1浓度计培训教材.docx

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1浓度计培训教材

浓度计培训教材

产品型号：

DF－5420型

【产品概述】

1.定义

浓度计是在工业过程中对各种料液的密度、浓度进行在线检测和控制的一种仪器仪表。

也可通过密度而间接测定出料液中某种成分的浓度、含量、以及两种物料的配比。

2.用途

矿山选矿工艺中原矿、精矿和尾矿的浓度检测和控制；选煤厂浮选液密度的检测和控制；造纸厂纸浆浓度的测定和控制；江河中水流含沙量的测定等等。

3.先进性

与同类产品比较，DF－5420系列智能式工业浓度计有着特有的先进性，体现在一下几个方面：

（1）非接触式测量方式，探测器安装在工业管道和设备外面，不受物料的粘稠、腐蚀、高温、高压、磨损等恶劣条件的影响，长期运行稳定可靠，经久耐用。

（2）测量结果受到的干扰因素非常少，任何环境因素以及物料的速度、温度等均对射线测量没有影响。

（3）采用高灵敏、高效率的闪烁探测器，所需放射源的强度大大降低，使仪器的辐射安全性能得到可靠保证。

（4）研制了新型的自动稳峰技术，可对温度变化或元件老化等因素造成的仪器漂移进行补偿，具有极高的稳定性。

（5）一台工业控制机可以接16台浓度计，并且能送出4～20mA的标准信号，方便维护和管理，节约成本。

（6）浓度计测量装置种类多，适用于多种现场环境，极大的满足客户的需求。

【测量原理】

浓度在线检测仪采用先进的射线在线检测技术，采用非接触式测量方式，现场工艺环境适应性强，可实现连续实时的在线检测，仪表长时间运行稳定、性能可靠，检测精度高。

DF－5420系列浓度计是以物质对γ射线的吸收作用为原理的。

放射源屏蔽容器和射线探测器直接安装在待测工业管道的两侧，放射源密封在铅容器内，铅屏蔽体上有一个可旋转的准直孔，γ射线通过准直孔，穿透料液，被探测器所接收。

探测器的输出信号由电缆线送到仪表主机进行处理。

【浓度计工作流程】

最佳浓度计控制系统：

最小化的浓度计控制系统：

系统的智能测控仪可以接1～2套浓度计。

【仪表组成及功能及电气连接】

１、ＤＦ－5420型微机多路浓度计主机采用高性能工业控制机。

浓度计应用程序的载体。

基本配置：

8路射线脉冲输入接口。

选配：

8路模拟量输出４～２０ｍＡ。

可以根据用户的要求进行配置（1～16路）。

计数输入板由扁平电缆和变送器连接；D/A输出板由扁平电缆和变送器连接；485通讯卡直接与现场数码显示装置连接。

电源插座连接～２２０Ｖ工业交流电。

２、信号变送器

8路浓度计输入接口，8路4～20mA的电流输出接口。

可以根据用户的要求进行配置（1～16路）。

３、信号探测器

采用高灵敏、高效率的闪烁探测器，大大降低放射源用量；自主研制了新型的自动稳峰技术，无须附加其他的稳峰元素或标准光源，在探测器中可对光电倍增管老化、闪烁晶体发光效率的变化、集成电路和电子元件的漂移等因素对仪器造成的影响自动进行补偿，使仪器的长期漂移＜０.０２％。

采用幅度高达１５伏的等幅脉冲计数率传送方式，具有高度的抗干扰性能。

传送距离可达１０００ｍ。

用４×０．５ｍｍ２的屏蔽电缆连接到变送器的输入插座上。

为防止空间电场的干扰，电缆线的屏蔽层应和探测器电路的地线连接，并在此处和大地相连。

4、PLC控制系统

从工控机输出的4～20mA信号经变送器送到PLC控制系统，完成对工艺生产的在线控制。

【浓度计安装】

A.测量装置的安装方式：

浓度计测量装置主要有夹抱式和变径式，为了适应现场又出现了流槽式和侵入式。

⑴、夹抱式

夹抱式装置是用长螺栓将探测器和放射源直接卡在工业管道外面。

如图所示：

此装置适合安装在给矿管道上。

优点：

不用对现场的管道进行改造，安装方便快捷。

不足：

粗管道安装此种浓度计需要选择大计量放射源。

充满率不高或液面波动大的管道不适用此装置。

⑵、变径式

变径式装置是根据管径的大小加工特定的变径装置，用法兰固定在管道上，探测器和放射源固定在变径装置上。

用于将液面抬高，让射线能够穿过稳定的矿浆料流从而照射到探测器上。

如图所示：

此装置适合安装在矿浆充满率不高或液面波动大的管道上。

优点：

弥补了夹抱式装置的不足，可以安装在矿浆充满率不高或液面波动大的管道上。

可以选择小剂量的放射源。

不足：

需要改动现场管道，用到电气焊，安装比较复杂。

⑶、流槽式

流槽式装置是一种比较特殊的装置。

分级机下边一般都会有流槽，如果分级机下面没有可以安装浓度计的管道的话，就只能安装在流槽中。

流槽式装置有两种，一种是用于较宽的流槽，另一种是用于窄流槽。

此装置受放射源影响较大，它可以使用小剂量的放射源，但对放射源的尺寸要求比较高，一般选用小尺寸的放射源。

宽流槽式装置如图所示：

窄流槽式装置如图所示：

窄流槽式装置也可以将放射源安放在流槽外面。

流槽式装置可以实现浓度计在非管道的环境下可以安装，满足用户的需求。

（4）、浸入式

对于大管径的管道（大于500㎜），如果安装夹抱的话，就要选择非常大计量的放射源，甚至更大计量的放射源也不能满足（这里的放射源指的是Cs-137）；如果选择变径装置的话，装置的重量就实在是太大了，安装不方便，现场管道也会因此出现不稳定因素。

侵入式装置因此而诞生了。

如图所示：

和变径装置几乎一样，只是变短了许多，重量减少，放射源向上照射，液层厚度减小，这样放射源的计量也可以减小。

但此装置不能安装在给矿管道上，给矿管道为压力管，此装置密闭性不强。

B.放射源简介及安装和操作

放射源是γ射线生成装置，利用放射源产生的γ射线实现在线检测。

示意图如下：

本公司所用放射源的防护措施和辐射水平：

仪表用放射源和辐射加工和医疗用放射源在用量上有本质的区别。

仪表的目的是探测射线的存在，特别是采用现代高灵敏度的探测器，大大降低了放射源的强度，所用放射源几乎低到天然本底的水平。

本公司所用放射源的活度均比辐射加工和医疗用放射源低100万倍以上。

国家规定仪表用的放射源都必须是严格密封的，安全的。

浓度计所用放射源的制作完全符合国家标准。

其制作工艺是：

将放射性物质烧结到不渗水的陶磁芯体中；芯体外用双层不锈钢壳体焊接密封，保证不会有任何放射性物质泄漏；壳体外面包有足够厚的铅对射线进行屏蔽，以保证将辐射强度降低到允许水平。

铅外面又是铁壳密封，任何时候都不会有放射性物质泄露出来。

铅屏蔽体上设有带准直孔的旋转体，工作时放射线被约束在束射孔的狭小范围内射向探测器。

停用或运输时可转动旋转体将束射孔关闭。

旋转体的开关位置有明显的标记，并带锁，以确保安全；铅屏蔽体和旋转体外面有钢壳全密封容器，确保旋转体和源芯不会从屏蔽容器中掉出。

所用的所有放射源周围的的剂量当量率均＜2.5μSv/h。

工作人员在此处每天停留8小时,连续一年（按300天计算）,受到的总照射剂量＜5mSv,低于公众人员的允许剂量限值。

此剂量当量只相当于一次χ光透视的1/10。

国家规定：

剂量率＜2.5μSv/h的地方为非放射性工作场所。

放射源采用137Cs，活度5—100mci。

放射源的安装非常简便，放射源屏蔽容器的底部托盘上设有４个孔，固定在浓度计装置上即可。

放射源上有滑动扳手，用手拨动扳手，带动准直孔旋转，将扳手滑动到“开”字的位置时，放射源容器的铅准直孔被打开，放射源处于工作状态；当把扳手指向“关”的位置时，准直孔即被关闭，禁止射线射出。

C.浓度计对测量装置内的料液的普遍要求

浓度计对被测料液是有一定的要求的，否则不适合安装，或者是误差较大，应该满足以下几个条件。

⑴．保证被测液流的代表性、更新性和稳定性；

⑵．被测液体必须时刻充满测量管道或保证射线束射野内（测量窗处）充满料液，没有空隙。

⑶．被测处料液不许混有气泡，不许产生沉淀物积累。

⑷．被测处料液的流动性好，不应产生循环死区，更不许产生固体堵塞。

⑸．被测处料流均匀、稳定，不应忽大忽小，不应形成旋涡。

⑹．被测处料液的密度应等于当时流动料液的平均密度。

被测处料液不应产生分层现象，有条件时应尽量安装在垂直管道上，以防料液中出现层流或沉积现象而造成密度测量误差。

【程序操作运行】

操作和运行

１、装置安装完毕，接通电源，仪器自动进入运行状态。

工控机屏幕上显示液流的瞬时浓度值。

同时记录和显示测量值随时间变化的动态曲线。

２、仪表工作状态的切换

按照屏幕下部的提示：

“Ｆ２”键－－“测量状态”；“Ｆ３”键－－“瞬时参数”；

“Ｆ４”键－－“参数修改”；“Ｆ１”键－－“数据查询”；

“Ｆ１０”键－－“退出系统”。

按下相应的功能键，即可进入对应的工作状态。

３、瞬时参数的显示

按照屏幕下部的提示，按下“Ｆ３”键，屏幕进入“瞬时参数”画面，显示更详细的测量数据。

仪表每１秒采集一次数据，并同时显示采到的数据和运算结果。

浓度：

显示的浓度值（％）。

密度：

显示密度值（ｇ／ｃｍ３）；

瞬时计数:

瞬时射线计数率（脉冲／Ｓ）；

平滑计数：

平滑后计数率（脉冲／Ｓ）；

输出电流：

显示送出4～20mA的对应电流值（mA）。

４、重新进入应用程序

系统从应用程序退出后，回到“ＤＯＳ”状态，重新进入应用程序的方法如下：

在子目录“ＤＥＮ16”状态下，键入“ＤＥＮ16”，按“回车”键，仪表可重新进入应用程序。

或者重新启动工控机，亦可进入应用程序。

５、历史数据查询

仪表每１０分钟记录一组浓度数据，存在磁盘中。

若想查看过去的历史记录，可按下述方法操作：

按下“Ｆ１”键，进入“数据查询”画面。

用“ＰｇＵｐ”和“ＰｇＤｎ”键切换显示方式，依次为：

浓度数据、计数数据、全天浓度曲线和计数曲线。

用箭头键“←”和“→”切换显示“１-16路”的数据；

用箭头键“↑”“↓”进行日期切换；

若查询历史数据，可连续键入“年、月、日”对应的８个数字“××××年××月××日”。

如欲查询2008年01月01日的测量记录，可键入“20080101”，则显示出该日的测量结果。

６、数据打印

在数据查询的状态下，按一下“Ｆ５”键，即可打印出屏幕上所显示的一天的测量结果报表。

【仪表调试与参数设置】

１、标定参数的修改

按下功能键“Ｆ４”，进入标定参数状态。

表上边列出各种参数的名称：

零点计数－－测量容器（或管道）排空时的零点计数率（脉冲／秒）；

液层厚度－－射线穿过被测液体的厚度，如果射线照射在管径中央可以看作管道内径（ｃｍ）；

低点密度－－低浓度标准液体的密度值（ｇ／ｃｍ³）；

高点密度－－高浓度标准液体的密度值（ｇ／ｃｍ³）；

低点浓度－－低浓度标准液体的浓度值（ｇ／ｃｍ³）；

高点浓度－－高浓度标准液体的浓度值（ｇ／ｃｍ³）；

本底计数－－天然本底计数率（脉冲／Ｓ）；

平滑系数－－对计数进行动态平均的系数；

仪表也用此平滑系数计算密度和浓度结果；当此数为整数时,为计数的平滑时间,该参数为小数时（XXX.XX），程序就会将此数作为实测的瞬时计数来显示。

当需要修改某一参数时，用键盘的箭头键将光标移到欲修改的数据处，用键盘键入欲改成的数字，然后按“回车”键。

键入的数据就自动进入该参数对应的内存单元中，并存入计算机的硬盘中长期保存。

【浓度计标定】

1、浓度计标定步骤：

（1）、测本底计数

将放射源关闭。

将标定参数中“平滑系数”修改为“６０”；

按一下“Ｈｏｍｅ”键，仪表开始对测到的计数进行平滑处理。

将仪表切换到“瞬时参数”状态（按Ｆ３键）。

约６０秒钟后，记下射线“平滑计数”的数值。

按“Ｆ４”键进入到标定参数画面，将测到的计数置入标定参数“本底计数”中,再将放射源打开。

（2）、测零点计数

将被测管道或容器排空。

按一下“Ｈｏｍｅ”键，仪表开始对测到的计数进行平滑处理。

按“Ｆ３”键将仪表切换到“瞬时参数”状态。

约６０秒钟后，记下平滑计数的数值。

将测到的计数置入标定参数“零点计数”中。

（3）、密度标定

将被测管道或容器充满水，观察瞬时参数表中的密度显示值；

改变标定参数中液层厚度“Ｘ”的数值，使密度显示为“１”；

若无特殊要求，也可直接将液层厚度的数值（ｃｍ）送入参数“Ｘ”中，轻微调整零点计数。

（4）、浓度标定

将水（或低浓标准料液）的密度值置入参数“低点密度”；

将干矿（或高浓标准料液）的密度值置入参数“高点密度”；

将水（或低浓标准料液）的浓度值置“％”置入参数“低点浓度”；

将干矿（或高浓标准料液）的浓度值“１００％”置入参数“高点浓度”；

（5）、平滑系数（计数平滑系数）改为6０。

到此为止，仪表调试完毕，即可投入正常运行。

2、单点标定法：

⑴、当工业现场不具备将管道排空测零点时，可用下述方法标定：

将液层厚度的真实数字（单位为ｃｍ）送入参数“液层厚度Ｘ”；

将水的密度值“1.00”送入“低浓密度”；

将干矿的密度值送入“高浓密度”；

将“低浓浓度”参数中置入数值“０”；

将“高浓浓度”参数中置入数值“１００”；

从矿浆管道取样，记下仪表当时指示的计数值，再将改样品送化验室化验出浓度值。

将记下的仪表计数值置入“平滑系数”中（XXX.XX）

调整“零点计数率Ｎｏ”的数值，使得浓度显示值和取样化验的浓度值相等即可。

然后将“平滑系数”置“6０”，即可投入运行。

⑵、当工业现场可以将管道排空测零点时，可用下述方法标定：

将管道排空，记下此时的平滑计数率，将此计数值送入标定参数“零点计数”中。

使管道进料，运行，从浆液管道取样，记下仪表当时指示的计数值，再将该样品送化验室化验出浓度值。

将记下的仪表计数值置入“平滑系数”中，

调整“液层厚度Ｘ”的数值，使得浓度显示值和取样化验的浓度值相等即可。

然后将“平滑系数”置“6０”，即可投入运行。

【浓度计维护】

1、定期点检浓度计现场安装装置的使用状况，察看装置是否存在磨损及损坏，如果有，及时更换修复；是否覆盖大量矿浆，如果有，及时清理。

2、定期取样核对：

以2到3个月为周期，取样核实浓度计显示与实际生产指标偏差，偏差较大时需要进行浓度计校准。

3、浓度计校准：

当发现浓度计显示值和现场指标偏差时，根据浓度计标定方法进行校准。

【故障判断、排除与故障上报】

▪常用浓度计故障排查方法

1）逐级排查法：

按照终端——测量端的自上而下或自下而上逐级排除。

2）总分式排查法：

根据经验确定引起故障的可能故障点进行针对性排查。

常见故障

1、放射源未打开

若发现射线计数均特别低（几个到几十个），即可判断为放射源处于关闭状态。

2、信号变送器直流电源故障

当发现所有信号探测器的射线计数均为“0”时，可判断为变送器的直流电源故障。

3、电缆线故障

当发现某一探测器对应的射线计数均为“0”时，可判断为连接该探测器的电缆线的电源线不通。

当发现某一探测器的某一路没有计数输出（另一路有计数输出）时，可判断为该路对应的信号线断开。

4、电缆线故障检验办法:

在探测器正常连接的情况下，把信号变送器上的输入插头拔下，用万用表测量各插脚间的电阻。

在正常情况下：

电源线和地线：

10K左右，存在由大到小的电容器充电过程。

（5脚对1脚）

信号线和地线：

100K左右。

（2脚对1脚）

若某一组电阻为无穷大，即为电缆线断开。

5、干扰信号及探测器工作状态的判断

若怀疑现场存在干扰信号，可用下述方法判断：

关闭放射源，看计数是否降到本底。

如关掉放射源后计数不变化或计数仍很高，则证明有干扰信号存在。

6、稳峰电路的工作状态判断

从仪表记录下的高压历史数据可判断探测器稳峰电路的工作状态。

若高压不变，说明探测器温度稳定，光电倍增管未发生老化现象。

若高压缓慢升高，证明光电倍增管在老化，仪表稳峰电路工作正常。

若高压突然变为最大值或降为零，证明稳峰电路未工作。

7、稳峰处理

仪表中采用了先进的稳峰技术。

利用放射源本身发出的射线为稳峰电路的参考标准，使探测器输出射线脉冲的幅度达到极高的稳定性。

电路的电源接通时，必须保证放射源处于开启状态。

如果电路上电时放射源处于关闭状态，稳峰电路有时会失去参考标准，即没有标准脉冲供稳峰电路作为参考基准，使稳峰电路工作于不正常的工作状态，即所谓“跑峰现象”。

有时，跑峰后再打开放射源，电路也回不到稳定状态。

8、工控机故障

现场可能出现的问题：

（1）机器启动后不能正常进入程序，伴随蜂鸣报警，可检查内存是否存在问题。

（2）机器长时间运行后会造成积尘，导致显卡、电源和CPU散热不畅，可能造成死机现象。

现场可以先对上述部位进行除尘，然后检查电源风扇和CPU风扇运转是否正常。

注意：

现场工控机所处环境温度不要过高，空气湿度、粉尘度相对较小。

（3）工控机无法识别硬盘时，重启系统时会出现英文提示指出不能找到硬盘，可检查硬盘数据线是否插好，若仍然无法正常启动，然后检查硬盘容量是否适合当前机器配置。

▪故障上报

浓度计运行过程中如果出现故障，需要及时上报并处理，通常需要下述流程进行：

A.向用户负责人申报故障事件。

B.指明出现故障的设备。

C.详细陈述故障现象，陈述要求调理清晰，不能遗漏故障现象，不能虚构、夸张。

D.用户负责人联系我方相关技术人员，制定解决办法。

复习题：

1.浓度计的定义，用途？

2.浓度计的工作原理是什么？

3.DF-5420型浓度计的先进性有哪些？

4.浓度计测量装置有哪几种方式？

5.浓度计对被测料液的普遍要求有哪些？