4-5-3050水露点分析仪0.doc

3050-OLV型微量水份分析仪 第一章 概述 3050-OLV水分分析仪是用来测量过程气体流中的微量水份浓度。 3050-OLV可以测量氦、氩、氖、氙、氪、氧、氢、氮、一氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、氢烷烃、天然气、致冷剂、空气以及特种气体，参见表1.1的气体列表。分析仪测量水份含量可从1到2500ppmv。数据输出可采用ppmv、ppmw、露点摄氏温度、露点华氏温度、Ib/mmscf和mg/Nm3作为单位。 QCM水份传感器简单来说是石英晶体振荡器,其中的石英晶体表面涂有吸湿涂层。该涂层选择性可逆吸收样品气流中的水份。当该晶体暴露于含气态水份的气流中时,吸湿涂层吸收气流中的水份,从而涂层的质量改变。质量的改变通过传感器的固有振动频率的改变而检测出来。 在分析仪的普通操作方式下,QCM传感器交互暴露于样品气体和干燥的参比气体中。通过使样品气体的一部分流过干燥器除去存在的水份来得到干燥的参比气体(即参比气体的水分小于0.025ppmv)。QCM传感器暴露于两种气流后所测得的振动频率改变即是样品气体水份含量的代表。所以样品的水份即可通过频率改变测得。水份和测得的频率变化之间的校正数据储存于QCM传感器组件中的EEPROM内。 图1.1 3050-OLV微量水份分析仪 图1.2 3050-OLV微量水份分析仪流程图 控制器通信 分析仪所有的功能都由内置的微处理器控制。与分析仪间的通信通过以下连接实现: 一路模拟输入,4-20mA。 mA,隔离的。可以通过回路供电也可通过分析仪供电。 三个报警触点。 一个RS-232接口。 一个RS-485接口。 3050-OLV没有就地编程功能。要实现此功能需要与外接PC机进行一系列通信。参数一经设定完成,分析仪可独立工作。分析仪出厂前已经成型并附带启动参数设置软件。为了增强界面和过程控制,AMETEK还可提供可选择选件，带有图解系统2000软件,用户可以在Windows环境下记录并处理数据。 校验 3050-OLV内部含有水分发生器, 因而可做在线校验。当一部分干燥参比气流经水分发生器时,被已知浓度的水分所湿润。校验开始后,QCM传感器交互暴露于水分发生器发出的气体和干燥参比气体。水分值和储存值相比较。如果数据在允许范围内,传感器可以做调整。如果数据超出允许范围, 报警器启动。 因为水分发生器使用的是干燥后的部分样品气，传感器校验亦使用过程中的样品气，因此，在相同操作条件下对传感器性能的检验是最真实的。 气流 普通3050-OLV操作包含内部旁路,它可以提高系统的反应速度。同时,3050-OLV也可以在节约气体的状态下运行,它允许被测气体的流量在约为150SCCM下运行。 内部时钟 分析仪有两种时间模式。普通模式包括样品及参比的短暂间隔。传感器节约模式是通过延长传感器接触干燥参比气的时间,减少了传感器接触样品气的时间，从而保护传感器 如果分析仪检测到普通模式下传感器工作超时，功能非正常下降,分析仪会自动转向传感器节约模式。当分析仪由自动向传感器节约模式后,不会自动逆转。 传感器节约模式能够延长传感器的寿命,但是会损失反应时间。其正常工作周期将由1分钟延长至2.5分。 露点转换 3050-OLV分析仪可以以露点为单位(摄氏或华氏)输出水份浓度。露点值是从水分浓度测定(ppmv)和样品压力计算而得。温度低于0℃,仪器会用公式判定为冰上的水蒸汽压,而不是以过冷水对待。所以3050报告的是“霜点”温度,这和实际过程蒸汽的物理状态为凝固是相一致的。当最开始的一点点凝结开始于光滑冷表面上形成之前, 过冷液体状态的水只能以短暂存在(即露点的真正测量方法)。如果时间足够长,并且温度低于凝固点,“露点”层会全部变成冰。”霜点”温度略高于”露点”温度,两者精确数值间的区别受压力和露点/霜点温度的影响。 当用3050分析仪计算露点/霜点温度时,第二点要考虑的是样品气体的压力。对很多样品气体3050分析仪都严格规定了合适的压力范围。很多气体在较低温度时液化,所以计算这些物质的露点/霜点是没有意义的。因而,3050设计为报告出错条件(即过程压力警报),用户一旦得到模棱两可的露点/霜点数据时,3050可以给用户建议使用条件。 天然气定义 用途不同的天然气成分有相当大的区别。一般来说,这些气流中甲烷的含量在90%以上,并且随着分子量的升高重烷烃会沉积下来。3050的原理是用热质量法作为它的流动控制系统,所以有必要确定气流的成分,从而调整流动控制参数。甲烷含量在80-90%可用列表中的“天然气”来确定流动控制参数。如果甲烷含量超过95%,AMETEK建议用列表中的甲烷一项。当甲烷含量低于80%