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1系统概述
●特点
1．一台分析仪可同时对四种气体进行分析测量
2．19英寸标准上架式3U箱，便于安装
3．具有自动标零及手动标零、标满功能
4．具有线性校准和温度补偿功能，提高了测量的准确性
5．具有报警输出功能
6．可以以ppm或mg/m3单位显示测量浓度
7．直观的面板菜单式按钮操作
8．较高性价比
2技术规格及外型尺寸
2.1技术规格
●测量参数：
SO2、NO、CO、CO2、HCL、CH4、O2（任选其中的1～4个参数）
●测量范围：
SO2：
最小测量范围0～100ppm，最大测量范围0～100%（测量量程在最大和最小值之间可选）
NO：
CO2：
最小测量范围0～10ppm，最大测量范围0～100%（测量量程在最大和最小值之间可选）
CO：
最小测量范围0～30ppm，最大测量范围0～100%（测量量程在最大和最小值之间可选）
O2：
最小测量范围0～1%，最大测量范围0～100%（测量量程在最大和最小值之间可选）
●采样方法：
直接抽取法
●环境温度限制（最低/最高）（℃）：
10～40℃
●电源：
220VAC,50Hz/60Hz
●功耗：
≤120W
●仪用空气要求：
无
●信号输出:
4～20mA、0～1VDC、0～5VDC、0～10VDC（可选）
●报警输出：
测量浓度高/低报警、采样流量报警（开关量输出）
SO2、NO、CO、CO2、HCL、CH4
O2
分析方法
非分散红外吸收法
顺磁法
检出下限
2ppm
0.1%
零点漂移
≤±
1%FS/周
0.05%FS/周
全幅漂移
0.5%FS/周
响应时间
≤4s
≤2s
线性度
1%
●进入气室的样气及标气要求：
最佳流量范围：
0.5～0.8LPM
压力：
≤2KPa
2.2外型尺寸
图2.1（外型尺寸图）
3测量原理
3.1非分散红外吸收法测量
每一种气体都能吸收一定波长范围内红外光光能，这上特定波长的范围取决于每种气体的化学成分；
吸收度与气体体积成比例。
MGA-3000系列分析仪就是基于此光学特性研制而成。
分析仪含有一红外光源（通常是加热的灯丝见图3.1），为达到被测气体的吸收波段，需过滤可见光以及不属于该气体分子吸收的特定波段的其它波长红外光。
热电检测器用于测量指定零条件（没吸收）和发生气体吸收时能量的不同。
进行浓度测量可通过在零状态和已知浓度范围的条件下校准分析仪而完成。
为了改善稳定性和有利于检测过程，可在3Hz—4Hz范围内调红外源，调节的频率取决于分析仪的类型。
吸收与浓度的相关性是非线性的。
正因如此，检测器的非线性输出须做调整，使其变为线性输出，并且以图表的形式来记录和显示。
IRGA分析仪的性能与样气中的干扰气体有关。
干扰气体通常是水气，该类气体的红外响应与被测气体的红外响应重叠，为减小这种重叠效应可通过过滤和选择吸收波段来进行。
吸收测量的标准是相对的，因此IRGA分析仪是相对测量而不是绝对测量，这与零气和标气是不同的。
根据气体的不同，可选用干空气或氮气作零气。
图3.1（光程系统图）
3.2顺磁法测量
氧气同其他气体相比有很高的顺磁性，因此可以利用氧气的顺磁性，测量气体中的含氧量。
非磁化性哑铃（内部充满N2）被一根细导线悬挂于一个磁场内磁场强度最强处。
当样气进入磁场时，样气中的氧气是顺磁性的，它被磁场所吸引，它有一个占据磁场最强处的趋向，这样它会推动哑铃偏离磁场的最强点，引起悬挂电缆的扭转，此扭转量是可以测量的，当导线扭转时，位于悬挂导线中间的一小镜子所反射的光就会发生偏移，该偏移可被一组光电池检测到并产生一个电流，该电流反馈给系统，系统就给线圈一个激励电流，该线圈产生一个驱动扭矩使导线回到初始位置，通过对电流强度的测量，就可以测出氧气的浓度，因为电流强度同样气中氧气的含量成正比。
这种方法，保证了高线性度，共存气体的影响最小化，高响应速度，当然，对机械振动很敏感。
4气路与线路连接
表4.1
序号
名称
规格
备注
1
气管
特氟龙管，Ф6×
Ф4，耐压值：
≥0.7MPa
2
电源电缆
RVV-1mm2-3芯
3
信号电缆
RVVP-1mm2，2X芯屏蔽电缆
X为所测气体数量
4.1气路连接
在分析仪箱体后面板（见图4.1）中四个气管压接接头，每个接头的上端均有字每标识，①“SAMPLEIN”为样气进气管接头，②“GASOUT”为废气出气管接头，③“ZEROIN”为零气（空气或氮气）进气管接头，④“SPANIN”为标气进气管接头。
图4.1（MGA-3000分析仪后面板）
4.2线路连接
4.2.1．电源连接：
220VAC电源采用三插的方式直接接入到后面板的三插座。
4.2.2．自动标零控制输出：
后面板三插座旁的接线端子“G+”和“G-”为自动标零24VDC输出（用于驱动相应的电器，确保在自动标零时有零气进行分析仪气室），其中自动标零根据用户可以启用或停用（停用时此输出无效）
4.2.3．RS232C串口：
RS232C用于数据/程序的传输（仅为生产调试时使用），工作时此接口不作任何连接
4.2.4．模拟量输出
MGA-3000多组份气体分析仪最多可测量四路气体（即：
最多有四路输出），输出类型为：
4～20mA、0～1VDC、0～5VDC、0～10VDC（同一台分析仪只能选择一种输出类型）。
输出接口见图4.1（MGA-3000分析仪后面板）的“OUTPUTS”八芯圆头DIN连接器。
1．4～20mA输出接线
“OUTPUTS”针脚见图4.2
1）第一路模拟输出：
脚3（+）、脚8（—）
2）第二路模拟输出：
脚7（+）、脚5（—）
3）第三路模拟输出：
脚2（+）、脚4（—）
4）第四路模拟输出：
脚6（+）、脚1（—）
图4.2
2．0～1VDC、0～5VDC、0～10VDC输出接线
脚7（+）、脚8（—）
脚2（+）、脚8（—）
脚6（+）、脚8（—）
●说明：
根据用户选择的不同测量气体采用相应的针脚输出。
测量一种气体则只有第一路输出；
当测量两种以上气体时按以下从高到低的顺序输出：
SO2、NO、CO、CO2、HCL、CH4、O2气
例1测量：
SO2、NO、O2（第一路模拟输出SO2、第二路模拟输出NO、第三路模拟输出O2）
例2测量：
SO2、O2（第一路模拟输出SO2、第二路模拟输出O2）
例3测量：
NO（第一路模拟输出NO）
4.2.5．报警输出
MGA-3000共有六个可选报警，用户可以自己选择其中的1～5种输出（通过面板菜单按钮操作）；
六个可选报警分别为：
采样流量超限报警、标定状态输出、第一路测量值超标报警、第二路测量值超标报警、第三路测量值超标报警、第四路测量值超标报警。
报警输出为继电器输出（每一路用户可设为常开或常闭）。
报警输出接口位于后面板见图4.1（ALARMS），引脚见图4.3。
1）第一路报警输出：
脚1、脚8
2）第二路报警输出：
脚2、脚9
3）第三路报警输出：
脚3、脚10
4）第四路报警输出：
脚4、脚11
5）第五路报警输出：
脚5、脚12
6）24VDC输出：
脚7（+）、脚14（—），24VDC输出最大负载为500mA（可用于继电器、指示灯）
7）脚6和脚13：
不使用（无连接）
图4.3
5操作
以下所有操作均以测量SO2、NO、O2为例进行说明，测量其它参数的操作方法与此完成相同。
5.1显示及操作方式
1．显示：
前面板液晶显示，可形成很好的对比和可见度，其主要功能是显示气体浓度、样气流量状态和按键功能
2．操作方式：
操作控制通过键盘上5个按键进行菜单驱动和存取并调整液晶屏（LCD）显示。
每个功能都标在LCD显示屏上。
执行功能操作时可选择菜单上相应的功能（按相应的按键），然后按照要求进行下一级操作，通常使用屏幕下面的菜单键可返回上一级菜单，确认信息或取消操作。
测量值显示采样流量按键功能（菜单）`
①
②
③
④
⑤
五个按键①②③④⑤的功能随界面的变化而变化
图5.1（显示图例：
测量SO2、NO、O2三种气体参数）
5.2运行
1．运行前检查
1）检查电源输入、报警输出、模拟量输出、自动标零输出是否正确；
2）气路的密封性是否良好
3）即将进入分析仪气室的样气流量是否符合要求
4）零气和标气是按规定要求提供（可以随时进行标零和标满，标气如通过标气瓶提供则必须将压力调节表调到20KPa）
2．上电开机
1）将MGA-3000后面板（见图4.1）的电源开关接通（置于“ON”位置），上电后屏幕依次显示图5.2和图5.3所示界面。
2）上电后20秒内屏幕上没有显示图5.2和图5.3所示界面，则可用小型一字螺丝刀（Ф3.5）调节后面板上的“LCD”电位器（见图4.1）直至屏幕显示适当亮度。
3）随后系统自动进入图5.4所示界面（进行系统预热状态）
4）如没有人为干预系统将保持图5.4所示界面约四十分钟（根据参数的多少以及环境温度的不同所用时间会有差异）之后进入图5.1所示主界面（系统正常工作测量状态）
5）系统保持图5.4所示界面（预热状态）三十分钟后，我们可以同时按下①号按键“RangeAdj.”和⑤号按键“Stp.Pump”强制进入图5.1所示主界面（系统正常工作测量状态）
图5.2
图5.3
图5.4
5.3校准
为确保测量值的准确性，测量气体之前，分析仪必须先进行调整，使其在没有测量气体时读数为零；
通入已知浓度的气体时，其读数应与浓度值相一致。
这两个调整操作分别称为标零和标满操作（分析仪出厂前已做标零和标满操作）。
用于标定的零气和标气通过后面板的接口进入气室。
零点和满量程的变化情况对于每个设备是不同的，其发生变化的时间间隔取决于进行标零或标满调整的次数：
可由计算重调前的测量误差来确定时间间隔。
如果误差小于满量程的0.5%，可加大时间间隔，如果测量值不够准确，则减小时间间隔。
一般标零调整要多于标满调整，因此通常每天一次标零，每周一次标满。
设备可以设置成每隔一定的时间自动标零，时间间隔可设置为1h-250h。
定期校准是十分重要的，它不仅可校准测量精度也能发现一段时间后显示值与实测值的差异。
5.3.1手动标零
在进行标零之前必须确保：
有零气接通并输出气体压力和流量正确。
如流量不正确则不能进行调零。
如有必要，将零气的气压微调至合适的流量值。
1）在图5.1所示界面中在主菜单上选择“Clib.”选项（选择①号按键），系统切换到图5.5所示校准选择界面；
2）在图5.5所示界面中在主菜单上选择“ZeroAdj.”选项（选择①号按键），系统切换到图5.6所示标零（零点校准）选择界面；
3）当读数稳定之后，选择你所需要进行标零的气体类型，这量我选择SO2气体（选择①号按键）。
按完SO2选择键后系统界面不变，但SO2将显示0ppm左右的数量（表示标零成功）；
如果数值变化很大并且处理不能重置为零，则屏幕上会显示警告信息。
根据分析仪的类型，警告信息为操作失败警告或提供粗略调零警告。
在选粗略调零之前，仔细检查以保证零气的正确，因为粗略调零要花几分钟时间，其间无法取消操作。
4）SO2标零完成之后可继续对其气体进行标零操作。
所有气体标零完成后选择“Back”选项（选择⑤号按键），系统回到上一界面（图5.5）
5）在图5.5所示界面中在主菜单上选择“Main”选项（选择⑤号按键），系统回到上主界面（图5.1），标零完成！
图5.5
图5.6
5.3.2手动标满
在进行标满之前必须确保：
有标气（以SO2气体为例）接通并输出气体压力和流量正确。
如有必要，将标气的气压微调至合适的流量值。
如果标气是一种已知比例浓度的混合气体，则对多气体分析仪进行调满是十分方便的。
如并不知道其比例浓度则必须对每一气体用相应的标气依次进行调满。
2）在图5.5所示界面中在主菜单上选择“SpanAdj.”选项（选择②号按键），系统切换到图5.7所示标满（满点校准）选择界面；
3）当读数稳定之后，选择SO2的气体类型（选择①号按键）。
按完SO2选择键后系统切换到图5.8所示标气值设置界面；
4）在图5.8所示标气值设置界面中可以通过“Gas–”（①号按键）和“Gas+”（②号按键）来改变所用标气的浓度值（调节完后Spangas：
500ppm表示所用SO2标气浓度为500ppm）；
5）在图5.8所示标气值设置界面中选择“SetSpan”选项（选择④号按键）进行SO2标满；
6）系统如标满成功则自动回到图5.7所示标满（满点校准）选择界面，同时SO2的显示为500ppm左右，此时可以进行其它气体的标满（当然在进行其它气体标满之前要求接通相应标气）；
系统如果标满失败（如标气出了问题）则系统回切换到图5.9所示警告界面（我们进行标气的检查）选择“O.K.”（选择⑤号按键）回到图5.7所示标满（满点校准）选择界面；
7）标满完成后在图5.7所示标满（满点校准）选择界面中选择“Back”（选择⑤号按键）回到图5.5界面，在图5.5界面中选择“Main”（选择⑤号按键）回到图5.1主界面，标满结束！
图5.7
图5.8
图5.9
5.3.3自动标零设置
分析仪能够根据用户要求设置一定时间间隔的自动标零（零点校准）。
自动标零不需要用户进行干预，当使用自动标零时要保证标零期间有符合要求的零气接入分析仪气室（通过分析仪后面板的自动标零24VDC控制输出“G+”和“G-”控制相应的零气控制部件）。
2）在图5.5所示界面中在主菜单上选择“Auto.Z”选项（选择③号按键），系统切换到图5.10所示自动标零时间设置界面；
3）在图5.10所示界面中在主菜单上选择“+”（①号按键）和“-”（②号按键）选项可改变自动标零的时间间隔（以小时为单位，可设范围为1～250小时）；
在该界面最后一行中显示了现在距离下一次自动标零的动态变化时间（所给图中时间为：
0.6小时-36分钟）；
4）如果系统已接入所有自动标零的相关设备（切换阀、零气等）并且可进行工作，则我们可以在图5.10中通过在主菜单上选择“AZNow”（④号按键）进行人为触发一次自动标零（不影响我们所设置的自动标零执行），执行人为触发自动标零后系统依次出现图5.11和图5.12两个界面（每界面都有一定时间的停留，约为3～5分钟，在进中可以选择“Cancel”取消正在进行的标零工作）之后自动标零完成系统回到图5.10所示自动标零时间设置界面；
5）自动标零时间设置及人为触发自动标零完成后，在图5.10所示自动标零时间设置界面中选择“Back”（选择⑤号按键）回到图5.5界面，在图5.5界面中选择“Main”（选择⑤号按键）回到图5.1主界面，设置结束！
图5.10
图5.11
图5.12
5.4报警输出设置
根据需要我们可以选择不同的报警输出（1～5种），如用户在订货前没有提出特殊要求我们所采用的软件可以输出四路报警，每一路报警的定义用户可以通过以下操作进行修改。
1）在图5.1所示界面中在主菜单上选择“Trips”选项（选择③号按键），系统切换到图5.13所示报警设置界面；
2）在图5.13所示界面中可以通过“+”（①号按键）和“-”（②号按键）选项；
3）在图5.13所示界面中在主菜单上“↑”（①号按键）和“↓”（②号按键）选项选择对四路报警输出的每一路进行修改设置；
选定要修改的项后该路的标号会反黑显示；
选择“Change”（④号按键）可进入该路的相关设置；
4）选择第1路报警输出并选择“Change”进入图5.14所示报警设置界面；
5）在图5.14中按键的功能说明：
①号按键“Gas”：
选择报警的类型（最多有六种选择：
a、流量报警“Flowerror”；
b、标零状态“Cliblnd.”；
c、所测气体参数浓度超限报警）
②号按键“Lopoint”：
此功能只有报警类型为气体参数浓度超限报警时才可用，按下此键则可进入所没浓度报警低点值设置界面（“+”为加，“-”为减，“Done”为确认）；
③号按键“Hipoint”：
此功能只有报警类型为气体参数浓度超限报警时才可用，按下此键则可进入所没浓度报警高点值设置界面（“+”为加，“-”为减，“Done”为确认）；
④号按键“contacts”：
改变报警输出为常开（n/o）”或常闭（n/c）型；
⑤号按键“Done”：
修改确认，回到上一界面。
图5.13
图5.14
5.5液晶显示标识说明
1．
表示气体浓度高于测量范围，读数太高。
2．
表示气体浓度低于测量范围，读数太低。
3．温度计符号:
表示系统处于预热阶段。
4．气体流量超限符号（系统同时可以报警输出）
6注意事项
1．MGA-3000分析仪无论处于何种工作状态，进入气室的气体（样气或标气）流量绝对不允许超过1升/分钟，否则将使MGA-3000分析仪的流量传感器损坏；
2．所有气路必须有很好的密封，分析仪出口气体（废气）不允许排到室内，否则可能会引超操作人员中毒；
3．进入分析仪的气体必须经过过滤和除水
4．标气浓度通常为量程的50%～80%
5．仪表室要求通风良好，降低因气体泄漏而带来的危险
7维护
7.1定期检查
如对设备进行有规律的维护则可避免一些问题发生，尤其是对那些与样气有接触的部件维护。
另外不同的气体成份可能直接或间接影响仪器内的光学部件。
1．水气
在开始使用该仪器时，如果不希望存在水气，在线路维修时应检查是否存在水气，尤其是在使用设备的前几周内。
如果使用的是透明气管，会在气管壁看到小水珠或者在气管的低位置处存积水滴。
使用非透明气管或钢管，在最低位置处将其断开，检查是否有水滴出。
如果有水存在，将会阻塞导管或者引起水气进入设备而影响气泵，还会影响光透射等。
2．粉尘
如果样气中含有粉尘可能会引起很多问题。
这些问题平常可能看不到，但经过一段时间问题会加大，进而影响气路。
粉尘可能会引起设备入口处的颗粒物过滤器阻塞，因而导致气流阻塞或气流降低。
作为维护线路的一部分，应经常检查入口过滤器，了解样气含粉尘的情况。
如果含粉尘，气路中必须安装合适的过滤器（精确到10μm以下），而且要按时更换。
要经常检查可能会有粉尘进入设备的地方，以保证透光性良好和性能可靠。
7.2设备检查
除过滤单元（如果已安装），气源堵塞清洁器（如果已安装），样气流调节器（如必要）和标零和标满调整装置外，设备的其它部分维护比较简单。
1．过滤单元（当已安装时）
如果安装了过滤器，要定时检查过滤器内化学物品的状况。
在化学物品完全失效前更换物品，否则会产生一系列问题。
如果使用失效的化学物品，会引起设备运行的不稳定。
更换或处理化学物品时，避免接触身体，而且过后要洗手。
化学物品处理要谨慎，而且要符合当地的健康和安全标准。
2．样气流量
要求保证样气稳定在一定范围内（0.5～0.8LPM），如流量超限检查样气和尾气管是否有损坏以及过滤的状况等。
如有必要，可使用泵速控制器或限流阀。
经过一段时间，如果气流量持续减小，则路路可能发生阻塞。
3．限流阀
对于零气和标气，通常在设备中装有限流阀。
这些气路同样有受阻塞的影响，需要对诸如此类的影响因素进行重新调整。
重新调整不是日常程序–调整之前，通常要检查标气和零气瓶，减压阀等。
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