KZ200-F系列红外分析仪操作方法知识分享
红外分析仪操作方法知识分享
一、仪表概况
1、仪表名称：半岛在线（中国）红外分析仪
2、仪表型号：KZ200-F系列
3、仪表位号：KW101220
制造厂家：KWZK半岛在线（中国）
5、技术指标：
（1）电源：115/230VAC，47～63Hz。
（2）环境温度范围：5～45°C 。
（3）测量范围：
6、取样条件:
温度：0～50℃（带有加热装置：0～80℃）
湿度：<90%RH (RH:相对湿度)
压力：0.05～0.15MPa；
流量：0.3L～1.5/min。
7、仪表显示屏和控制面板
面板键盘：
数字键：用于输入数值
CLEAR键：用于删除一个输入数值
ENTER键：用于确认输入值
ESC键:用于放弃输入或退回上一步
INPO键：用于显示帮助信息
MEAS键：用于返回到测量模式（再次按下MEAS键会导致锁定面板）
软键：有几种含义：在菜单子目录中选择一项、选择功能、开启/关闭开关、通道选择
8、仪表结构
（1）样气取样和处理系统			
样气由气化大循环过滤器取出，经除水、除尘、快速旁路后，进入仪表进行检测。其主要部件有气化大循环过滤器、热交换器、沉降罐、压力调节器、比例卸荷阀、旋风制冷器、温度表、压力表、旁路转子流量计、样气转子流量计等。
（2）样气测量系统
样气分析系统的主要部件有IR源、MLFB、斩波器、分析单元、检测单元。
（3）电路控制系统
电路控制系统主要部件有电源滤波器、电源电压输出模块、信号线端子排、微处理器电路板、接口电路板等。
9、检测组分及工艺控制作用
二、检测原理
经过预处理的样气进入红外KZ200-F通道，根据交替红外双光束原理，使用双层检测气室和光耦合器来测量气体的浓度。
测量原理是基于特定分子的红外光辐射吸收特定波段。对于不同的气体，虽然吸收的波长各不相同，但是也可能会有部分重叠。这会导致了交叉干扰，在ULTRAMAT通道中，会使用如下的方法来最大限度地降低这种交叉干扰：
（1）填满气的滤波单元（分光器）
（2）带有光耦合器的双层检测器
（3）必要时使用滤光片
图为测量原理示意图。
一个被加热到大约 700°C的红外光源5发出的光被分光器7分成两路相等的光束（样气光束和参比光束），该红外光源可以左右移动以平衡光路系统。同时分光器也可以起到滤波气室的作用。
参比气光束通过一个充满N2(一种非吸收红外光气体)的参比气室11后，几乎无衰减的到达右侧检测器12。样气光束通过有样气流动的样气室，并根据样气浓度的不同而产生或多或少的衰减后到达左侧的检测器 13。检测器内会充满特定浓度的待测气体组分。
检测气室是按双层检测气室式样式来设计的。光谱吸收波段时，中间位置的光优先被上层检测器吸收，而位于边缘波段的光也几乎同等程度地被上层和下层的检测器吸收。上层和下层的检测器通过微流量传感器15连在一起。这种耦合意味着光谱灵敏度的带宽很窄。
光耦合器14延长了下层接收气室的光程长度。通过改变旋杆的位置来改变第二层检测器层的红外吸收滑块16。因此，能最大限度地减少某个干扰对组分检测的影响。
斩波器8在分光器和样气气室之间旋转并交替地、周期性地斩断两束光线。如果在样气室中有红外光被吸收，那么将会产生一个被微流量传感器15转化为一个电信号的脉冲气流。
微流量传感器15包含有两个被加热到大约120°C的镍格栅，这两格镍格栅与另外两个电阻一起构成了一个惠斯通电桥。脉冲气流会导致紧密排列的镍格栅电阻值发生改变，这就会导致电桥中生成一个取决于样气浓度大小的偏移量，进而测出样气中待测组分的浓度。
三、标准气
1、 零点气 ：
99.999%N2 ，8L / 10MPa钢瓶装。
2 、量程气：
CO2、CH4: CH4(450PPM), CO2(20%), CO(平衡)，8L /10MPa钢瓶装。
CO: CO(80%),N2(平衡)，8L /10MPa钢瓶装。
四、仪表组态设置
主菜单包含有以下几项（后面是相关的密码等级）
1、Analyzer status（分析仪状态) 没有密码
2、Calibration（标定) 1级密码 (111)
3、Measuring ranges （量程） 1级密码 (111)
4、Parameters（参数） 1级密码 (111)
5、Configuration（配置） 2级密码 (222)
工厂将1级密码和2级密码分别设置为值“111”和“222”。
1、标气浓度设置
(1)按显示测量组分（CO、CO2、CH4)右侧的相应软键，进入主菜单。
(2)菜单中选择Calibration（标定)，按右侧的相应软键，进入下一级菜单。
Analyzer status（分析仪状态)
Calibration（标定)
Measuring ranges （量程）
Parameters（参数）
Configuration（配置）
(3)若出现密码输入界面，用数字键盘逐一输入1级密码111，再按ENTER键确认输入，进入下一级菜单。
(4)选择Setpoints for zero/span（零点/量程设定点），按右侧的相应软键，进入下一级菜单。
(5)按下右侧对应的软键选择Setpoint for zero（零点设定点），再按ENTER键，对应的零点设定值栏（0.00 %Vol）数字会闪烁，用数字键从第一个数字开始输入对应的零点标气浓度数值，再次按ENTER键确认输入。零点标气浓度设置完成。
（6)按下右侧对应的软键选择Setpoint for MR1至MR4（量程设定点）任一栏，再按ENTER键，对应的量程设定值栏（0.00 %Vol）数字会闪烁，用数字键从第一个数字开始输入对应的量程标气浓度数值，再次按ENTER键确认输入。
量程标气浓度设置完成。
2、模拟量量程输出设置：
(1)按显示测量组分（CO、CO2、CH4)右侧的相应软键，进入主菜单。
(2)菜单中选择Configuration（配置），按右侧的相应软键，进入如下一级菜单。
(3)若出现密码输入界面，用数字键盘逐一输入2级密码222，再按ENTER键确认输入，进入下一级菜单。
(4)选择Analog outputs（模拟量输出)，按右侧的相应软键，进入Analog Outputs（模拟量输出)菜单，按右侧的相应软键选择4—20mA一栏，将其设置为4~20mA。
五、仪表标定
1、零点标定
（1）连接好零点气的钢瓶，打开钢瓶主阀，将调节阀压力调整为0.05MPa，调节进入仪表的流量为30L/h。待测量组分（CO、CO2、CH4)的数值稳定后，进行如下操作。
（2）按显示测量组分（CO、CO2、CH4)右侧的相应软键，进入主菜单，再按下Calibration（标定)右侧对应的软键进入标定界面，进入下一级菜单。
六、仪表开机步骤
1、仪表上电之前，先检查电气连接和接地是否已连接好。打开预处理箱，检查所有管路及流量计是否干净无水汽或水滴等现象。
2、第一次开车或是停车后重新开车，进样气之前，要检查取样管线是否已彻底吹扫干净；测量后尾气排放管路应无背压或基本无背压（不大于0.2kg）
3、准备进样气前，先检查内部测量流量计及旁路流量计是否都已关闭，标定/测量切换阀门位于测量管路位置。
4、打开氮气减压阀，将氮气导入开始引流样品。注意引流氮气不能开得过高，在0.1MPa左右就行，如开得过高，会造成抽气负压高，影响测量组分（CO、CO2、CH4)的分析结果。
5、打开样气阀，打开旁路流量计（流量大约为40-60L/h），使样气流通大约5分钟左右。
6、慢慢打开测量流量计，流量调整为大约30L/h左右，使样气进入仪器开始分析。
7、再次检查机柜内部管路是否存在漏气点 。
8、等待大约0.5-1小时，仪表预热结束后，对仪表进行标定。
9、标定时，先做零点，再做量程点；标定时应与样气分析时在同样的引流气压力和同样的流量下进行。
10、标定结束后，引进样气开始正常测量分析 。
七、仪表停机步骤
1、切断进样阀 。
2、依次关闭氮气减压阀，测量及旁路流量计 。
3、将机柜外进样阀及尾气排放阀关闭，使仪表完全脱离装置 。
4、仪表如果不是长期停机，最好不要切断电源。
八、日常检查维护
1、每日巡检检查样气预处理系统、样气流量是否正常；测量组分的测量值是否正常等。
2、定期排放一二级脱水罐内冷凝水。
3、每周对仪表进行一次标定，最长不超过两周。
4、定期检查仪表用的零点和量程标准气瓶压力是否正常；使用有效期限是否过期。
九、常见故障处理
1、常见故障及处理方案
2、故障信息及处理方案
十、维护注意事项
1、仪表一般不要断电，如因维护或长期停用需断电，则在上电之后，一定要保证仪表充分预热及标定合格后方可投用。
2、因样气中含有有毒有害气体（CO、H2S等)，仪表预处理部分维护时，一定要先关闭样气隔离阀后再进行维护。
3、预处理部分的大循环过滤器至热交换器取样管段有一台电伴热带加热器，供管内加热，以防样气中的水和粉尘在管道中凝结，导致取样管堵塞。其温度是通过箱外一黑色方盒状的温控开关来控制的。当温度高于设定值时，开关断开，加热器停止加热；当温度低于设定值时，开关接通，加热器加热。
4、仪表样气出口不能产生较大的背压，即仪表排气口不能有堵，否则会使测量组分的测量值产生不可想象的数值，无法校正，甚至可能会损坏仪表。
5、常用备品备件
（1）IR源 （2）MLFB （3）斩波器
（4）气室 （5）检测器 （6）微处理器电路主板
（7）接口电路板 （8）99.999%N2 ，8L / 10MPa钢瓶装标准气
（9）CH4(450PPM), CO2(20%), CO(平衡)，8L /10MPa钢瓶装标准气
（10）CO(80%),N2(平衡)，8L /10MPa钢瓶装标准气