WDD-IV-B型電磁式電導(dǎo)率濃度分析儀(用于漏酸報警)

1、WDD-IV-B電導(dǎo)率分析儀操作手冊WDD-IV-B型電磁式電導(dǎo)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(dǎo)率濃度分析儀操 作 手 冊-目 錄一概述-1二技術(shù)參數(shù)及使用條件-1三儀表工作原理-2四儀表結(jié)構(gòu)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(dǎo)率濃度自動分析儀，是我院在總結(jié)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(yīng)用基礎(chǔ)上開發(fā)的新型產(chǎn)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(zhì)腐蝕物性。傳感器結(jié)構(gòu)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(gòu)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(zhì)電導(dǎo)率的連續(xù)測量。 二、 技術(shù)參數(shù)及使用條件1、被測介質(zhì)壓力：流通式01Mpa；插入式00.3 Mpa2、被測介質(zhì)溫度：流通式0220；插入式01003、電導(dǎo)率最小測量范圍：500/cm4、電導(dǎo)率最大測量范圍：5/cm5、測量精度：電導(dǎo)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(yīng)原理，其測量原理見圖1。當(dāng)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(zhì)構(gòu)成）會產(chǎn)生感應(yīng)電流Ie。由于Ie的作用，在T2繞組就有感應(yīng)電動勢U2產(chǎn)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(zhì)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(yīng)電流Ie的大小，由溶液等效電阻Re，也就是溶液導(dǎo)電率Xe決定。這樣在檢測線圈上可得到隨電導(dǎo)率而變化的感應(yīng)電動勢U2，通過溫度補償及計算 能測量出溶液電導(dǎo)率值。2、工作原理儀器工作原理框圖見圖2由激勵電路產(chǎn)生的勵磁電壓U1作用在激磁線圈T1上，當(dāng)被測溶液電導(dǎo)率一定時，將產(chǎn)生對應(yīng)的感應(yīng)電流Ie，在此電流作用下，檢測線圈T2上產(chǎn)生了感應(yīng)電勢U2送至放大轉(zhuǎn)換級，進行電壓放大，并轉(zhuǎn)換為420mA電導(dǎo)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(zhuǎn)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(dǎo)率相對應(yīng)的電流I0。圖2四、儀表結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(gòu)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(nèi)，當(dāng)測量槽內(nèi)浸滿被測介質(zhì)時，通過電磁感應(yīng)原理，磁頭輸出一個和介質(zhì)電導(dǎo)率及溫度對應(yīng)的電導(dǎo)信號；與此同時，磁頭還輸出和被測介質(zhì)溫度對應(yīng)的溫度電流信號。測量槽測量槽為流通式

6、結(jié)構(gòu)。主要為取樣介質(zhì)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(zhì)需與被測介質(zhì)相適應(yīng)，例對硫酸介質(zhì)可采用鑄鐵材質(zhì)用于酸溫低于100的濃硫酸測量或鋼內(nèi)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(zhì)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(jīng)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(jīng)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(chǎn)生的電磁感應(yīng)信號，經(jīng)放大后進行精密檢波及濾波，產(chǎn)生

7、直流電壓信號，最后由電壓電流模塊轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(nèi)。（二） 信號處理器信號處理器是將檢測器傳來的電導(dǎo)、溫度信號經(jīng)計算機處理，算出對應(yīng)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(dǎo)和溫度大小信號，經(jīng)過100標準電阻，將其轉(zhuǎn)換成電壓信號。并由AD7705轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，送計算機進行計算。 計 算 機電 導(dǎo)0.42VAD轉(zhuǎn)換器LCD顯示驅(qū)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(chǎn)生與電導(dǎo)率相對應(yīng)的頻率信號，經(jīng)4N25光隔后，由OP07組成的F/I轉(zhuǎn)換電路輸出010mA或420mA標準電流信號。 4、報警電路當(dāng)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(qū)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(cè)方式直接安裝于工藝管道上，要求工藝管道充滿液體。左側(cè)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(nèi)，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(yīng)加防護箱。距離檢測器遠近應(yīng)以便于維護和接線調(diào)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(yīng)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(shè)。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(dǎo) 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(dǎo) 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(nèi)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(guān) ,按下開關(guān)那接入電源，進入工作狀態(tài) 。操作流程儀表設(shè)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(dǎo)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(shè)置參數(shù)設(shè)置測量范圍模型系數(shù)歷史曲線返回6參數(shù)設(shè)置溫度起點XXXX溫度終點XXXX電導(dǎo)起點XXXX

13、電導(dǎo)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(shè)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(dǎo)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(dāng)前瞬時電導(dǎo)值（單位為/cm），當(dāng)前瞬時溫度值（單位為），當(dāng)前時間（年-月-日 小時：分），

14、當(dāng)前報警狀態(tài)（瞬時電導(dǎo)值高于電導(dǎo)設(shè)定上限或低于電導(dǎo)設(shè)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(diào)校。各按鍵及組合按鍵功能如下：功能：進入調(diào)校菜單。在測量狀態(tài)，按“功能”鍵進入主菜單。切換：調(diào)校菜單畫面及各個參數(shù)設(shè)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(diào)試菜單各子選項中，按“增加”“

15、減少”鍵來調(diào)節(jié)各參數(shù)設(shè)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(diào)節(jié)各浮點數(shù)參數(shù)十位設(shè)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(diào)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(shè)置2參數(shù)設(shè)置3范圍設(shè)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(shè)置子菜單，按“確認”鍵進入時間設(shè)置菜單畫面。時間設(shè)置菜單共分6子菜單選項，具體菜單如下表。序號參數(shù)設(shè)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(shè)置子菜單，按“確認”鍵進入?yún)?shù)設(shè)置菜單畫面。參數(shù)設(shè)置菜單共分11子菜單選項，具體菜單如下表。序號參數(shù)設(shè)定范圍典型值1溫度起點002溫度終點100，200100或2003電導(dǎo)起點電導(dǎo)測量

17、范圍低點4電導(dǎo)終點電導(dǎo)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(dǎo)率+修正值起點電導(dǎo)率8報警下限終點電導(dǎo)率+修正值終點電導(dǎo)率9記錄周期1,2,5,10四者之一10電導(dǎo)校正起點電導(dǎo)率起點電導(dǎo)率實際電導(dǎo)率值11返回返回退出 參數(shù)設(shè)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(diào)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(diào)到溫度起點對應(yīng)電阻值（ ），按下“增加”或“-”鍵，將當(dāng)前溫度顯示值調(diào)至0（在溫度起點和終點子菜單選項行后部顯示當(dāng)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(diào)到溫度終點對應(yīng)電阻值（ ），按下“增加”或“-”鍵，將當(dāng)前溫度顯示值調(diào)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(dāng)前溫度值）。3. 電導(dǎo)起點: 顯示電導(dǎo)起點值 電阻箱2 圖10 電導(dǎo)率調(diào)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(zhì)的等效電阻，取代電導(dǎo)率輸入，用一根導(dǎo)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(dǎo)起點”項，將電阻箱2調(diào)到電導(dǎo)起點對應(yīng)電阻值（ ），按下“

19、增加”或“減少”鍵，將當(dāng)前電導(dǎo)顯示值調(diào)至電導(dǎo)起點數(shù)值（在電導(dǎo)起點和終點子菜單選項行后部顯示當(dāng)前電導(dǎo)值）。4.電導(dǎo)終點: 顯示電導(dǎo)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(zhì)的等效電阻，取代電導(dǎo)率輸入，用一根導(dǎo)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(dǎo)終點”項，將電阻箱2調(diào)到電導(dǎo)終點對應(yīng)電阻值（ ），按下“增加”或“減少”鍵，將當(dāng)前電導(dǎo)顯示值調(diào)至電導(dǎo)終點數(shù)值（在電導(dǎo)起點和終點子菜單選項行后部顯示當(dāng)前電導(dǎo)值）。5. 電流起點：調(diào)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(yīng)為4mA，如果有偏差，按下“增加”鍵或“減少”鍵調(diào)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(diào)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(yīng)為20mA，如果有偏差，按下“增加”鍵或“減少”鍵調(diào)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(diào)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(diào)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(diào)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(diào)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(shè)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(diào)節(jié)參數(shù)值（1,2,5,10），分別對應(yīng)存儲周期為1,2,5,10分鐘。10. 電導(dǎo)校正：電導(dǎo)率測量值微調(diào)將子菜單選項選擇“電導(dǎo)校正”項，按下“增加”鍵或“減少”鍵調(diào)節(jié)參數(shù)值，使顯示的電導(dǎo)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(diào)校菜單畫面中選擇模型調(diào)校子菜單，按“確認”鍵進入模型調(diào)校菜單畫面。模型調(diào)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(zhì)濃度值起點