测氢仪手册-中文版_图文

1、Analye IT ALSCAN TM手册铝液测氢仪 技术规格 *只有连续监控选项安装时才可用。目录技术规格 (2目录 (4第一章介绍 (81.1ALSCAN TM应用 (81.2手册范围 (9第二章安全 (102.1资料 (102.1.1 保护用地线 (102.1.2 操作ALSCAN TM之前 (102.1.3主要的供电要求 (102.1.4保险丝类型 (102.1.5主要电源的接线 (102.1.5操作环境 (112.2指示 (112.3标识 (12第三章操作原理 (133.1铝熔体内氢的由来 (133.2氢-铝系统 (133.3S IEVERT规律 (143.4测量的原理 (17第四章

2、设备描述 (194.1设备描述 (194.1.1 测氢仪 (194.1.1.1 循环管路 (194.1.1.2 气源 (204.1.1.3 电路 (214.1.1.4 隐藏控制 (224.1.1.5 热敏打印机 (234.1.2 探头 (254.1.3 系统动态:氢含量的确定 (264.2探头失效监测和氢含量超标报警组件 (284.2.1 探头失效监测 (284.2.1.1 如何选择探头失效监测 (294.2.1.2 氢含量报警 (294.2.1.3 热电偶干扰过滤 (314.3连续监控选项 (324.3.1 计算绝对湿度 (334.3.2 计算来自周围空气中的湿气含量计算氢含量 (344.4

3、错误和警告信息 (364.4.1 错误信息 (364.4.2 警告信息 (39第五章软件描述 (435.1软件的安装 (435.2主要窗口 (445.2.1 测验和文件明细 (455.2.2 被选定测试的数字数据 (455.2.3 一般和故障维护参数 (465.2.4 错误警告 (485.2.5 主要按钮和仪器状态 (485.2.6 图形数据 (495.3菜单功能 (525.3 菜单功能 (525.3.1 文件菜单的功能 (525.3.1.1 Move files.移动文件. (525.3.1.2 Print Test. 打印测试. (535.3.1.3 P rint Derectory.打印

4、目录 . (535.3.1.4 Test Label.测试标识 . (535.3.1.5 Comments.注释 (535.3.1.6 Exit退出 (545.3.2 仪器菜单功能 (545.3.2.1 Start Test/Stop Test.开始和终止测试 . (545.3.2.2 Change Unit Parameters.改变仪器参数 . (545.3.2.3 Calibration.刻度、标准. (585.3.2.4 Calibration file刻度文件 (595.3.2.5 Load Firmware to Unit装载仪器固件 (595.3.2.6 Transfer fro

5、m Unit Memory to Computer.传输内存数据到计算机. (625.3.3.1 Chart Parameter.图表参数. (645.3.3.2 Password Protection密码保护 (655.3.3.3 Preference.优先选择. (655.3.4 帮助菜单功能 (665.4S TARTING A MEASUREMENT.启动测量 (675.5R EVIEWING DA TA.查看数据 (675.6一台电脑连接两台分析仪 (675.7测试数据文件的格式 (685.7.1 旧版测试数据文件的格式 (735.7.1.1 读取旧的文件 (735.7.1.2 修改旧

6、的文件 (735.8如何安装新版本的软件 (765.8.1 保存ALSCAN TM刻度 (765.8.2 新软件的安装 (775.8.3 安装ALSCAN TM新固件 (775.8.4 仪器装载刻度文件 (82第六章系统安装 (836.1探头臂的安装 (846.2气瓶压力和吹气压力 (846.2.1 对可充气罐进行充气 (846.2.2 “清除”压力的调准 (856.3探头的安装 (866.4热电偶的安装 (866.5远程监测和连续监测的安装 (866.5.1 设备的安装 (876.5.2 电、气源 (876.5.2.1 电源 (876.5.2.2 外接氮气源 (876.5.3 计算机安装 (

7、896.5.3.1 (计算机通讯软件的安装 (896.5.4 RS422 通讯连接 (896.5.4.1 电缆 (896.5.4.2 接头和安全接地 (89第七章系统操作 (917.1操作条件 (917.2运行模式 (917.2.1 只用作仪器 (917.2.2 ALSCAN测量后使用的电脑软件 (917.2.3 连续监控(ALSCAN和电脑 (927.2.4 多台ALSCAN与同一台电脑相连 (927.3仪器的操作 (927.3.1 模式开关在仪器上的位置 (937.3.1.1 RUN/NORMAL 模式 (937.3.1.2 ADJ模式 (937.3.1.3 CAL模式 (95第八章系统应

8、用 (968.1基础应用:流槽在线测量 (968.1.1 从零开始 (968.1.2 当探头已经在铝液中的时候开始测量 (988.2在难以触及的地方进行测量 (998.2.1 调整延长探头的夹持臂的形式 (998.2.2探头与延长臂一起移动 (998.2.3探头的放入 (998.2.3.1探头的放入深度 (998.2.3.2以一定的角度放入探头 (1008.2.4避免探头悬臂暴露在高温下 (1008.3选择最佳的探头 (1008.3.1 用于加工合金的ALSCAN探头 P/N HME0200D (1008.3.2 用于铸造合金的ALSCAN探头 P/N HME0300D (1028.3.3 用

9、于连续监控的ALSCAN探头 P/N HME1200D (1038.4分析仪的热防护 (1048.5检测探头故障 (1048.6实用的提示 (1078.6.1 改变测量的持续时间 (1078.6.2 关闭探头移动(Probe Stirring (1078.6.3 放弃初始测量 (1088.7系统存放的建议 (109第九章维护 (1109.1定时调整和服务 (1109.1.1 打印机加纸 (1109.1.2 更换过滤片和密封垫 (1119.1.3 搅动马达基座和杆的调整 (1129.2校准单元(HMB0600D (1139.2.1 泄漏检测 (1139.2.2 流量检测 (1169.2.3 泵压

10、检测 (1189.2.4 标度校验 (1209.2.5 校准程序 (1229.2.6 经核准的刻度 (1269.3故障排除 (1279.3.1 气路故障 (1279.3.1.1 回路泄漏 (127第一章介绍1.1 ALSCAN TM应用ALSCAN TM系统直接测量溶解在铝液里的氢含量。测量方法非常有效且测定会在一段很短的时间内完成。仪器完全自足的,不需要熔融金属取样。仪器可以用于质量保证,生产过程控制或工艺学。质量保证:作为质量保证的工具,它可以直接测定铝液中的氢含量低于一些允许的设定值,不管是在一次铸造开始前还是在初始阶段。如果所有的熔炼处理都在炉内进行,可以在铸造开始前在炉内测定。当在线

11、的熔炼处理发生时,在铸造一开始,测量在流槽内进行(熔炼处理设备的下游。这两种情况下,流槽内会有重复检测,超过铸造的持续时间。这种由于ALSCAN技术对熔炼的限定成为销售的争议。客户可以得到一个氢含量的有证明文件的证书,同样也可以得到合金成分的证书。这对客户来讲可作为重要的质量担保,尤其是当铸造在有风险的条件下进行,例如,在比正常高的环境湿度里,或使用一个新内衬的炉子或流槽。生产过程控制:正常地使用仪器会形成数据的统计整理和控制,可以帮助描画指定的生产过程中正常的气体含量范围,测定周围条件,特殊湿度的作用。它允许与正常生产条件背离的快速探测和修正,例如发现设备故障(例如在线除气设备转子的损坏,或

12、人为损坏(如除气设备气流量的不正确设定。工艺优化:ALSCAN分析仪也对实时气体数据很有价值。它是必需的工具,来优化熔炼处理程序和设备的功能,或通常从对气体含量有影响的观察点改善熔炼处理程序。例如:在给定的铸造类型,可调整在线除气设备的净化气体流速达到一个最小值,使氢气含量达到一个可接受的水平,这样保证除气的成本最低;不同的混合净化气体的除氢功效可对比;炉内处理后可直接评定保护熔剂对铝液再除气的功效。1.2 手册范围这本手册的目的是帮助ALSCAN的使用者实现以上所述的用途。它解释了仪器的操作原理(第3节,描述了仪器的不同部分(4.1节,说明初始安装程序(4.4节,和常规操作(第7节。远程终端

13、软件功能和操作。(4.4节提供了典型系统操作的详细的例子(第8节。第9节讲了常规的维护,问题解答,分析仪的测试和接线图。手册的结尾有字母索引用于快速查阅。 第二章安全2.1 资料2.1.1 保护用地线ALSCAN TM的露天的金属地盘通过电源卡接地。这个符号表示机器的保护用地线的导线端子。2.1.2 操作ALSCAN TM之前检查机器是否损坏,仔细阅读用户操作手册;熟悉操作手册中所有的安全信号和指示,确保安全无误地使用和维护机器。2.1.3主要的供电要求ALSCAN TM使用单相AC电源,电压是100V-240V,频率是50Hz-60Hz。120V时最大的电流是0.8A,240V时最大的电流是

14、0.4A。2.1.4保险丝类型表2.1 保险丝类型主要的保险丝类型(顶部保险丝:T3A/250V探头震动系统(底部保险丝:T2A/250V2.1.5主要电源的接线符合国际安全标准,ALSCAN TM使用三线电源线。当与合适的AC电源插座接通后,缆线和机器底盘接地。ALSCAN TM提供了适用于目的国家的电源线。 2.1.5操作环境2.2 指示操作、保养或者修理ALSCAN TM的时候要注意以下的安全指示。如果不遵守操作手册里的指示、防范或者警示,则会直接影响标准设计、制造者和使用机器者。ABB对客户没有遵守安全要求不承担责任。设备等级ALSCAN TM的露天的金属地盘通过电源线直接接地。所以,

15、它被认定是安全级别I的设备。操作ALSCAN TM之前检查机器的损坏标识,仔细阅读操作手册按照操作手册中7.1节说明的使用条件安装设备确保设备、部件或者线正确接地。操作ALSCAN TM时不要在盖和面板拿走的情况下使用设备。不要中断保护地线,否则会触电严重伤人。如果怀疑接地线有问题,不要操作设备。确保设备不会运行。只能使用制造者批准的适合这台机器的保险丝不要使用修过的保险丝以避免短路如果不是迫不得已,在机器运作并且同时连接到电源时不要尝试着改变或者执行维护或修理程序。只有合格的专业人员才能执行以上程序。在没有急救措施具备的情况下,不要调整、维护或者修理机器。增加或者除去零部件之前要断开电源线严

16、禁在易燃汽油或者气体的条件下操作机器不要做操作手册或者技术手册中没有规定的操作或者维护工作。即使机器没有和电源连接,一些电容也会耗电。2.3 标识 第三章操作原理3.1 铝熔体内氢的由来在熔融铝中,氢是唯一具有显著溶解度的气体。在铝液中溶解的氢有来源于周围空气中的湿气;炉内燃料(油或气产生的废气;原料所带有的湿气或有机化合物(尤其对于再生金属;还有来自合金添加剂中所含有的氢。尽管有许多氢的来源,环境中的湿气和炉内燃料产生的废气中的水蒸汽是铝液当中氢的主要来缘。铝液中的氢含量和溶解度是以20,1个大气压,每100g铝中含多少毫升的氢来表示的,或以百万分率(ppm来表示。关系如下:Ppm=0.83

17、81×mL/100g 或mL/100g=1.1932×ppm尽管一些等式得自计算液态和固态铝及铝合金氢溶解度,没有一种被普遍接受。然而,大多数研究者同意一些有关氢溶解度的事实:液态铝和固态铝中氢的溶解度取决于温度,合金成分和加在金属上氢的局部压力。ALSCAN使用一个溶解度的恒量:0.92 mL/100g纯铝,温度为700。请参见3.3节获取更详细的说明。3.2 氢-铝系统一台ALSCAN分析仪测量铝融体内溶解的氢的是有氢气交换产生的三部分系统的一个要素:铝液铝液上面开放的大气环境分析仪内部封闭的气体回路在铝液和大气环境之间交换受控于下面两个步骤:步骤A :当水蒸气开始接触

18、铝液时产生氢气:金属氧化物因此排放出氢,真正溶解到铝液中;氢气的形成速度随着铝液温度和环境温度的增高而增加。步骤B :随着铝液中气体含量的增加,溶解在铝液中的氢气挥发到周围空气中。铝液中的气体含量在这两个步骤平衡时稳定下来。步骤C :ALSCAN 分析仪是让氢气从铝液中扩散成封闭容积。测量扩散的数量关系到存在于铝液中的氢含量。封闭容积指的是仪器的封闭气体回路。它只包含氢和一些隋性的,不溶的运载气体(通常是氮气。氢从铝液中扩散出来进入气体回路,相反的过程也在发生:气体回路里的氢气溶解到铝液里。回路里的氢含量与铝液里的氢蒸发和溶解而达到一个平衡。3.3 Sievert 规律西弗特规律规定溶解在铝液

19、中的双原子气体(氢气的数量与它的压力的平方根成正比。等式 3.1图3.1 氢-铝系统 S 熔融铝中氢的浓度pH2 与铝液接触的氢气的压力ALSCAN 分析仪是让氢气从铝液中通过多孔的探头浸入铝液里而扩散成一个封闭的容积。测量封闭容积内的氢气量,应用西弗特规律得到铝液中的含氢量。封闭容积指的是分析仪的封闭回路或再循环回路。它只包含氢和一些隋性的,不溶的运载气体(通常是氮气。氢从铝液中扩散出来进入封闭回路,相反的过程也在发生:气体回路里的氢气扩散回铝液里。回路里的氢含量与铝液里的氢蒸发和溶解而达到一个平衡。见图3.1中的步骤C。这个步骤也可用等式3.2表示。 等式3.2这一步骤ALSCAN TM应

20、用西弗特规律用等式3.3表示。 等式3.3S 溶解度系数:铝液中氢的浓度(mL/100gS0700时,纯铝中的溶解度:0.92 mL/100gpH2封闭回路中氢气的局部压力CF(A 合金修正系数:依据铝合金的化学成分考虑溶解度的变化CF(T melt 铝液温度修正系数:由纯铝的温度考虑溶解度的变化注意:S0应乘以1 atm-1/2与仪器平衡。溶解度系数SS是铝液的的浓度,直接与回路中氢的局部压力pH2的平方根成正比。均衡的恒量是氢在铝液中的溶解度,通常用100g铝液溶解的氢分子mL来表示。氢在铝液中的溶解度随着铝液温度和成分的变化而变化。因此,在Sievert规律里成比例的恒量不是真正的恒量。

21、但它可以方便地作为一具真实的恒量来表达,S0,700时,纯铝中的溶解度。S0等于0.92 mL/100g,意思是如果熔融纯铝在700时暴露在纯氢的环境下足够长的时间,每100g纯铝溶解0.92mL的氢。两种无尺寸的和标准化修正系数必须被应用。氢的局部压力pH2如在3.4节所述,ALSCAN TM传感器测量封闭回路里氢的浓度(或某种大气的质量。传感器是测量气体热传导性的气体分析仪。该质量与体积摩尔份数有关。换句话说,传感器读数与混合气体(氢和氮中氢的体积摩尔份数(xH2成比例。局部压力与体积摩尔份数有关,如等式3.5所示,可知封闭回路中总的压力是一个大气压。Total Pressure = pH

22、2 + pN2等式3.4pH2 = xH2 × Total pressure 等式3.5Total pressure: 循环回路里的总的压力:1 atm回路中总的压力与大气压力非常接近。净化后,任何额外的压力由铝液中的泡沫释放了,因此总的压力达到大气的压力。ALSCAN TM假设一个大气压的气压(101.325kPa或29.92汞或760毫米汞柱 合金修正系数CF(ACF(A,描述了由化学成分引起的溶解度的变化:单一的纯金属(或半纯铝,如1xxx系列比单一锶合金和/或高铜合金要小些(这两种成分的存在降低了溶解度高镁合金要大些(镁的存在增加了溶解度对一些常规合金的合金修正系数如附录A里

23、所列。也提供了计算任何合金的实验式。温度修正系数CF(T meltCF(T melt ,描述了纯铝中的溶解度是如何随温度变化的;它等于700时的值,比低于此温度的值低,比高于此温度时的值高。图3.3表示出产品绘制的图形S0×CF(T melt。产生曲线的公式在表3.1中给出。 在ALSCAN TM 软件里,700时溶解度的值(S 0为0.92mL/100g/atm 1/2,CF(T melt 由公式3.10估计出。等式3.103.4 测量的原理ALSCAN TM 的探头作为封闭回路与铝液交换气体的界面。封闭回路的气体通过探头的可渗透陶瓷部件进行循环。探头浸入铝液内收集金属中扩散出的氢

24、气,它通过一根小直径的不锈钢管与分析仪相连。因为氢气在探头与铝液的界面转移得相对较慢,只有当整个回路中的气体通过探头多次循环后,才能与铝液里的氢含量达到平衡。气体循环的动力来自于分析仪内图3.3 铝中氢的溶解度表3.1 铝中氢的溶解度的公式部的隔膜泵。氢气传感器在分析仪的内部,位于气流从隔膜泵出来流向探头的管路上。传感器通过测量气体的热传导率来测定氢气的分压力。分压受氢气的浓度影响非常大,氢气的热传导率比氮气大得多。测出的局部压力与氢气的绝对压力有关,已知总的压力是一个大气压。(见等式3.5分析仪以平衡时循环管路里的氢分压为基础(pH2,使用Sievert定律(等式3.3来计算溶解在铝液中氢气

25、的含量(S,ALSCAN TM装有一个热电偶可自动监控铝液的温度。由于氢气的溶解度受铝液温度的影响已经很了解了(见图3.3,CF(T melt于是可轻易地计算,CF(A的值由使用者选择。第四章 设备描述 4.1 设备描述 4.1.1 测氢仪4.1.1.1 循环管路测氢仪气路包括一个隔膜泵,一个热导测量单元,探头接头,小内径不锈钢管制的内连接。图4.1 ALSCANTM 分析仪结构图在这样的管路中维持一个非常小流量的中性气体的流动。隔膜泵由电马达驱动,为中性气体的循环提供动力。氮氢混合气体中氢的含量由一个热导测量单元(气体分析仪连续监测,气体分析仪的反应时间为5秒。气体分析仪含有一个不锈钢头,上

26、面带有一根非常细的电热调节丝。这根电热调节丝暴露在循环管路的气体中,它的热量损失跟气体的热导有关。由于氢的分子量小,当它由铝液扩散到气路中的氮气里时,就会增加气体的热导。混合气体扩散到气体分析仪并使电热调节丝的温度降低,而电热调节丝的电阻对温度非常敏感,这样测氢仪内部电路就能够监测气体分析仪的热量损失。最后,探头接头使探头和测氢仪气路连通起来。探头接头由带套和过滤片的组件组成,这样可以防止金属颗粒和粉尘对设备造成损害。(图4.3。图4.3 循环回路4.1.1.2 气源设备操作使用高纯氮气(约99.998%。高纯氮气由设备内建的可充气瓶供给,容量300mL,压力1700 PSIG。减压阀导出氮气

27、并将压力降至约5 PSIG。最后,气体经由螺线管阀导入循环气路。氮气出口供给校准单元气源(图4.5。 图4.5 气源4.1.1.3 电路测氢仪有5块电路板:1.主板CPU,这里存放程序、执行计算和输入输出控制。包括对气体分析仪、热电偶和RS232读数讯号的分析。所以,这块板的主要功能是处理信息。板上同时有内存用以存储固件和测试数据。内存大小取决于CPU部件号和版本号。设备内存。数据总是存放在设备的FIFO内存里。356K的容量大约可以存储240次10分钟测量的数据,迟滞时间20秒。可以通过加长迟滞时间以存储更多次的测量结果。也可以选择只存储测量结果。这样所存储的测量次数会很多。当内存用光,新的

28、数据将把旧的数据覆盖。在此之前,设备将有两次报警。第一次,当内存只可再存6次10分钟测量结果时;第二次,当内存全部用光时。 2.界面电路板连接主板和显示屏、发光二极管、泵和阀。它的主要功能是交互CPU板和外设之间的信号。该板同时也是一个缓存器,当程序不运行的时候保留数据。人机操作时的信号先经过它处理才到主板。3.检测电路板连接气体分析仪和主板。它提供一个对应气体热导的分析信号,而不管环境温度如何。4.电源过滤电路板对设备内部的电器进行保护,使其免受高频噪声的影响。同时它能够防止搅动动作启动时电压产生波动、控制搅动动作的电压。5.显示电路板将发光二极管显示屏和一根扁电缆连接。显示屏显示操作者需要

29、的信息。带减号的三位显示。显示最大值9.99,最小值-9.99。小数点的位置可以是.000和0.00,或没有小数点。符号Exx提示操作者有错误发生,每种符号代表一种情况如E01。6.相对湿度、温度感应器内建于可充气瓶内。这一可选项探测的是铝液周围环境的相对湿度和温度。通过这些数据,我们就可以换算得知绝对湿度和铝液中氢气的含量。7.RS232/RS422通信转换器。这一部件在测氢设备和远程计算机之间建立起安全的长距离通信。然后在计算机端再次转换为RS232信号。4.1.1.4 隐藏控制测氢仪前面板的一个小门内有一个控制面板(图4.7。通过它,用户可以改变:设备操作参数,时间,日期和合金校正系数。

30、 图4.7 隐藏的控制面板隐藏面板上的MODE模式旋钮用来改变操作模式。可选模式有CAL校准、NORMAL 常规操作和ADJ参数修正。模式详情参看7.3.1。隐藏面板的操作非常容易。改变一个参数只需三个键:一个选择要改变的参数(SELECT选择,一个增加数值(UP键,一个减少数值(DOWN键。被选中的参数会变亮,数值将显示在设备的显示屏上。4.1.1.5 热敏打印机设备上的打印机以打印的方式提供给用户测量结果。用户可以选择打印一次测量中的所有数据或只打印测量的结果。这一选项在改变设备参数中(参见5.3.2.2。图4.9给出了打印的样式。 图4.9 仪器打印描述4.1.2 探头探头是设备最重要的

31、部分之一。它将浸泡在铝液中。作为一个容器使得铝液中的氢可以扩散到循环的氮气中。探头必须满足以下条件: 开孔率 在铝液中的化学稳定性(不降解、不产生氢气 抗热冲击和机械冲击多孔探头通过不锈钢管和一段有陶瓷涂层的管子与设备连接(图4.10。 ALSCAN TM 探头有三种形式可使测氢仪有广泛的用途: 用于加工合金(P/N HME0200D 由硅基粘合剂的氧化铝制成。 用于铸造合金(P/N HME0300D由再结晶的碳化硅制成。合金中的高硅成分不会对这种探图4.10 ALSCAN TM 探头头材料产生化学冲击。另外,因为多数铸造合金与加工合金相比表面张力较低并防止金属浸透,这种探头的孔隙率尺寸大约是

32、最早的ALSCAN TM探头尺寸的一半。用于连续监控(P/N HME1200D由涂有特殊涂层的纯氧化铝制成。这种探头用于长时间的浸入和锶变质铸造合金。获取更多关于选择最佳的ALSCAN TM探头模式的资料,请参考8.3节。4.1.3 系统动态:氢含量的确定系统各部分通过如下步骤给出铝液中氢的含量: 图4.12 测量步骤 4.2 探头失效监测和氢含量超标报警组件部件号HMZ0200D(可选这一选项的功能是检测探头失效。特点如下:1.内建特制软件监测疑为故障的读数,2.调整氢含量的允许范围,3.热电偶噪声过滤。探头失效监测结果、氢含量超标报警和热电偶噪声过滤都会在打印结果的头部显示。4.2.1 探

33、头失效监测探头失效监测功能使用户可以分辨出氢含量数值的异常是由故障造成还是由于测量过程中其它变化引起的。即数值异常是尚未达到平衡或是探头已遭到损坏。如果选择了该选项,软件将实时检测读数并在测量结束时报警灯亮。另外,测量结束的打印结果上也将显示报警信息。注意到这个选项的一些报警对10到15分钟的测量(取样时间设置是有效的。其他的对所有的测量持续时间有效。参见表4.3。报警灯在测量结束时开启并在随后的相同序列的测量180秒后重新设置,以便避免对当前测量产生任何混淆。当然,如果在序列内只进行一个测量或如果报警在一个序列的最后一次测量时发出,报警不会自动重置。 4.2.1.1 如何选择探头失效监测可选

34、启动或取消。强烈建议只有在情况稳定时选择该操作选项。如果用户想实时观察除气设备的除气效率(即将测氢仪放置在除气设备之前。我们不建议这样的操作,因为这里的条件并不稳定。如上所述,这部分只对10或15分钟的测量时间(取样设置有效。从远程计算机开启探头的失效监测报警,点击在“Change Unit Parameter”对话框中“Probe Failure Detection“选项下的ON(参见5.3.2.2节。在仪器上设置探头失效监测报警:1.打开仪器前面的隐藏面板。2.开启仪器(等待显示屏上出现三条短线(-。3.把选择开关置于ADJ模式4.按下“SELECT”按钮,标示指示器LED移到下一个位置。

35、5.当标示指示器在CAL/ALARM上,按下UP按钮报警可用,按下DOWN按钮则不可用。6.把选择开关移到NORMAL位置。当报警可用,“1”会在仪器显示器上显示。当报警不可用,会显示“0”。4.2.1.2 氢含量报警 氢含量报警功能使得用户在氢含量超出设定的上下限时得到提醒。用户可以通过调整5个合金修正系数对氢含量上下限进行设定。软件对氢含量实时监测并在测量结束时以亮灯提醒用户,并打印报警信息。高含量报警:当氢含量超出设定上限时马上亮起。显示屏将以如下格式显示氢含量:H.XXX如果含量低于1.00,HX.XX如果含量大于1.00。低含量报警:当氢含量低于设定下限时至少5分钟后亮起。显示屏将以

36、如下格式显示氢含量:L.XXX如果含量低于1.00,LX.XX如果含量大于1.00。低含量报警用于提醒用户探头需要更换或出现反常读数。设定氢含量下限时一般设定的值比正常情况下相同合金相同位置测到的值稍低。比如,除气后某位置的氢含量通常测得0.12-0.14 mL/100 g,那么氢含量下限就设定为0.100 mL/100 g。 4.2.1.2.1 如何调整氢含量上下限超限报警总是处于激活状态。可以对每种合金设置设定上下限(在前面板上的合金选择旋钮上对应有5种合金设置。取消上限、下限的设定或二者都取消,参看下节。默认设定:(报警未激活超含量:1.00mL/100g低含量:0.000mL/100g

37、在测氢仪上设定上下限:1.打开设备前部的隐藏面板;2.启动设备(直至显示“.-”;3.将模式选择旋钮旋到“ADJ”模式;4.按下选择键,选择相应的合金设置;5.看到合金修正系数(显示X.XX;6.按“UP”“DOWN”键修改该系数;7.完成后,按下START CYCLE一次。屏幕将显示H.XXX或HX.XX,视乎实际设定上限数值;8.按“UP”“DOWN”键修改上限数值;9.按下START CYCLE一次。屏幕将显示L.XXX或LX.XX,视乎实际设定下限数值;10.按“UP”“DOWN”键修改下限数值;11.按下选择键选择下一个合金设定或参数以便调整;12.将选择钮旋到“NORMAL”模式。

38、4.2.1.2.2 如何取消上下限报警按如下操作:上限:选择默认值或更高数值。下限:选择默认值。 4.2.1.3 热电偶干扰过滤在感应炉旁进行测氢操作时,铝液中强烈的电流会对热电偶造成干扰。这会影响温度测量的准确性和稳定性。设备内有独特的电路可以保证热电偶不受干扰。在测量开始时查看打印信息可以知道抗干扰功能是否处于开启状态。 4.2.1.3.1 如何选择热电偶抗干扰功能有两种状态可选:开启、关闭。强烈建议只有在需要的时候才开启该功能。在测量开始时查看打印信息可以知道抗干扰功能是否开启。选择热电偶抗干扰功能:1.打开测氢仪前部的隐藏面板。2.启动设备(等到.-出现在屏幕上。3.在设备待机状态(显

39、示.-下按选择键。这时将打印信息TC filter ON启动热电偶抗干扰功能。4.再次按下选择键,将关闭该功能,这时将打印信息TC filter OFF。4.3 连续监控选项这个选项的目的是扩展ALSCAN TM的分析能力和在连续监控模式下减轻测量以改善监控程序,提供实时“网络能力”。 加入到ALSCAN TM:温度和湿度传感器由坚固的不锈钢NEMA 4 围栏固定,装在可重复装拆的瓶子隔间里。 串行接口RS-232到RS-422光藕合转换器,用于安全的远距离链接。A 50(15.2m 通讯电缆c/w 连接器和RS-232到RS-422光藕合转换器,在电脑的终端连接,用于安全的远距离链接。这个添

40、加的软件联合ALSCAN TM软件(见4.4节有下列功能:ALSCAN TM远程操作:开始/结束测量设定ALSCAN TM传输和检查数据绝对湿度和来自周围空气中的湿气的理论氢含量的计算,以测量的湿度,温度和指定的合金为依据。氢浓度的图形显示,周围相对的或绝对的湿度和温度 连续监控选项也有操作ALSCAN TM 的机动性。设备可以自行操作或连接远程计算机控制。当仪器没有连接时,文件储存在设备的外接内存里并很容易传输到外部的计算机里进行稍后的数据检查和分析。程序描述或设备优化通常需要长时间或许多序列的测量,以便获得充足的数据完成任务。因此,把ALSCAN TM 仪器连接到远程计算机上相当方便。直接

41、储存数据和机动地操作ALSCAN TM 从来没有这样容易和简单,感谢连续监控选项软件的网络能力和多任务化特性!4.3.1 计算绝对湿度绝对湿度是使用来自一体化传感器的相对的湿度和周围的温度。由等式4.3大气中水的压力来表达。 等式4.3图4.14 连续监控选项其中:AH 大气中的水压(atmPS 水的饱和压力(atmT amb测量出的周围环境的温度(RH 测量出的相对湿度(%A 31.4127B -3218.78C -9.3333D 0.0032627在大气中绝对湿度的表示可转换为每千克的干燥空气的克数(g/kg干燥空气。我们假设大气压力为1个大气压(760mmHg。 等式4.5 4.3.2

42、计算来自周围空气中的湿气含量计算氢含量周围空气中的湿气是溶解的氢气的主要来源。大气中的湿气含量在不同的天气条件下变化很大。例如,相对湿度为50%,大气中水蒸气的压力在0是0.003 atm,在40是0.0364,12倍的差异。这说明合金在高温,潮湿的天气熔炼会有很高的含氢量。同样的,在冷而干燥的天气可能会生产出低含氢量的合金而不需除气。如果假设在铝液的表面有可以自由交换的空气,就可以大概计算出这种来源的溶解在铝液中的氢。(见图3.1。下面的等式描述当周围环境中的水蒸气与任何铝液表面发生化学反应形成的游离的氢。 等式4.6等式4.7从等式4.6中看出,一种模式的水蒸气反应产生一种模式的氢气,好象

43、估计的铝液表面的氢浓度与铝液表面上大气中的水蒸气中的氢含量相等。Sievert规律在等式4.7中的应用,给出了的铝液中大概的氢含量,来自周围空气中的湿气。这在等式4.8中表示出。 HEqui. 来自空气湿气的氢mL/100gCF(A 合金修正系数CF(T melt 在等式3.10有详解T melt测量出的铝液温度AH 在等式4.3有详解 4.4 错误和警告信息4.4.1 错误信息当发现一些特殊反常的条件时,分析仪编程产生错误信息。当操作分析仪时,出现错误,必须:找到错误源并改正当错误是致命的,关闭仪器再打开于是分析仪准备工作。当分析仪获取正常的金属温度读数时,一个例外的错误E05会自动重新设置

44、,无需再关开设备。表4.2 错误代号及描述 导致这些错误信息的可能的原因是:E01为使分析仪完全启动,MODE开关必须在NORMAL/RUN位置。这个错误是MODE开关不在此位置。将MODE开关置于此位置,关闭分析仪再打开。如果在测量过程中MODE开关从NORMAL/RUN位置上移开,也会在测试结束时发生这个错误。将MODE开关移至NORMAL/RUN位置。E03检查合金选择器旋转开关,它一定是在两个位置之间或不在指令上。将旋转开关转到一个位置上。如果错误持续,开关可能需要更换。找ABB维修。E04这个错误显示来自氢传感器(气体分析仪的反常信号。关闭分析仪,重新开启。试着重新进行一个测试。如果

45、错误持续,很可能是电子问题。参见9.4.3节或找ABB维修。E05这个错误显示分析仪测量出反常低的金属温度。在大多数情况下,意味着热电偶或者没有连接上,没有浸入铝液中,或者在指令之外。分析仪于是继续运行但使用一个默认的温度700来计算温度修正系数(CF(T=1。热电偶的错误一旦被察觉,错误的LED 显示就亮了,测量在默认温度下继续。在测量结束时,分析仪会打印错误信息。纠正这种状态,简单地更换,或要么浸入要么正确地连接热电偶。当一个正确的热电偶信号修复,错误就消失了。如果一个新的热电偶正确连接和浸入铝液中,错误持续,可能是分析仪的连接有问题,或类似于循环的故障读取了热电偶的信号。找ABB维修。E

46、06大多数情况下,这个信息表明分析仪机壳内部的温度太高-高于60。这个错误可能是由机壳内过高的温度,或仪器上过度的热辐射导致的(例如附近的炉子。关闭分析仪一会儿,让仪器冷却下来,然后再操作一次。如果错误代码重现,也许你正试图在超过仪器设计的环境条件下操作仪器。如果分析仪的内部反常的冷(低于60,相同的信息也会显示,很大可能是在太低的环境温度下使用仪器。让仪器在通电状态下变暖一会儿。关闭仪器,再开启。当分析仪很明显地在指定的环境条件下操作,如果问题依然存在,可能是电子问题导致的气体分析仪温度传感器的问题或CPU上金属温度冷结合的故障。气体分析仪温度传感器:当仪器在空转(停机模式时检查P2-4和P

47、2-5之间的#2连接器的电压。当仪器温度在25时,电压应在4.0-4.5VDC之间。如果不是,气体分析仪模块里的温度传感器(元件U1和/或放大器(元件U5有缺陷,必须更换探测器板#HEA5100D。金属温度冷结合用一个K型的T/C校正仪检验冷结合的温度信号。温度信号应等于环境温度。如果没有这样的校正仪,按下面的方法操作:把28mV精确和稳定的电压连接到T/C黄色接头上。这个电压相当于700的温度。如果分析仪的内部温度是25,这是正确的。E07这个错误是分析仪运行异常的表示。可能表示代码被破坏。这可能会通过外部的计算机重新装载代码而固定的。参见5.3.2.4的程序。如果重新装载代码后,问题持续存

48、在,很可能CPU板上有电子故障,必须更换。参见9.4.3.1或找ABB维修。E08条件异常导致在分析仪软件程序的执行被零分割。找ABB告之问题所在。这种错误产生的原因如下:ALSCAN TM的固件被破坏校准被破坏制造商推荐保存校准,在仪器里重新装载ALSCAN TM固件。请参考5.3.2.5进行此操作。当新的固件重新装载时,也需要装载校准文件。也建议运行一次校准检验。(见9.2.4节。此时,如果问题解决了,仪器必须重新校准(见9.2.5。E09在通电状态下,产生此错误,系统不能在FIFO(First In, First Out先进先出内存里储存数据。这表明芯片损坏或CPU板上有另外的问题。找A

49、BB告之问题所在。E10如果系统在FIFO内存里不能以正确的格式发现数据,产生此错误。这通常会在数据被破坏时发生(静电放电,AC瞬时短路,程序错误。系统重新预置内存,旧的数据丢失。如果每次通电后发生这个问题,这表明系统的后备电池不再工作了。找ABB说明情况。E11没有足够的内存。ALSCAN TM需要最小64kB内存用于固件,32kB用于内存缓冲器。如果内存芯片小于96kB,就会显示此错误。E21模拟数字转换器在校准时锁定。找ABB说明情况。E22模拟数字转换器在转换时锁定。找ABB说明情况。E5XX可为任何数值串行端口锁定。当这个错误出现时,错误代码不在计算机上显示,因为串行端口出了问题。找

50、ABB说明情况。4.4.2 警告信息数个警告信息表示出与测量有关。每次发现一个问题,仪器的警告灯就亮(如果选项已安装并在内置的打印机上打印警告和/或错误信息。警告信息也同时与测量数据一同保存在分析仪的内存上。两个警告信息可以在测量结束时加上错误信息打印出来。在分析仪的显示器上,只显示一个警告信息。如果在同一次测量曾有两个警告,警告信息显示的格式是HXY,X是第一个警告信息的代码,Y是第二个警告信息的代码。请参见下面对这些警告信息的综合描述。 表4.3 警告代码表 *只有探头失效检测选项安装时才可用。H01 “探头或净化问题”如果最终的结果比最后的读数低得多,这个信息就被激活。例如,持续时间为1

51、0分钟的测量,读数在600秒时为0.155mL/100g,最终的结果在最后自动净化后为0.04mL/100g。这个错误与错误的最终自动清零有关。可能性如下:探头完全堵塞。汽缸内无氮气或净化压力太低。电磁阀有缺陷。再循环回路堵塞。H03 “探头可能失效”如果在测量序列期间,仪器没有密封,激活此信息。可能性如下:金属液面太低探头有缺陷(泄漏或阻塞仪器泄漏另外一种可能是探头被铝氧化物堵塞。这种情况,读数就会反常的低,在零左右波动,见 8.5节。探头有缺陷90%的情况下,有缺陷的探头会产生这个警告信息。探头可能出现的问题是主要是保护涂层的损坏。,铝液粘附在不锈钢管上或探头被铝氧化物堵塞。这两种情况仪器

52、不能进行气体再循环而给出一个低于0.06mL/100g的读数。为解决这个问题,操作者要更换探头。参见8.5节获取更详细的说明。仪器泄漏如果更换探头后问题仍然存在,也许是仪器有泄漏。检验仪器的功能,请参看维护程序(第9节 H04 “仪器没有达到平衡”当仪器的反应不与平衡曲线相一致,激活该警告。分析仪实时地监控氢曲线(每20秒并应用等式来确保仪器符合平衡规则(根据仪器的精确度。如果发现一个问题,会在测量结束时开启警示灯并打印H04警告。如果没有达到平衡,可能与以下原因有关:探头的类型不合适。请参考工程报告#15的说明,如何选择正确的探头类型。探头需要更换需要设定更长的测试持续时间(例如以15分钟代

53、替10分钟。10分钟的测量时间对于氢含量高于0.300mL/100g来讲太短。测试需要探头移动而这个选项没有激活。测量过程中,探头暴露在空气中。H05 “氢含量太高”当氢含量读数高于使用者调整的合金选择旋转开关所指定的上限时,这个警报被激活。如果氢含量高于上限,报警立即启动。如果最后的读数仍然高于上限,H05报警信息会在测量结束时打印出来。H06 “氢含量太低”当氢含量读数低于使用者调整的合金选择旋转开关所指定的下限时,这个警报被激活。如果氢含量低于下限,如果这种情况在测量开始5分钟后产生,报警会在5分钟后或立即启动。如果最后的读数仍然低于下限,H06报警信息会在测量结束时打印出来。H07 “

54、未知的报警信息”这个警示信息可能永远不会发生。如果你见到这个警告,请与ABB联系。H08 “六次测试保留”这个报警信息告诉操作者数据内存就快满了。内存空间相当于六次每20秒一个数据点的10分钟测量。当发生这个警示,推荐把内存中的数据传输到计算机中。当仪器连接计算机,这个报警信息不会出现。这种情况下,数据会自动存在计算机的硬盘里。H09 “内存已满”当内存已满时,报警启动。这也意味着新的数据覆盖旧的数据。数据于是丢失。综合报警信息:除以上报警信息外,如果在同一个测量过程中曾有两个报警发生,下列的综合报警信息会在分析仪的显示器上出现。H15 “探头或净化问题”&“氢含量太高”H16 “探头

55、或净化问题”&“氢含量太低”H35 “探头可能失效”&“氢含量太高”H36 “探头可能失效”&“氢含量太低”H45 “仪器没有达到平衡”&“氢含量太高”H46 “仪器没有达到平衡”&“氢含量太低”第五章软件描述ALSCAN TM软件系统提供ALSCAN TM测氢仪与外部电脑群之间交流平台,从而提供ALSCAN TM的配置,数据下载以方便回顾和分析,为测氢仪上传固件(即软件硬件相结合。此软件系统可与Windows 2000, NT, 98 operating systems兼容,电脑可同时控制如串口一样多的分析器,不间断的监视器可支持RS-422通讯协议,为与远端电脑提供了强大的连接。此软件系统的特点:·线条式的展现动态的反应曲线和相关参数。·扩展的设定参数单元。·报告和打印的能力。5.1 软件的安装安装ALSCAN TM终编软件1.将ALSCAN TM软件CD插入CD-ROM驱动器(P/N HMS1000D或者HMS1100D。2.运行