TELEDYNE-3000T中文操作手册

TeledyneModel3000系列分析仪中文操作手册TELEDYNE分析仪器地址：16830CHESTNUTSTREETCITYOFINDUSTRY,CA91749电话:[phone]传真:[phone]网址:综述…41.2典型应用41.3分析仪的主要特性41.4型号说明41.5前面板（操作者界面）51.6LCD&VFD之间的差异识别51.7后面板（设备界面）52操作原理2.1介绍72.2微燃料电池传感器72.2.1操作原理72.2.2微燃料电池的结构72.2.3电化学反应82.2.4压力的影响82.2.5标定特性82.3样气系统82.4电子和信号处理93安装103.1开箱103.2安装103.3后面板连接103.3.1气路连接103.3.2电路连接113.3.2.1主输入电源3.3.2.250触点设备接口3.3.2.3RS232口143.4安装微燃料电池143.5测试系统144操作4.1介绍4.2使用数据入口和功能按扭154.3系统功能164.3.1标定过程中跟踪O2读数164.3.2设置自动标定174.3.3密码保护174.3.3.1输入密码4.3.3.2安装或修改密码4.3.4系统退出194.3.5系统自检测试194.3.6版本显示204.3.7显示负的氧浓度读数204.4零点和量程标定功能204.4.1零点标定204.4.1.1自动模式零点标定4.4.1.2手动模式零点标定4.4.1.3电池故障4.4.2量程标定224.4.2.1自动模式零点标定4.4.2.2手动模式零点标定4.4.3量程故障234.5报警功能234.6设置量程功能244.6.1设置模拟输出量程244.6.2固定设置模拟输出量程固定量程分析25分析功能254.7信号输出255维护5.1日常维护275.2电池更换275.2.1储藏和处理更换电池5.2.2何时更换电池5.2.3取掉微燃料电池5.2.4安装新的微燃料电池285.2.5电池质保5.3保险更换5.4系统自检测试295.5主要的内部组件295.6清扫305.7故障诊断306附录A-1Model3000TA的性能31介绍1.1综述Teledyne公司的Model3000TA微量氧分析仪是一种基于微处理器的多功能仪器,用于检测各种气体中的ppm级的的氧.本手册介绍了Model3000TA安全区使用、平面盘装和/或轨道安装的单元。这些单元适合非危险室内环境使用。1.2典型应用Model3000TA的部分典型应用如下：监测惰性气体保护空气分离和液化化学反应监测半导体制造石化过程控制质量保证气体分析鉴定1.3分析仪的主要特性Model3000TA分析仪使用简单，其主要特性如下：2行阿拉伯数字显示屏，由微处理器控制，连续提醒或通知操作者能精确地测量从低ppm到25%的氧含量。大而亮的仪表读数。不锈钢电池块专为微量测量设计的先进的微燃料电池，保质期1年，期望使用寿命2年。适用范围广微处理器控制：8位CMOS微处理器，32kBRAM和128kBROM用户可定义的3个输出量程（从0-10ppm到0-250000ppm），可以满足用户需要。空气可作为氧浓度为20.9%的量程气量程自动切换功能可以根据特定测量要求自动选择合适的量程，手动模式可以使量程固定在用户需要的特定量程上有2个可调的浓度报警和1个系统故障报警开机或需要时可进行自检，可连续监测电源有RS232串行接口，可用于连接计算机或其他数字通讯设备4个模拟信号输出：2个用于测量（0-1Vdc和隔离4-20mA），2个用于量程识别。1.4型号说明3000TA:标准型号1.5前面板（操作者界面）标准型的3000TA装于一个坚固的金属壳内，所有的控制和显示都在前面板上。见图1-1。前面板上有3个仪器操作按钮，1个数字表，1个阿拉伯数字显示和1个可以观察流量计的窗口。功能键：6个触摸式薄膜开关用于变化执行分析仪的特定功能*分析（Analyze）执行样气氧含量分析*系统（System）执行与系统相关的任务*量程标定（Span）标定分析仪的量程*零点标定（Zero）标定分析仪的零点*报警（Alarm）设置报警点和方式*量程（Range）设置分析仪的3个用户定义量程数据输出键：6个触摸式薄膜开关用于通过VFD屏幕将数据输入到分析仪*左右箭头在当前VFD屏幕显示的功能间选择*上下箭头增加或减少当前显示功能的值*输入（Enter）移动VFD屏幕进入下级显示，如果没有下级显示，则返回到分析模式。*退出（Escape）移动VFD屏幕退出到上级显示，如果没有上级显示，则返回到分析模式。数字表头显示：表头显示设备是一个LED设备，生成大而亮的7节数字，在任何光下都可见。它产生0-10000ppm和1-25%的读数显示。在全部分析量程内保持固定的精度，不受量程切换的影响。字母数字界面屏幕：VFD屏幕是一个方便操作者使用分析仪的界面。它显示数值、选项、和给操作者即时反馈的信息。流量计：监测流过传感器的气体流量。读数是0.2-2.4标升/分钟（SLPM）Standby键：Standby键关掉显示和输出，但电路仍在工作。注意：如果要仪器完全断电，必须将电源插头拔下。如果底座暴露或门开着，而电源线连接着，务必高度小心避免接触电子电路。门：位于前面板，可以用工具开锁、打开前面板进入微燃料电池。进入主电路板需要松开后面板螺丝，将单元拿出壳外。1.6LCD与VFD的识别差异LCD有绿色的背景和黑色的文字。VFD有暗的背景和绿色的文字。VFD需要进行无差别调整。1.7后面板（设备界面）后面板如图1-2所示，包括气体和电子连接件，用做外部的进口和出口。选项在图中显示为虚的。连接件概括描述如下，在本手册的安装一章中有详细的描述。*电源连接宽带的交流电源*气体进口和出口一个进口（一定由外部筏控制）和一个废气出口。当选择“C”选项后有3个进口。*RS232接口串行数字浓度信号输出和控制输入*远程阀3000TA中仅用来控制外部电磁阀*50触点设备界面接口：*模拟输出0-1Vdc浓度加0-1Vdc量程识别，和隔离4-20mAdc加4-20mAdc量程识别*报警连接2个浓度报警和1个系统报警*远程量程/零点标定数字输入允许外部控制分析仪标定*标定触点通知外部设备，仪器正在被标定，读数不是监测样气。*量程识别触点4个独立、专用的量程继电器触点。低、中、高、标定*I/O网络用于局域网的串行数字通讯。用于以后的扩展应用，目前无协议。选项：*标定气体接口用于量程气、零点气和样气输入的独立的卡套和内部自动切换气体阀。注意：如果要求高精度的自动标定计时，建议使用外部控制。因为仪器内置的时钟精度为2-3%。每天会有2-3%的标定时刻表的变化。操作原理2.1介绍本分析仪有以下三个系统组成：1、微燃料电池2、样气系统3、电子信号处理、显示和控制样气系统用语接收样气，并将它无污染或不改变组成地输送到分析仪。微燃料电池是一电化学设备，可将样气中的氧含量转换为电流。电子信号处理、显示和控制子系统可简化分析仪的操作，并能精确处理样气数据。微处理器控制所有信号的处理、输入和输出，以及显示功能。2.2微燃料电池传感器2.2.1操作原理Model3000T系列使用的传感器是一微燃料电池，该电池由TeledyneAnalyticalInstruments公司设计和制造的。为一密封的塑料封装的电化学变送器。微燃料电池的有效元件是一阴极、一阳极和浸泡它们的15%液体KOH电解液。电池将化学反应的能量转换为外部电子电路的一个电流。它的原理类似于一个蓄电池。但是，微燃料电池与蓄电池工作的不同之处在于：蓄电池中，所有的反应物都是在电池内的；而微燃料电池中，其中的一个反应物（氧）来自于设备外部—一个被连续分析的样气。因此，微燃料电池是介于蓄电池和一个真正燃料电池之间的。（在一个真正的燃料电池中，所有的反应物储存在设备外。）2.2.2微燃料电池的结构微燃料电池是一圆柱体，直径11/4”，高度11/4”。它由惰性极强的塑料制成，可以放在任何环境和采样气流中。尽管其一端可以透过样气中的氧，它仍具有良好的密封性。电池的另一端是由两个同心金属圆环组成的触点板，两个圆环与传感器块上的弹簧触点相配，提供与分析仪其他部分间的电路连接。图2-1显示了外部特征。参见图2-2，微燃料电池的剖视图，显示了以下内部特征电池的顶部是一Teflon的扩散膜，它的厚度是非常精确控制的。扩散膜的下面是氧的传感元件—阴极，其表面积大约4cm2。阴极表面镀有惰性金属，阴极上有许多孔以确保上表面被电解液充分浸润。阳极位于阴极之下。由铅制成，采用了一种可以使最大化数量的金属参与化学反应的专利技术。在电池的后部，阳极的正下方是一活动的膜，用来适应在电池使用过程中发生的内部体积的变化。这种活动性确保了传感膜保持在它正确的位置上，保证电子输出的稳定。在阴极上面的扩散膜和阳极下面的后部活动膜之间的空间充满了电解液。阴极和阳极浸泡在这公共池中。它们各自有一个触点与电池底部的触点盘上的外部触点环相连。2.2.3电化学反应样气通过Teflon膜扩散渗入。样气中的任何氧因发生在阴极表面的下列半反应而消耗：O2+2H2O+4e-4OH-（阴极）（4个电子与1个氧分子结合，在电解液中水存在的情况下，生成4个氢氧根离子。）当氧在阴极消耗的同时，铅在阳极不断地被下列半反应氧化：Pb+2OH-Pb2++H2O+2e-（阳极）（被氧化时，每个铅原子失去2个电子。因此需要进行2个上述半反应才可以与1个阴极的半反应保持电子转移的平衡，输出4个电子。）当提供了一个外部电路时，从阳极表面释放的电子就会流向阴极表面。电流与到达阴极的氧的数量成比例。该电流被用来测量混合气体中的氧浓度。燃料电池的全反应是半反应的和，或：2Pb+O22PbO(该反应在样气中没有可以氧化铅的物质（如溴、碘、氯、氟）存在的情况下成立。)燃料电池的输出受以下因素影响：（1）当时电池中的氧。（2）储备的阳极材料的数量。在没有氧的情况下，不产生电流。2.2.4压力的影响为了以ppm或百分含量表述混合样气中的氧量，需要使样气在恒定压力下扩散进电池。如果总压力增加，氧通过镀膜扩散到阴极的速率会增加。因此即使样气中的氧浓度没有变化。电子转移、外部电流也会增加。因此，保持在两次标定之间保持燃料电池的样品压力稳定十分重要。2.2.5标定曲线如果微燃料电池表面上的样气的压力保持恒定，则该电池的特性是：外部电路中产生的电流与到达阴极的氧分子速率成比例，并且速率与混合样气中氧浓度成正比。换句话说，该电池有一如图2-3所示的线性曲线。测量电路不需要做非线性补偿。另外，由于在没有氧的情况下，输出为零。该特性曲线非常接近于绝对零（+/-1ppmO2）。在实际应用中，可用调零来补偿电池和电子部分的零点漂移。（在仪器通电时，将自动进行电子调零。）2.3样气系统样气系统将气体从分析仪的后面板进口引入微燃料电池。操作方式决定引入的是样气还是标气。Model3000TA样气系统的设计与制造确保样气的氧含量经过样气系统后不发生变化。样气几乎不会遇到任何死区。这最大限度地减少了驻留气体对微量测量的影响。标准仪器后面板上的样气系统进口和出口连接管的接头采用1/4”。用于公制系统安装时，需要采用6mm的管接头。测量池出口处装有流量计，用于监测样气或标气的流量。图2-4为标准型号的管线布局和流程图。图2-5是采样系统的流程图。在标准型号的仪器中，标气（零点气和量程气）可以通过接头从合适的阀门直接接入样气入口。图中阴影部分表示选择了“C”选项后的附加元件。切换阀安装在3000TA-C外壳内，由仪器内部电路控制。2.4电子和信号处理Model3000TA微量氧分析仪使用8031微处理器，有32kBRAM和128kBROM，用于控制分析仪所有的信号处理、输入/输出和显示功能。系统电源采用通用性的