sick浊度仪使用说明

Sick浊度仪结构和调试说明

1、 sick浊度仪装置的组成

FW300测量系统的组成如下：（见图1.5）

●发射/接收单元

●反射镜

●适配器

●法兰

●计算单元

—带有内置的保护空气泵（烟气压力-70—+2mbar）

—没有内置空气泵；此时需要：

外置的保护空气泵（烟气压力-70—+30mbar）

图1.5 FW300的组成

1.1 发射/接收单元

发射/接收单元由光学镜头和电子模块组成，用来发射和接收光束，并进行信号的评价和处理。完整的光束应该在反射镜的中心，发射/接收单元与计算单元之间通过16芯的电缆连接，计算单元同时提供24V的电源。

使用适配器的搭扣进行安装。

图1.6 FW300SE的发射/接收单元

有两种型号的发射/接收单元：

●光电二极管（测量距离范围在0.5米到2米之间）。

●激光二极管（测量距离范围在1.5米到15米之间）。

基本型号的接口如下（在计算单元的端子排上）：

即：绿色=运行，红色=故障。

基本型号还可以有数据存储器/事件存储器，CAN模块或安装第二个模拟输出（见1.7部分）。不同型号的标注定义如下：

发射/接收单元：FW3X0XX- X XX- XX

型号

-1：测量距离：0.5—2m；光源：光电二极管

-2：测量距离：1.5—15m；光源：激光二极管

基本型号

-SE：标准的

-EX：用于爆炸危险区域

数据存储器/事件存储器

-N：没有存储器

-M：有存储器

可选模块

-N：没有模块

-A：第二个模拟输出

-C：CAN模块

液晶显示（在计算单元上）

-N：没有液晶显示

-D：有液晶显示

特殊型号

-00：不是特殊型号

-SO：特殊设计（例如：不锈钢外壳）

例如：

FW320SE-M A D- 00

发射/接收单元型号320，标准配置，用激光二极管

数据存储器/事件存储器

第二个模拟输出

有液晶显示

不是特殊型号

1.2 反射镜

在玻璃上附着一层特殊的薄膜，用来将光束反射到发射/接收单元的接收器上。有两种不同的型号供选择：

旋转式反射镜，是通过马达带动玻璃和膜片旋转，从而提高了系统的灵敏度和测量精度。旋转式反射镜的外形尺寸与发射/接收单元相同。

反射镜与适配器通过搭扣连接固定。

固定式旋转式

图1.7 FW300的反射镜

不同的反射镜型号：

反射镜FW-R-XXX- X- XXX

镜头的有效直径（055/105）

型号（F：固定式，D：旋转式）

特殊型号（000）

备注：如果发射/接收单元和旋转式反射镜安装在室外，可以选用防护罩（见图1.22和1.23）。

1.3 适配器

适配器是用来安装发射/接收单元和反射镜的，同时保护空气通过适配器对镜头加以保护，从而防止热气或腐蚀性气体造成装置的污染、过热、腐蚀等危险。环状的插件提高了空气的防护性能。

搭扣

图1.8 带有保护空气接口的适配器

橡胶密封带用来密封适配器和法兰之间的空隙。

有不同型号的适配器以用于不同的领域：（见下表）

适配器的型号表示如下：

适配器FW-V-XXX-X-XXX

圆环内径（030/055/105）

保护空气接口（P：有，N：没有）

特殊型号（000/H00）

1.4 法兰

法兰是用来将适配器与烟道墙壁连接的，有不同长度、不同材料和不同尺寸的法兰。按照烟道墙壁的厚度、反射镜和发射/接收单元的型号选择法兰（见图1.9）。

图1.9 安装法兰

D100用于FW-V-030-X-XXX和FW-V-055-X-XXX型号的适配器；D160用于FW-V-105-P-000型号的适配器。

1.5 计算单元

连接单元包括发射/接收单元和旋转式反射镜的供电、输入/输出信号的接线端子、与笔记本电脑连接的RS232接口（9孔插座），连接发射/接收单元的（16芯）电缆，电缆线长度为3米或10米。

有两种型号可供选择：

没有保护风机的计算单元

液晶显示器供电系统

图1.10没有保护风机的计算单元

有保护风机的计算单元

图1.11 有保护风机的计算单元

计算单元可以配有液晶显示器或继电器输出（见2.7部分）。

计算单元的型号表示如下：

计算单元AK1- X- XX XX-X- X

内置的保护空气风机

-P：有

-N：没有

电缆线长度（=保护空气软管的长度）

-03：3m

-10：10m

电源电压

-WR：100-240V，AC

-O2：24V，DC

液晶显示器

-N：没有显示器

-D：有显示器

特殊型号

-0：不是

-S：特殊设计（例如：不锈钢外壳）

保护空气软管和旋转式反射镜的电源供给

到发射/接收单元和反射镜的保护空气软管，和用于旋转式反射镜的供电电缆是测量系统的独立组成部分。

标准配置的长度分为3米、5米、10米和25米；以便用于不同的使用环境。

保护空气软管也有不同的长度。

1.6 外置的保护空气装置（选择部件）

如果烟气压力超过+2mbar或者使用大的FW-R-105-D-000旋转式反射镜时，内置的保护空气风机不能满足使用要求；此时，需要选择使用外置的保护空气装置。使用外置的保护空气装置烟气压力最高可以到30mbar。

图1.12 空气保护装置SLV1

发射/接收单元和反射镜需要经过过滤的洁净空气来保护镜头。

如果空气保护装置安装在室外，需要安装防护罩（见图1.21）。

1.7 数据的获得、通讯、测量值输出和显示器、数据存储器/事件存

储器的选择

最多可以连续地储存7280个测量值和100个事件。测量值是按照一定的时间间隔进行平均计算的结果（如半小时）。所有的装置状态（如维护、超出限定值、错误状态）的变化被记录下来，可以通过MEPA-FW参数程序进行阅读。

CAN模块

独立的计算单元用来完成输入/输出和连接。计算单元通过CAN模块与发射/接收单元进行连接，最多可以与三台FW300系统进行连接，其数据传送距离最远可以达到1000m。第二个模拟输出

替代CAN模块，发射/接收单元与第二个模拟输出（0/2/4-20mA）匹配，第二个模拟输出同样为标准的输出，测量范围可以进行参数设定。

备注：如果安装了CAN模块或第二个模拟输出，则只能安装两个继电器输出（运行/维护、和限定值/故障；在MEPA-FW中可以进行设定），在此推荐下列选项：

LCD 显示测量值和状态信息，模块有一个两行的液晶显示器，两个LCD灯用于维护信号（绿色）和故障信号（红色），连接单元中三个附加的继电器用于维护、第二个限定值和检查循环的输出。

1.8 用来进行车间空气质量的监测

如果发射/接收单元和反射镜安装在室外（例如，监测灰堆）或安装在车间内，配用一个光/灰尘的防护管及安装支架；使用这种防护管的测量距离最大可以达到8米，防护管分为不带加热或有加热和有绝缘外层的形式。

图

1.13 光/灰尘防护管及安装支架

1.9 用于高烟气压力的附件

如果烟气压力在+30mbar到+30bar之间，需要使用特殊的组件用来安装发射/接收单元和反射镜。

1.10 用于进行装置试验的附件

线形试验设备

线形试验能够完成透光度的测量是否正确的检查。在光路中插入已知透光度数值的滤光片，使用FW300进行测量，如果测量结果在允许的范围之内，则FW300的功能是正确的。

滤光片及其支架在一个盒子内。

用于零点设定的调节支架

调节支架用来在无烟雾的环境中检查透光度的数值；按照与烟道中相同的测量距离设置发射/接收单元与反射镜之间的距离，调整光路的同轴度，设置此时的透光度数值为100%。

用于零点设定的零点管子

用来替代调节支架，使用管子进行FW300的零点设置；可以容易地使发射/接收单元和反射镜的光路同轴。管子的两端用盖子密封，灰尘不能进入到管子中；如果不能保证环境空气中没有灰尘，则需要使用零点管子进行零点设定。

2、基本步骤

2.1 总则

2.1.1 FW300试运行的步骤如下：

●调整发射光速的焦距。

●测量系统应在无烟的环境中。

●在适配器上安装发射/接收单元和反射镜。

●根据需要设置用户参数。

如果使用FW300测量含尘量，需要通过称重的方法进行标定。

按照2.7部分进行参数设置。

每套装置中都有一套MEPA-FW参数程序软件，可以通过程序菜单容易地进行必要的设置。也可以实现其它的功能（如数据储存和图形显示功能）。

其中部分的装置功能需要输入密码，共分为3级。

2.1.2 基本条件

●笔记本电脑，最低配置为：

-- 处理器：486以上。

-- 显卡。

-- 串口COM1或COM2。

-- 内存：最小32MB

-- 操作系统：Microsoft Windows 95以上。

●连接电缆（RS232）。

●将软件程序MEPA-FW安装到笔记本电脑上。

●已经接通了电源。

2.2 校准

2.2.1 基本条件

装置的特殊设置和测量距离的变化影响测量结果，因此，必须在无尘的环境中校准FW300，此时的测量距离必须与实际的测量距离相同。

有两种用于进行校准的装置（见图2.1）。

●调节支架

●零点管路

安装测量设备时，必须保证电路连接安全可靠。

使用调节支架校准

使用零点管路校准

图2.1 可用于校准的装置

2.2.2 发射光束的调焦

必须保证发射的光束照在反射镜的镜面上，当进行调焦时，必须保证测量距离和振动的幅度在允许的范围之内，其参考数值如下：

设置步骤如下：

●按照图2.1设置发射/接收单元与反射镜之间的测量距离。

●将一张薄纸粘贴在反射镜一侧的调节支架或零点管路的管口上。

●连接电缆，准备供电。

●拆下发射/接收单元的后盖。

●用小螺丝刀调节处理器板上的光圈调节轮（见图2.2），直到光斑直径符合要求。

●装好发射/接收单元的后盖。

●安装反射镜。

然后可以进行FW300的校准了。

注意：当装置的参数发生变化时，必须重新进行校准。

图2.2 调整光斑

2.2.3 校准

●连接装置与笔记本电脑的通讯电缆。

●启动操作程序软件MEPA-FW.EXE。

●在屏幕上点击连接菜单。

图2.3 连接菜单

●输入一级密码。

●与FW300连接。

说明：当装置处于检查循环的过程中时，不能进行连接。

一旦与装置建立了连接，在开始的界面上将显示测量值的图形、系统状态和模拟输出数值。

●必要时，可以在“选择/语言”菜单中变更语言。

●选择工作模式为“维护”模式。

●在“Diagnosis/Test”菜单中点击“Set reference”。装置将自动进行校准（见图2.5）。

●允许FW300在静态下工作20分钟。此时可以检查状态和图形。

●在“发射/接收单元与反射镜距离”菜单中输入测量距离，并激活。

图2.4 “测量值”表格界面

图2.5 校准界面

●点击“Set reference”按钮并等待大约50s。透光度的平均数值应在100±0.2%之内，

否则应重新进行校准。

●按照2.3部分的说明，在烟道上安装发射/接收单元和反射镜。

2.3 安装并连接发射/接收单元和反射镜

首先应保证已经牢固安装了适配器，保护空气已经正常供给（注意空气气流方向）。

步骤：

●用搭扣将发射/接收单元和反射镜安装到适配器上；搭扣必须压紧（约10-15N的力

量，可以进行调整）。

●连接到计算单元的电缆。

●按照图2.6或图2.7对准光路。

图2.6 通过适配器对准发射/接收单元

图2.7 通过发射/接收单元的镜头对准

可以用两种方法对准光路：

●使用已经安装的反射镜。

如果对准正确，则在发射/接收单元的观测镜中可以看到明亮清晰的图像。

●不用反射镜

用一张薄纸，固定在适配器的管口上，观察光斑是否在中心位置。

2.4 参数化

FW300自身具有缺省的标准参数设置，可以通过MEPA-FW的“Protocol”表格阅读。如果不改变这些设置，可以直接安装FW300。

如果改变参数设置，必须输入一级密码，在“维护”模式下，在“参数”菜单中进行

修改。（见图2.8）。

图2.8 “参数”界面

2.4.1 用户参数

“信号计算”部分

●响应时间t90

输入0.1秒到600秒之间的数值。

备注：响应时间t90的时间设定影响测量值和模拟输出值的大小以及限定值继电器的响应；如果时间很长，限定值继电器不会对高的测量数值迅速做出响应，如果时间很短，FW300会迅速做出反应，但是噪音很大。

●测量变量

可以自行选择以下测量变量：透光度、黑度、消光度和含尘量。所选择的测量变量在模拟输出中输出，同时在软件的“测量值”界面中显示图形。当选择为含尘量输出时，需要通过称重法进行标定（见图1.8）。

“输出”部分

电流输出和限定值继电器的设置

●模拟输出

-- 零点

可以选择零点为0、2或4mA。建议选用2或4mA，以便于当出现电源故障或关闭装置时能够与测量值区分开来。

-- 测量范围

必须在允许的测量范围之内输出与20mA相对应的数值。

●限定值

输入较低或较高的数值（与测量变量有关），继电器的响应滞后设定值数值的10%。

“检查循环”部分

缺省设置的检查循环周期为8小时，可以在“Enable”的选择框内选择不激活。

●循环周期

在“间隔”窗口，输入循环检查的时间间隔。（范围：2到24小时）。

●在模拟输出中输出

当激活“检查值模拟输出”后，在进行检查循环时，检查循环的计算值在模拟输出中输出。

备注：1). 在每次启动仪器和从“维护”模式退出时，60秒之后将自动进行检查循环。

2). 如果FW300在“维护”模式，不能进行检查循环。

2.4.2 用于含尘量测量的参数

为了测量含尘量，需要将最原始的测量值—透光度转换为消光度；而消光度与含尘量的关系，必须通过称重的方法进行标定（符合VDI2066或ISO9096标准），标定后的结果通过二次回归或线形回归计算将回归系数输入到FW300中。

要求的步骤：

●选择测量变量为“含尘量”。

●检查系数是否为：含尘量=0·Ext2 + 1·Ext + 0（见图2.8）

●按照VDI2066或ISO9096标准进行称重法标定。

●确定回归系数。

首先，根据称重法测量的含尘量与FW300的输出值进行比较计算。

C = k2·I out + K1·I out + K0 （1）

公式中：C：含尘量mg/m3；I out：电流值mA；

而：

(2)

公式中：Ext：测量的消光度数值，LZ：零点电流值；URL：测量范围值（20mA的对应数值；正常情况下为限定值的2.5倍）。

通过确定系数K2、K1和K0来确定装置的含尘量公式系数cc2、cc1和cc0。

根据公式（1）和（2），得出结果如下：

使用公式（3），得出结果如下：

●在FW300中输入系数cc2、cc1和cc0。

2.4.3 数据备份

有时，需要变更参数设置；为了方便起见，推荐用户保存或打印出装置的参数日志。参数日志有时也可以作为故障判断的参考。

为了保存参数日志，选择“Protocol”界面，点击“Save to file”或“Print protocol”菜单。（见图2.9）

图2.9 参数日志（举例）

2.4.4 开始测量模式

当点击进入到“测量”模式时，装置进入标准的测量模式；他是一个标准的试车程序。测量值在MEPA-FW软件的“测量值”界面显示测量的数值，并可以以图形显示。（见图2.10）.

备注：

●可以在“Diagram scale”中重新设置“Peak auto scale”的数值，输入的数值在1

到10000之间。

●当关闭菜单的参数化程序时，装置开始测量模式。如果已经设定为“维护”模式，

FW300也自动回到“测量”模式。

●在系统进入到测量模式1分钟之后，装置自动激活检查循环。

图2.10“测量值”界面

2.5 选择部件的参数化

在此部分设定数据存储器/事件存储器、CAN模块、第二个模拟输出和液晶显示器的参数。在改变装置参数的设置之前，需要进入到“维护”模式并输入相应的密码。

2.5.1 数据存储器/事件存储器

数据通过激活制造厂的通讯协议，在发射/接收单元中的附加硬件上进行存储。

一旦与系统建立了连接，可以在MEPA-FW中的“Data memory/event memory”界面中读出储存的数据记录和事件记录。

图2.11 “数据存储器/事件存储器”界面

数据存储

装置每500ms产生一个测量数值，测量的数值按照设定的周期进行平均值计算。但当装置处于故障状态或在维护模式时，不进行数据的储存。只有当有效的数据超过2/3时，才进行数据的储存。

可以在2面到2小时的范围内设定数据存储的间隔。（见图2.12）。

图2.12 设定存储间隔

事件存储器

在事件存储器中储存下列已经定义的事件：

●当下列事件发生时（=1）

--Ger = 装置从新设置。

-- Me = 删除存储的数据

-- Ere = 删除存储的事件

●在开始时（=1），结束时（=0）

-- Nor = 校准

-- Gre = 违背限定值

-- Ers = 激活测量路径的校准

-- War = 维护

-- S = 故障

当下列故障出现，但不是长久保持时进行设置或重新设置：

-- S1 = 装置温度＞75℃

-- S2 = 跨度试验不成功

-- S3 = 监测信号太弱

-- S4 = 时钟故障

-- S5 = 光线强度太高

-- S6 = 校准不成功

-- S7 = 测量值失效

-- S8 = EEPROM检查总量

-- S9 =信息显示

描述

使用MEPA-FW程序，在“参数”菜单中设定时钟。

重要的：重新设定时钟，数据存储器和事件存储器不能自动地进行切换，因此在存储时会出现时间上的重复或隔断。

2.5.2 CAN 模块

被分配到FW300中，用于同计算单元通讯。在“参数”界面上进入到“选择CAN-Bus”（见图2.13）。地址设定范围在73到127。