硬度测量仪用户手册SP510.docx
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硬度测量仪用户手册SP510
CAT.NO.54100-18
SP-510TM
硬度测量仪器（硬度计）
用户手册
质量保证
哈希公司证明本仪器在出厂前经过了彻底的测试和审查，发现其符合公司公布的详细规格。
SP-510TM硬度测量仪已经过测试，证明符合下列的仪器标准：
产品安全性
SP-510TM硬度测量仪满足下列安全标准：
UL3101-1（ETLListing#H0492805390）
CSAC22.2No.1010.1（ETLcCertification#H0492805390）
EN61010-1（IEC1010-1）per73/23/EEC认证工作由哈西公司完成，支持性的测试记录由IntertekTestingServices完成
抗干扰性
SP-510TM硬度测量仪通过了EMC认证
由哈希公司根据89/336/EECEMC认证其符合欧共体标准EN61326：
1998（对用于测量，控制及试验室用途的电气设备的电磁兼容性（EMC）的多项要求），支持试验由哈希公司记录存档，由哈希公司确认符合标准。
通过的标准包括：
IEC1000-4-2:
1995（EN61000-4-2:
1995）抗静电放电干扰特性（标准B）
IEC1000-4-3:
1995（EN61000-4-3:
1996）抗辐射RF电磁场干扰特性（标准A）
IEC1000-4-4:
1995（EN61000-4-5:
1995）电力快速瞬间流/峰值冲击（标准B）
IEC1000-4-5:
1995（EN61000-4-5:
1995）振荡（标准B）
IEC1000-4-6:
1996（EN61000-4-6:
1996）RF电磁场引起的传输干扰（标准A）
IEC1000-4-11:
1994（EN61000-4-11:
1994）电压倾角/短促干扰（标准B）
其它的抗干扰标准包括：
ENV50204：
1996数字电话引起的辐射电磁场（标准A）
射频发射：
SP-510TM硬度测量仪的射频发射测试结果满足下面标准：
符合89/336/EECEMC:
EN61326:
1998（关于测试、控制和实验室用电子设备的EMC要求）TBD类发射限值。
支持性的测试记录是由HewlettPackard,FortCollins,科罗拉多硬件测试中心（A2LA#0905-01）完成的，认证工作是由哈希公司完成。
标准包括：
EN61000-3-2由电力设备引起的协调性扰动
EN61000-3-3由电力设备引起的电压波动（抖动）干扰
质量保证（续）
其它的标准包括：
EN55011（CISPR11），TBD类发射限值（测试时间为99年4月21号）。
加拿大引起干扰设备的规定，IECS-003:
A类发射限值：
支持性的测试记录是由HewlettPackard,FortCollins,科罗拉多硬件测试中心（A2LA#0905-01）完成的，认证工作是由哈希公司完成的。
A类数字设备符合加拿大“引起干扰设备的规定”的所有要求。
FCC第15部分，A类限值：
支持性的测试记录是由HewlettPackard,FortCollins,科罗拉多硬件测试中心（A2LA#0905-01）完成的，认证工作是由哈希公司完成的。
该设备遵照FCC规定中第15部分的要求，其操作服从下面两个条件：
（1）这个设备不能够引起有害的干扰，并且
（2）这个设备必须能够耐受其所受到的任何干扰，包括可能会引起不当操作的干扰。
针对该设备所进行的任何未得到认证方明确批准的更改或者修改都将意味着废止了用户对该仪器的操作授权。
本设备已经经过测试，证明其符合条例FCC规定中第15部分A类数字设备的限值。
设计这些限值是为了提供一个合理的保护以避免该设备作为商业用途时引起有害的干扰。
如果未按照指导手册进行安装和使用，该设备产生、使用以及能够辐射的无线电频率能量可能会对无线电通讯产生有害影响。
本设备如果安装在居民区可能会引起有害的干扰，在这种情况下用户将被要求自行付费来消除这种干扰。
下列降低干扰问题的技术可以很容易地被使用。
1．断开SP-510TM硬度测量仪的外部电源来验证仪器是否是干扰源。
2．如果SP-510TM硬度测量仪与另一台设备使用同一个电源插座而造成干扰，请试用另一电源插座。
3．让SP-510TM硬度测量仪及其电源远离受到干扰的设备。
4．为受到干扰的设备重新配置接收天线。
5．考虑将上述方法同时使用。
安全警示
在开箱、安装或操作仪器之前请阅读本手册的全部内容，特别要注意所有的危险警示和注意事项。
如果不这样做可能会对操作者导致严重的人身伤害或对仪器造成损坏。
为确保本仪器所提供的保护措施免受损害，请不要以本手册规定以外的方式使用或者安装本仪器。
危险指示信息
如果存在多种危险，本手册将对应其最大危害程度分别使用指示性的词汇（危险、小心、注意）
危险（DANGER）
表示潜在的或者是迫近的危险情况，如果没有避免的话将导致死亡或者严重的伤害。
小心（CAUTION）
表示可能有害的情况，这种情况可能导致轻微的或中度的伤害。
注意（NOTE）
需要特别强调的信息。
警告标记
请阅读贴在仪器上的所有标记和标签。
如果没有严格遵守它们的话可能发生人员伤害或仪器损坏。
如果仪器上标明了这个符号，请参考仪器手册和/或安全信息。
如果仪器上标明了这个符号，表示操作时需要保护眼睛。
第17页第2.1部分：
仪器使用环境
第21页第2.4部分：
流路管道安装
第23页第2.6部分：
空气净化
第26页第2.8部分：
电路连接
第26页第2.8.1部分：
连接电源线
第28页第2.8.2部分：
仪器的接线
第8页第2.8.3部分：
交流电压的电压值控制
第29页第2.8.4部分：
连接警报线
安全警示（续）
第35页第三部分：
仪器启动
第43页第五部分：
仪器维护
第43页第5.1部分：
定期维护
第46页第5.2部分：
不定期维护
第46页第5.2.2部分：
更换保险丝
技术参数
一般参数
硬水/软水显示：
两个发光二极管（LED）用来做指示器件，其中一个指示硬水，另一个指示软水。
时间延迟：
两次读数的结果都高于跳变点时，显示结果才能从软水转换到硬水；而硬水显示到软水显示的转换只需要一次读数的结果低于跳变点。
跳变点：
可选择1.0,2.0,5.0,10.0,20.0,50.0,100.0mg/L（CaCO3）
测定试剂：
每个跳变点需要特定的缓冲液和指示剂
跳变点
缓冲液Cat.No.
指示剂Cat.No.
1mg/L
27685-49
27690-49
2mg/L
27685-49
27691-49
5mg/L
27685-49
27692-49
10mg/L
27685-49
27692-49
20mg/L
27685-49
27692-49
50mg/L
27685-49
27692-49
100mg/L
27685-49
27692-49
试剂瓶容积：
500mL
试剂保存期限：
1年
试剂消耗速度：
每瓶500mL的试剂能使用2个月
进样速度：
60赫兹下新样品每1.9±5%分钟进样一次；50赫兹下新样品每2.3±5%分钟进样一次。
控制元件：
电源开关（ON/Off）、取消警报（ALARMOFF）、零点设置（ZEROCAL）、硬度测量（HARDCAL）
仪器维护：
每两个月重新校正一次，每6个月更换一次泵管。
技术参数（续）
性能说明：
名义警报点
最低跳变值
最高跳变值
1mg/L
0.75mg/L
1.25mg/L
2mg/L
1.5mg/L
2.5mg/L
5mg/L
3.75mg/L
6.25mg/L
10mg/L
7.5mg/L
12.5mg/L
20mg/L
15.0mg/L
25.0mg/L
50mg/L
37.5mg/L
62.5mg/L
100mg/L
75.0mg/L
125.0mg/L
重现性：
跳变点为1和2mg/L时，允许有±10%的误差；其他的跳变点允许有±4%的误差。
环境规格：
操作湿度范围：
5到95%，无水汽凝结现象
库存温度范围：
-40℃到+60℃（-40℉到+140℉）
操作温度范围：
5℃到40℃（32℉到104℉）
温度对跳变点的影响：
1mg/L
-0.03mg/L/℃
2mg/L
-0.03mg/L/℃
5mg/L
-0.06mg/L/℃
10mg/L
-0.08mg/L/℃
20mg/L
-0.09mg/L/℃
50mg/L
-0.29mg/L/℃
100mg/L
-0.60mg/L/℃
电气规格：
电源要求：
115/230伏（仪器内部含有切换开关），70VA，50/60赫兹，1.25安培保险丝（请参考28页的第2.8.3部分）
安装规格：
П
电路连接：
两个3线端子板，电线直径12-18AWG，提供小孔用于两根1/2”导线管的安装。
硬水报警继电器：
当硬水显示器工作时SPDT继电器开始启动（报警可以通过在前键区取消）
接点容量：
100-240伏时可容许5安电流。
光学规格：
光源：
一级光电二极管（光发射二极管），它的中心波长是610纳米，最少有50,000小时的使用寿命。
技术参数（续）
检测器：
硅光探测器
光程长度：
0.35”
机械规格：
外壳：
环境等级IP62
尺寸：
大约42×31.5×18厘米（16.5×12.5×7英寸）（请参考运输时空间要求示意图）
箱体结构：
IP62仪器外壳上带有密封门
安装：
墙上固定
装运重量：
11.3公斤（25lbs）
水力规格（采样要求）：
进样到样品处理单元的速度：
每分钟50-500mL
仪器入口压力：
1到5psig，最优压力为1.5psig，压力超过5psig会导致进样管破坏。
样品处理单元的入口压力：
1.5到75psig
入口安装接口：
带有快速安装接口的1/4”OD聚乙烯管
出口安装接口：
带有hosebarb的1/2”ID软管
样品温度范围：
5℃到40℃（41℉到104℉）
样品处理单元：
仪器自提供样品处理
第一部分总体说明
1.1仪器描述
SP-510TM硬度测量仪（如图1）是用来连续监测软水器出水是否超标的仪器，当软水器出现故障导致出水超标时，硬度测量仪能够及时反应出来。
它能够协同商用或工业用软水器的自动控制系统一起工作，指导软水器启动再生程序。
硬度测量仪也可以用于其他需要测定硬度的场合。
选择合适的硬度指示点和缓冲试剂，硬度测量仪可以在1、2、5、10、20、50或100mg/L（CaCO3）跳变点上发出警报。
当进水硬度值超过预先设定的跳变点时，报警单元会延迟响应，闭合正常状态下的断开接点，并断开正常状态下的闭合接点。
这些干接点（Drycontacts）可以用来启动报警器和/或者启动软水器的再生程序。
控制面板上的指示器会显示“硬水（hard）”或“软水（soft）”状态。
SP-510TM硬度测量仪的外壳符合国际电工委员会的IP62perIEC529标准，外壳具有防尘和抗形变功能，但是它不适合在户外使用。
仪器在设计上使电路元件与液压元件隔离，窗口的设置可以让操作者在不打开仪器外壳的情况下监视内部的指示器和试剂供应情况。
图1SP-510TM型硬度测量仪
第一部分总体说明（续）
1.2操作原理
硬度测量仪使用一种颜色指示剂进行工作，这种指示剂先与缓冲液作用，再与进入仪器的水样混合后能够显色；在样品池中有一个比色计，光源穿过比色计中的溶液进入探测器，探测器能够给出光度测量的结果。
注：
一级光发射二极管（LED）用做色度测量光源，不要直视光线以防止损伤眼睛。
光源发出的光通过样品池后，正好有50%的光透过并到达探测器时，此时仪器处于名义跳变点状态。
低于50%，样品/试剂混合物是蓝色的，样品硬度增大时，混合物颜色会逐渐变成红色。
因为色度测量的光源是橙色发光二极管，蓝色溶液能够吸收橙色的光，并阻断它通过样品池；而红色溶液不能吸收橙色的光，发光二极管发出的橙色光可以透过样品池照射到探测器，此时硬度测量仪就会处于硬水指示状态。
当溶液中的指示剂全部与样品的硬度发生反应时，光源的光能够最大程度的通过样品池，此时再增大样品的硬度也不会对混合液的颜色产生任何影响。
蠕动泵/阀用来控制一个测量周期中进样的速度，并把缓冲液和指示剂溶液注射进配量体积中。
泵/阀使用电动凸轮驱动滚轮，滚轮挤压特殊的厚壁软管，可以把流体输送出去。
整个操作顺序如下。
1．打开进样管路，直到有足够的样品充满进样管路和测量池；进行进样的同时，打开试剂进样阀和驱动泵，让试剂充满试剂管。
2．关闭进样管路，让测量池中的样品保持新鲜，测量池的容量通过一个溢流堰进行控制。
3．关闭试剂进样管路。
4．打开试剂流出阀，通过蠕动泵驱动试剂进入测量池，固定在测量池下面的磁力搅拌器搅动溶液使试剂和样品混合均匀，保证足够的时间用于试剂和样品的反应。
5．转动马达上的光断路器打开光路，电子监视器测定信号。
一个测量周期大概需要2分钟。
安装
危险提示
手册中这节的某些任务具有安全问题，这些安全问题没有解决时，会对人和仪器造成潜在的危害，哈西公司郑重提醒各位认证的人员认真阅读安装规范，并仔细参考相关的仪器说明。
第二部分安装
2.1
仪器使用环境
SP-510TM硬度测量仪的外壳已经被测试符合国际电工委员会的IP62perIEC529标准，它是普适的，并仅用于室内安装。
环境温度必须在5℃到40℃（41℉到104℉）之间，并且温度需要大致稳定。
不要将仪器安装在阳光直射的地方，以防止漏水。
2.2仪器开箱
当从航运集装箱内卸下SP-510TM硬度测量仪时，仔细检验每一项在运输中可能损坏的地方。
检查是否含有Cat.No.55164-00的安装配件和Cat.No.55165-00维护配件。
如果仪器有明显的损害或者货运不全，请与哈希公司用户服务部（HachCustomerService,Loveland,Colorado,免费服务电话800-227-4224）联系。
在美国之外的顾客可与当地哈希公司的办事处或其分部联系。
安装配件和维护配件的详细信息列在替换零件章节。
第二部分安装（续）
2.3仪器在墙上固定
仪器盒被设计成在壁上安装的结构，请参考图2、图3和图4，分别是安装尺寸和其他安装信息。
仪器使用¼英寸螺钉固定到墙壁上，将仪器固定到离样本点尽量近的地方，来保证每一次测量后能对进样管进行充分的清洗。
对仪器和的侧面和地面清洗干净以方便管道和电线的安装。
图2SP-510硬度测量仪尺寸（之一）
第二部分安装（续）
图3SP-510硬度测量仪尺寸（之二）
第二部分安装（续）
图4SP-510硬度测量仪尺寸（之三）
第二部分安装（续）
2.4
流路管道安装
进样接口和排液接口都在仪器的底部，进样接口是一种快速接口，可以与¼英寸外直径的管线直接连接，连接时直接推动管线到接口上即可。
管道正确安装时，可以清晰的感觉有两个制动销。
如果没有正确安装管道，当水压到一定程度时，管线会从接口脱落掉。
排液接口设计成与½英寸内直径软管连接（未提供）。
根据政府和联邦法律，样品排放口和外壳排放口必须安装稳定，请联系当地管理机构以获得帮助。
第二部分安装（续）
图5流路管道安装
2.5安装进样管道
为了最优化硬度测量仪的工作状态，选择一个合适的、有代表性的取样点是非常重要的，取样点必须在整个处理系统中具有代表性。
在水质软化系统中，如果取样点离加药点很近的话，药剂与待软化水混合不充分，反应不完全，这样会导致硬度检测仪测量结果发生漂移现象。
在待检测的水样管道中，取样点最好选择在粗管道的边壁或者中心位置，这样可以减小管道底部沉淀物或管道上部空气进入硬度测量仪的机会。
图6所示的是几种连接的方式，其中最后2种是较标准的。
图6待测管道中的取样位置
第二部分安装（续）
2.6
空气净化
如果硬度测量仪处在一个高湿度和/或者含有腐蚀性气体的环境中，空气净化设备是必需的。
空气净化的目的是让测量仪处在一个微副压状态下，并保持仪器内部是干燥的。
空气净化接口在硬度测量仪外壳的左侧，安装时，用快速接口扳手将接口上的塞子去除，然后将1/4英寸聚乙烯管推进去，管道正确安装时，我们可以明显的感觉有两个制动销。
如果没有正确安装管道，当气压到一定程度时，管线会从接口脱落掉。
请使用干燥、无油的空气。
2.7样品处理
所有样品都进行抽样处理，基本的处理部件随测量仪一起出售，这种设备使用一个才，它可以去除大颗粒的杂质。
注：
当排水三通安装的位置高于仪器多于两英尺时，形成多余的正压会导致仪器漏水。
初始进样管道中有一个球形阀，它有一个支路连接到过滤器。
通过调节球形阀可以控制进入过滤器的水流量。
当进水水样较脏时，加大进入过滤器的支路流量，可以让水质变好；进水是连续流时，可以调节开放部位控制水质。
调节进样管道中的球形阀，还可以控制从过滤器进入测量仪的水流流量。
将排水三通的支路中心线固定到高于仪器两英尺的地方（参考图7），安装正确时，排水三通支路上的真空调节阀不仅可以防止进样口处于负压状态，而且能够形成合适的正压环境，将样品输送到测量仪中。
2.7.1安装样品处理部件
安装样品处理部件时，请参考图7——系统结构图。
•用特氟纶（聚四氟乙烯）（已提供）带子将螺纹接口密封。
•将管线正确安装到接口上时，可以明显感觉两个制动销，第一个在管子跳过夹持圈时，第二个在管子底部全部完全进入接口时。
安装不正确时会导致漏水，当拔出管子时需要特别小心。
•用锋利的小刀将用于安装的管材断面削成圆弧状，千万不要让断面形成倒角。
•接口被设计成与¼英寸OD塑料管连接，这些管材作为配件一块出售，推荐使用的管材包括聚四氟乙烯（PTFE）和高密度聚乙烯（HDPE）管。
接口不适合与硬管或者金属管连接，它们会划出接口。
注：
为了安装管材，戴上橡胶或者其他材料的手套可以方便将管材推进接口，安装时必须感觉到两个制动销，否则管子将没有完全安装成功并导致接口漏水。
第二部分安装（续）
2.7.2样品处理单元
按照图7安装高头调节器和过滤器，确保样品进入样品处理部件的压力在1.5-75psg之间，请参考第2.7节关于样品处理单元的介绍。
1．用球形阀调节样品流量，当杠杆垂直于阀体时，阀门完全关闭，同样当杠杆平行于阀体时，阀门完全打开。
2．观察未过滤的水样流路支路（透明管，图7中的第18项），确保此支路被调节到一直通过流体。
3．用球形阀（图7中的第19项）关闭通向测定仪的流路。
表1样品处理部件列表
项次号
描述
数量
Cat.NO.
1
夹子，导管架，1英寸
4
47349-00
2
管接头，1英寸，SCH40，PVC管
1
54175-00
3
管接头，½英寸FPT×1/2FPTPVC
1
54176-00
4
接头，套管，PVC，六角
2
23002-00
5
接头，主承接管，1/2英寸O.D.1/2NPT
1
54180-00
6
接头，三通，1英寸×1英寸
1
46622-00
7
接头，管连接件，Male（1/4英寸管件）
3
51246-00
8
接头，管连接件，Male（1/2英寸管件）
2
51262-00
9
接头，管件，1/2英寸O.D.×1/2英寸MaleNPT
1
54178-00
10
接头，管件，1/2英寸O.D.，中间弯接头
1
54179-00
11
接头，管件，1/2英寸O.D.，中间直接头
1
54181-00
12
管，1英寸直径，PVC
1
51239-00
13
管，排水管，透明
1
54174-00
14
过滤器，Y-形状
1
54183-00
过滤元件，40筛孔，（过滤器和保养箱中各有一个）
1
54184-00
15
Teflon®，0.25英寸
1
70608-24
16
软管，聚乙烯，0.250O.D.0.040W，黑色
15英尺
30616-00
17
软管，聚乙烯，0.500O.D.0.062W，黑色
10英尺
51159-00
18
阀门，球形阀，PVC，1/2NPT，PVC
1
54177-00
19
阀门，球形阀，PVC，1/4NPT，PVC
1
51395-00
第二部分安装（续）
图7样品处理部件
第二部分安装（续）
2.8
电路连接
所有的电源接线都通过仪器左上部的透眼通道连接的。
装运时，仪器最上部的孔要进行油封，中间和底部的孔也要用塞子密封。
电源和继电器的电线接口是国际电气制造业协会（NEMA）推荐的标准接口。
中间孔是连接继电器接口，最低的孔是连接电源的接口。
如果仪器没有继电器接口，为了符合国际电器制造业协会的IEC529IP62标准，必须安装油封孔代替，请参考“更换元件”部分。
图8电路接口和空气净化接口的位置
2.8.1
连接电源线
电源线接口位于电路隔离室的左侧，打开用户检修盖，我们就可以找到它，它在接线条上面。
请参考图10。
在生产和工业应用上，大多数国家的电工规程要求交流电接线必须是硬式连线（hard-wired），且包含在布线系统中，SP-510TM硬度测量仪的设计符合这种要求。
第二部分安装（续）
图9电路隔离室检修盖的位置和打开方法
注：
如果本地电气规程允许使用电源软线，可以使用带有NEMA型号电缆和标准115V北美型号（NorthAmerican-Style）插头的105VUL/CSA电源软线或者带有NEMA型号电缆和欧洲大陆型号（ContinentalEuropean-Style）插头的230VVDE电源软线。
哈西公司郑重推荐使用电缆进行连线，这是基于下面两方面的考虑。
1．大多数国家的电气规程要求使用电缆连线。
2．使用金属电缆可以增强仪器对雷击电涌（lightingsurges）和交流电瞬时高能（ACpowertransient）的抵抗性；
另外，电气和仪器标准都要求仪器具有将电源从产品上移出的方式，SP-510TM硬度测量仪自提供一个电源开关，它位于仪器外壳的内部；如果用户打算关闭继电器的电源，用户需要自己在仪器的外部安装一个开关盒或者电源插头（PowerCord）。
只有当当地的电气规程允许使用电源插头的情况下，用户才能安装电源插头，这种规定的原因前面章节中已经阐述过。
在硬式布线（hanrd-wired）电路系统中，仪器的电源和接地架空引入线的长度不能超过6米（20英尺），除非金属电缆经过了交流屏蔽，这种线允许有18-12AWG。
应用中，当当地的电器规程允许且电源电涌（powersurges）和电源瞬时高能（powertransient）的影响可以忽略的情况下，可以使用18号
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