WDD型微机化酸浓自动分析仪

1、一、概述WDD 川型微机化酸浓自动分析仪，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换代产品。其特点是：1、仪表传感器一次热压成形，结构简单、性能可靠。对酸浓测量部分，由于传感器 封装在不受测量介质腐蚀的氟材料罩中，因此，寿命长、维护量极小。2、现场安装的检测器各部件，结构紧凑、体积小、安装方便。3、仪表温度补偿范围宽、互换性强、便于部件的维修和更换。4、采用电流信号传送和光电隔离技术，仪表抗干扰性强。5、 采用具有较强数据和逻辑处理能力的MCS 51系列单片机构成智能化仪表，通 过软件实现仪表大部分功能。可同时数字显示仪表的不同工作状态和测量值，便于操作 和故障判断。本仪表

2、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。二、主要技术参数及使用条件1、 硫酸测量范围：315%、 520%、6070%、7080%、94100%、9699%、103.5 106.5% ;2、被测介质温度：0100 C；3、测量精度：5级；4、仪表稳定性：24小时输出飘移W 2%5、重现性：W 1%6、 负载电阻：01.0K Q （0 10mA） 0500 Q （4 20 mA）;7、输出信号：010mA或420mA D.C ;8、工作环境湿度：w 85%9、 报警功能：壹组触点输出。触头容量：2

3、4V、2A;10、电源电压：AC 220V 10% 50Hz。三、工作原理1、测量原理当励磁线圈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le。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图2由激励电路产生

4、的励磁电压 Ui作用在激磁线圈Ti上，当被测溶液电导率一定时, 将为励磁线圈提供激励电压。同时输出的正弦波信号。防护罩检测器线路板测量槽B出酸磁头传感器4 0A8 0进酸C250图3a流通式检测器结构示意图4- 146法兰标准：HG20593-97 ( RF)图3b流通式检测器安装法兰图检测线圈(420mA)PN1.6MPa、DN25图4变送器电原理图电压经检波后，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 420mA的电流信号输出。温度信号是以Pt100铂电阻作感温元件，

5、由运算放大器0P07将电阻信号转换成420mA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。2、沉入式检测器（暂不定）（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，送至显示窗口显示，并输出010mA或020mA的电流信号，其框图见图 5。1、计算机系统配置计算机由8031单片机作为中央蕊片，8KEPROM2764用作程序存贮器，2KEPROM2817用作数据存贮器，夕卜围配有74L377作为段驱动，MC1413作为驱动四位数码显示器及四 个LED管，六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 420mA信号，

6、分别代表电导和温度大小信号，经过100 Q标准电阻，将其转换成电压信号。并由LM331组成的V/F转换电路将其转换成 210KHZ的基准频率信号，经 MO5007光隔后由计算机的中断口进行中断计数。基准电压输入通 道，其电路和电导、温度通道完全一样，其基准电压为2V，这样就可得到10KHZ的基准频率，用来补偿电导、温度输入通道、输出通道及电流输出通道引起的温度漂移。图5 信号处理器电原理框图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LM2917组成的F/I转换电路输出 010mA或420mA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

7、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。1、流通式检测器的安装流通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。安装流通式检测器的采样管道尽量采用耐酸材料制做，例如铸铁管和不锈钢管等。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。由待测酸管截止阀出口至测量槽入 口的采样管线其水平长度因大于1.5米。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

8、般取1米高度以内。流通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，可 安装在循环酸槽边缘上部为宜。采样管路和检测器配合法兰，参见图3及图6安装材料说明。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装置，其目的便于了 解和控制采样酸量。加装的漏斗形状以能观察到出酸量而无酸溅出为宜，其材质应耐腐 蚀。上塔径头，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 3） 7 钢制漏斗8测量槽 9 检测器10-安装法兰 HG20593 97 （RF） PN2.5MPa DN25碳钢材质共计4只11不锈钢管32 X 3.5共3米图6检

9、测器安装示意图聚四氟乙烯截流垫片，其中心孔为3左右，其作用是用来稳定采样酸流量。2、信号处理器的外形、开孔及安装信号处理器可安装于现场防护箱内，也可直接安装在控制室仪表盘上。2.1信号处理器的外形及表盘开孔尺寸见图7。信号处理器外形尺寸：长X宽X高=360X 96 x 144mm信号处理器在仪表盘上开孔尺寸：90+1 x 138+1mm2.2信号处理器安装在现场时，应加防护箱。距离检测器远近应以便于维护和接线调校方 便及离腐蚀源较远的地方为宜。图7信号处理器外形开孔尺寸2.3信号处理器应安装在无强磁干扰场所。整套仪表之间的外部接线见图8，采用RWP5X 1.5讯号电缆敷设。控制室 叩I 现 场

10、图8 WDD川型检测器与信号处理器接线图（二）仪表使用1、仪表投运仪表必须具备下列条件方可投入使用 仪表安装部分正确无误； 仪表接线正确； 整套仪表技术参数及使用条件符合第二节； 被测硫酸杂质含量少而稳定，缓慢开启采样管线上的截止阀门，使测量槽出口有酸连续流出，在做此项操作时， 应防止硫酸泄漏或喷出来，要做好安全防范措施。待取样酸流量平稳后， 开启信号处理器电源， 数秒内仪表即由开机正常符号 转到酸浓显示，进入正常测量。2、键盘操作仪表设有4个功能键，2个增减键，按下功能键，仪表显示窗口显示对应的键值, 对应的功能指示发光管点亮，配合增减键，可以进行浓度的误差校正及上、下限报警点 的设定，其功

11、能键说明见下表一：按键LED窗口显示内容浓度酸浓度瞬时显示值温度流过测量槽的酸温瞬时显示值上限报警上限报警设定值下限报警下限报警设定值表一功能键说明禁忌：位于簿膜面板上键盘，勿重触、尖物顶触和频繁的使用。3、误差校正当仪表显示和化学分析有误差时，可以通过按键进行误差校正，首先必须确保化学 分析“三同”的可靠性即同一时间和仪表对照采样、仪表采样和分析采样同一取样口、 同一人精细分析。如果确有误差，一般是由于酸中杂质引起的，其校正步骤如下： 打开信号处理器，将主线路板上的两位数字开关“1 ”置于“ ONf位置； 按住“浓度”键，同时用“增“或”减“键将浓度调至与分析值相同； 将数字开关“1”置于“

12、 OFF”位置；4、上、下限报警调整当仪表的上、下限报警值不符合要求时，可按以下步骤进行调整： 打开信号处理器，将主线路上的两位数字开关“1 ”置于“ ONf位置； 按下“上限报警”键或“下限报警”键对应的指示灯亮，显示窗口显示上限报警或下限报警值； 用“增”、“减“键调整报警点至符合要求 将数字开关“ 1”置于“ OFF位置。5、报警内容说明当浓度超过上限报警值或下限报警值时，报警接点接通，LED窗口将交替显示酸浓和报警符号。E-0 :上限报警E-1:下限报警附录一：仪表的调试整套仪表在出厂时已调校合格，一般情况下，用户不必调试，出现下列情况，用户必须详细阅读完调试方法后，对仪表进行调校。更

13、换新测量磁头；仪表经维修，更换元件后；仪表测量误差超出精度范围。由于仪表未使用电位器， 所以对电导、温度输入及电流输出通道的零点，量程校正，全部通过面板按键进行。1、输 出电流010mA或 420mA勺选择：打开信号处理，改变两位数字开关“2”的位置可实现输出电流 010mA或420mA的转换。将数字开关“ 2”置于“关”位置，仪表输出010mA将数字开关“ 2”置于“02位置，仪表输出 420mA2、温度输出通道零点和量程的校正用标准电阻箱取代铂电阻 Pt 100,接到检测器10、11端子；仪表进入调试状态；按住“浓度”键，打开电源，显示窗口显示“P 1”后松开“浓度”键；打开信号处理器，将

14、主线路板上数字开关“1”置于“ ONf位置；按住“浓度”键，使显示窗口显示P 1 “，此时即为温度零点校正状态；改变电阻箱电阻为Q,用“增“、”减“键使窗口显示C；按一下浓度“键，显示窗口显示“P 2”。此时，仪表为量程校正状态；改变电阻箱电阻为Q,用“增”、“减”键使显示窗口显示C;按下“温度”键，仪表即退出调试状态，进入测量状态；将数字开关“ 1”置于OFF位置。3、电导输入通道零点、量程的校正拆开检测器和测量槽相连的四个按装螺丝。连同铸铝防护罩取出磁头将磁头表面图9电导率调校示意图被测介质冲洗干净（勿使电路受潮） 并擦干磁头表面液体， 用电阻箱模拟酸的等效电阻， （用导线穿过磁头中心孔）

15、接到电阻箱上。如图9所示。上述工作如连结电缆不够长受影响时必须停电，拆除电缆线头，并在送电调试前，按原位置正确接上：仪表进入调试状态；按住“浓度键，打开电源，显示窗口显示“P1”后松开“浓度”键；打开信号处理器，将主线路板上数字开关“1”置于“ ONf位置；按动“浓度”键，使显示窗口显示“P 3”，此时为浓度零点校正状态；改变电阻箱值，使电阻箱值Q,（被测介质浓度下限的等效电阻），用“增”、“减”键，使显示窗品显示% ；按一下“浓度”键，使显示窗口显示“ P 4”，此时，仪表为浓度量程校正状态； 改变电阻箱值，使电阻箱值为Q,（被测介质浓度上限的等效电阻）；用“增”、“减”键，使显示窗品显示%

16、 ；按下“温度”键，仪表即退出调试状态，进入测量状态；将数字开关“ 1”置于OFF位置。4、仪器测量范围内各点理论浓度的校正改变温度通道取代测温铂电阻的标准电阻箱，使其值为被测介质中心温度c时铂热电阻的阻值Q；按下表所列，依次改变电导通道的校验用电阻箱，使其阻值为表中 Re值，此时仪表应显示所对应理论浓度值。如果实际显示值和表中理论浓度值超出仪器误差，可按本 说明书五一（二）一3节“误差校正”中方法，对其中最大一点误差，进行均衡修正。介质浓度%Re( Q)5、电流输出通道零点、量程的校正将电流输出端（信号处理器10、11端子）接上标准电流表（其阻抗为0800 Q）;仪表进入调试状态；按住“浓度

17、”键，打开电源，显示窗口显示“P 1”后松开“浓度”键；打开信号处理器，将主线路板上数字开关“1”置于“ or”位置；按动“浓度”键，使显示窗口显示“P 5”，此时为输出零点校正状态；此时电流表显示应为 0mA或4mA（参照本附录一 1节）如不符合用“增”、“减” 键先将电流调至大于 0mA再减至刚好为 0mA或调至4mA按一下“浓度”键，显示窗口显示“P 6”，此时为输出量程校正状态；此时电流表显示应为 10mA或 20mA如不符，用“增”、“减”键将电流调至 10mA 或20mA按下“温度”键，仪表即退出调试状态，进入测量状态；将数字开关“ 1”置于关位置。6 、仪器调试结束，恢复原接线和原按装