文档介绍：:..USC-II超声波硫酸浓度分析仪使用说明书南化集团研究院目录1工作原理2主要技术参数3仪器特点4仪器结构5仪器安装、使用及调试6常见故障及排除方法7仪器的成套8本仪器在水中特性93%硫酸是化工生产及医药生产的重要原料。在硫酸生产系统中作为干燥酸,直接影响着进入转化器的SO?气体的含水指标。生产屮需要有一种正确、连续、可靠的在线测量93%硫酸浓度仪表。国内已有应用沸点法、比重法、谐振法的93%硫酸浓度仪,现在我们根据干吸工序腐蚀性强的特点,推出一种新颖的非接触式的超声波硫酸浓度仪。早在六十年代,超声工业测量技术就十分盛行,由于当时与它配套的电了技术难以满足技术要求,以致路线很复杂、故障率高、维修量人、投资高。随着计算机及集成电路的发展,超声技术方面的应川领域FI趋广泛。川超声原理制作的传感器,具结构简单、稳定可靠、耐腐蚀性强,用户使用十分方便。一、工作原理本仪器是根据超声脉冲波在介质屮传播和反射原理构成。计算机发射-脉冲,放大后传输给超声换能器,电脉冲在换能器上转换超声波传到反射板扫射回來,通过超声换能器又转换成电讯号。2/从发射脉冲和反射回来的超声脉冲吋间差S,可得川声速J 见图1,当溶液S在固定的容器中流动时,声速度与被测溶液的浓度和温度有关。被测介质出口超声波反射被测介质入口即:C=f(J,t)式屮:J—声速超声波发射 t—溶液温度c—溶液浓度根据文献捉供的数据,川1线及实验室测试的浓度声时数据表明,硫酸浓度每变化1%,将引起19米/秒的声速变化,显然灵敏度是高的。由实验数据,进行多项回归:C=f(J,t)=ao+ai(J-Jo)+a-2(J-Jo)2+a3(t-to)+a$(t~to)2+as(J-Jo)X(t-to)这样,当测得声速和温度后,就可以计算出浓度值。二、主要技术参数1、测量范围:91%~95%硫酸(可调)2、温度补偿范围:40°C±30°C3、精度测量:W±5%(相对误差)4、输岀倍号:4〜20mADC5、负载电阻:0〜800Q环境温度:-10°C〜45°C7、供电电压:220±10%VAC8、功率消耗:<30W三、仪器特点1、仪器现场部份为全封闭管道安装式。结构简单、性能可靠,不受测量介质的腐蚀,大大提高了仪表的使用寿命,维护量小。2、通过光隔实现门俞入、输出的隔离,消除了诸如人电流跳动所引起的的干扰,并能克服高共模电压,大大地提鬲了仪表抗干扰能力。3、选用具有较强数据和逻辑处理能力,应用广泛的MCS-51单片机,组成小型计算机系统,进行数据回归,输出信号4〜20mADC,简化了仪器线路,提高了仪器的测量精度。4、采样电路置于检测器里,大大减小了超声波信号传输时带来干扰,采样板与信号处理器之间使用串行数据传送,提高了传送的抗干扰能力及其传送精度。四、仪器结构该仪器由检测器、信号处理器两部分组成(见图2)。串行数据供电图2仪器结构示意图1、检测器结构检测器为流通式检测器。(其结构见图3a〜3b)綿朋莎犁釆样板换能器测谧管洲it槽图3a流通式检测器结构图图3b流通式检测器女装法兰图检测器山采样板、换能器、测温管等组成。换能器是实现声吋一电转换的主要部件,通常是采用压电陶瓷材料制做换能器,压电陶瓷是一种具冇压电效应和逆压电效应的陶瓷材料。当它受力作用时,会产生电信号,反Z当它受到电场作用时,会产生应力和应变,利用压电陶瓷的这个特性,人为地对它施加一个脉冲电压,使具产牛超声振动(即超声波的发射),当超声波反射波返回到达压电陶瓷上时,山于声压的作用,它会产生脉冲电势。这样实现了电一声、声一电的转换。采样板作用是进行温度、声时采样,采样板上带CPU控制各部件工作,并将数据转换成串行信号传送给信号处理器。其框图见图4测温管为一不锈钢保护管,内装温度传感器AD590o图4采样线路框图由CPU发出的声时触发信号,经整形后,触发发射电路,激发压电陶瓷晶片,使其发生振荡,产生超声波,超声波从换能器发出,经溶液到反射而,反射回来的回波被晶片接收,经放人整形后,送脉宽转换电路,得到与浓度、温度有关的脉冲宽度,经计数电路后,再转换成串行数据,传送给信号处理器。同样,由CPU发出的温度触发信号,经整形后,触发由AD590组成的温度-脉宽转换电路送至计数电路后,转换成数字串行信号传送给信号处理器。由于声时测量和温度测量是分时交替进行的,所以两个通道共用一个计数器电路,24M振荡器,串行信号转换、发送电路是公川的。2、信号处理器结构信号处理器是根据检测器传送过来的声时及温度信号,计算出硫酸浓度,分别送显示和输出,其框图见图6。图6信号处理器框图①计算机组成信号处理器以ATMEL89C52为CPU,X5045PE2PROM为数据存