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天津智易时代科技发展有限公司 | ZWIN-YCB06扬尘β射线法在线监测产品说明书 (型号二)
智慧实现,更加容易!公司是由南开大学博士团队创办的专门从事软件开发、计算机系统集成的高科技公司。公司现有环保(大气水质土壤质量)监测网格化管理系统、智慧消防水源管理系统、智能一卡通等成熟产品,致力于物联网大数据平台的构建,为智慧城市建设贡献力量。
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ZWIN-YCB06扬尘β射线法在线监测产品说明书 (型号二)

19 十一 ZWIN-YCB06扬尘β射线法在线监测产品说明书 (型号二)

前 言

A  关于本手册

本用户手册介绍了ZWIN-YCB06型可吸入扬尘浓度监测仪的安全提示、工作原理、功能结构、技术指标、安装、操作、日常维护、常见故障处理等。

B  请仔细阅读本使用手册,在充分了解其内容后再进行监测仪的安装、运行、维护。如使用不当可能导致事故和受伤。

C  本监测仪的规格会因产品的改进而进行变更,恕不事先通知,敬请谅解。

D  严禁擅自改装本监测仪。若因擅自改装而引发的事故,本公司概不负责。

E  使用手册请由实际使用本监测仪的人员保管。

安全提示

尊敬的用户:衷心感谢您选择本产品!

在使用此仪器设备之前,请仔细阅读以下安全信息。本手册提供了关于如何操作分析仪的具体信息。如果不按照制造商的说明使用此仪器设备,设备所提供的保护功能将会受到削弱。

安全和设备损坏警告本手册包括了重要的警示信息,提醒您注意潜在的安全危害和设备可能遭到损坏的风险。请查阅您所看到的以下各类警告,以及本手册中出现的实际警告。

警告说明

危险  存在危险,如果对本警告置之不理,此危险将会造成死亡或严重的人身伤害。

注意  如果对本警告置之不理,危险或不安全的做法将会造成财产损坏。安装过程中请不要把电线头等杂物进入仪表内,否则可能导致火灾、故障、误动作。

设备损坏  如果对本警告置之不理,危险或不安全的做法将会造成财产损坏。

注意  本产品为非防爆规格,切勿在有爆炸性气体的环境中使用,否则可能导致爆炸、火灾等重大事故。

注意  非专业人员未经允许禁止拆开机箱调节内部部件。

质保和维修

具体的质保和维修的要求依照订购合同上相应条款。

保修期内且符合保修范围,将提供免费维修服务。超过保修期或者在保修期内发生如下故障,均属于保外维修,不提供免费保修服务,故障包括但不限于:

1)由于使用不当(进水、腐蚀、失火、强电串入等);

2)不可抗力(地震、雷击、洪水等)造成的损坏;

3)未经允许,产品内部擅自改动;

4)未按用户手册及培训规定使用,引起产品损坏的。

声明

本手册对用户不承担法律责任,所有的法律条款请见相应的合同。

天津智易时代科技发展有限公司版权所有,如有改动,恕不另行通知未经允许,不得翻印。

1概述

ZWIN-YCB06型可吸入扬尘浓度监测仪是采用β射线吸收原理通过测量大气扬尘吸附放射量来测定扬尘的浓度。吸附的射线量越多,扬尘浓度就越高,吸附的射线量越少;反之,扬尘浓度就越低。扬尘浓度监测仪是专门为环境空气中扬尘的监测而设计,由微电脑系统进行监控和数据管理,可自动连续监测。主要应用于大气质量监测网络、移动监测站、长期背景环境研究、工矿企业、科研院所等领域。

1.1主要功能特点

1)液晶显示:监测仪采用5.7″大屏幕液晶显示,全中文菜单。

2)数据存储:数据存储量可达百万个,数据保存时间长达20年。

3)键盘输入:简易按键输入,人机对话模式,操作简便。

4)监测仪独特的结构设计,采样与分析在同一通道,避免了走纸造成误差。

5)监测仪能提供各种在线的运行参数,仪器控制的所有功能。

6)采用质量流量计测量流量,恒定流量采样,保证了测量精度。

7)内部故障自动诊断和报警提示,也可以通过远程诊断并修复错误。

8)多种接口输出:模拟输出、电流输出、继电器输出,增强了系统兼容性。

9)系统断电后来电自动重新启动,恢复正常工作。

10)工作周期长,能够连续自动运行,安装简单,维护方便。

11)开机时,滤纸自动移至空白区域待检测。

1.2工作原理

ZWIN-YCB06型可吸入扬尘浓度监测仪是根据β射线吸收原理设计,理论和实践证明,β射线是一种高速电子流,当它穿透物质后,部份被吸收,导致强度衰减。在一定条件下,其衰减量的大小仅与吸收物质的质量有关,而与吸收物质的其它物化特性(如扬尘分散度、颜色、光泽、形状等)无关,所以能直接测量大气扬尘的质量浓度。

ZWIN-YCB06型可吸入扬尘浓度监测仪将强度恒定的β射线源在扬尘采集前后分别两次穿过清洁滤纸和采集有扬尘的滤纸,根据两次β射线被吸收的变化量来求得收集在滤纸上的扬尘的质量。用光电倍增管作为检测器对β射线通量进行计数,其计数频率的变化可表征β射线强度的变化,测量结果只取决于两次计数的比值和质量吸收系数,与β源的原始强度无关。

1.2.1测量原理及数据演化

大气扬尘浓度监测仪主要包括两部分:扬尘浓度检测系统及扬尘采集系统

扬尘浓度检测系统

β射线穿过吸收物质后,其强度的衰减可由①描述

式中:  ——β源辐射穿过物质后的强度;

——β源的辐射强度;

—— 吸收物质单位面积总质量(mg/cm²);

K  —— 质量吸收系数。

光电倍增管作为检测器对β射线通量进行计数,其计数频率的变化可表征β射线强度的变化,表示为:

       ②

当β射线穿过单位面积质量为Δm0的清洁滤纸时,其计数频率变为:

然后开始扬尘采集,设收集在滤纸上的扬尘质量为Δm时,则吸收物质的总质量为ΔmT=Δm0+Δm此时的计数频率为:

用光电倍增管进行计数,采样前后两次计数的时间相等,则两次计数的总数分别为:

N1=f1·Ts

N2=f2·Ts            ⑤

式中:   N1——采样前计数管的计数总数

                             N2——采样后计数管的计数总数

f1  ——采样前计数管的计数频率

f2  —— 采样后计数管的计数频率

Ts—— 计数管的计数时间,设置为120秒

由③、④、⑤式可导出扬尘质量的计算公式为:

=            ⑥

由⑥式可知,测量结果只取决于两次计数的比值和质量吸收系数,与β源的原始强度无关,系数K由β源和检测器的相对位置和特性决定,与其它因素关系不大。因此对于给定的测量系数,系数K和扬尘在滤纸上形成的采样斑点面积是一定的。而后光电倍增管确定N1N2后,由式⑥中计算出滤纸上采集扬尘的质量。整个检测过程,由微电脑系统自动完成。

扬尘采集系统

扬尘采集系统是由采样装置、玻璃纤维滤纸、流量控制和测量、压力和温度测量以及微电脑控制部分组成。主要是处理扬尘浓度监测仪的恒流采样及标况体积的累积计算。

采样时环境大气进入采样入口,流经滤纸时扬尘沉积下来,在滤纸上形成一个面积为1 cm2的样品斑点。

采气标况体积的计算公式为:

式中:      Vnd ——采气标况体积(L);

Q——采样泵的采气流量(L/min);

N——采气时间(min);

Tr——滤纸后气路中的温度(℃);

Ba——现场环境大气压(KPa)。

由⑥式及⑦式可得

式中:        C —— 扬尘浓度(mg/m3)。

1.3工作原理框图

图片34

 

1.4工作环境

环境温度:20℃~50℃

相对湿度:不大于80%

大气压:86kPa~106kPa

附近不应有剧烈震动的装置或设备,无强电、磁场干扰

防止酸、碱及其他腐蚀性气体或烟雾侵蚀仪器的光学及精密机械零件

工作电源:电压AC220V±22V、频率50Hz±1Hz

整机功率:最大

主机外形尺寸:600(宽)×550mm(长)×840mm(高)

1.5扬尘浓度监测仪主要技术指标

项目 性能指标
测量范围 (0-1000)µg/m3、(0-10000)µg/m3可选
测量准确度 ±2%
满标值 1.5mg/cm2
斑点面积 1cm2
斑点之间的中心距 α±0.5mm,α为设定值约13.5mm
最低检测限 ≤2µg/m3
计量前温度 -30℃~+50℃,示值误差为±0.5℃
计量前压力 60kPa~110kPa,示值误差为±2.5%
重现性 ≤2%
仪器平行性 ≤±15%
采样流量偏差 ±2%(以恒流量16.7L/min为基础)
计时误差 24h<10s
整机噪声 ≤65dB
气密性 气路部分(不含传感器)的气密性在抽气负压达到5kPa时,迅速密闭气路,1min内负压变化应小于200Pa
流量稳定性 流量在电压为AC242V,阻力为9.0kPa、电压为AC198V,阻力为11kPa的情况下,流量波动应不大于5%
平均无故障运行试验 监测仪正常工作,平均无故障时间应不小于2000h

2仪器结构及功能

2.1仪器整机结构

仪器整体结构下图所示,扬尘浓度监测仪主要包括以下几大部分:扬尘采样系统,扬尘浓度监测仪主机等。

仪器整体图

2.2仪器主要部件简介

扬尘采样入口装置:

 图片36

扬尘采样装置解析图

1→采样入口上罩2→支柱3→采样入口下罩4→护网锥

5→防护网6→滤斗7→冲击嘴8→冲击座 9→水瓶10→连接管

2.3扬尘浓度监测仪采样面板:

仪器采样面板上装有采样通道、扬尘检测系统、滤纸带的传动部件、显示屏及操作键盘等。如下图所示:

图片37

扬尘浓度监测仪采样面板图

1显示屏主板2采样连接管3β射线源4玻璃纤维滤纸5收带轮6供带轮7旋钮手柄8摆轮

供带轮与收带轮是由系统程序控制电机同步工作,其供带轮和收带轮配合使用让纸带转动。当纸带转动时,压头是抬起的,在采样过程中压头是落下的,以此更能保证采样通道的密封性。

2.4扬尘浓度监测仪气路介绍

扬尘浓度监测仪气路结构。如下图所示:

图片38

扬尘浓度监测仪气路结构图

当仪器采样时,样气会经过切割器,空气中的大扬尘会被过滤掉,进入仪器后,样气通过滤纸带扬尘会被吸附在滤纸上,形成大小为1cm²的圆形斑点,随后样气分别通过流量传感器、流量控制阀后经抽气泵抽出。采样时间完成,β射线源处通过测量放射源采样前后的强度变化,测定采样过程中的扬尘浓度值。

3安装

ZWIN-BYC06自动监测仪的安装包含提升仪器、开包检查、连接切割器、温湿度传感器等部件。根据本手册的描述,安装后都要进行仪器校准。

3.1提取仪器 

应使用适合于提取重物的程序进行。

设备损坏:切勿试图抓住前后门或其它外部配件来提升该仪器

3.2开包检查

分析仪使用包装箱进行整机运输。如果在收到仪器时发现运输用的包装箱有明显的损坏,应立即通知运输公司并保持原样以供检查。用以下程序进行仪器的开包和检查。

  • 从运输用的包装箱中取出仪器并将其放置在可以承受其重量的工作台上。
  • 用钥匙打开前、后门便于露出内部部件。

3) 检查运输过程中可能造成的损坏。

4) 检查所有连接器和电路板的连接是否牢固。

3.3仪器的安装位置

按照安装规定,扬尘浓度监测仪应安装在一定高度的水泥平面上,切割器应该垂直安装在仪器的正上方。

安装时应考虑安装位置,能够合适、合理的安装不会影响其仪器的正常运行。如下有几点应纳入考虑范围:

  • 确保扬尘浓度监测仪不受到过大的震动。
  • 采样入口及支撑零部件不能有电源线缠绕在一起。
  • 采样口处不应有气流干扰,如有可能会导致采样结果

3.4扬尘采样入口装置的安装

1、首先确认检测仪主机摆放位置与距离,建议将其摆放在固定平台的中心位置。

2、将连接管固定到上盖的开孔位置,并锁紧。

3、将组装好的扬尘采样入口装置与连接管垂直对接。

4、将温湿度传感器固定到主机左侧(注意传感器朝上)。

3.5外部设备的连接安装

本仪器提供多种通讯接口,可允许远程设备通过RS485、RS232或无线模块进行通信。默认情况下采用无线模块传输。

3.6管线连接

1)将模拟输出信号或者RS-485接口安装到数据采集仪上。

2)接通仪器的电源插头,外接电源应符合本分析仪的工作电源的要求。

警告    分析仪采用三线式电源线。其中一相为接地线,使用中应可靠连 接至接地系统。

4运行

1)运行准备再次检查管路、线路的连接是否正确。

2)接通电源,开启分析仪电源开关。

3)观察监测仪显示参数是否正常,如有异常应立即断开电源,查找故障。

4)预热运行2小时后,根据工作需要调整仪器的参数。

5)在进行实际的监测之前,进行必要的校准调节工作。

5操作说明

5.1菜单结构图

图片39

5.2操作界面

5.2.1 4个待机测量界面,按上键按照以下顺序循环:

图片40

 

在以上测量界面中,用户可以浏览测量浓度,测量单位,系统时间,仪器设置的量程,机箱温度、样气流量、气体压力的实时测量值等参数。

5.2.2设置主菜单

图片41

5.2.3系统时间设置

图片42

5.2.4仪器设置

图片43

5.2.5数据浏览

图片44

5.2.6历史曲线显示界面

图片45

5.2.7显示设置

图片46

背景灯时间:10、30、60分钟之间切换

显示对比度:CPUP0.25输出电压为1.4V-1.7V之间调节,默认为1.5V

5.2.8高级用户

图片47

在以上界面中,输入8088点确认进入高级用户,点返回到菜单界面,密码错误就提示“密码错误!”,重新刷新显示“0000”。

5.2.9高级用户主界面

图片48

5.2.10加热控制

图片49

5.2.11仪器配置

 

图片50

图片51

图片52

 

事件记录                              信息浏览

图片53

 

检测时间:60秒—180秒之间设置  工作模式:连续、间隔

流量调节、背景灯、蜂鸣器:启用/禁用

所有的设置、校准的数据将被自动保存到数据存储器中,一般出厂前要进行数据备份,如果存储器中的数据一旦丢失,系统将瘫痪,此时用户可进行一键恢复,执行此操作时,可恢复原来的数据。

6内置空调的操作说明

6.1 如果设备箱内部温度高于控制器制冷设定值35℃,“”状态指示灯就会闪烁。这表示制冷启动定时器正在工作(定时器出厂设定值为3.5分钟)。在3.5分钟后,压缩机和冷凝器风机就会开始运行。这表明空调已经开始对设备箱进行制冷和除湿。这个过程可能要30分钟才能达到空调最大制冷功率。如果设备箱里的发热功率低于空调的制冷功率,控制器上显示的温度数字将开始下降,当设备箱里的温度≤制冷启动温度-制冷灵敏度时,压缩机和冷凝风机将停止工作。蒸发风机将继续工作,对机箱内的空气进行流通散热。

6.2控制程序设置

  • 界面示意图
  • 图片54

 

  • 按键功能说明
按键 功能
( ▲ ) 1.做数字键时定义为1
2.参数设置时按此键对数据增加/切换
( ▼ ) 1.做数字键时定义为2
2.参数设置时按此键对数据减小/切换
(SELECT) 1. 做数字键时定义为3
2.在功能选择界面进行选择向下翻页
(EXIT) 1.做数字键时定义为4
2.在功能选择界面进行选择向上翻页
(SELECT)+(EXIT) 1.两按键同时操作时退出设置

要设置常用参数出厂默认设置,请按上表说明输入用户密码(1234)进入程序修改,重置用户出厂参数密码为(442233)。


注意
:当显示屏小锁符号()停止闪烁时,才能输入密码。具体参数设置如下表:

 

项目 缺省值 设置范围 单位 备注
制冷启动温度 35 【21~52】
制热启动温度 5 【-30~20】
设备箱内

高温报警

50 【制冷开启点+4~60】
设备箱内

低温报警

0 【-35~制热开启点-4】
告警 开/关
告警声音 开/关
温度单位 ℃/℉
排氢运行时间 5 【0~30】 分钟
排氢间隔时间 24 【1~48】
通讯地址 1 【1~255】

7保养和日常维护

分析仪运行期间,为了保证其能长时间工作在最佳状态,延长其使用寿命,对有关零、部件需要定期进行维护、保养,包括更换和清洗零、部件,检查和排除故障。

7.1更换纸带

定期巡检,发现纸带将要用完时,请更换纸带。

更换方法:更换纸带时,先将仪器进入一键换纸界面,拧下纸带轴两边的,取下有机玻璃盖,取出新的纸带,按照纸带的行径轨迹安装,纸带的网格面朝上。

7.2气路系统的清洗和检漏

气路中扬尘的污染会影响仪器的响应时间及精密度等,定期检查气路是否完后、清洁,必要时应进行清洗。同时,也应检查气路是否破裂和磨损,必要时应及时更换。

清洗气路时,应该用高纯氮或合适的零气冲干即可。

气体的检漏有两种方法,第一种是真空方法,这种方法虽然简单但不能确定渗漏的位置。下述方法是在不具备专用检漏工具时常用的一种方法——压力法,通过涂抹皂液就可以找出漏气的位置。

注意:使用真空法时勿用皂液,因皂液可进入并污染反应室。

附:保养维护周期表

项   目 维 护 周 期
纸带 根据需要每月检查更换
样气流量 每六周检查一次
气路管线 12月检查一次,必要时清洗
扬尘切割器 6-8个月或需要时
仪器校准 3个月或由用户根据需要确定
检  漏 每年检查

8常见故障及其排除

分析仪的设计中,设计者设有故障自动报警功能,当系统调试员正确设置各报警参数、但仪器工作在非正常状态或各测量参数超出报警设置范围时,仪器显示屏将出现报警显示。以下将讲述各参数报警时出现的原因及处理方法。

8.1机箱温度报警

原因:①温度传感器(LM35)工作不正常;②机箱温度过高,风机没工作。

处理:①更换LM35;②检查风机,维修或更换。

8.2滤纸温度/计前温度报警

原因:温度传感器坏。

处理:替换法,更换新的温度传感器,如果显示正常则温度传感器损坏。

8.3高压电源报警

原因:①高压电源板上采样电阻坏;②高压电源坏。

处理:①将高压电源板上一端断开,测量其阻值,若为无穷大则更换。②按要求测量高压电源输出电压,若无电压输出则更换。

8.4样气流量报警

原因:①气路部分漏气;②抽气泵坏;③流量传感器坏。

处理:①开启抽气泵,用0~50L转子流量计逐级检查气路是否有漏气现象,并及时密封或更换;②开启抽气泵,用0~50L转子流量计检查抽气泵工作是否正常,然后接入负压表,检查其负压是否正常;如有异常现象,应进行维修或更换;③可采用代换法,将一工作正常的流量传感器换上,观察其流量是否正常,如果正常,说明流量传感器坏。

8.5气体压力报警

原因:①纸带过脏;②气路堵塞;③压力传感器坏。

处理:①重新移动新的采样斑点;②逐级检查气路、导气管是否有堵、折现象;③采取替换法,将一工作正常的压力传感器换上,如果工作正常说明压力传感器坏。

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