进行调零、校量程/参比。

图3.9 选择增益
图3.8 选择设置增益菜单

3. 量程调整
4.1. 量程的概念与其他类型仪器的异同
一般意义上仪器有一个零点和量程的概念，还有线性的概念。
后散射法的这几个概念与一般情况有一定区别。
首先，激光束照射到颗粒物产生的散射光与颗粒物的散射面积成正比（这是单散射的情况），而颗粒群的散射面积在特定的粒径分布及折射率情况下与颗粒物的浓度成正比，因此散射光线形转化成的电流输出与颗粒群的浓度成正比.
散射法的零点指没散射光, 散射法的线性是指输出电流与散射光强的线形关系而不是与颗粒物浓度的线形关系， 因为后者与具体的排放源及回归模型有关，前者才真正揭示了仪器的真实的光/电特征。
鉴于以上所述，仪器出厂前给出的量程是不准确的，准确的量程必须经过参比确定，参比及量程的设定参照相应的章节。

4.2. 量程调整
使用遥控器按以下步骤，进行量程调整：
● 主界面下，按“”键进入到维护界面；
● 在维护界面中，选择“设置”菜单，按“”键，输入密码（密码同上）；
● 进入到设置界面后，按“”和“”进行量程选择。
注：HS-100粉尘仪的量程可以按用户需求进行定制，出厂默认量程为五档可选，换量程后，必须重新调零、校量程。

图4.2 选择量程
图4.1 选择设置量程程菜单

4. 系统故障诊断及维护
5.1. 维护
首次安装维护
建议用户在系统安装后3天第一次检查仪器,而后30天再次检查,如无问题,则可以3个月为间隔检查HS-100,此检查主要的检查光学窗口是否被污染,清洁风系统系统是否有效。
正常维护
正常情况下，建议每季度检查一次HS-100，如经首次检查发现仪器环境恶劣，不能满足要求，用户需经常更换空气过滤器，则需要改变常规的维护时间，根据实际情况而定。
所有内部的光学器件出厂前经专用工具调整安装，用户不得进行调整。
空气过滤器
清洁系统有一个空气过滤器，保证灰尘不进入光学头。空气过滤器要定期清洁或更换，可把空气过滤器卸下,用风吹掉上面的灰尘,也可以用请水冲洗,如果过滤器过滤面无损伤,过滤器风阻不大,还可以继续使用,经常检查过滤器的工作状态，保证足够的清洁气。另外，要注意清洁过滤器的摆放位置，保证不让雨水等通过过滤器时进入风机由及仪器内。
5.2. 故障诊断
5.2.1. 第一类故障
故障实质：仪器可能已经损坏 处理方式：返回原厂修复
故障诊断要点：
（1）激光无输出
（2）使用校准器做零点及量程校准时输出无变化，并且让激光束投射在仪器前500mm左右距离的一张白纸上，仪器输出与拿掉白纸比较没有变化。
5.2.2. 第二类故障
故障实质：仪器设置不当 处理方式：咨询原厂、现场处理
故障诊断要点：
（1）零点及量程点不准
（2）超量程
（3）仪器输出信号很小
（4）烟道无烟气但仪器输出显示有较高的烟尘浓度，但用校准器校准时零点又是准确的
故障处理要点：
（1）使用遥控器和校准器调整零点与量程点。
（2）首先要确认是否确实超量程。
（3）仪器的分辨率在2mg/m3左右，满足了除了燃气排放之外的所有情形。
5.2.3. 第三类故障
故障实质：接线及安装错误 处理方式：咨询原厂
故障诊断要点：
（1）接线错误仪器不能正常工作
（2）仪器镜片很容易积灰
故障处理要点：
参照说明书正确接线
如果负压没有装风机确认是否有时会出现正压；是否安装了空气过滤器。
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