DUST9702激光式粉尘监测仪

1、概述

　　DUST9702型基于烟尘粒子的背向散射原理，用于对固定污染源颗粒污染物进行在线连续测量。

2、适用范围
　　DUST9702可用于各种污染排放源的颗粒污染物浓度实时连续测量,可配套烟气监测系统,也可单独一台或几台连接成一套烟尘监测网络,共用一个前台。 仪器可适用于电厂,钢厂,水泥厂等烟尘监测,也可用于除尘设备及其它粉体工程的过程控制.

3、技术特点

  ●采用激光背散射原理,不怕烟道的机械振动及烟气温度不均造成的折射率不均造成的光束摆动.   ●单端安装,无需光路对中.   ●仪器设计贯彻“无工具”现场安装的思路，最大限度地降低现场安装的复杂度，仪器及防雨系统的安装仅电器连接需要一支螺丝刀，不必带连接螺栓、螺母，10分钟内即可完成安装，最大限度地减少由于现场安装调试带来的诸多问题.   ●采用标准4-20mA工业标准电流输出,连接方便.   ●仪器整体功耗非常小,大约5w左右.   ●一般标准设置参数可适用于烟道璧厚小于400，烟道直径大于仪器名牌标示（D.GT. 2000）,在特殊的要求条件下测量区大小可以订制. 用户也可以在经维护人员的认可及指导下调整.   

4、技术指标

  ●尺寸、重量: 160×160×250mm  4Kg   ●环境要求:     温度：-40℃~65℃/相对湿度：0-100%  R. H.   ●测量误差:     ±2%FS   ●介质条件:     温度  最高300℃（高温需定制）   ●信号输出:     4-20mA   ●最大输出负载:  500Ω   ●灵敏度:        2mg/m3   ●测量范围:     最小0-200mg/m3/最大0-10g/m3   ●可以测量烟囱大小: 1-15m   ●功耗:           3 W   ●供电:           DC 24V±10%
5 系统原理及构成       系统示意如图1所示.
                                                                                    图1 系统原理图   　　光学部分包括激光光源及功率控制、光电传感、散射光接收部分。激光器发出的650nm束以一个微小的角度射入排放源,激光束与烟尘粒子作用产生散射光,背向散射光通过接受系统进入传感器转变成电信号进行处理.电路部分实现光电转换、激光束的调制、信号放大、解调、光源的功率控制、V/I转换功能。校准器用于产生一稳定的光信号,对仪器进行零点及跨度校准.

6 系统安装及连接
　6．1安装准备DUST9702正确安装对其有效运行是很关键的，在安装时应咨询相关环保法规选择合适的安装点，咨询相关的维护人员。必须要考虑的关键因素如下：

　　1、光学头的安装位置，要考虑诸如振动、温度环境、气流的稳定性，气流上下游弯管或变径的距离，安装和维护通道的安全性也必须考虑。（一般而言虽然在气流不稳的地方DUST9702可以得到准确的实时测量值，但不满足等动参比的要求，所以不能准确的进行参比） 　　2、电源、电缆、布线管道、过载保护。 　　3、信号线的排布（距离、路由与其它电磁设备的互相干扰）。 　　4、进入烟道/囱，容易受到激光伤害，应禁止。     　6．2 安装   　系统安装配置如图1。 　●法兰预埋及焊接 　　法兰必须焊接在一个内直径〉65的钢管上，钢管必须埋置或焊接在烟囱/道上。法兰的预埋及焊接强度应能承受约15KG的烟尘监测仪的本体重量。在焊接施工时注意法兰的方位（图2）。须尽量缩短法兰和烟囱/道之间距，一般预留此尺寸为50-70mm作为扳手空间。仪器取样敏感区在其前面烟囱/道内1.5m左右。对于较小的烟囱如果烟囱内直径小于2.5米则需要在选用时定制. 　●连接发兰 　　烟尘监测仪本体与固定法兰通过四个直径8的螺栓连接,螺栓和紧固螺母(蝶形螺母)已经包含在标准配置中,不用再另外准备。包含防雨罩的配置注意在焊接固定的法兰和烟尘仪法兰之间放置烟尘仪防雨罩固定薄法兰片. 　●保护气连接 　　当法兰焊接在烟囱上后，如果烟囱内压力为负压〈-100帕，可以直接将风室及主机通过螺栓进行连接，如果烟囱内压力〉-100帕，则需要提供保护气源。 　　在负压的情况，可以在气室入气口端直接连接一个空气过滤器。 　　在正压的情况，则需要一个风机或压缩气源，需要保证气体是干净的空气，含尘量应小于200微克/立米。风机的压力应大于测点压力200Pa以上。 　　当测点为负压时可以直接将空气过滤器安装在烟尘仪本体上，如果测点为正压，则需在烟尘仪本体与过滤器之间串接一个高压风机。 　●电气连接 　　安装好系统后可以进行电缆连接，仪器提供了一个带四个接线端子的防水接头用于连接，图3示为接头的正面及反面接线端子。接线共有四个端子，其定义为： 　　0---机壳接地(安全地) 　　1---24VDAC电源正极 　　2---4-20mA电流输出正极 　　3---公共端（24VDAC电源负极和4-20mA电流输出负极） 　注意在电缆通过接线端子连接时，防水用的“O”圈及垫片不要忘记安装。
 　　　　　　　　　　   测点压力为负压的情况   测点压力为正压的情况   图1  系统安装示意图     图2  法兰的固定焊接方向

 

7 系统校准

　　系统配置一个校准器，用于进行零点及跨度的校准。校准时旋下蝶形螺母将主机拿下，将校准器的定位销对准主机上的销孔插入，可以从输出端子测量输出值。将校准工具旋转可依次检查零点及跨度点。 　　打开烟尘仪的后盖，可以看到在调整端面上有四个孔，在其旁边注明了‘Z’、‘S’、‘X’字样，分别代表零点、跨度点调整、工艺调整。用户在现场只容许进行零点和跨度点的调整。 如烟尘仪输出与标称值有偏差可以通过调整对应的可调电位器调整。 　　建议在仪器进行了一次修理及调整后进行一次校准。 　　无论对穿还是散射，烟尘颗粒的物性及大小及浓度都会对光信号产生影响，设定一个统一的量程不能完全适应不同的测量目标。在进行跨度校准时需要记下信号值的大小作为标准值，下次校准时依据此标准值进行校准。
　　　　　　　　　　　　

 

图4  烟尘仪的校准

8 仪器动态测量范围的设置

　　在DUST9702出厂前已据用户的反馈信息对动态范围进行了调整，但由于烟尘散射与烟尘的光学特性相关，虽然对一个具体的排放源而言相同的烟尘浓度对应相同的信号输出，但不同的排放源既使排放浓度相同由于烟尘颗粒物的光散射特性不同输出信号却可能有差异。这就有可能导致出厂前的动态范围的设置不太适合用户的现场条件，导致仪器安装后信号输出太低损失仪器的灵敏度或太高超出STEP_DUST的动态范围。 　　如果DUST9702安装在排放源后，读数一直低于测量量程的5%那么在进行参比试验前应增大信号的增益值。利用光学头电路板上的可调电阻把读数调整到满量程的10%以上，调整后使用校验工具将新的满度和跨度值记录下来，作为以后维护时的固定参考点。 　　如果DUST9702安装在排放源后读数超出满量程，那么在进行参比试验前应通过高调整光学头电路板上的电阻调低信号的增益值。调整后，必须使用标立工具进行校准，记录下满刻度及各个标输出信号值，以备以后维护时作为仪器的固定参考点。

9 维护

  首次安装维护 　　建议用户在系统安装后3天第一次检查仪器,而后30天再次检查,如无问题,则可以3个月为间隔检查STEP_DUST,此检查主要的检查光学窗口是否被污染,清洁风系统系统是否有效。   正常维护 　　正常情况下，建议每季度检查一次，如经首DUST9702次检查发现仪器环境恶劣，不能满足要求，用户需经常更换空气过滤器，则需要改变常规的维护时间，根据实际情况而定。 　　所有内部的光学器件出厂前经专用工具调整安装，用户不得进行调整。 　　在正常维护时，仅仅光学窗口需要清洁，清洁液为50%的酒精和蒸溜水的溶液，酒精要用化字纯级的，注意不要用含有油的酒精，用含有油分的酒精溶液清洁光学窗口时，当酒清发掉时仍有残留的油分。当光学窗口表面被烟尘弄脏时，必须进行清洁，否则会影响测量的结果的准确性。   空气过滤器 　　清洁系统有一个空气过滤器，保证灰尘不进入光学头。空气过滤器要定期清洁或更换，可把空气过滤器卸下,用风吹掉上面的灰尘,也可以用请水冲洗,如果过滤器过滤面无损伤,过滤器风阻不大,还可以继续使用,经常检查过滤器的工作状态，保证足够的清洁气。另外，要注意清洁过滤器的摆放位置，保证不让雨水等通过过滤器时入风机由及仪器内。
  注意： 　●DUST9702型使用了一个10mw，650nm的半导体激光器，激光束及反射光光直射入眼睛会造成严重的损害。 　●DUST9702型没被安装在烟囱/道前，不要进行上电操作。 　●当DUST9702型运行时，不要进入烟囱/道。 　●不得直视激光束及其反射光 　●在没有得到相应培训时，不得进行超出本手册范围的操作。