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WDD_IV操作手册WDD—IV型电磁式电导率浓度分析仪操作手册------------------------------------------------------------------------------目录一．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------------------------------------------------------------------------------------------2五．仪表的安装及使用---------------------------------------------------------------------------------------5六．仪表处理器的操作方法---------------------------------------------------------------------------------7七．附录---------------------------------------------------------------------------------------------------------13WDD-IV操作手册1一、概述WDD—IV型微机化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现场应用基础上开发的新型产品。其特点是：1、仪表传感器可采用聚四氟乙烯外包插入式传感器，也可采用内衬聚四氟乙烯的流通式传感器，两者均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、本仪表允许用户自行根据不同介质的电导率曲线规律，修改测量计算模型，以测量不同介质的浓度。实现一表多用，使本仪表方便适用于化工、冶金、印染、氯碱、石油、造纸等行业中的酸、碱浓度的连续测量。并可和调节单元、计算机控制系统相结合实现对被测介质的浓度自动控制。插入式传感器流通式传感器二、技术参数及使用条件1、被测介质压力：流通式0～1Mpa；插入式0～0.3Mpa2、被测介质温度：流通式0～220℃；插入式0～100℃3、电导率最小测量范围：2000μＳ/cm4、电导率最大测量范围：2Ｓ/cm5、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≤±2%；7、重现性：≤±1%；8、负载电阻：0～500Ω(4～20mA)；9、输出信号：4～20mAD.C；10、工作环境湿度：≤85%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。WDD-IV操作手册2三、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T1的绕组输入一交流电压U1时，副回路中（由被测介质构成）会产生感应电流Ie。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，放置于硫酸溶液中，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Ie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瞬时硫酸值。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U1作用在激磁线圈T1上，当被测溶液电导率一定时，将产生对应的感应电流Ie，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I1。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I2。检测器输出的电流I1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，输出与被测溶液相对应的电流I0。图2四、仪表结构及作用仪表由检测器和信号处理器二部分组成（一）检测器检测器分插入式和流通式二种，用户可按需要自选。1、插入式检测器，由磁头、变送器、测量槽三部分组成（参见图3a）激励电路放大转换微机处理显示输出IeRtT1u1u2T2I1I2I0检测器信号处理器WDD-IV操作手册3Φ115Φ85Φ334-Φ1416 图3a插入式检测器结构示意图图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T1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浓度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100℃的浓硫酸测量或钢内衬聚丙烯工程塑料用于酸温低于100℃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。法兰标准：HG20593-97（RF）PN1.6MPa、DN25WDD-IV操作手册4Φ115Φ85Φ334-Φ14162、流通式检测器，由流通二通短管、传感器、变送器三部分组成（参见图3b）⑴流通式传感器与插入式传感器略有不同。流通式传感器也有一对环形线圈，一个为激磁线圈，一个为磁感应线圈，但这一对环形线圈是装在流通二通短管之外，工艺介质走管内，因此工艺介质不与线圈相接触。为了构成测量回路还需要用外部导线来构通，所谓外部导线就是串过环型线圈中心孔与二个金属环相连的导线，被测介质通过金属环和外部导线构成测量回路。并由激磁和感应二线圈来测量此回路中溶液电导率的变化。测量二通主要为取样介质提供一个流通途径，考虑到防腐性，测量二通内衬与被测介质相适应防腐材料：，例对硫酸介质可采用聚四氟乙烯，对于低于100℃的稀酸量可内衬聚丙烯工程塑料，测量二通的外形和法兰接口尺寸参见图4。⑵磁头采用高磁体构成的环形激励线圈T1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，当测量槽内浸满被座测介质时，通过电磁感应原理，磁头输出一个和介质浓度及温度对应的电导信号；⑶变送器变送器与插入式传感器的变送器一样，是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图4a流通式检测器结构示意图WDD-IV操作手册5（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5。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100Ω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5信号处理器原理框图3、输出通道由计算机的T1口产生与浓度相对应的频率信号，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。限于篇幅，本文只佯细介绍硫酸装置的检测器的安装，其它应用场合的安装的原则是保证被测介质流过传感器，具体情况可与仪表生产厂家联系。1、流通式检测器的安装硫酸厂插入式检测器的外形参见图3，直接安装在采样管路上，其安装示意图见图6-a。硫酸厂安装WDD－IV分析仪的目的是为了测量吸收酸浓度，其测量取样点位于循环酸泵出口或酸冷器出口。一般选择工艺被测酸温在40℃左右为好，酸温硫酸厂安装流通式检测器AD转换器光隔计算机驱动LCD显示键盘报警电路报警接点4～20mA温度0.4～2V电导0.4～2VWDD-IV操作手册6的采样管道尽量采用耐酸材料制做，例如铸铁管、内衬F4钢管和不锈钢管等。其酸采样口应位于待测酸管的侧面或管上部（待测管必须满酸）以防酸泥堵塞。待测酸管和采样管之间配接，采用三通及大小头加以解决。分析仪检测器及回酸管安装在硫酸循环槽上方。检测器及配管的高度，应以便于安装和检修为原则，而且要充分考虑防止酸烫伤的安全事宜，一般取1米高度以内。插入式检测器的安装位置，应考虑回酸，同时不影响其他设备检修及便于维修，建议在检测器出口回酸管的端部和循环酸槽平台之间加装漏斗或视镜装置，其目的便于了解和控制采样酸量。加装的漏斗或视镜形状以能观察到出酸量而无酸溅出为宜。采样管路和检测器配合法兰，参见图3b及图6-a安装材料说明。1，2—铸铁阀门或DN25，PN2.5不锈钢阀门3—排污阀，PN2.5、DN254—铸铁三通5—大小变径头，大头由工艺铸铁三通定，小头为DN25，PN2.5法兰6—聚四氟乙稀截流垫片（中心孔径约为φ3）7—钢制漏斗8—测量槽9—检测器10—安装法兰HG20593—97（RF）PN2.5MPaDN25碳钢材质共计4只11—不锈钢管Ф32×3.5共3米图6-a检测器安装示意图。2、流通式检测器的安装硫酸厂流通式检测器的外形参见图4，直接安装在采样管路上，其安装示意图见图6-b。其采样管路的材质、位置等均与插入式一致。但注意其传感器安装方向为垂直向上，其目的是保证传感器中充满酸。一般允许流通式检测器安装在酸泵出口，温度允许最高为200℃，同时要求取样管采用内衬F4钢管为好。1，2—铸铁阀门或DN25，PN2.5不锈钢阀门3—排污阀，PN2.5、DN254—铸铁三通5—大