1、LGA-4100 半导体激光气体分析仪半导体激光气体分析仪 运行维护手册运行维护手册 Rev 1.32 Focused Photonics Inc. 聚光科技(杭州)有限公司 FOCUSED PHOTONICS INC LGA-4100 半导体激光气体分析仪 运行维护手册 I FOCUSED PHOTONICS INC 前前 言言 本手册较为详细地介绍了 LGA-4100 半导体激光气体分析仪的开机运行、日常维护、故障处理等几方 面内容。最后一部分是 LGA 系列半导体激光气体分析仪的维护工巡检规程。 本手册主要读者对象是 LGA-4100 分析仪的使用和维护人员，要求对激光分析仪的外围结构和
2、分析原 理有一定的了解。 产品规格如有更新，恕不另行通知。 为确保用户在使用和维护本仪器时的人身安全，避免财产损失，在本手册中有相关注意和警示信息。 此类信息以特定图标显示，并附有相应的解释文字，为避免不恰当的操作提供了合理建议。本手册所使用 图标释意如下： 注意注意：这里的文字指出了在产品使用过程中需注意的重要信息，或手册中需特别关注的部分。 本公司的客户服务部的联系方式： 客服热线：4007 007 555 传真：0571-86791505 E-MAIL：tech_supportfpi- 网址：www.fpi- LGA-4100 半导体激光气体分析仪 运行维护手册 I FOCUSED PH
3、OTONICS INC 目目 录录 1 LGA-4100 半导体激光气体分析仪结构组成和测量原理 . 1 1.1 LGA-4100 半导体激光气体分析仪由那些功能单元组成、这些单元分别有什么作用？ . 1 1.2 LGA-4100 分析仪的测量原理是什么? . 2 1.3 激光分析仪表的优势是什么？为什么？ . 2 2 仪表使用 . 4 2.1 LGA-4100 分析仪是怎样开机的？上电前要注意什么？ . 4 2.2 LGA-4100 分析仪在开机后需要作那些参数设定？ . 6 2.3 LGA-4100 分析仪的输入、输出有那些？ . 8 2.4 仪表的透过率是什么概念，和仪表的测量值有何关系
4、？ . 8 2.5 LGA-4100 分析仪为什么需要吹扫，吹扫气体的作用是什么？ . 9 2.6 吹扫气体中含有被测气体为什么会影响测量值，如何解决？ . 10 3 日常维护和仪表标定 . 11 3.1 LGA-4100 分析仪日常巡检该检那些内容？ . 11 3.2 LGA-4100 分析仪的标定周期多长，如何标定？ . 11 3.3 误操作或标定失败后如何恢复测量参数？ . 14 4 常见故障处理 . 15 4.1 测量值偏低或偏高（与手工分析比较，与经验值比较）该如何处理？ . 15 4.2 仪表透过率过低时，该如何处理？ . 17 5 维护工巡检规程（LGA 系列半导体激光气体分析仪
5、） . 20 LGA-4100 半导体激光气体分析仪 运行维护手册 FOCUSED PHOTONICS INC 1 LGA-4100 半导体半导体激光气体分析仪结构组成和测量原理激光气体分析仪结构组成和测量原理 1.1 LGA-4100 半导体激光气体分析仪由那些功能单元组成半导体激光气体分析仪由那些功能单元组成、这些单元分别有什么作用？、这些单元分别有什么作用？ 图 1.1 LGA-4100 半导体激光气体分析仪结构 1) 发射单元 LGA-4100 半导体激光气体分析仪的发射单元由人机界面、激光器驱动模块、中央处理模块、半导体 激光器和精密光学元件等器件组成，主要实现半导体激光发射、光谱数
6、据处理和人机交互等功能。 2) 接收单元 LGA-4100 半导体激光气体分析仪的接收单元由光电传感器、信号处理模块、电源模块和精密光学元 件等部分组成，接收单元的主要功能是接收传感信号，并将光谱吸收信号传输至发射单元进行处理。 3) 吹扫单元 在较为恶劣的现场测量的场合里， 为了能够保证LGA-4100半导体激光气体分析仪能够长期连续运行， LGA-4100 半导体激光气体分析仪需用吹扫气体对发射和接收单元上的光学视窗进行吹扫，避免测量环境 中粉尘或其它污染物对视窗造成严重污染。 吹扫单元由过滤器、 减压阀和稳流装置等组成， 可为 LGA-4100 半导体激光气体分析仪的吹扫气体和正压气体提
7、供稳定流量的吹扫气源。 4) 安装法兰和维护切断阀 发射、接收单元通过连接锁箍与连接单元（或标定单元）连接，连接单元由吹扫接口、光路调整机构、 维护切断阀门和安装法兰等组成。在对发射单元进行清洁或其他维护时，维护切断阀门可起到隔绝过程管 发射单元发射单元 接收单元接收单元 吹扫单元吹扫单元 仪器法兰仪器法兰 维护切断阀维护切断阀 正压单元正压单元 LGA-4100 半导体激光气体分析仪 运行维护手册 2 FOCUSED PHOTONICS INC 道和操作环境，防止危险气体泄漏的作用。 5) 正压单元 防爆型的LGA-4100半导体激光气体分析仪的接收单元上内嵌了正压控制模块， 该模块采用隔爆
8、设计， 内置压力传感器、信号处理、电源控制和信息显示等模块，可对发射和接收单元内部的正压防爆气体的压 力情况进行实时检测和控制，确保 LGA-4100 半导体激光气体分析仪在危险场合的安全使用。 1.2 LGA-4100 分析仪的测量原理是什么分析仪的测量原理是什么? 半导体激光吸收光谱（DLAS）技术利用激光能量被气体分子“选频”吸收形成吸收光谱的原理来测 量气体浓度。由半导体激光器发射出特定波长的激光束（仅能被被测气体吸收） ，穿过被测气体时，激光 强度的衰减与被测气体的浓度成一定的函数关系，因此，通过测量激光强度衰减信息就可以分析获得被测 气体的浓度。 LGA-4100 半导体激光气体分
9、析仪由激光发射模块发出的激光束穿过被测烟道 （或管道） ,被安装在直 径相对方向上的光电传感模块中的探测器接收，分析控制模块对获得的测量信号进行数据采集和分析，得 到被测气体浓度。在扫描激光波长时，由光电传感模块探测到的激光透过率将发生变化，且此变化仅仅是 来自于激光器与光电传感模块之间光通道内被测气体分子对激光强度的衰减。光强度的衰减与探测光程之 间的被测气体含量成正比。因此，通过测量激光强度衰减可以分析获得被测气体的浓度。 图 1.2 基于半导体激光吸收光谱（DLAS）测量技术系统组成示意图 1.3 激光分析仪表的优势是什么？为什么？激光分析仪表的优势是什么？为什么？ LGA-4100 半
10、导体激光气体分析仪由于采用了半导体激光吸收光谱（DLAS）技术，从根本上解决了 采样预处理带来诸如响应滞后、维护频繁、易堵易漏、易损件多和运行费用高等各种问题，并具有如下特 点： 过程气体 L 激光发射 光电传感 控制模块 半导体激光 驱动模块 数据分析 及控制 数据采集 LGA-4100 半导体激光气体分析仪 运行维护手册 3 FOCUSED PHOTONICS INC 原位测量，检测灵敏度高，响应速度快； 一体化设计，结构紧凑，可靠性高； 模块化设计，可现场更换所有功能模块； 智能化程度高，操作、维护方便。 1) 单线光谱技术 “单线光谱”测量技术利用激光的光谱比较窄、远小于被测气体的吸收
11、谱线的特性，选择某一位于特 定波长的吸收光谱线，使得在所选吸收谱线波长附近无测量环境中其它气体组分的吸收谱线，从而避免了 这些背景气体组分对该被测气体的交叉吸收干涉，图 1.3 是“单线光谱”测量原理图。 图 1.3 “单线光谱”测量原理图 2) 激光频率扫描技术 LGA-4100 半导体激光气体分析仪通过调制激光频率使之周期性地扫描过被测气体吸收谱线，激光频 率的扫描范围被设置成大于被测气体吸收谱线的宽度，从而在一次频率扫描范围中包含有不被气体吸收谱 线衰减的图 1.1 中的“”区和被气体吸收谱线衰减的“”区。从“”区得到的测量信号可以获得粉 尘和视窗的透光率 Td，从“”区得到的测量信号可
12、以获得粉尘和视窗以及被测气体的总透光率 Tgd=Td*Tg。因此，激光现场在线气体分析系统通过在一个激光频率扫描周期内对“”、“”两区的 同时测量可以准确获得被测气体的透光率 Tg=Tgd/Td， 从而自动修正粉尘和视窗污染产生的光强衰减对气 体测量浓度的影响。 3) 谱线展宽自动修正技术 在气体温度和压力发生变化时，被测气体谱线的展宽及高度会发生相应的变化，从而影响测量的准确 性。通过输入(4-20)mA 方式的温度和压力信号，LGA-4100 半导体激光气体分析仪能自动修正温度和压力 变化对气体浓度测量的影响，从而保证了测量数据的精确性。 LGA-4100 半导体激光气体分析仪 运行维护手
13、册 4 FOCUSED PHOTONICS INC 2 仪表使用仪表使用 2.1 LGA-4100 分析仪是怎样开机的？上电前要注意什么？分析仪是怎样开机的？上电前要注意什么？ 1) 供电原理 LGA-4100 分析仪的供电如下图 2.1 所示，24V DC 电源首先被接入到隔爆的正压单元（并没有直接 给正压腔体内的电路） ，正压单元内的控制电路开始检测从正压腔体内的压力传感器传来的压力信号，并 显示在压力指示条上，同时根据该压力来判断是否给正压腔內电路供电。 图 2.1 LGA-4100 分析仪供电原理图 正压单元面板主要由电源指示灯、状态指示灯和压力指示条组成，其中： 压力指示条压力指示条
14、：用于指示正压压力数值，指示条共 10 格，代表 0Pa-1000Pa 的差压范围，每格代表 压力 100Pa。 电源电源（Power）指示灯）指示灯：红色 LED 指示灯，用于指示正压控制模块的电源情况。红灯亮表示正压 控制模块已经正常上电。 状态（状态（State）指示灯）指示灯：能显示红、绿、黄的 LED 三色指示灯，其中： a) 指示灯不亮：指示灯不亮：发射和接收单元内部压力处于低压状态（小于 300Pa） ，正压控制单元不接通 发射和接收单元的供电电源； b) 指 示 灯 呈 黄 色指 示 灯 呈 黄 色 ： 发 射 和 接 收 单 元 内 部 压 力 已 从 低 压 状 态 进 入
15、 正 常 工 作 状 态 （500Pa-1000Pa） ，正压控制单元正处于换气延时（15 分钟）等待中。此时，正压控制单 元仍不接通发射和接收单元的供电电源； c) 指示灯呈绿色指示灯呈绿色：发射和接收单元内部压力已经达到正常工作状态，并完成换气，此时正压控 制单元接通发射和接收单元的供电电源，系统处于正常工作状态。 d) 指示灯呈红色：指示灯呈红色：发射和接收单元压力处于警告工作状态，此时压力可能可能处于欠压 LGA-4100 半导体激光气体分析仪 运行维护手册 5 FOCUSED PHOTONICS INC (300Pa-500Pa)或者过压(1000Pa)状态，此时正压控制单元仍会接通
16、发射和接收单元的供 电电源。 2) 正压压力的调节 由仪表的供电原理可知，仪表要正常上电工作，正压压力必须大于等于500pa，并保持 15 分钟以 上，那么仪表的正压是怎样实现和调节的呢？ 图 2.2 仪表吹扫和正压气路图 如图 2.2 所示，正压气体由吹扫单元接入，经过滤、减压、流量控制，首先被送到发射单元；接着被 引到接收单元，再由接收单元的阻燃器排空，而压力传感器就安装在接收单元内腔。综上，在整个正压气 路气密性良好的基础上，只要调节进气减压阀的压力即可调节正压压力。 3) 开机步骤 了解了仪表的供电原理和正压调节的方法，仪表的上电应该就没有问题了，但仍有些细节需要注意。 确认仪表的电源
17、、信号输入/输出、吹扫及正压气源连接正确。 卸开进吹扫单元的气源总管，打开总管球阀，进行气源管道吹扫，清除管道内的铁锈等杂质。 连接进吹扫箱的气源总管， 调节减压阀调节旋钮。 使吹扫气体减压阀压力表显示为 0.4Mpa 左右。 打开焊接法兰根部的维护切断阀。 接通系统电源后，电源状态指示灯（POWER）点亮红色，证明正压单元已上电成功。 观察接收单元的正压压力指示条，微调减压阀调节旋钮，使正压压力指示条保持 5-9 个点亮。 LGA-4100 半导体激光气体分析仪 运行维护手册 6 FOCUSED PHOTONICS INC 根据防爆规范要求，系统在达到正压要求延时换气 15 分钟之后，发射和
18、接收单元内部才正式通 电运行，此时正压控制模块的电源指示灯变为绿色，发射单元 LCD 液晶屏界面显示出上电自检 信息，仪表上电成功。 注意：LGA-4100 分析分析仪的开机包含了送电、送压两个部分，在日常使用中仪表掉仪的开机包含了送电、送压两个部分，在日常使用中仪表掉 电，要从电和气两方面去检查电，要从电和气两方面去检查。 2.2 LGA-4100 分析仪在开机后需要作那些参数设定？分析仪在开机后需要作那些参数设定？ 1) 测量光程 激光在被测气体中通过的距离即测量光程，由下图可知激光由发射端的激光器发出通过正压气体（蓝 色 L1+L4）和吹扫气体（绿色 L2+L3）和被测气体(L)，测量光
19、程即 L；同理吹扫光程即激光在吹扫气体中 通过的距离，吹扫光程L1+L2+L3+L4。 仪表的测量光程是聚光的设计工程师根据现场的工况设计的，现场技术支持工程师在调试后在项目验 收的资料中会记录仪表的测量光程、吹扫光程。 测量光程的设定方法请详见LGA-4100 半导体激光气体分析仪用户手册 。 图 2.3 LGA-4100 分析仪光程说明示意图 2) 气体温度和气体压力 气体温度：被测气体的温度 气体压力：被测气体的压力 现场的温度和压力信号可以通过两种方式实现温度和压力的补偿： 手动输入现场的温度、压力 LGA-4100 半导体激光气体分析仪 运行维护手册 7 FOCUSED PHOTON
20、ICS INC 将现场的温度、压力仪表的信号以(4-20)mA 的方式接入仪表 设定的方法详见LGA-4100 半导体激光气体分析仪用户手册 。 几乎所有的光谱类仪表都存在“温漂”的问题，所以对分析样品的温度和压力都有比较严格的要 求，比方说传统的采样分析仪表分析的样品就需要配置相应的减压、控温设备。同样基于 DLAS 技术的激光仪表在气体温度和压力发生变化时，被测气体谱线的展宽及高度（对应于激光强度的 衰减）会发生相应的变化，从而影响测量的准确性。 LGA-4100 半导体激光气体分析仪在得到气体温度和压力后，可以自动修正温度和压力变化对气 体浓度测量的影响，从而保证了测量数据的精确性。 一
21、般情况下，LGA-4100 半导体激光气体分析仪都是根据客户提供的现场工况定制的，聚光科技 的工程设计人员会在合同签订前向客户了解现场工况，并根据工况和客户的需求，来决定是采用 温度、压力补偿方式的具体形式。例如： 在转炉煤气回收工艺中前需要一台测量 CO 含量的仪表， 现场的温度一般为(50-70) C， 压力 为(7-10)Kpa，在这种情况下可以建议客户采用手动输入温度和压力补偿。因为其高低温时 测量值波动小于1。 在热风炉出口需要一台测量 O2含量的仪表，管道中应为需要切换冷风和热风，送冷风时温 度为 20 C，送热风时温度为 380 C，压力为（10-30）Kpa。在这种情况下就要求
22、客户一定 要提供温度补偿，在仪表默认的温度为 20 C 时，测量实际温度为 380 C、浓度为 2的热 风可显示（1011）。 综上，在通常情况下，温度和压力补偿信号在现场工况的温度和压力有较大变化时需要温、压补 偿。 3) 模拟量（ （4-20）mA）输出 LGA-4100 半导体激光气体分析仪具有两路模拟量输出，(4-20)mA 的系数可按照客户 DCS 的设定来 设定，具体设定的详见LGA-4100 半导体激光气体分析仪用户手册 。 LGA-4100 半导体激光气体分析仪 运行维护手册 8 FOCUSED PHOTONICS INC 2.3 LGA-4100 分析仪的输入、输出有那些？分
23、析仪的输入、输出有那些？ 图 2.4LGA-4100 分析仪接口信号图 由上图可见 LGA-4100 分析仪的电源、输入、输出： 电源电源 电源电源 24V DC（可选 220V AC） ，20W 接口信号接口信号 模拟量输出模拟量输出 2 路(4-20)mA 电流（隔离、最大负载 500） 模拟量输入模拟量输入 2 路(4-20)mA 电流（温度、压力补偿） 数字输出数字输出 RS485/Bluetooth/GPRS 继电器输出继电器输出 3 路输出（规格：24V，1A，干节点） 2.4 仪表的透过率是什么概念，和仪表的测量值有何关系？仪表的透过率是什么概念，和仪表的测量值有何关系？ 1)
24、透过率的概念： 从宏观上讲,透过率的可以用以下公式来解释： LGA-4100 半导体激光气体分析仪 运行维护手册 9 FOCUSED PHOTONICS INC 激光总能量传感器接收到的激光能量因粉尘等悬浮物损耗的能量气体对激光吸收的能量 因为气体对激光的吸收是在微观上发生，相对于粉尘等对激光能量的影响完全可以： 气体对激光吸收的能量气体对激光吸收的能量0 0。 综上，气体的透过率是衡量的激光在过程管道中除气体吸收以外的能量损失的指标。 2) 透过率和测量值的关系 仪表的测量值气体吸收对激光能量的衰减（气体的吸收率） 。 我们可以将 LGA-4100 分析仪理解为：激光器在不同时间发出两种不同
25、的光，首先发出一种只是被被 测气体吸收（A 种光） ，后发出另一种不被被测气体吸收（B 种光） ，传感器分别检测两种光通过被测 气体管道后的能量。 A 种光：传感器接收的能量 A总能量因粉尘等悬浮物损耗的能量气体对激光吸收的能量 B 种光：传感器接收的能量 B总能量因粉尘等悬浮物损耗的能量 由上下两式相减可得：气体对激光吸收的能量传感器接收的能量 A传感器接收的能量 B 根据上述的原理可知： 在透过在透过率率0%，测量值和透过率是没有关系的，测量值和透过率是没有关系的，这也是激光仪表可以抗粉尘的原因。 但是当没有光能到达传感器时，在透过率，在透过率0，仪表就无法测，仪表就无法测量了量了。 3)
26、 透过率报警 LGA-4100 分析仪出厂时设定了 10的警告报警上限，即当透过率低于 10%时，仪表可自动输出继 电器信号，通知使用者，并且在显示屏上显示出来。实际上在巡检过程中客户可以根据情况设定。 2.5 LGA-4100 分析仪为什么需要吹扫，吹扫气体的作用是什么？分析仪为什么需要吹扫，吹扫气体的作用是什么？ LGA-4100 分析仪都需要配置相应吹扫气体，吹扫气体的作用有以下几个方面： 1) 玻片吹扫的作用 由图 2.3 可知，吹扫气体从仪器法兰上的吹扫单向阀进入维护球阀、吹扫内棒，并最终排入过程气体 管道，这就在玻片前形成了一个气幕（图 2.3 中绿色的部分） ，该气幕保证了过程气
27、体不会进入吹扫内 棒和球阀， 从而保证了玻片的清洁。 假设没有这个气幕， 可以想像过程气体就回进入吹扫内棒和球阀， 而气体中的粉尘和杂质会沉淀下来，造成堵塞，即激光不能正常通过。 2) 正压防爆的作用 在仪器的发射单元引入吹扫气体，并通过气管将该气体引入接收单元，再通过接收单元的阻燃器排空 （图 2.3 中蓝色部分） ， 该气体相对于外界情况来说是正压的， 这个正压环境保证了外界可能出现的可 LGA-4100 半导体激光气体分析仪 运行维护手册 10 FOCUSED PHOTONICS INC 燃气体无法进入仪器内腔，从而起到了正压防爆的作用。 3) 吹扫压力及流量参数 如下图所示，微孔限流的
28、技术，即只需调节吹扫单元的压力，吹扫单元即能输出流量恒定的气流。一 般情况下，求吹扫单元的减压阀压力表读数维持在（4-6）kg/cm2，另需检查吹扫气出口气流是否正 常。 图 2.5 GA-4100 分析仪吹扫单元 2.6 吹扫气体中含有被测气体为什么会影响测量值，如何解决？吹扫气体中含有被测气体为什么会影响测量值，如何解决？ 1) 根据本手册 1.2 节中测量原理的论述可知，LGA-4100 分析仪实际测量的是气体对光的吸收。仪器是 无法分辨其吸收是有吹扫气体带来的还是被测气体带来的。所以，当吹扫气体中含有被测组分时，测 量值肯定会偏高。 2) 当吹扫气中含有被测气体时，需要分以下几种情况处
29、理： 评估其吹扫带来的误差是否对仪表的检测目的有根本性影响。 如吹扫气体中的被测组分相对是稳定的，可以通过手动输入的方式扣除其影响。 如吹扫气体中的被测组分含量是变化的，可通过高精度的电化学传感器测量其浓度，并将浓度信 号输入仪表内进行自动补偿。 注意注意：LGA-4100 分析仪在售前都会对吹扫气体的浓度作出要求分析仪在售前都会对吹扫气体的浓度作出要求。 吹扫气出口 LGA-4100 半导体激光气体分析仪 运行维护手册 11 FOCUSED PHOTONICS INC 3 日常维护和仪表标定日常维护和仪表标定 3.1 LGA-4100 分析仪日常巡检该检那些内容？分析仪日常巡检该检那些内容？
30、 分析仪表的测量数据是工业生产中参与联锁控制的重要生产参数，分析仪表的日常巡检和维护保养是 十分重要的工作，可以预防仪表故障，保证正常生产，延长仪表使用寿命。 LGA-4100 分析仪日常的巡检内容有一下几项： 1)、检查仪表测量值是否正常 仪表的检测数据一般都有规律或者经验数据，当工艺没有显著变化的情况下，仪表的测量值出现有别 于经验数据的异常，我们通常情况下都会同时检查工艺和仪表。 2)、检查仪表透过率是否在 10%以上（报警 59/60） 详见本手册 2.4 节。 3） 、检查吹扫气体压力和流量，检查正压压力是否正常 详见本手册 2.5 节。 4） 、检查报警码显示 LGA-4100 分
31、析仪在工作异常时，会自动在液晶屏上显示，报警码后有相应的报警说明，报警码列表 请参见LGA-4100 半导体激光气体分析仪用户手册 。 3.2 LGA-4100 分析仪的标定周期多长，如何标定？分析仪的标定周期多长，如何标定？ LGA-4100 分析仪的标定周期为 1-2 次/年， 一般情况下不需标定。 在客户标定前请仔细阅读下列条款。 标定注意事项：标定注意事项： 如只是日常检查或怀疑测量不准，建议通入标气比对，而不用进行标定操作。如只是日常检查或怀疑测量不准，建议通入标气比对，而不用进行标定操作。 如仪器输出是联锁控制的，在标定前应先断开联锁，标定完成后再接回联锁。如仪器输出是联锁控制的，
32、在标定前应先断开联锁，标定完成后再接回联锁。 在标定前为了防止误操作，可以使用在标定前为了防止误操作，可以使用标定菜单中的备份功能；若在标定过程中出现意外情况标定菜单中的备份功能；若在标定过程中出现意外情况 可以使用标定菜单中的恢复功能；可以使用标定菜单中的恢复功能； 在仪器面板液晶显示屏上有错误或警告报警信息出现时，不能实施标定工作。在仪器面板液晶显示屏上有错误或警告报警信息出现时，不能实施标定工作。 标准气体容器到标定管进气口之间应使用尽量短的连接管线。标准气体容器到标定管进气口之间应使用尽量短的连接管线。 标定时人要站在上风处，尾气排放在通风，偏僻的地方。标定时人要站在上风处，尾气排放在
33、通风，偏僻的地方。 LGA-4100 半导体激光气体分析仪 运行维护手册 12 FOCUSED PHOTONICS INC 图 3.1 LGA-4100 激光气体分析仪标定流程 图 3.2 LGA-4100 激光气体分析仪标定示意图 关断维护阀、拆接收发射端 装上标定管、连接标气和吹扫气路 上电、接通零点气，充分置换 5 分钟 在发射端进入标定参数， 设定并确认标零 装回现场，在发射端在发射端进入测量参数，核 实和设定测量光程、压力、浓度，并确认 在发射端进入标定参数，核实和设定标定 光程、压力、浓度，确认标定 标零结束后，将零点气更换为 标准气，充分置换 5 分钟 仪器将会自动断电 有毒有害
34、气体，请注意检查气密 气体置换充分是标定的关键 参数设定详见本手册 提前备份参 数，防止误操作 上次标定的参数将会记录仪器内， 一般只需修改气体温度、标气浓度 测量参数是被保存好的， 一般不作修改 LGA-4100 半导体激光气体分析仪 运行维护手册 13 FOCUSED PHOTONICS INC 以下仅为 LGA-4100 分析仪的按键操作，必须在标定流程下进行。 1) 标定零点的步骤 按上图所示连接气管，通入零点气体， （在连接标定气阻流器的情况下）（在连接标定气阻流器的情况下） ，将减压阀出口压力表调节至 3kg/cm2，通气持续 5 分钟。 待“气体浓度”显示值稳定后。注：假如显示值
35、和标准气的值相差很大的情况，客户必须重新检查管 路和设置的正确性。 按“SET”键，进入密码设定，输入密码“1111” 。 然后通过主设置界面，通过“”或“”键，使光标移到“离线标定” ，按“SET”键确认“离线标 定” 。 在“离线标定”菜单下通过“”或“”键选择“调整零点” 。 2) 标定满度的步骤 在【离线标定界面】更改以下的参数 按“”或“”键使光标移到“标定光程”设置，气路的连接如上图的情况下，此时“标定光 程”就是设标定管的长度，如没有特殊说明，长度为 0.4616M 或 1.1216M。 然后按“”或“”键使光标移至“标定温度” ，然后按“SET”键选择“输入方式”进行设定 即可
36、，标定温度的设定就是标定管所在位置的温度（即环境温度） 。 注意注意：因为外界环境温度经常会变化，所以必须重新设置。 然后按“”或“”键使光标移至“标定压力” ，然后“SET”键选择“输入方式”进行设定即 可， 标定压力的设定就是标定管所在位置的压力（即环境压力：基本为一个大气压力 0.1Mpa） 。 之后按“”或“”键把光标移到“标定预览” ，按“SET”键。 然后设定“标定浓度” ，按“SET”键进行设定，设定的原则：就是根据标气瓶上小标签上的标注的 浓度值的大小。 按上图通入标准气体， （在连接标定气阻流器的情况下）（在连接标定气阻流器的情况下） ，将减压阀出口压力表调节至 3kg/cm
37、2，通气 5 分钟。 待“气体浓度”显示值稳定后。注：假如显示值和标准气的值相差很大的情况，客户必须重新检查管 路和设置的正确性。 然后通过“”或“”键使光标移至“确认标定” 。按“SET”键，仪器开始标定，显示标定进度 LGA-4100 半导体激光气体分析仪 运行维护手册 14 FOCUSED PHOTONICS INC 画面。 标定完成后，会自动返回主菜单。 3.3 误操作或标定失败后如何恢复测量参数？误操作或标定失败后如何恢复测量参数？ LGA-4100 分析仪的标定操作相对其他仪表来说较为复杂， 其标定的周期要远远长于传统仪表， 在标定 中容易出现误操作，因此仪表设计了参数备份和恢复的
38、功能。即当仪表在出厂时就会将相应的参数备份在 仪器内，当仪表在第一次厂家调试时也会将其参数备份在仪表内。 注意注意：当仪表测量异常，怀疑为误操作或标定失败时，请先使用参数恢复功能。 恢复步骤： 按“SET”键，进入密码设定，输入密码“1111” ； 然后通过主设置界面，通过“”或“”键选择“备份恢复” ； 选择恢复“出厂参数”或“备份参数” 。 备份步骤： 按“SET”键，进入密码设定，输入密码“1111” ； 然后通过主设置界面，通过“”或“”键选择“参数备份” ； 选择 “备份当前参数” 。 LGA-4100 半导体激光气体分析仪 运行维护手册 15 FOCUSED PHOTONICS I
39、NC 4 常见故障处理常见故障处理 4.1 测量值偏低或偏高（与手工分析比较，与经验值比较）该如何处理？测量值偏低或偏高（与手工分析比较，与经验值比较）该如何处理？ 当 LGA-4100 分析仪的测量值与手工分析值或经验值偏高或偏低时，我们该如何处理呢？下来主要就 导致测量值异常的几个常见问题进行分析，并介绍相应的处理方法。 测量值异常 检验吹扫气是否 含有被测气体 标气验证仪表 是否正常 标定 排除工况问题排除参数设置 问题 排除吹扫流量 问题 是 否 解决吹扫气体纯度 问题 联系聚光客服 测量值异常处理流程 否 是 图 4.1 测量值异常处理流程 1) 判断手工分析和经验值的准确性。 通常
40、在仪表的测量值大于或小于手工分析值或经验值时，我们就认为 LGA-4100 分析仪异常了。但是 以手工分析值作为 LGA-4100 分析仪正常与否的标准是不科学的。 例如，传统气体分析仪器奥氏气体分析仪，常用于 CO2、O2、CO、H2、烃类等的含量测定。其工作 原理是利用不同的溶液来相继吸收气体试样中的不同组分。 具体来说：用 40的氢氧化钠吸收试样中的二氧化碳；用焦没食子酸钾溶液吸收试样中的氧气；用氨 性氯化亚铜溶液来吸收试样中的一氧化碳。然后根据吸收前后试样体积的变化来计算各组分的含量。CH4 和 H2 用爆炸燃烧法测定，剩余气体为 N2。 奥氏分析仪的绝对误差一般为 0.2%，因为其操
41、作复杂，分析周期长，分析人员的操作技能和“态度” 对分析的精确度有很大影响。所以，我们认为奥氏手工分析的结果可以作为定性结论，即可以以其测量值 作趋势图与 LGA-4100 分析仪的分析结果趋势比较。 LGA-4100 半导体激光气体分析仪 运行维护手册 16 FOCUSED PHOTONICS INC 经验值一般都不会存在问题，但套用经验值时一定要确认工艺情况是否和通常情况一样。 2) 工况问题 工艺发生改变后，往往会对被测组分的含量造成影响，例如，高炉炼铁喷煤系统中的原料煤由无烟煤 更换为烟煤，煤粉仓中的 CO 含量一定会增加。燃气锅炉减小了空气鼓风量时，气废气管道中的可燃 气含量肯定会增
42、加。故仪表测量值异常时，我们首先需了解工艺是否有异常，二者是否有关联。 3) 仪表参数检查 在本手册 2.2 节中，详细的介绍了参数对仪表测量值的影响。仪表参数其一可能被误操作，其二在仪 表采用自动温度、压力补偿时，温度和压力信号异常时，仪表的测量值也会出现偏差。故测量值出现 异常时，确认仪表的参数的正确也是必选的工作。 4) 吹扫流量检查 由本手册 2.5 和 2.6 节中可知，当吹扫流量低于设定值时，吹扫不充分会导致实际测量光程大于设定 的测量光程，导致测量误差。吹扫流量过大时同样会导致测量错误。 5) 标准气验证 LGA-4100 分析仪是否正常测量 LGA-4100 分析仪测量功能是否
43、正常，最有效的方法就是标准气验证。即将接收和发射单元安装到标 定管上，通入标准气体，并设定相应的参数，看仪表是否能准确的测量标气浓度。具体操作方法和流 程可参见本手册 3.2 节。 6) 检测吹扫气体中是否含有被测组分 测量的方法和检测标气浓度的方法相同，吹扫气中含有被测组分对仪表测量的影响和处理方法参见本 手册 2.6 节。 7) 如以上方法均不能解决，请联系聚光客户服务部。 LGA-4100 半导体激光气体分析仪 运行维护手册 17 FOCUSED PHOTONICS INC 4.2 仪表透过率过低时，该如何处理？仪表透过率过低时，该如何处理？ 检查有无异常工况 检查吹扫气体的 流量及压力
44、 检查玻片是否 被污染 安装在标定管上 测试透过率 检查透过率低 于10 (1)解决工况问题 (2)调节吹扫流量 (3)清理玻片的方法 (4)标定管测试透过 率的方法 (5)使用除污工装的 方法 问题解决 联系聚光 无异常 有异常 无异常 有异常 无污染 有污染 有透过 率 无透过 率 检查清理吹扫内棒 透过率问题处理流程 图 4.2 透过率问题处理流程 1) 检查有无异常工况 工况的异常将会导致透过率降低，如管道内气体未经原定处理系统净化（初冷器、除尘器等） ；进入 其他非常组份（水气、粉尘）超标。可通过工艺协调调查清楚。 2) 检查和调整吹扫气体流量及压力 详见本手册 2.5 节。 3)
45、检查和清洁光学视窗 依次关掉仪器电源、根部球阀、吹扫减压阀； 松开锁箍（如图 4.3 所示） ，拆下发射和接收单元，取下玻环，清洁玻环上的光学玻片； 重新装回玻环和发射、接收单元，旋紧锁箍； 打开根部球阀，开启减压阀，将压力调节至(4-6)kg/cm2； 打开仪器电源。 LGA-4100 半导体激光气体分析仪 运行维护手册 18 FOCUSED PHOTONICS INC 图 4.3 LGA-4100 分析仪上锁箍等元件示意 4) 装上标定管通 正常情况下仪器安装在标定管上时， 仪器的透过率大于 90%， 可以据此来判断仪器本身是否存在问题。 5) 检查清理吹扫内棒 在吹扫气体停止吹扫时，过程
46、气体进入吹扫内棒，形成死气，且球阀部位的气体温度降低，其中的一 些灰尘、杂质易沉积在吹扫内棒中，阻挡激光通路。 我司专门设计了可带气操作的除污工装使用方法如下： 注意注意：维护时需至少两人配合协调工作。 a) 组装除污工装（除污杆表面涂上少许硅脂/黄油，保证密封和润滑） ； 组装件如图 4.4 所示。 1 2 3 4 5 图 4.4 除污工装组装件 图 4.4 中： 1除污手柄，2除污棒，3除污环，4锁紧螺母，5除污钢刷 除污件组装后组图如图 4.5 所示。 玻环和玻片 锁箍 LGA-4100 半导体激光气体分析仪 运行维护手册 19 FOCUSED PHOTONICS INC 图 4.5 除
47、污工装组装件（组装完成后） b) 关闭仪器电源和探头球阀。检查系统气密性后再关闭吹扫流量控制针阀（气密性完好表现为吹扫 转子位置为流量计最下端） 。松开锁箍上的紧定螺钉，拆下发射、接收单元； c) 拔下除污手柄并从该端套上锁箍； d) 把除污组装件从钢刷那一端插入发射单元仪器法兰，注意垫环上有销钉孔要和仪器法兰上的销钉 对应起来（垫环安装与玻环相似）之后旋紧锁箍； e) 打开吹扫流量控制针阀，打开探头球阀，装上除污手柄，握住除污手柄顺时针方向旋转并慢慢往 前推进；推进至大约钢刷超过吹扫内棒顶头再顺时针方向旋转慢慢往后拉，这样反复 2 到 3 次； f) 把除污棒拉回至刚开始安装位置， 关闭探头
48、球阀， 检查系统气密性后再关闭吹扫流量控制针阀 （气 密性完好表现为吹扫转子位置为流量计最下端） 。松开锁箍，拆下垫环； g) 换接收单元除污，方法步骤如上。 LGA-4100 半导体激光气体分析仪 运行维护手册 20 FOCUSED PHOTONICS INC 5 维护工巡检规程维护工巡检规程（LGA 系列半系列半导体激光气体分析仪）导体激光气体分析仪） 1) 仪器仪表的适用范围： 本规程适用于所有安装使用 LGA 系列激光在位分析系统的测点。 2) 目的： 检查仪器的运行状况，提前发现问题，排除隐患，保证生产的正常运行。 3) 巡检周期： 每班巡检一次，并填写巡检记录，换班时进行交接。 4
49、) 巡检内容 a)、检查仪表测量值是否正常 b)、检查仪表透过率是否在 10%以上 c） 、检查吹扫气体压力 d） 、检查正压压力是否正常 e） 、检查报警码显示 对巡检中发现的问题要及时处理，不能处理的要及时向上级报告。 巡检记录表巡检记录表 序号序号 巡检内容巡检内容 正常值正常值 实际值实际值 检查人检查人 检查日期检查日期 备注备注 1 测量值 根据不同的 工艺点确定 2 透过率 10%以上 3 吹扫系统 无泄露,压力 (0.4-0.6)MPa, 4 报警码 应显示正常正常 5 正压压力显示 (500-700)Pa www.fpi- 聚光科技（杭州）有限公聚光科技（杭州）有限公司司 地址：杭州高新区（滨江）滨安路地址：杭州高新区（滨江）滨安路 1180 号华业工业园号华业工业园 3 号楼号楼 客服热线：客服热线：4007 007 555 传真：传真：0571-86791505 MMLGA41000706132
