WDDIVB型電磁式電導率濃度分析儀(用于漏酸報警)

1、WDD-IV-B電導率分析儀操作手冊WDD-IV-B型電磁式電導率濃度分析儀（用于漏酸報警）操 作 手 冊南化集團研究院儀表自動化所WDD-IV-B型電磁式電導率濃度分析儀操 作 手 冊-目 錄一概述-1二技術參數(shù)及使用條件-1三儀表工作原理-2四儀表結構及作用-2五儀表的安裝及使用-3六儀表處理器的操作方法-6七附錄-13一、概述WDD-IV-B型電磁式電導率濃度自動分析儀，是我院在總結電磁式硫酸濃度測量儀表和電磁式漏酸報警儀表的現(xiàn)場應用基礎上開發(fā)的新型產品。其特點是： 1、儀表傳感器采用聚四氟乙烯外包插入式傳感器,具有抗酸堿介質腐蝕物性。傳感器結構簡單、性能可靠、壽命長、維護量極小，長期使

2、用無損耗。2、儀表溫度補償范圍寬、互換性強、便于部件的維修和更換。3、信號處理采用具有較強數(shù)據(jù)和邏輯處理能力的MCS51系列單片機構成。通過軟件實現(xiàn)儀表大部分功能。同時大屏顯示儀表的不同工作狀態(tài)、測量值及歷史曲線，便于操作和故障判斷。4、本儀表方便適用于化工、冶金、印染、氯堿、石油、造紙等行業(yè)中的各種溶液介質電導率的連續(xù)測量。 二、 技術參數(shù)及使用條件1、被測介質壓力：流通式01Mpa；插入式00.3 Mpa2、被測介質溫度：流通式0220；插入式01003、電導率最小測量范圍：500/cm4、電導率最大測量范圍：5/cm5、測量精度：電導率誤差1%；溫度誤差1%；6、儀表穩(wěn)定性：24小時輸出

3、飄移±2%；7、重現(xiàn)性：±1%；8、負載電阻：0500(420 mA)；9、輸出信號：420mA D.C；10、工作環(huán)境濕度：85%11、報警功能：壹組觸點輸出。觸頭容量：24V、2A；12、電源電壓：AC 220V±10%，50Hz。三、儀表工作原理1、測量原理 圖1 本儀表基本原理是法拉第電磁感應原理，其測量原理見圖1。當勵磁線圈T1的繞組輸入一交流電壓U1時，副回路中（由被測介質構成）會產生感應電流Ie。由于Ie的作用，在T2繞組就有感應電動勢U2產生。采用環(huán)形磁芯繞制的傳感器，放置于被測溶液中，包圍傳感器的溶液通過中心孔形成電介質溶液回路，溶液回路等效電阻

4、Re=K/Xe，（K為傳感器常數(shù)），溶液回路感應電流Ie的大小，由溶液等效電阻Re，也就是溶液導電率Xe決定。這樣在檢測線圈上可得到隨電導率而變化的感應電動勢U2，通過溫度補償及計算 能測量出溶液電導率值。2、工作原理儀器工作原理框圖見圖2由激勵電路產生的勵磁電壓U1作用在激磁線圈T1上，當被測溶液電導率一定時，將產生對應的感應電流Ie，在此電流作用下，檢測線圈T2上產生了感應電勢U2送至放大轉換級，進行電壓放大，并轉換為420mA電導電流信號I1。同時，測溫電阻Rt將被測溶液的溫度信號也送至放大器轉換級，使之輸出420mA的溫度電流信號I2。檢測器輸出的電流I1和I2同時送至信號處理器，通過

5、計算機的軟件進行溫度補償處理及線性化處理，輸出與被測溶液電導率相對應的電流I0。圖2四、儀表結構及作用儀表由檢測器和信號處理器二部分組成（一） 檢測器 檢測器，由磁頭、變送器、測量槽三部分組成（參見圖3A）。 圖3A插入式檢測器結構示意圖法蘭標準：HG20593-97（RF）PN1.6MPa、DN25 圖3B插入式檢測器安裝法蘭圖 磁頭采用高磁體構成的環(huán)形激勵線圈T1和檢測線圈T2通過氟塑料耐酸材料熱壓封裝而成。磁頭安裝于測量槽內，當測量槽內浸滿被測介質時，通過電磁感應原理，磁頭輸出一個和介質電導率及溫度對應的電導信號；與此同時，磁頭還輸出和被測介質溫度對應的溫度電流信號。測量槽測量槽為流通式

6、結構。主要為取樣介質提供一個流通途徑供磁頭傳感器進行測量，考慮到防腐性，測量槽的材質需與被測介質相適應，例對硫酸介質可采用鑄鐵材質用于酸溫低于100的濃硫酸測量或鋼內襯聚丙烯工程塑料用于酸溫低于100的稀酸測量。測量槽的外形和法蘭接口尺寸參見圖3。變送器變送器由帶法蘭的鋁質防護罩及線路板組成是檢測器的電路部分，其電路原理見圖4。由NE555提供30KHz方波振蕩信號，經二級有源濾波后輸出30KHz的正弦波信號，為勵磁線圈提供激勵電壓。同時輸出的正弦波信號。電壓經檢波后，與基準電壓比較，控制振蕩器的輸出電壓，從而使得輸出的激勵電壓穩(wěn)定。檢測線圈產生的電磁感應信號，經放大后進行精密檢波及濾波，產生

7、直流電壓信號，最后由電壓電流模塊轉換成420mA的電流信號輸出。溫度信號是以Pt100鉑電阻作感溫元件，由運算放大器OP07將電阻信號轉換成420mA的電流輸出。在檢測器件中，變送器為一個組件板，裝配在測量槽上部的防護罩內。（二） 信號處理器信號處理器是將檢測器傳來的電導、溫度信號經計算機處理，算出對應的濃度信號，送至液晶屏顯示，并輸出010mA或420mA的電流信號，其框圖見圖4。1、 計算機系統(tǒng)配置計算機由89C51系列單片機作為中央芯片，AD7705用作數(shù)據(jù)采樣芯片，X5045用作數(shù)據(jù)存貯器，外圍配有AT24C512作為存儲芯片，DS1302作為時鐘芯片，HG160128大屏幕液晶顯示器

8、，五位按鍵由計算機直接識別。2、 輸入通道由檢測器傳來的兩個420mA信號，分別代表電導和溫度大小信號，經過100標準電阻，將其轉換成電壓信號。并由AD7705轉換成數(shù)字信號，送計算機進行計算。 計 算 機電 導0.42VAD轉換器LCD顯示驅動溫 度0.42V鍵盤420mA光隔報警接點報警電路圖4 信號處理器原理框圖 3、輸出通道由計算機的T1口產生與電導率相對應的頻率信號，經4N25光隔后，由OP07組成的F/I轉換電路輸出010mA或420mA標準電流信號。 4、報警電路當濃度信號超過“上限報警”值或低于“下限報警”值時，計算機觸發(fā)報警電路，驅動繼電器，輸出報警信號。五、儀器的安裝及使用

9、(一) 儀表的安裝整套儀表分為現(xiàn)場的檢測器安裝和控制室的信號處理器安裝兩部分進行。1、 檢測器的安裝 檢測器的外形參見圖3，其安裝可以按圖5中的二種方式之一。右側方式直接安裝于工藝管道上，要求工藝管道充滿液體。左側方式是將水從工藝管道中取出后測量，其特點是對儀表檢修比較方便。 采樣管路和檢測器配合法蘭，參見圖3b及圖5安裝材料說明。 圖5 檢測器安裝示意圖。2、信號處理器的外形、開孔及安裝信號處理器可安裝于現(xiàn)場防護箱內，也可直接安裝在控制室儀表盤上。2.1信號處理器的外形及表盤開孔尺寸見圖6。信號處理器外形尺寸：長×寬×高=144×144×200mm信號

10、處理器在儀表盤上開孔尺寸：138+1×138+1mm138+13601442.2信號處理器安裝在現(xiàn)場時，應加防護箱。距離檢測器遠近應以便于維護和接線調校方便及離腐蝕源較遠12138+1144 A信號處理器外形尺寸 b開孔尺寸圖6信號處理器外形開孔尺寸 2.3信號處理器應安裝在無強磁干擾場所。整套儀表之間的外部接線見圖8，采用RVVP5×1.5訊號電纜敷設。信號處理器和檢測器之間的距離一般要求不大于200米。 電導 溫度 +11V 地 -11V 公共 常閉 常開1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 13 14 15 16 17 18 19 20 I+ I- 地

11、中 相 控制室 信號處理器背后接線端子 現(xiàn)場 電導 溫度 +11V 地 -11V 激勵 激勵 檢測 檢測 鉑阻 鉑阻6 7 8 9 10 111 2 3 4 5 檢測器內部接線端子圖7 WDD-B型檢測器與信號處理器接線圖六、信號處理器的操作方法 在使用儀表前必須保證以下二點 1)正確的接線。儀表卡入表盤后，請參照圖7接線圖接妥輸入、輸出及電源線，并請確認無誤。 2)儀表的上電。本儀表有電源開關 ,按下開關那接入電源，進入工作狀態(tài) 。操作流程儀表設有5個鍵，依次為：“功能鍵”、“切換鍵”、“增加鍵”、“減少鍵”、“確認鍵”。儀表基本操作流程圖如圖8所示：模型系數(shù)B7 : XX XX XXB8

12、: XX XX XXB9 : XX XX XXB10: XX XX XXB11: XX XX XXB12: XX XX XXB13: XX XX XX上電開機電導1099溫度 50.00 2011-06-02 10：00 測量界面圖1 操作界面流程圖 模型系數(shù)B0 : XX XX XXB1 : XX XX XXB2 : XX XX XXB3 : XX XX XXB4 : XX XX XXB5 : XX XX XXB6 : XX XX XX 模型系數(shù)B14: XX XX XX返回 按功能鍵主菜單時間設置參數(shù)設置測量范圍模型系數(shù)歷史曲線返回6參數(shù)設置溫度起點XXXX溫度終點XXXX電導起點XXXX

13、電導終點XXXX電流起點 4mA電流終點 20 mA報警上限XXXX測量范圍A1 : XX XX XXA2 : XX XX XXA3 : XX XX XXA4 : XX XX XXA5 : XX XX XXA6 : XX XX XX返 回XX-XX-XX XX:XX75%25%時間設置 年： XX月： XX日： XX時： XX分： XX 返 回XXXX%時標：XX分 報警下限XXXX記錄周期XX電導校正XXXX返回取消 按切換鍵 翻下頁 圖8 操作流程圖 操作說明上機通電后，儀表直接進入主顯示界面，顯示當前瞬時電導值（單位為/cm），當前瞬時溫度值（單位為），當前時間（年-月-日 小時：分），

14、當前報警狀態(tài)（瞬時電導值高于電導設定上限或低于電導設定下限時，在圖面右下角會顯示上限報警或下限報警，正常狀態(tài)下不顯示報警標志）。通過不同按鍵或組合按鍵完成各個參數(shù)的調校。各按鍵及組合按鍵功能如下：功能：進入調校菜單。在測量狀態(tài)，按“功能”鍵進入主菜單。切換：調校菜單畫面及各個參數(shù)設置菜單畫面各子菜單選擇按鍵。在各個菜單畫面中，按“切換”鍵向前循環(huán)選擇各子選項。 確認：存儲、退出功能按鍵。在各個菜單畫面中，按“切換”鍵選中“返回”選項，再按“確認”鍵可存儲修改的參數(shù)并退回到上一層畫面；在歷史記錄畫面中，直接按“確認”鍵退回到上一層畫面。增加、減少：參數(shù)修改按鍵。在調試菜單各子選項中，按“增加”“

15、減少”鍵來調節(jié)各參數(shù)設置值；在歷史記錄畫面中，按“增加”“減少”鍵來向前或向后查詢歷史數(shù)據(jù)。確認+增加：三字節(jié)浮點數(shù)數(shù)位選擇。在測量范圍和模型系數(shù)菜單中各子菜單浮點數(shù)數(shù)位選項中，按“確認+增加”來向前選擇各浮點數(shù)數(shù)位（由箭頭標志）。確認+減少：三字節(jié)浮點數(shù)數(shù)位選擇。在測量范圍和模型系數(shù)菜單中各子菜單浮點數(shù)數(shù)位選項中，按“確認+減少”來向后選擇各浮點數(shù)數(shù)位（由箭頭標志）。功能+增加、功能+減少：浮點數(shù)十位修改。在測量范圍和模型系數(shù)菜單各浮點數(shù)選項中，按“功能+增加”“ 功能+減少”鍵來調節(jié)各浮點數(shù)參數(shù)十位設置值；在歷史記錄畫面中，按“功能+增加”“ 功能+減少”鍵來向前或向后翻頁查詢歷史數(shù)據(jù)。在

16、分析儀顯示正常濃度時按下“功能”鍵進入主菜單。調校菜單共分6子菜單選項，具體菜單如下表。序號參數(shù)1時間設置2參數(shù)設置3范圍設定4模型系數(shù)5歷史曲線6返回在主菜單畫面中選擇時間設置子菜單，按“確認”鍵進入時間設置菜單畫面。時間設置菜單共分6子菜單選項，具體菜單如下表。序號參數(shù)設定范圍典型值1年00-99實際值2月0-12實際值3日0-31實際值4時023實際值5分059實際值6返回-返回退出在主菜單畫面中選擇參數(shù)設置子菜單，按“確認”鍵進入?yún)?shù)設置菜單畫面。參數(shù)設置菜單共分11子菜單選項，具體菜單如下表。序號參數(shù)設定范圍典型值1溫度起點002溫度終點100，200100或2003電導起點電導測量

17、范圍低點4電導終點電導測量范圍高點5電流起點02554mA6電流終點025520mA7報警上限起點電導率+修正值起點電導率8報警下限終點電導率+修正值終點電導率9記錄周期1,2,5,10四者之一10電導校正起點電導率起點電導率實際電導率值11返回返回退出 參數(shù)設置菜單各功能操作如下：1. 溫度起點:顯示溫度起點值圖9 溫度調校示意圖 用標準電阻箱1取代鉑電阻Pt100，接到檢測器兩個鉑電阻端子(如圖9)。將子菜單選項選擇“溫度起點”項，將電阻箱1調到溫度起點對應電阻值（ ），按下“增加”或“-”鍵，將當前溫度顯示值調至0（在溫度起點和終點子菜單選項行后部顯示當前溫度值）。 2溫度終點：顯示溫度

18、終點值用標準電阻箱1取代鉑電阻Pt100，接到檢測器兩個鉑電阻端子(如圖10)。將子菜單選項選擇“溫度終點”項，將電阻箱1調到溫度終點對應電阻值（ ），按下“增加”或“-”鍵，將當前溫度顯示值調至溫度終點值（在溫度起點和終點子菜單選項行后部顯示當前溫度值）。3. 電導起點: 顯示電導起點值 電阻箱2 圖10 電導率調校示意圖拆開檢測器和測量槽相連的四個安裝螺絲。將磁頭表面沖洗干凈（勿使電路受潮），擦干磁頭表面液體，用電阻箱2模擬介質的等效電阻，取代電導率輸入，用一根導線穿過磁頭中心孔，接在電阻箱2兩端，如圖10所示。將子菜單選項選擇“電導起點”項，將電阻箱2調到電導起點對應電阻值（ ），按下“

19、增加”或“減少”鍵，將當前電導顯示值調至電導起點數(shù)值（在電導起點和終點子菜單選項行后部顯示當前電導值）。4.電導終點: 顯示電導終點值用拆開檢測器和測量槽相連的四個安裝螺絲。將磁頭表面沖洗干凈（勿使電路受潮），擦干磁頭表面液體，用電阻箱2模擬介質的等效電阻，取代電導率輸入，用一根導線穿過磁頭中心孔，接在電阻箱2兩端，如圖11所示。將子菜單選項選擇“電導終點”項，將電阻箱2調到電導終點對應電阻值（ ），按下“增加”或“減少”鍵，將當前電導顯示值調至電導終點數(shù)值（在電導起點和終點子菜單選項行后部顯示當前電導值）。5. 電流起點：調整分析儀的輸出起點電流在儀器420mA電流輸出端子上接上萬用表直流電

20、流檔，將子菜單選項選擇“電流起點”項，萬用表顯示輸出電流應為4mA，如果有偏差，按下“增加”鍵或“減少”鍵調節(jié)電流起點參數(shù)（此參數(shù)具體值不顯示），使之為4mA。 6.電流終點：調整分析儀的輸出終點電流在儀器420mA電流輸出端子上接上萬用表直流電流檔，將子菜單選項選擇“電流終點”項，萬用表顯示輸出電流應為20mA，如果有偏差，按下“增加”鍵或“減少”鍵調節(jié)電流終點參數(shù)（此參數(shù)具體值不顯示），使之為20mA。 7. 報警上限：調整上限報警數(shù)值 將子菜單選項選擇“報警上限”項，按下“增加”鍵或“減少”鍵調節(jié)參數(shù)值使之與工藝要求高限報警數(shù)值吻合。8. 報警下限：調整下限報警數(shù)值將子菜單選項選擇“報警

21、下限”項，按下“增加”鍵或“減少”鍵調節(jié)參數(shù)值使之與工藝要求低限報警數(shù)值吻合。 9. 記錄周期：設置歷史記錄存儲周期將子菜單選項選擇“記錄周期”項，按下“增加”鍵或“減少”鍵調節(jié)參數(shù)值（1,2,5,10），分別對應存儲周期為1,2,5,10分鐘。10. 電導校正：電導率測量值微調將子菜單選項選擇“電導校正”項，按下“增加”鍵或“減少”鍵調節(jié)參數(shù)值，使顯示的電導率與分析數(shù)值吻合。11.返回：返回上層菜單并保存已修改的數(shù)據(jù) 將子菜單選項選擇“返回”項，按“確認”鍵存儲參數(shù)并退回到上層菜單。在調校菜單畫面中選擇模型調校子菜單，按“確認”鍵進入模型調校菜單畫面。模型調校菜單共分7子菜單選項，具體菜單如下表。序號參數(shù)A1被測介質濃度值起點