浊度仪的日常操作与维护.ppt

1、浊度仪的日常操作与维护浊度仪的日常操作与维护SAAK-MAR Scientific Instrument Co.Ltd.NephelometerSAAK-MAR Scientific Instrument Co.Ltd.概概 述述vAurora-1000浊度计可以对环境大气中颗粒物的光学散射（即散射系数sp）进行连续、实时的测量。仪器内置温度和气压传感器，因而其测量结果将被自动地和实时地订正。v校准和零/跨（zero/span）检测是完全自动的，用户可以选用多种标气，并设定时间程序，定时进行自动校准及零跨检测。v可选配智能加热进气管，以消除相对湿度对散射特性的影响。用户可选择是否开启该加热装置

2、。v正面有液晶显示屏（4行）和操作键盘，通过简单的菜单选择操作完成上述设置。v数据存储器可以存储30天以上的资料，可通过RS232接口进行数据通讯。此外还有4个实时模拟输出埠。vAurora-1000浊度计还具有低功耗、寿命长、稳定的发光二极管（LED）光源和杰出的信噪比等一系列特点。SAAK-MAR Scientific Instrument Co.Ltd.技术规格（一）技术规格（一）v1.2.1测测量v测量范围：0.25 2000 Mm-1光散射角度：10 170后散射角度：90 170波长：450nm,520nm,700nm最低检测限：0.3 Mm-1，60秒积分时间样气流量：5 升/分

3、钟v1.2.2校准校准v供选标气：CO2、SF6、FM200、R-12、R-22、R-134自动校准间隔3，6，12，24小时，每周或用户自定时间。自动校准种类零点检测，标检测，零点及标检测，零点调整v1.2.3 电源电源v主电源：110 250V（交流，50或60Hz）电池：1114VDC耗电量：60VA（最大）SAAK-MAR Scientific Instrument Co.Ltd.技术规格（二）技术规格（二）v1.2.4工作条件工作条件v温度：040C相对湿度：1095%v1.2.5结构和物理尺寸结构和物理尺寸v重量：11.2kg机箱尺寸：700（宽）215（高）170（厚）mmv1.

4、2.6通讯和数据通讯和数据v通讯口：multidrop(RS232)；Serial port(RS232)外部I/O口：模拟 2 个电压输出2 个电流输出 2 个数码输入1 个数码输出数据属性：平均周期：1或5分钟存储参数：sp，空气温度，RH，压强值，气室温度和时间容量：45天的5分钟平均数据；10天的1分钟平均数据SAAK-MAR Scientific Instrument Co.Ltd.工作原理工作原理v 在采样泵的驱动下，空气通过进气管进入测量室，而后通过排气管排出。在测量室内，样品空气对LED（因为其可靠性更好，用来替代普通灯泡）的入射光产生散射，因而光电倍增管可检测到正比于入射光强

5、的散射光的电信号。v 测量室内安有隔板，只有一狭小锥体内的散射光可以到达光电倍增管，其散射角在10和70之间，并且阻挡多次散射杂散光进入光电倍增管。在这种条件下，光电倍增管产生的信号正比于样品空气的散射系数scat。测量室内还安装了光阱和大量隔板，可消除器壁对光源的反射光和杂散光，如对光电倍增管对面的散射光反射。SAAK-MAR Scientific Instrument Co.Ltd.测量原理测量原理v 仪器工作时，可进行三种测量，分别是：快门计数、灯源关闭（Dark count）、和测量计数。v图 2-1 光通道图v 样品空气温度传感器、测量室腔体温度传感器、气压传感器和相对湿度传感器分别

6、测量各自的环境参数。相对湿度的测量结果可用来控制打开外加热器（如果安装了该装置，并在启用的情况下）。测量室腔体温度的测量结果则用来控制打开内加热器，以防测量室内出现结露。气温和气压传感器用于将测量结果转换成标准温度和气压下的散射系数。SAAK-MAR Scientific Instrument Co.Ltd.快门计数快门计数v安装在测量室内的快门（如图1所示），每隔30秒，关闭约4秒钟。此时从光源发出的光，直设给快门，然后到光电倍增管（PMT），快门用已知透射比的材料制作。仪器可对测量系统的不同做调整。该测量与空气散射无关，而测量结果会被储存（作为关门计数），应为0.8M1.6M次。SAAK-

7、MAR Scientific Instrument Co.Ltd.暗计数暗计数v 光源会在不到一秒钟的时间内，定时闪亮、关闭，当灯源关闭时（Off），光电倍增管测量关闭次数，即当光源关闭时，背景光投射到PMT的计数。理想的结果应该是0，读数为5000时也属于正常。SAAK-MAR Scientific Instrument Co.Ltd.测量计数测量计数v 当快门和光源打开时，进行测量计数。PMT测到的次数，即是被测样气中颗粒物造成的光散射结果。测量室内光散组分浓度的增加（颗粒物浓度越高），测量计数也随之增多，通常在5K与500K次之间。SAAK-MAR Scientific Instrume

8、nt Co.Ltd.测量比（测量比（MR）v测量比（MR）是指测量系数（Cm）和快门计数（Csh）之比。v MR =Cm/Csh v 例如：如 Cm=15000&Csh=1200000,那么 MR=12.5 x 10 3v 因为 Csh 是一个已知、不变数，而MR与scat 成比例，但是如果测量系统发生变化（光的亮度、温度等），Cm 和 Csh 都要相应改变。MR是常数。但是样气的scat 有变化，只有Cm 值做相应改变。SAAK-MAR Scientific Instrument Co.Ltd.测量周期测量周期v测量时，光源会发出暂短的光波，每秒钟重复一次，每秒会计算暗计数，测量计数及测量比

9、（MR）。30秒钟计算一次快门计数。浊度仪每秒钟可计算出sp。SAAK-MAR Scientific Instrument Co.Ltd.校准原理校准原理 v 校准时，校准气和无尘空气通过测量室，已知两种气体的sg 和sp 值。将两种气体的测量比（MR）与已知的 sp 做图解，标出 sp 与测量比的线形关系。注意，在该线性关系图中，可以给光源关闭计数和快门计数的效果做补偿。SAAK-MAR Scientific Instrument Co.Ltd.校准结构框图校准结构框图SAAK-MAR Scientific Instrument Co.Ltd.校准稳定性校准稳定性v “完整校准”完成后，仪器

10、会给出校准稳定值（Cal stability）。该值是各种读数的平均值。v 在150个采样中，X=平均值，S=校准误差v 校准稳定性=100*（1 2S/X）v 如稳定性=95%校准误差=2.5%v 在做标/零校准时，校准稳定性应 大于97%。v SAAK-MAR Scientific Instrument Co.Ltd.仪器描述仪器描述v在采样泵驱动下，空气通过进样管进入测量室，而后通过废气管排出。v光源发出的光照射在测量室内的样品上。v样品空气对入射光产生散射。v测量室内有隔板，只有一狭小锥体内的散射光可以到达PMT，其散射角度在10 70之间，并且阻挡多次散射光进入PMT。vPMT产生的

11、信号与入射光成比例，因而也正比于样品空气的散射系数scat。v测量室内还安装了光阱和隔板，可消除器壁对光源的反射光和杂散光。v在每个波长均会重复上述步骤，无论是全散射还是后散射。后散射装有后散射快门，阻挡光源另一侧的光进入，去除前散射。vAurora-1000 浊度计的所有组件，放置在机箱内拆下前盖后，可看到所有组件。v见下图：SAAK-MAR Scientific Instrument Co.Ltd.Aurora-1000内视图内视图 SAAK-MAR Scientific Instrument Co.Ltd.测量室测量室v测量室是仪器最重要的部件。所有的光学件、电器及气路均放置在测量室内。

12、测量室经过密封，以防散光或空气进入。测量室用黑防腐铝材料制造，室内壁用无光泽黑色涂层，以减少内部墙散射。SAAK-MAR Scientific Instrument Co.Ltd.光电倍增管（光电倍增管（PMT）vPMT用来测定散射所产生的伴光，实际上是一个光子计数头，可产生电信号（频率），与伴光成比例。PMT的输出频率范围从OH2 1,600,000Hz。PMT工作所需的高压电由PMT本身供给。用一个黑橡胶盖，盖住PMT，尽量减少散光进入。SAAK-MAR Scientific Instrument Co.Ltd.快门快门v快门用来检测仪器的工作状况，并给测量系统的偏差做补偿（比如光的亮度，

13、或墙散射等）。快门用已知透射比的材料制作。装在一个旋转式电子阀上。当快门打开时，“快门计数”可达0.8M1.6M。SAAK-MAR Scientific Instrument Co.Ltd.光源光源v光源是一组高能LED（520nm），较传统的闪光灯，LED有着高可靠性和稳定性的特点，并且发亮时间长，积分时间也相对延长。vLED装在一个黑色灯板上，可容易地拆下进行清洗。在光源的前面，装有玻璃扩散器，每一个LED均聚光在扩散器的中心点，它可确保LED光的均匀散射。每个LED有其独立的电流设定点，因此光的散射角度为。SAAK-MAR Scientific Instrument Co.Ltd.采样泵

14、采样泵v采样泵将空气由采样入口吸入，通过测量室，再从排气口排放掉。泵是连续工作，只在校准和启动时停止。SAAK-MAR Scientific Instrument Co.Ltd.零气泵零气泵v零气泵是一台 12VDC的隔膜泵。在“零校准”和“零检测”时，提供无尘的空气源。在测量模式，泵不工作，在泵的入口用1个DFU过滤器。SAAK-MAR Scientific Instrument Co.Ltd.零气过滤器零气过滤器v过滤器与零气泵一起使用，过滤效果大于99.5%，去除的颗粒物尺寸大于0.1微米。SAAK-MAR Scientific Instrument Co.Ltd.零零/标阀标阀v零/标

15、阀是一个 12V的电磁阀，在做跨度校准和检测时启用，启动后，校准气进入测量室，进行校准。SAAK-MAR Scientific Instrument Co.Ltd.温度温度/相关湿度传感器相关湿度传感器v 该传感器装在样气通道，测量室入气口附近。传感器由微处理板控制，内置储存器可储存已记录的数据。温度传感器测量样气温度，并给sp 的STP做补偿（STP标准温度及压力）。校准时，还可计算校准气的散射系数。v相对湿度传感器测量样气的RH（相对湿度）。数据用来控制采样管加热器，使样气的湿度降到设定值。SAAK-MAR Scientific Instrument Co.Ltd.压力传感器压力传感器v该

16、传感器装在微处理板上，与测量室连接，测量室压、测定的压力值用于sp 与STP的置换。压力值记录在储存器内，压力传感器还可用作计算校准气的散射系数。SAAK-MAR Scientific Instrument Co.Ltd.加热装置加热装置v加热装置用来控制室腔温度，温度传感器装在室壁上（光源附近），加热器由微处理板控制，使测量室温度与空气温度一致。这样，可避免测量室内出现冷凝。该温度值也会记录在储存器内。SAAK-MAR Scientific Instrument Co.Ltd.微处理板微处理板v微处理板是Aurora-1000的核心部分，可获取PMT 接收的初始计数数据，并将其转换为sp 值。它可控制泵、电磁阀和光源。可以储存数据，提供RS232数据及远程控制。还可控制LCD显示和键盘，用户可以查看、修改参数。微处理板的下载程序安装在EEPROM内，用串行口可作升级，还带有用于数据储存的时钟，及自动零点校准控制功能。校准参数和用户的设定也存储在EEPROM中，在断电时，不会丢失数据。SAAK-MAR Scientific Instrument Co.Ltd.仪器的安装仪器的安装SAA